Электроника и радиотехника - готовые работы

Краткие теоретические положения
При рассмотрении основ расчета ARC-фильтров мы исходим из того, что фильтр целиком состоит их линейных элементов, отсюда следует, что входной и выходной сигналы связаны друг с другом линейно. В курсовой работе мы рассматриваем расчет ARC-фильтров на базе частотных соотношений. Синтез фильтров рассматривается по их передаточной функции, записанной в операторной форме:

где U2(p) и U1(p) — соответственно выходное и входное оператоные напряжения.
Передаточные функции фильтров H(p) имеют вид дробно-рациональной функции комплексного переменного p.
Элементарной базой ARC-фильтров со сосредоточенными параметрами являются пассивные элементы — резисторы и конденсаторы. В качестве активного элемента мы будем использовать источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН). Это активный четырехполюсник, являющийся управляемым источником (идеальный усилитель) со следующими свойствами:

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
В качестве исходных данных к курсовому проекту задается следующее:
1. Исходные операнды - десятичные числа с целой и дробной частью, над которыми производится операция умножения (Мн=29.63, Мт=63.29).

2. Алгоритм выполнения операции умножения: Б.

3. Метод ускоренного умножения на базе которого строится умножитель:
• умножение закодированного двоично-четверичного множимого на 2 разряда двоичного множителя одновременно в прямых кодах;
Преобразование множителя производится для исключения из процесса умножения диады множителя 11.
4. Двоичные коды четверичных цифр множимого для работы в двоично-четверичной системе счисления (вариант кодирования учитывается при выполнении арифметических операций: 04 - 10, 14 - 01, 24 - 00, 34 - 11. )
5. ). Множитель представляется обычным весомозначным кодом: 04 - 00, 14 - 01, 24 - 10, 34 - 11.

6. Тип синтезируемого устройства умножения:
• умножитель 2-го типа строится на базе ОЧУС, ОЧС и регистра результата.

7. Способ минимизации и логический базис для аппаратной реализации ОЧУС (Алгоритм Рота) и ОЧС (Карты Карно-Вейча) , ОЧС реализуется на мультиплексорах.

Введение
Задачей курсового проектирования является закрепление теоретических положений курса «Аналоговые измерительные устройства», а также углубление и приобретение новых знаний при самостоятельной работе с литературными источниками, приобретение навыков практического проектирования конкретных электронных устройств, в том числе с применением ЭВМ.
В настоящее время для инженерных расчетов широко применяются различные пакеты прикладных программ, ориентированных на разные виды расчётов. В курсовой работе для расчетов использовались следующие пакеты:
- MathCad 8.0 – для проведения расчетов пояснительной записки.
- Electronics WorkBench 4.1 – для моделирования рассчитанных узлов.
- Microsoft Word XP – для написания пояснительной записки.
- AutoCAD 2002 – для создания принципиальной схемы устройства.

1 Обоснование и выбор функциональной схемы
Низкочастотный усилитель проектируется на основе входного усилителя, предварительного усилителя и усилителя мощности. Для обеспечения нужной величины входного сопротивления и коррекции искажений частотной характеристики используется входной усилитель. Для обеспечения качественных показателей выходного сигнала используется усилитель мощности с глубокой отрицательной обратной связью. Для обеспечения блоков аппаратуры выходными напряжениями (токами) заданного номинала и качества используется источник питания. Функциональная схема усилителя низкой частоты представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Функциональная схема усилителя низкой частоты:
ВУ – входной усилитель; РУ – регулятор уровня; ПУ – предварительный усилитель; УМ – усилитель мощности; ЦООС – цепь частотно-зависимой отрицательной обратной связи.
На усилитель мощности от источника поступает сигнал через разделительную емкость (Cр) с входного усилителя (ВУ), который служит для обеспечения заданного входного сопротивления (Rвх). Разделительная емкость необходима для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напряжения. Для регулирования величины выходного напряжения сигнал с входного усилителя поступает на регулятор уровня.
Источник питания является выпрямительным устройством и состоит из четырех узлов: трансформатора, выпрямительного диодного моста, сглаживающего фильтра и усилительного каскада. Трансформатор необходим для получения заданного напряжения. Диодный мост необходим для выпрямления переменного напряжения. Сглаживающий фильтр использую для уменьшения пульсаций напряжений в схеме. В качестве него использую электролитические конденсаторы большой емкости. Роль усилительного каскада выполняют параллельно-балансные каскады на биполярных транзисторах.
2. Выбор и расчет принципиальных схем узлов устройства
2.1 Выбор операционного усилителя для входного и предварительного усилителя.
Выберу операционный усилитель (ОУ) для предварительного усилителя (ПУ). Основным параметром для выбора ОУ является частота единичного усиления. Проанализирую схему усилителя мощности (УМ): на вход устройства подается линейный сигнал , на выходе устройства снимается сигнал (2.1.1). Таким образом, коэффициент передачи устройства равен (2.1.2). Зная величину , можно определить коэффициент передачи отрицательной обратной связи: (2.1.3). С выхода ПУ на вход УМ

Магнитоэлектрическое реле - это электромеханическое реле, работа которого основана на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита с током в обмотке, подведенным извне.
На рис. 1.1, а схематично изображена одна из конструкций такого реле. Его магнитная система состоит из постоянных магнитов 1 и 3, сердечника 4 и ярма 2. В рабочих зазорах вращается рамка 5 с намотанной на ней обмот-кой. Ток к обмотке от внешнего источника подводится по спиральным про-водам, которые служат также возвратными пружинами. При отсутствии тока в обмотке они создают момент, удерживающий подвижный контактный эле-мент 6 замкнутым с неподвижным контактным элементом 7.
При допущении равномерности магнитного поля в рабочих зазорах с учетом закона Ампера следует, что вращающий момент, действующий на обмотку, определяется выражением
(1.1)
где - средний радиус, активная длина и число витков обмотки в рабо-чем зазоре соответственно; - составляющая магнитной индукции, направ-ленная по радиусу ; - ток в обмотке от внешнего источника; - элек-тродинамическая сила, действующая на активную длину обмотки.

1. Что такое пьезоэлектрические двигатели?
Пьезоэлектрическими микродвигателями (ПМД) называются двигатели, в которых механическое перемещение ротора осуществляется за счет пьезоэлектрического или пьезомагнитного эффекта.
Пьезоэлектрические двигатели основаны на применении одного из многих известных конструктивных принципов реализации процесса преобразования электрической энергии в механическую, по которому накоплен опыт теоретических и экспериментальных исследований, достаточный для промышленного освоения и серийного производства, для внедрения в технику. Статор двигателя содержит пьезокерамическое кольцо, на котором укреплены толкатели, упирающиеся на внутреннюю поверхность ротора, выполненного в виде цилиндрической чашки, закрепленной на валу. На торцевые поверхности пьезокерамического кольца нанесены электроды, подключаемые к генератору ультразвуковых колебаний. Частота генератора соответствует одной из частот собственных механических колебаний пьезокерамического кольца в радиальном направлении.
Процесс преобразования колебаний пьезокерамического кольца в поступательное (вращательное) движение ротора (механическое детектирование) осуществляется следующим образом:
• при включении генератора механические колебания пьезокерамического кольца через толкатели передаются на ротор;
• в области фрикционного контакта толкателей с ротором векторы сил, передаваемых толкателями, раскладываются на составляющие — составляющую вдоль радиуса ротора и составляющую, направленную по касательной к окружности ротора;
• последняя составляющая приводит ротор во вращательное движение, скорость вращения ротора при этом пропорциональна амплитуде механических колебаний кольца.
Рассмотрим подробнее что такое пьезоэлектрический эффект.

В настоящее время вопрос об автоматизации систем стоит на очень высоком уровне, то есть его решают большинство производителей различных товаров. Это связано в первую очередь с экономическим эффектом роста производительности и качества выпускаемого товара. За рубежом системы автоматизации применяют-ся довольно широко и производятся на высоких технологиях. В нашей стране системы автоматизации производятся не в таком количестве, которое необходимо для реализации всех потребностей производства. Поэтому зачастую используют зарубежные, наиболее доступные системы автоматизации.
В данном курсовом проекте используется японский контроллер Omron CPM2A-60CDR-A. Для автоматизации отдельного объекта кантователя рулонов. Это позволяет повысить производительность цеха за счет снижения времени на затраты по работе системы.
В системе применяются бесконтактные оптические датчики типа OS AF25A-31P-2,5-LZ-H и OY AF25A-2-2,5-P-H, конечные выключатели типа КУ-701. Для обеспечения питания датчиков применен блок питания постоянного тока с вы-ходным напряжением 24В. В системе также предусмотрено выявление аварийной ситуации с последующей индикацией и звуковым сигналом.
Также система позволяет упростить работу оператора, сократить время на поиски неисправностей и сокращения обслуживающего персонала. Это достига-ется за счет использования программируемого контроллера Omron CPM2A-60CDR-A и работоспособности систем без участия оператора.

2. Теоретическая часть.
Рупорные антенны (РА) подразделяются на следующие группы (рис.1):
1. Рупорные антенны с двумя параллельными стенками – секториальные РА, которые при возбуждении волной прямоугольного волновода имеют расширение в плоскости вектора или (соответственно, - и -секториальные РА, (рис.1, а, б).
2. РА с равномерным расширением сечения во всех направлениях при приближении к раскрыву. Самым простым, соответствующим прямоугольному волноводу, является пирамидальный рупор (рис.1, в). Для конической РА (рис.1, г) возбуждение производится преимущественно круглым волноводом. Особенностью экспоненциального рупора (рис.1, д) с прямоугольным или круглым сечением является согласование в широкой полосе частот при правильном выборе размеров. Кроме того, применяются сложные РА, соответствующим образом составленные из плоских частей стенок.
3.. РА с полным или частичным отклонением хода лучей внутри самого рупора
– рупорно-параболические антенны (рис.1, е).

Введение.
Эффективность экономики страны и вагонного хозяйства во многом зависит от технического уровня производства. Социальная переориентация экономики, стремление удовлетворять запросы потребителя неразрывно связаны с повышением качества управ-ления производством, всесторонней интенсификацией и ресурсосбережением. Проблема повышения качества продукции, труда и эффективности производства может быть успеш-но решена лишь на основе его автоматизации.
Характерной чертой современного этапа является автоматизация процессов про-изводства и управления. Она достигается за счет создания автоматизированных и автома-тических систем машин, робототехнических комплексов, созданием автоматизированных рабочих мест специалистов и руководителей, м.е. информационных технологий.
Автоматизация повышает производительность и эффективность производства и развивается на основе комплексно-механизированного производства, внедрения новых высокоэффективных технологических процессов.
Для решения вопросов автоматизации необходимо, чтобы инженеры путей сооб-щения знали и могли использовать:
- устройство, технико-экономические характеристики, методы проектирования и расчета автоматических машин;
- системы автоматического управления машинами и процессами и методы их по-строения;
- методы оценки уровня автоматизации машин и производства;
- методы оценки технического уровня производства, производительности и на-дежности машин.
Потребность разработки и внедрения средств автоматизации в вагоностроении и вагонном хозяйстве обусловлена ростом объемов вагоностроительного и вагоноремонтно-го производств (под влиянием увеличения численности подвижного состава, изменения его структуры, увеличения доли специализированных и специальных вагонов, повышения их конструкционной сложности), сравнительно низким уровнем механизации и автомати-зации производства и социальными факторами.
Поставка и эксплуатация вагонов различного конструктивного исполнения, ос-нащение их сложными системами и оборудованием, старение эксплуатируемого парка ва-гонов, уровень заработной платы работников еще в большей степени обусловливают не-обходимость автоматизации и комплексной механизации производства и ремонта вагонов.
К предприятиям по производству, ремонту и техническому обслуживанию ваго-нов относятся вагоностроительные и вагоноремонтные заводы, вагонные депо, депо по ремонту контейнеров, пункты подготовки вагонов к перевозкам, пункты технической пе-редачи вагонов, пункты технического обслуживания и др.
Производственные процессы перечисленных предприятий значительно отлича-ются друг от друга по назначении, способам организации производства, типам технологи-ческих процессов, применяемому оборудованию, объемам работ и т.д.
В курсовом проекте рассматривается машина для мойки и сушки роликовых по-дшипников МСП в качестве примера автоматизированного технологического процесса вагонно-ремонтного производства на определенном этапе.

После анализа существующего электропривода нажимного устройства прокатной клети стана 2300, была предложена модернизация машинного преобразователя с редуктором на тиристорный преобразователь – двигатель с редуктором.
Был проведён поверочный расчёт мощности нового двигателя нажимного устройства. Произведена проверка выбранного двигателя. Двигатель рекомендуется к установке.
Применение тиристорных преобразователей позволит значительно повысить производительность прокатного стана и надёжность работы ( в сравнении с устаревшим оборудованием ).
В проекте разработана двухконтурная схема регулирования электроприводом. Рассчитаны параметры схемы регулирования и построены характеристики для основных режимов работы.
Применение системы тиристорный преобразователь – двигатель, позволит расширить диапазон регулирования скорости и уменьшить броски тока в двигателе. Это приведёт к экономии электроэнергии. В работе представлен расчёт сетевого графика работ и экономической эффективности внедрения данной разработки. Срок окупаемости составил 0,15 года.

2.1. Построение вольт-фарадной характеристики канала.
Ёмкость между затвором и подложкой МОП-структуры будем рассматри-вать как два последовательно включённых конденсатора.
Один, из которых образуется металлом и границей Si-SiO2, его ёмкость рав-на const и равна С0.
Другой конденсатор образуется в режиме обеднения и инверсии за счёт на-личия обеднённой области. Эта ёмкость не линейна и зависит от ряда параметров.
Общая ёмкость имеет следующую оценку:
- при Uз