Система цифровой обработки информационного сигнала

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Мая 2015 в 14:14, дипломная работа

Краткое описание

овременная радиоэлектронная аппаратура, без преувеличения, преобразила жизнь людей. Постоянный напряженный поиск ученых и инженеров позволяет вводить в производство все более новые и еще более совершенные изделия.
Объемы производства электроники, количество компаний, занятых разработкой аппаратуры постоянно растет. Идут процессы специализации, национальной и межнациональной кооперации, развивается международное техническое сотрудничество. Вместе с тем, как в любой другой области, нарастают тенденции соперничества, борьбы, конкуренции за новые рынки сбыта. Успех приходит в тех случаях, когда наиболее полно учитывается вся совокупность современных возможностей, правильно определяются запросы и нужды потребителя, обеспечиваются высокие показатели технического совершенства, качества и приемлемости цены.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………………………...6
1 Обзор работ по решаемой проблема и постановка задачи………………………….9
1.1 Обзор принципов оцифровки………………………………………………….....9
1.2 Обзор известных технических решений………………………………………...16
1.3 Обзор разрабатываемой системы………………………………………………..19
1.4 Постановка задачи………………………………………………………………..21
1.5 Техническое задание……………………………………………………………..22
2 Исследовательский раздел…………………………………………………………....23
2.1 Исследование методик определения инструментального сигнала…………...23
2.2 Определение характеристик источника сигнала……………………………….24
2.3 Исследование формата передачи данных MIDI……………………………….28
2.4 Оценка целесообразности широкого применения системы…………………...35
3 Конструкторский раздел……………………………………………………………...26
3.1 Разработка функциональной схемы и обобщенного алгоритма……………....37
3.2 Разработка принципиальной электрической схемы…………………………...39
3.2.1 Входные разъемы……………………………………………………………39
3.2.2 Схема ограничения напряжения…………………………………………....40
3.2.3 Аналоговый мультиплексор………………………………………………...41
3.2.4 Микроконтроллер…………………………………………………………....43
3.2.5 Гальваническая развязка………………………………………………….....49
3.2.6 Микроконтроллер универсальной последовательной шины……………..50
3.2.7 Блок питания…………………………………………………………………55
3.2.8 Устройство управления……………………………..………………………56
3.2.9 Жидкокристаллический индикатор………………………………………...57
3.3 Настройка аппаратного и программного интерфейса…………………………58
3.4 Расчет потребляемой мощности………………………………………………...64
3.5 Расчет надежности…………………………………………………………….....64
4 Безопасность жизнедеятельности……………………………………………………69
4.1 Анализ опасных и вредных факторов, возникающих
при разработке системы……………………………………………………………..…69
4.1.1 Влияние длительных статических нагрузок и
монотонности производимых операций……………………………………………....69
4.1.3 Возможность поражения человека электрическим
током от питающих сетей…………………………………………………………..….70
4.1.4 Возможность возникновение пожаров от электрооборудования………..71
4.2 Разработка мероприятий защиты…………………………………………….....73
4.2.1 Меры по снижению статических нагрузок
на опорно-двигательный аппарат…………………………………………………......73
4.2.2 Меры по снижению нагрузок на органы зрение………………………….76
4.2.3 Меры по обеспечению электробезопасности……………………………..78
4.3 Экологическая оценка системы………………………………………………...80
5 Организационно-экономический раздел……………………………………………86
5.1 Планирование процесса разработки системы цифровой обработки информационного сигнала на базе ПК……………………………………………….86
5.1.1 Определение трудоемкости и продолжительности разработки…………90
5.1.2. Построение ленточного графика разработки системы …………………90
5.2 Расчет затрат на разработку системы…………………………………………..91
5.2.1 Основная заработная плата исполнителей………………………………..92
5.2.2 Дополнительная заработная плата………………………………………....94
5.2.3 Расчет отчислений на социальное страхование…………………………..94
5.2.4 Расчет расходов на материалы……………………………………………..95
5.2.5 Накладные расходы………………………………………………………....95
5.3 Расчет эффективности внедрения результатов разработки…………………..98
5.4 Расчет основных технико-экономических показателей и эффективности использования программного продукта………………………………………………99
5.5 Выводы по организационно-экономическому разделу……………………...101
Заключение…………………………………………………………………………….102
Список использованных источников………………………………………………...103

Прикрепленные файлы: 3 файла

ДИПЛОМЪ.doc

— 3.22 Мб (Скачать документ)

Гимнастика должна включать специальные упражнения для глаз и упражнения для снятия утомления от статического напряжения.

Регламентированные перерывы с интервалом 5 - 10 минут используются на пассивный отдых и для проведения специальной гимнастики работниками индивидуально, в зависимости от степени усталости. В регламентированные перерывы с интервалом 15 минут необходимо проводить комплекс физических упражнений для снятия общего утомления.

Ниже приводится несколько примеров подобных упражнений.

Приступая к работе, подойдите к столу, положите руки на спинку  
стула и сделайте несколько пружинящих наклонов вперед. 
Не отрывая рук от спинки стула, поднимитесь на носки и, подняв руки вверх, прогнитесь назад. Сев на стул, упритесь руками в его сиденье и попробуйте слегка приподняться на руках. Сидеть за рабочим столом старайтесь правильно. Не горбите спину, стопы поставьте параллельно или почти параллельно.

Непосредственно во время работы, попробуйте время от времени менять рабочую позу - чуть больше откиньтесь назад, передвиньте стул, на котором сидите, подальше или, наоборот, поближе к столу. Можно просто пересесть на более высокий или более низкий стул, чтобы изменить высоту посадки. Старайтесь при любой возможности вставать с места, это способствует нормализации кровообращения в нижней части туловища и в ногах.

Во время перерыва, не снимая рук со стола, поднимите и опустите плечи, сделайте ими несколько круговых движений, 
медленно прогнитесь в пояснице, сделайте круговые движения головой, 
повращайте стопами обеих ног, глубоко вдохните и полностью выдохните. 
Доставая бумаги из нижнего ящика, встаньте и, не сгибая ног в коленях, наклонитесь. Сделать это можно и присев на носках, а затем встав без помощи рук. Приседание - хорошее упражнение. Если у вас есть несколько свободных минут, делайте по 5-10 приседаний сразу.

 

4.2.2 Меры по снижению  нагрузок на органы зрение

 

Во время работы за ПК очень важно не допускать усталости и утомления глаз, что возникает из-за особенностей работы монитора. Постоянное мерцание экрана монитора, фокусировка зрения на мелкие детали особенно при черчении, неправильно настроенная яркость и контрастность изображения способствуют постоянному повышенному напряжению мышц глаза, что в итоге может нарушить кровообращение в капиллярах глаза и даже привести к ухудшению зрения.

Большое внимание надо уделять правильному освещению и установке монитора.  Рабочее место должно быть достаточно освещено. Освещения на поверхности рабочего стола в зоне размещения документов должно составлять 300 - 500 лк. Важно, чтобы лучи света не попадали прямо в глаза. Правильно установите экран монитора (центр на 10 - 20 см ниже глаз), выберите верное расстояние (не менее 50 см). Установите экран не в горизонтальном, а в наклонном положении под углом, удобным вашим глазам. Если на таком расстоянии вы испытываете трудности и нечетко видите изображение, то лучше выберите для работы шрифт большего размера.

Периодически на несколько секунд закрывайте глаза, чтобы дать мышцам глаз отдохнуть и расслабиться. Через каждые 40 минут делайте перерыв на 10 минут. Ниже приведены несколько упражнений, помогающих снять напряжение в глазах при работе за компьютером [4.5]:

– закрыть глаза, не напрягая глазные мышцы, а затем широко раскрыть и посмотреть вдаль поверх монитора. Повторить 4 - 5 раз;

Посмотреть на кончик носа, затем перевести взгляд вдаль, также повторяют 4 -5 раз;

– делать круговые движения глазами, не поворачивая головы. Сначала в одну сторону, затем в другую. По окончании упражнения посмотреть вдаль;

– движения по диагонали в одну и другую стороны;

– движения вверх-вниз. Повторяют по 3 - 4 раза;

– универсальное упражнение – посмотреть на указательный  
палец, который сначала удален от глаз на расстоянии 25 - 30 см, затем не сводя с пальца глаз приближается к кончику носа. По окончании посмотреть вдаль.

 

 

 

 

4.2.3 Меры по обеспечению электробезопасности

 

Поражение электрическим током может возникнуть в результате прикосновения к оголенным проводам, находящимся под напряжением или к корпусам приборов, на которых вследствие пробоя или утечки возникло напряжение. Поэтому все токоведущие части прибора должны быть надежно изолированы, кабели питания не должны иметь трещин, разрывов изоляции, изломов. Корпус самого прибора должен быть надежно закрыт и заземлен. Персонал, работающий с прибором, должен знать правила электробезопасности и неукоснительно их соблюдать.

При работе аппаратуры запрещается: проверять на ощупь наличие напряжения токоведущих частей аппаратуры, применять для соединения блоков и приборов провода с поврежденной изоляцией, производить работу и монтаж в аппаратуре, находящейся под напряжением, помещение должно сухое с нормальной температурой воздуха и изолированными полами. При обнаружении каких-либо повреждений прибора, соединительных кабелей или сопутствующего оборудования необходимо незамедлительно отключить прибор от питающей сети и прекратить его эксплуатацию.

Ниже приводятся правила расположения сетевых проводов и розеток, от которых осуществляется питание аппаратуры [4.6].

Согласно противопожарным нормам количество розеток должно быть не менее одной на каждые полные и неполные 6 м2 площади помещения, в случае организации рабочих мест, содержащих электроприборы и ПК рекомендуется установка розеток непосредственно рядом с рабочим местом.

Провода прокладываются только по вертикальным и горизонтальным линиям, а их расположение должно быть точно известно во избежание повреждения при сверлении отверстий, забивании гвоздей и т. д. Горизонтальная прокладка проводится на расстоянии 50 - 100 мм от карниза и балок, на 150 мм от потолка и на 150-200 мм от плинтуса. Вертикально проложенные участки проводов должны быть удалены от углов помещения, оконных и дверных проемов не менее чем на 100 мм. 
Необходимо проследить, чтобы провод не соприкасался с металлическими конструкциями здания.

При наличии горячих трубопроводов (отопление и горячая вода) проводка должна быть защищена от воздействия высокой температуры асбестовыми прокладками, или необходимо применить провод с защитным покрытием. Запрещается прокладывать провода пучками и на расстоянии менее 3 мм друг от друга. В помещениях соединения и ответвления проводов при всех видах электропроводок выполняются в соединительных и ответвительных коробках. Жилы заземляющих и нулевых защитных проводов соединяются между собой посредством сварки.

Присоединение этих проводников к электроприборам, подлежащих заземлению или занулению, выполняются болтовыми соединениями. 
В проводниках, обеспечивающих защитное заземление или зануление, не должно быть предохранителей и выключателей. В противном случае при срабатывании защиты все приборы, включенные в данную линию, окажутся под опасным потенциалом сети.

При монтаже розеток, к которым будет подключаться различное электронное оборудование на рабочем месте важно, чтобы сетевые кабели подключаемых приборов свободно дотягивались до них без натяжения или сильных изгибов. Иначе возможно повреждение проводов, искрение в розетке при плохом контакте между вилкой и розеткой, случайное выпадение вилки, что может привести к повреждению оборудование или потери информации на ПК. Также розетки должны быть легкодоступны для подключения к ним приборов и для ремонта в случае повреждения.

Также на повышении электро и пожаробезопасности положительно сказывается применение розеток, имеющих откидные крышки, надежно закрывающие розетку при отсутствии в ней вилки. Наличие такой крышки препятствует случайному попаданию в розетку посторонних предметов, накоплению в ней пыли,  а также случайному попаданию влаги при уборке помещения. Например, можно применить розетку типа  Legrand Valena силовая розетка 2К+З с крышкой (7701 22), показанную на рисунке 4.2.

 

Рисунок 4.2 – Схематическое изображение розетки Legrand Valena 2К+З с крышкой

 

Также можно применить розетку фирмы GIRA серии E2 с откидной крышкой, показанную на рисунке 4.3.

 

Рисунок 4.3 – Розетка фирмы GIRA серии E2 с откидной крышкой

 

4.3 Экологическая оценка системы

 

Экологическая оценка компьютерной и электронной техники должна рассматриваться на стадиях разработки и получения необходимых материалов, изготовления, эксплуатации, утилизации и переработке компьютерного лома после окончания срока эксплуатации.

Радиокомпоненты, блоки, модули, печатные платы, корпуса, стойки, которые являются составной частью электронной техники, содержат большое количество элементов таблицы Д. И. Менделеева.

Прибор имеет в своем составе черные, цветные, драгоценные и редкоземельные металлы, из которых выполняются:

–  корпус и крепежные элементы (черные металлы);

–  провода для соединений, печатные платы, рисунок печатных плат (цветные и драгоценные металлы);

– на печатных платах установлены электронные компоненты, содержащие драгоценные металлы, такие как золото, серебро и платина.

Очевидно, что после окончания срока использования электронных приборов большая часть из них скорее всего будет выброшена на свалку в виде промышленных отходов. Одним из путей снижения объемов отходов, попадающих в окружающую среду, а также более экономного расходования природных ресурсов является переработка или рециклинг.

Переработка (другие термины: вторичная переработка, рециклинг отходов от англ. recycling - рециклирование и утилизация отходов) — повторное использование или возвращение в оборот отходов производства или мусора. Наиболее распространена вторичная, третичная и т. д. переработка в том или ином масштабе таких материалов, как стекло, бумага, алюминий, асфальт, железо, ткани и различные виды пластика. 

Отходы электронной техники могут быть почти полностью переработаны в основном с извлечением разных металлов пригодных для вторичного использования. Особенно это касается редких и драгоценных металлов, цены на которые на рынке очень высоки.

Рассмотрим более подробно переработку узлов и проволоки из  
меди.

Классификация медьсодержащего лома должна проводиться по [4.7], в соответствии с которым медь целесообразно относить к классу А, группам I и II; латунь - к группам IV-VIII, бронзу - к группам XI-XII. Отходы кабеля и проводов печатных плат следует относить к классу Г, группе ХIII.

Главными компонентами кабелей и проводов в данном приборе являются: медная проволока, пластиковая оболочка проводов, а также жесткая пластиковая основа разъемов.

В большинстве случаев медь извлекают из электрических проводов и кабелей приборов путем химической обработки или разрушения изоляции и извлечения меди с помощью механического процесса разделения. Разделение меди и изоляции может быть также проведено с использованием криогенной обработки.

Основные стадии процесса показаны на рисунке 4.4, сущность процесса заключается в том, что остатки и куски изолированного провода разного размера и массы непрерывно подаются во вращающийся барабан, имеющий спиральные отражатели на внутренней поверхности, Медное сырье в барабане подвергается действию охладителя, в результате чего замерзает и становится хрупким. Отражатели постоянно переворачивают замершую массу с целью максимального охлаждения всего объема сырья. В результате вращения барабана и действия отражателей замороженное сырье постепенно продвигается к выходу из барабана. Далее переохлажденная масса направляется на дробление. В результате чего образуются мелкие частицы металла и изоляционного материала. Затем следует разделение смеси на металл и изоляцию.

 

Рисунок 4.4 – Схема процесса криогенного разделения медной проволоки и изоляции проводов

 

Процесс, разработанный Ф.В. Еггерсом, P.O. Виггером и Р.Л. Коанном, представляет собой «непрерывный метод удаления изоляции из поливинилхлорида (ПВХ) или других материалов, которые могут быть превращены в газ, с медной проволоки без образования нежелательных побочных продуктов.

Метод включает в себя пиролиз изоляции в пиролизной камере с подачей продуктов пиролиза вначале на стадию дожигания, а затем в реактор со сжиженным слоем карбонатом кальция СаСО3 для удаления всех хлоросодержащих соединений из продуктов сжигания.

Схема процесса показана на рисунке 4.5.

Оборудование состоит из пиролизной камеры 1, включающей в себя дожигатель 10, реактора со сжиженным слоем 14, пылесборника 15 и вентилятора 17. Мелко измельченное медное сырье непрерывно подается транспортером 3 через водоотделитель 2 в камеру 1.

Сырье с помощью транспортера 4а перемещается по плите 4 через пиролизную камеру, где воспламеняется и разлагается в атмосфере. Требуемая температура нагрева обеспечивается горелкой 5, обычная температура нагрева составляет 315 - 350 °С.

 

Рисунок 4.5  -  Схема процесса отделения изоляции из ПВХ от медного провода путем пиролиза

 

В пиролизной камере происходит сгорание изоляции, которая содержится в сырье. Чистая медная проволока выводится из камеры через гидравлический затвор 6; в нем происходит охлаждение и последующая очистка меди. Продукция из гидравлического затвора 6 собирается в приемнике 7.

Газы и дым, образующиеся в процессе пиролиза, поступают в дожигатель 10, который имеет горелку 8 и отверстие для подачи воздуха 9.

Продукты, содержащие остатки хлора, пропускаются через реактор со сжиженным слоем 14, где находится гранулированное вещество, содержащее карбонат кальция. В результате происходит химическая реакция, при которой хлор реагирует с карбонатом кальция с образованием хлорида кальция СаС12.

Из реактора 14 газы проходят через сборник 15, после чего удаляются вентилятором 17.

При переработке отходов кабеля и проводов извлекают черновой металл и различные побочные продукты, которые получаются в процессе термического разложения органических материалов под давлением в герметичном реакторе с наружным обогревом. Летучие продукты разложения периодически выпускают в систему, служащую для извлечения паров, а нелетучие продукты, прежде всего уголь, удаляют механическими способами.

Затем полученная черновая медь проходит стадии очищения и переплавки в основном в шахтных печах, в результате чего извлекается около 98% меди. Эта полученная медь может быть использована для получения медных сплавов типа бронзы и латуни,  а также после дополнительной очистки может снова использоваться для производства проводов, контактов в разъемах и других деталей электронной техники.

ЭКОНОМ плакат.pub

— 3.10 Мб (Скачать документ)

Экономика.jpg

— 1.52 Мб (Скачать документ)

Информация о работе Система цифровой обработки информационного сигнала