Разработка конструкции усилителя выходной мощности портативной радиостанции

Утверждаю

Зав. кафедрой КиПРА

«    »                     2012г.

Техническое задание на разработку

усилителя мощности для портативной радиостанции

1. Цель и назначение работы

1.1 Целью выполнения проекта является разработка конструкции усилителя выходной мощности портативной радиостанции

1.2 Усилитель выходной мощности портативной радиостанции предназначен для увеличения выходной мощности портативной радиостанции и, как следствие, увеличение дальности и улучшение качества радиосвязи

2. Технические характеристики

2.1 Состав изделия

2.1.1. Стабилизатор напряжения усилителя мощности

2.1.2. Стабилизатор напряжения для радиостанции

2.1.3. Усилитель мощности В.Ч.

2.1.4. Усилитель выходной мощности Н.Ч.

2.2. Технические характеристики

2.2.1. Напряжение питания 10,8…15,6 В

2.2.2. Ток, потребляемый усилителем в режиме «передача» не более 4 А

в режиме «прием» не более 0,5 А

в режиме «радиостанция выключена»  не более 5 мА

2.2.3. Диапазон рабочих частот 33÷48,5 МГц,    57÷57,5 МГц

2.2.4. Выходная мощность несущей частоты усилителя мощности 10 Вт.

2.2.5. Минимальная входная мощность усилителя  не менее 2 Вт

2.3. Требования к конструкции

2.3.1. Конструкция изделия должна быть удобно размешена в процессе эксплуатации, быть компактной, внешний вид изделия должен удовлетворять требованиям эстетики и эргономики.

2.3.2. Габаритные размеры без антенны и соединителя должны быть не более 195х75х35мм

2.3.3. Масса изделия не должна превышать 650 грамм

2.3.4. Надписи на изделии должны выполняться стандартными буквами с общепринятыми сокращениями

2.3.5. Климатическое испытание У

2.3.6. Категория размещения  3.1

2.3.7. Механическое исполнение

2.3.7.1.Виброустойчивость 10-70 Гц с амплитудой ускорения 19,6 м/с² (2g)

2.3.7.2. Ударная устойчивость 147 м/с² (15g)

2.3.8. Рабочая температура -25^оС + 55^оС

2.3.9. Относительная влажность воздуха 93% при температуре 25^оС

2.4. Требования к технологичности изделия и элементной базе

2.4.1. В изделии должны быть использованы стандартные элементы, материалы и сырье, разрешенные к применению

2.4.2. Конструкция деталей и сборочных единиц должна быть технологичной и разработана с использованием типовых и перспективных технологических процессов

2.4.3. Изделие должно быть ремонтнопригодным.

2.5Требования к надежности

2.5.1. Время безотказной работы 1000ч при вероятности 0,9

2.5.2. Срок службы изделия с учетом времени хранения должен быть        не менее 7 лет.

2.6. Технико- экономические требования

2.6.1. Изделие должно быть конкурентоспособным

2.6.2. Годовая программа выпуска   1000.шт.

2.7. Требования БЖД охраны окружающей среды

При работе с усилителем должны соблюдаться требования инструкции по охране труда при эксплуатации маломощных радиостанций сети радиосвязи ТОИ Р-45-035-95.Уровни электромагнитного излучения и магнитных полей должны отвечать требованиям ГОСТ 12.1.006 «ССБТ».

«____»___________________2012г.

Руководитель дипломного проекта

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 125 с., 14 рисунков, 30 таблиц, 25 источников, 3 приложения.

РАДИОСВЯЗЬ, ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ, УСИЛИТЕЛЬ, ВЫХОДНОЙ КАСКАД, ФИЛЬТР, РЕФЛЕКСОМЕТР,ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА, КОНСТРУКЦИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ТЕХНОЛОГИЯ, СПРОС, КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ, ЦЕНА, БЕЗОПАСНОСТЬ.

Объектом разработки является усилитель мощности портативной радиостанции, предназначенный для увеличения дальности связи и улучшения её качества.

Цель работы - разработка оптимальной технологичной конструкции конкурентоспособного усилителя мощности, разработка конструкторской документации и технологии изготовления.

Метод исследования - опытно-конструкторские расчеты.

Основные характеристики – выходная мощность усилителя – 10 Вт; питание от бортовой сети автомобиля или стационарного источника питания 12 В; тока потребления в режиме передачи 4 А; диапазон частот 33,0 – 48,5 МГц; масса устройства – 650г.

Экономическая эффективность и значимость работы – расчеты показали, что усилитель мощности конкурентоспособен со своими аналогами на рынке, экономически и технологически эффективен. По разработанной текстовой и технической документации можно изготовить усилитель мощности и выходить на рынок.

Прогнозные предположения о развитии объекта исследования – необходимо применить в электрической схеме микромодуль выходного каскада - «таблетка», позволяющий снизить габариты и объем усилителя мощности.

Содержание

Введение	10
1 Анализ технического задания	12
2 Обзор научно-технической литературы	14
3 Описание принципа работы изделия	21
4 Разработка конструкции	29
4.1 Обоснование конструкторского исполнения	29
4.2 Компоновка печатной платы	32
4.3 Расчёт точности печатного монтажа	38
4.4 Расчет устойчивости конструкции на воздействие ударов	43
4.5 Расчет теплового режима	47
4.6 Расчет надежности	59
5 Разработка технологии изготовления усилителя мощности	65
5.1 Анализ технологичности конструкции	65
5.2 Разработка технологии сборки	76
5.3 Разработка технологии влагозащиты 5.4 Технология выходного контроля	83 84
6 Технико-экономическое обоснование и расчеты	86
6.1 Предварительная оценка планируемой к выполнению проектно-конструкторской работы	86
6.2 Организация и планирование опытно-конструкторских работ	87
6.3 Выбор и обоснование базового варианта	94
6.4 Анализ технической прогрессивности новой конструкции	94
6.5 Анализ изменений функциональных возможностей новой радиоэлектронной аппаратуры	95
6.6 Анализ соответствия новой конструкции нормативам	97
6.7 Определение себестоимости нового изделия	97
6.8 Расчет годовых издержек потребителя в условиях эксплуатации	98
6.9 Расчет полезного эффекта нового изделия в сфере эксплуатации	100
6.10 Образование цены новой конструкции	101
6.11 Образование цены потребления	103
6.12 Обоснование конкурентоспособности новой конструкции	104
6.13 Расчет точки безубыточности производства	105
6.14 Выводы по результатам технико-экономического анализа	108
6.15 Разработка рекламы на новое изделие	108
7 Безопасность жизнедеятельности	111
7.1 Вредные факторы на производстве	111
7.2 Воздействие электрического тока на организм человека	112
7.3 Воздействие электромагнитных излучений на организм    человека	116
7.4 Шум на рабочем месте и мероприятия по его снижению	118
7.5 Негативные воздействия технологического процесса на человека и окружающую среду	122
7.6 Противопожарные  мероприятия Заключение	124 128
Список литературы	129

Введение

Для построения систем подвижной радиосвязи в основном используются ультракороткие волны: метровые (VHF), дециметровые (UHF), сантиметровые (SHF) и миллиметровые (EHF).

Дальность  и качество радиосвязи зависит от совокупности физических факторов и параметров оборудования. Чем выше используемый частотный диапазон, тем меньше зависимость дальности радиосвязи от мощности излучения. Однако в низкочастотном диапазоне УКВ, так называемом диапазоне Low Band, мощность излучения радиостанции существенно влияет на качество и дальность радиосвязи. Этот диапазон (33÷48,5 МГц, 57÷57,5 МГц) очень популярен ещё со времен СССР и используется для радиосвязи, предприятиями силовых структур, пограничниками, МЧС, региональных управлениях железнодорожным транспортом, предприятиями лесхоза, агропромышленного комплекса, службами охраны, скорой помощи, службами ЖКХ, службами энергетики, газа, канализации, водопровода, лифт ремонт, строителями, автодорожными службами. Таким образом, в этом хорошо освоенном диапазоне очень много как стационарных, так и возимых радиостанций, но наибольшее количество в этом диапазоне задействовано портативных радиостанций (в силу специфики работ выше перечисленных служб).

Но портативные радиостанции имеют малую мощность (не более 2-3 Вт) и очень малую эффективность антенн. Штатная антенна портативной радиостанции, как правило, представляет собой закрытую полимерной оболочкой спираль на гибком диэлектрическом стержне. Её длина совершенно не соизмерима с четвертьволновой антенной. При типичных длинах таких штатных антенн в 20 см. их КПД в лучшем случае составит 3 %. А, учитывая специфику этого диапазона- подверженность влиянию