Шифратор голосовых телефонных сообщений

      Рисунок печатной платы со стороны расположения деталей представлен на рис. 3.1, а со стороны выводов – на рис. 3.2. Копии экранов этих программ приведены на рис. 3.3 и рис. 3.4.

Рисунок 3.1 Рисунок печатной платы со стороны деталей 

Рисунок 3.2 Рисунок печатной платы со стороны выводов 

Рисунок 3.3 Окно программы CircuitMaker 6.0

Рисунок 3.4 Окно программы TraxMaker 3.0

 

      

4. Моделирование шифратора

 

      Разработка  любого блока сопровождается физическим или математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами, поскольку требуется изготовление макетов и их трудоемкое исследование. Часто физическое моделирование просто невозможно. В этом случае прибегают к математическому моделированию с использованием средств и методов вычислительной техники.

1. Схемотехническое  моделирование

 

      Существует  большое количество программ, способных  проводить математическое моделирование  электрических схем. Например, Micro-Cap, DesingLab, CircuitMaker, Electronics Workbench. Остановимся на последней программе, т.к. она наиболее проста в освоении и удобна в пользовании. При работе с программой была использована литература [25]. 

      Моделирование биквадратного полосового фильтра

      Схема установки для моделирования биквадратного фильтра приведена на рис. 4.1. На вход фильтра подается синусоидальный сигнал амплитудой 150мВ. Ко входу и к выходу подключается прибор для снятия ФЧХ и АЧХ. График амплитудно-частотной характеристики, полученный по этой схеме приведен на рис. 4.2.

Рисунок 4.1 Схема установки для моделирования биквадратного фильтра 

Рисунок 4.2 АЧХ биквадратного фильтра 

      Моделирование полосового фильтра A4

      Схема для полного моделирования полосового фильтра А4 приведена на рис. 4.3, а АЧХ фильтра А4 на рис. 4.4 (сравните с рис. 2.14). На вход фильтра подается синусоидальный сигнал амплитудой 150мВ. Ко входу и к выходу подключается прибор для снятия ФЧХ и АЧХ.

Рисунок 4.3 Схема установки для полного моделирования фильтра А4 

Рисунок 4.4 АЧХ фильтра А4 

      Моделирование микрофонного усилителя A1

      Схема для моделирования микрофонного усилителя А1 приведена на рис. 4.5. На вход усилителя подается синусоидальный сигнал амплитудой 50мВ. Ко входу и к выходу подключается осциллограф. Осциллограммы входного и выходного напряжений приведены на рис. 4.6. Как видно из этого рисунка, выходное напряжение усилено в 2,4 раза, что очень близко к рассчитанному значению (2,5 раза). Кроме того, синусоида на выходе не «обрезается». Это свидетельствует о том, что данный усилитель незначительно искажает сигнал.

Рисунок 4.5 Схема для моделирования микрофонного усилителя А1 

Рисунок 4.6 Осциллограммы входного и выходного напряжений блока А1

 

       Моделирование модулятора

      Схема для моделирования модулятора приведена на рис. 4.7.

Рисунок 4.7 Схема для моделирования модулятора 

Рисунок 4.8 Осциллограмма выходного сигнала модулятора 

      На  вход усилителя подается синусоидальный сигнал амплитудой 150мВ. Для более наглядного наблюдения выходного сигнала, на выходе модулятора включен пассивный фильтр нижних частот. Ко входу и к выходу подключается осциллограф. Осциллограмма выходного напряжений приведена на рис. 4.8. Как видно из этого рисунка, частота выходного сигнала равна 1724Гц (580 мкс), что очень близко к рассчитанному значению (15700Гц – 14000 = 1700Гц).

      В целом, схемотехническое моделирование  с помощью программы Electronics Workbench подтвердило результаты теоретического расчета данных схем.

2. Лабораторная  работа

 

      В ходе дипломирования была проведена  работа по моделированию модулятора. Так как частоты сигналов невысоки (до 20кГц), то стало возможным применение звуковой карты персонального компьютера. Для формирования синусоидального сигнала использовалось ПО Sweep and Function Generator v.1.0. В качестве анализатора спектра использовалось ПО Nero Wave Editor. Схема установки приведена на рис. 4.9. На вход модулятора с линейного выхода звуковой карты подается сигнал, который задается генератором (см. выше). Сигнал с выхода модулятора подается на линейный вход звуковой карты, при этом производится запись одной секунды сигнала в Nero Wave Editor и далее рассматривается спектр. Принципиальная схема мдулятора аналогична схеме рис. 4.7. Частота сигнала гетеродина составляет около 11700Гц. Спектрограмма выходного сигнала при частоте входного 1000Гц приведена на рис. 4.10. Спектрограмма выходного сигнала при частоте входного 12000Гц приведена на рис. 4.11. 

Рисунок 4.9 Схема подключения модулятора 

Рисунок 4.10 Спектрограмма выходного сигнала модулятора при подачи входного сигнала частотой 1000Гц 

Рисунок 4.11 Спектрограмма выходного сигнала модулятора при подачи входного сигнала частотой 12000Гц 

 

      

5. Технико-экономическое  обоснование проекта

 

      При проведении разработок новых систем экономические показатели дают обобщенную оценку конструкции новой системы. Они помогают перейти от многочисленных отдельных технических параметров к оценке конструкции в целом. Экономические показатель дают обобщенную оценку в денежном варианте самых разных достоинств и недостатков систем нового типа, помогают исследовать различные варианты конструкции и экономически оценить новую техническую идею. Целью экономического расчета являются экономическое обоснование данного проекта, т.е. обоснование экономической выгоды.

      Для достижения этой цели построим работу по следующим этапам:

• расчет затрат на заработную плату разработчика;
• расчет затрат на сырье и материалы;
• расчет затрат на покупные комплектующие;
• расчет накладных расходов;
• расчет затрат на заработную плату производственных рабочих;
• расчет цеховой себестоимости;
• расчет производственной себестоимости;
• расчет полной себестоимости;
• расчет цены изделия;
• расчет прибыли завода изготовителя;
• расчет годового экономического эффекта от использования новой техники;
• расчет интегрального коэффициента качества;
• заключительные выводы по технико-экономическому обоснованию.

1. Расчет  затрат на техническую  подготовку

 

Расчет  затрат на заработную плату разработчика 

      Под проектированием будем понимать совокупность мероприятий, которые необходимо выполнить, чтобы разработать систему. Расчеты экономической эффективности разрабатываемого шифратора начинаем с определения расходов на подготовку и освоение производства Техническая подготовка производства - это совокупность работ по проектированию и внедрению новых и совершенствованию ранее освоенных приборов, устройств, изделий. Затраты на техническую подготовку включают;

• затраты на заработную плату разработчика (основную, дополнительную, отчисления на социальные нужды);
• затраты на сырье и материалы;
• затраты на покупные комплектующие,
• накладные расходы.

      Для расчета затрат на заработную плату  разработчика необходимо определить длительность каждого этапа разработки согласно утвержденного календарного графика в часах.

      Расчет  будем производить по экспертным оценкам, применив формулу:

      где t₀ - ожидаемая длительность работ; t_min и t_max - соответственно наибольшая и наименьшая длительность работ.

      Для расчета используем календарь рабочих  дней по пятидневке. Норма часов - 8 часов в день.

      Рассчитаем  часовую тарифную ставку исполнителя:

      где Т_к – тарифный коэффициент.

      Для доцента часовая тарифная ставка по 15 разряду ETC составляет 4,07руб. Для инженера часовая тарифная ставка по 11 разряду ETC составляет 2,5руб. Рассчитаем затраты на заработную плату на этапе разработки и сведем их в табл. 5.1.

Таблица 5.1 Расчет затрат на заработную плату

      Соответственно  получаем:

 

Расчет  затрат на сырье и  материалы 

      Стоимость материалов, используемых в технологических  процессах, определим на основании норм расхода каждого вида материалов и прейскурантных цен за вычетом стоимости отходов, которые также определяются по прейскурантам.

      Итак  рассчитаем затраты на сырье и  материалы и сведем в табл. 5.2.

Таблица 5.2 Затраты на сырье и материалы