РЕФЕРАТ
Пояснительная записка к дипломной работе, 36 рис., 10 табл., 25 источников.
Объект работы – устройство передачи информации по сети электропитания. Передающая часть.
Цель проекта – разработка устройства передачи информации по сети электропитания для организации локальных компьютерных сетей. Разработка передающей части устройства.
В результате проведения дипломной работы была проведена разработка физического уровня передающей части устройства передачи информации по сети электропитания. Проведен анализ и выбор способов кодирования и модуляции. Разработан алгоритм работы передающей части устройства. Произведен выбор элементной базы.
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПЕКТР, DSP-КОНТРОЛЛЕР, УСТРОЙСТВО ПРИСОЕДИНЕНИЯ, ТРЕЛЛИС-КОДИРОВАНИЕ, МОДУЛЯЦИЯ, СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ, ИНФОРМАЦИОННАЯ СКОРОСТЬ, ВРЕДНЫЕ И ОПАСНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ, КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ.
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ УСТРОЙСТВ
2. ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РЕАЛЬНОГО КАНАЛА СВЯЗИ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
4. АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОДИРОВАНИЯ
4.1 Линейные методы кодирования
4.2 Сверточные коды
5. ОБЗОР ВИДОВ МОДУЛЯЦИИ
6. ОПИСАНИЕ ВНЕШНЕГО ИНТЕРФЕЙСА
6.1 Расчет полосовых фильтров
6.2 Описание адаптивного эквалайзера
6.3 Описание эхокомпенсатора
6.4 Описание устройства присоединения
7. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА РАБОТЫ ПЕРЕДАЮЩЕЙ ЧАСТИ УСТРОЙСТВА. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
8. ОХРАНА ТРУДА
8.1 Анализ условий труда
8.1.1 Декомпозиция системы «человек – машина - среда»
8.2 Анализ вредных факторов
8.3 Техника безопасности
8.4 Производственная санитария и гигиена труда
8.5 Пожарная профилактика
9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
9.1 Характеристика изделия
9.2 Исследование и анализ рынков сбыта
9.2.1 Параметрическая сегментация рынка
9.3 Затраты на разработку устройства
9.4 Расчет договорной цены изделия
9.5 Анализ безубыточности производства устройства
9.6 Расчет ожидаемой прибыли
9.7 Оценка конкурентоспособности устройства
9.7.1 Анализ конкурентоспособности приемной части устройства по техническим параметрам
9.7.2 Расчет интегрального показателя конкурентоспособности
ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
ВВЕДЕНИЕ
Компьютерные сети прочно закрепились во многих отраслях деятельности человека. Поэтому многие производители компьютерной техники, наряду с выпуском компьютеров и периферийных устройств, наладили выпуск сетевого оборудования и программного обеспечения. При этом для объединения в сеть нескольких компьютеров и периферийных устройств, они используют различные технические решения. Однако основные принципы обмена информацией между компьютерами или компьютерами и периферийными устройствами остаются везде неизменными. Во всех существующих технологиях есть свои преимущества и недостатки. И поэтому каждая технология находит применение в тех ситуациях, где она наиболее удовлетворяет потребностям пользователей.
При современном уровне развития компьютерной техники и сетевых технологий, к компьютерным сетям предъявляются жесткие требования. Компьютерная сеть должна обеспечивать требуемую для конкретных условий скорость передачи; так же она должна быть мобильной, с большим количеством точек доступа, при этом не должна требоваться прокладка кабеля; сеть должна иметь простое администрирование; она должна обеспечивать высокую надежность при простых технических решениях; сеть должна поддерживать все возможные типы сетевого оборудования и при всем этом она должна быть дешевой.
При всеобщей глобальной компьютеризации, как простого населения, так и предприятий, организаций и спецслужб появилась необходимость организации временных компьютерных сетей в очень короткое время. В основном такая необходимость возникает на предприятиях и организациях занятых исследовательской деятельностью или раздельным выполнением одного проекта, а так же у организаций занятых ликвидацией чрезвычайных ситуаций.
Одним из возможных вариантов организации временных компьютерных сетей является система передачи данных по энергосетям, физический уровень передающей части которой разрабатывается в данной дипломной работе.
В дипломной работе будет разработана передающая часть устройства передачи данных по энергосетям.
Раздел "Охрана труда" выполняется с целью создания безопасных условий труда при работе с компьютерной техникой, в частности с разрабатываемым устройством.
В экономической части диплома будет произведен расчет себестоимости проектируемого устройства и анализ конкурентоспособности.
АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОДИРОВАНИЯ
Линейные методы кодирования
Данные пользователя, поступающие от DTE, уже являются цифровыми, представленными в униполярном или биполярном коде без возврата к нулю — NRZ. При передаче данных на большие расстояния в коде NRZ возникают следующие проблемы. С течением времени нарастает постоянный ток, блокируемый некоторыми электрическими устройствами цифрового тракта, например, трансформаторами, что приводит к искажению передаваемых импульсов. Передача длинных серий нулей или единиц приводит к нарушению правильной работы устройств синхронизации. Отсутствует возможность контроля возникающих ошибок на уровне физического канала.
Перечисленные проблемы решаются при помощи линейного кодирования. Параметры получаемого линейного сигнала должны быть согласованы с характеристикой, используемой линии, и отвечать ряду следующих требований. Энергетический спектр линейного сигнала должен быть как можно уже. В нем должна отсутствовать постоянная составляющая, что позволяет повысить верность либо дальность передачи. Структура линейного сигнала должна обеспечивать возможность выделения тактовой частоты на приемной стороне. Необходимо обеспечить возможность постоянного контроля за ошибками на уровне физической линии. Линейный код должен иметь достаточно простую техническую реализацию. Примеры линейных кодов приведены на рис. 4.1 [2].
Формирование требуемого энергетического спектра может быть осуществлено соответствующим изменением структуры импульсной последовательности и выбором нужной формы импульсов
Рисунок 4.1 - Примеры кодирования линейными кодами
Например, даже сокращение длительности импульсов в два раза (биимпульсный код с возвратом к нулю, RZ) вдвое уменьшает уровень постоянной составляющей и увеличивает уровень тактовой составляющей в спектре такого сигнала.
Код Манчестер характеризуется однозначным соответствием последовательности чередования импульсов внутри тактового интервала. А именно, "1" исходного цифрового сигнала передается нулевым импульс в первом полутактовом интервале и единичным — во втором. Для символа "О" принимается обратный порядок чередования импульсов (биимпульс 10).
Относительное кодирование позволяет решить проблему неопределенности фазы биимпульса на приемной стороне.
Сверточные коды
Сверточный код создается прохождением передаваемой информационной последовательности через линейный сдвиговый регистр с конечным числом состояний. В общем виде, регистр сдвига состоит из К (k-битовых) ячеек и линейного преобразователя, состоящего из n функциональных генераторов и выполняющего алгебраические функции. Входные данные к кодеру, которые считаются двоичными, поступают вдоль регистра сдвига по k бит за раз. Число входных бит для каждой k-битовой последовательности равно n. Следовательно, кодовая скорость, определенная как RC=k/n, согласуется с определением скорости блокового кода [18]. Параметр К называется кодовым ограничением сверточного кода. Для пояснения принципа работы кодера рассмотрим сверточный кодер со скоростью кода 1/3, показанный на рис.4.2.
Считается, что первоначально все ячейки регистра сдвига находятся в нулевом состоянии. Допустим, что первый входной бит «1». Он без задержек появляется на выходе первой ячейки регистра и, соответственно, на всех трех входах выходного ключа (мультиплексора). Ключ поочередно выдает содержимое входов, и в результате выходная последовательность из трех бит будет – 111. Допустим, что второй входной бит «0». Он записывается в первую ячейку регистра, вытесняя предыдущий бит («1»), во вторую ячейку – и на входах мультиплексора появляются 001. Если третий входной бит 1, выходная последовательность 100 и т. д. Таким образом, в ответ на каждый входной бит (k=1) сверточный кодер откликается тремя битами, по числу функциональных генераторов (n=3).
Рисунок 4.2 – Сверточный кодер со скоростью кода 1/3
Имеются три альтернативных метода описания сверточного кода: древовидная диаграмма, решетчатая диаграмма и диаграмма состояний. Для приведенного выше кодера древовидная диаграмма показана на рис. 4.3.
Предположим, что кодер находится в нулевом состоянии (все нули). Диаграмма показывает, что, если первый вход 0 – выходная последовательность 000, а если первый вход 1 – выходная последовательность 111. Если в следующий момент первый вход 1, а второй 0, то второй набор выходных бит 001. Далее, если третий входной бит 0, то выходная последовательность 011, если же третий входной бит 1, то на выходе – 100.
Аналогичным способом можно описать более сложный код со скоростью 2/3, а так же недвоичные коды (если число символов в алфавите q³2k, k>1)
Рисунок 4.3 – Древовидная диаграмма для кода со скоростью 1/3
Сверточные коды относятся к помехоустойчивым кодам, поэтому они часто используются после относительных кодов, которые являются накопителями ошибок, а так же сверточное кодирование используется в системах с модуляцией, обладающей низкой помехоустойчивостью. Так, применение многопозиционной QAM в чистом виде сопряжено с проблемой недостаточной помехоустойчивости. Поэтому во всех современных высокоскоростных протоколах QAM используется совместно с решетчатым кодированием — специальным видом сверточного кодирования. В результате появился новый способ модуляции, называемый треллис-модуляцией (ТСМ). Выбранная определенным образом комбинация конкретной QAM помехоустойчивого кода в отечественной технической литературе носит название сигналъно-кодовой конструкции (СКК). СКК позволяют повысить помехозащищенность передачи информации наряду со снижением требований к отношению сигнал/шум в канале на 3—6 дБ. При этом число сигнальных точек увеличивается вдвое за счет добавления к информационным битам одного избыточного, образованного путем сверточного кодирования. Расширенный таким образом блок битов подвергается все той же QAM. В процессе демодуляции производится декодирование принятого сигнала по алгоритму Витерби [11]. Именно этот алгоритм за счет использования введенной избыточности и знания предыстории процесса приема позволяет по критерию максимального правдоподобия выбрать из сигнального пространства наиболее достоверную эталонную точку.
Выбор способов модуляции и кодирования сводится к поиску такого заполнения сигнального пространства, при котором обеспечивается высокая скорость и высокая помехоустойчивость. Комбинирование различных ансамблей многопозиционных сигналов и помехоустойчивых кодов порождает множество вариантов сигнальных конструкций. Согласованные определенным образом варианты, обеспечивающие улучшение энергетической и частотной эффективности, и являются сигнально-кодовыми конструкциями. Задача поиска наилучшей СКК является одной из наиболее сложных задач теории связи. Современные высокоскоростные протоколы модуляции (V.32, V.32bis, V.34 и др.) предполагают обязательное применение сигнально-кодовых конструкций.
Все применяемые сегодня СКК используют сверточное кодирование со скоростью n—1/n, т.е. при передаче одного сигнального элемента используется только один избыточный двоичный символ [2].
Таким образом, в системах с нестабильной помеховой обстановкой для обеспечения высокой помехоустойчивости целесообразно использовать сочетание относительного кодирования и сверточного кодирования, а в случаях применения QAM – треллис-модуляции.
ОБЗОР ВИДОВ МОДУЛЯЦИИ
Преобразование несущего гармонического колебания (одного или нескольких его параметров) в соответствии с законом изменения передаваемой информационной последовательности называется модуляцией. При передаче цифровых сигналов в аналоговом виде оперируют понятием – манипуляция.
Способ модуляции играет основную роль в достижении максимально возможной скорости передачи информации при заданной вероятности ошибочного приема. Предельные возможности системы передачи можно оценить с помощью известной формулы Шеннона, определяющей зависимость пропускной способности С непрерывного канала с белым гауссовским шумом от используемой полосы частот F и отношения мощностей сигнала и шума Pс/Pш .
, (5.1)
где PС — средняя мощность сигнала;
PШ — средняя мощность шума в полосе частот.
Пропускная способность определяется как верхняя граница реальной скорости передачи информации V. Приведенное выше выражение позволяет найти максимальное значение скорости передачи, которое может быть достигнуто в гауссовском канале с заданными значениями: ширины частотного диапазона, в котором осуществляется передача (DF) и отношения сигнал – шум (PС/РШ).
Вероятность ошибочного приема бита в конкретной системе передачи определяется отношением PС/РШ. Из формулы Шеннона следует, что возрастание удельной скорости передачи V/DF требует увеличения энергетических затрат (РС) на один бит. Зависимость удельной скорости передачи от отношения сигнал/шум показана на рис. 5.1.
Рисунок 5.1 – Зависимость удельной скорости передачи от отношения сигнал/шум
Любая система передачи может быть описана точкой, лежащей ниже приведенной на рисунке кривой (область В). Эту кривую часто называют границей или пределом Шеннона. Для любой точки в области В можно создать такую систему связи, вероятность ошибочного приема у которой может быть настолько малой, насколько это требуется [2].
Современные системы передачи данных требуют, чтобы вероятность необнаруженной ошибки была не выше величины 10-4…10-7 [11].
В современной цифровой технике связи наиболее распространенными являются частотная модуляция (FSK), относительная фазовая модуляция (DPSK), квадратурная фазовая модуляция (QPSK), фазовая модуляция со сдвигом (смещением), обозначаемая как O-QPSK или SQPSK, квадратурная амплитудная модуляция (QAM).
При частотной модуляции значениям «0» и «1» информационной последовательности соответствуют определенные частоты аналогового сигнала при неизменной амплитуде. Частотная модуляция весьма помехоустойчива, однако при частотной модуляции неэкономно расходуется ресурс полосы частот канала связи. Поэтому этот вид модуляции применяется в низкоскоростных протоколах, позволяющих осуществлять связь по каналам с низким отношением сигнал/шум.
При относительной фазовой модуляции в зависимости от значения информационного элемента изменяется только фаза сигнала при неизменной амплитуде и частоте. Причем каждому информационному биту ставится в соответствие не абсолютное значение фазы, а ее изменение относительно предыдущего значения.
Чаще применяется четырехфазная DPSK, или двукратная DPSK, основанная на передаче четырех сигналов, каждый из которых несет информацию о двух битах (дибите) исходной двоичной последовательности. Обычно используется два набора фаз: в зависимости от значения дибита (00, 01, 10 или 11) фаза сигнала может измениться на 0°, 90°, 180°, 270° или 45°, 135°, 225°, 315° соответственно. При этом, если число кодируемых бит более трех (8 позиций поворота фазы), резко снижается помехоустойчивость DPSK. По этой причине для высокоскоростной передачи данных DPSK не используется.
Модемы с 4-позиционной или квадратурной фазовой модуляцией используются в системах, в которых теоретическая спектральная эффективность устройств передачи BPSK (1 бит/(с·Гц)) недостаточна при имеющейся в наличии полосе частот. Различные методы демодуляции, используемые в системах BPSK, применяются также и в системах QPSK. Кроме прямого распространения методов двоичной модуляции на случай QPSK используется также 4-позиционная модуляция со сдвигом (смещением). Некоторые разновидности QPSK и BPSK приведены в табл. 5.1 [8].
При квадратурной амплитудной модуляции изменяется как фаза, так и амплитуда сигнала, что позволяет увеличить количество кодируемых бит и при этом существенно повысить помехоустойчивость. В настоящее время используются способы модуляции, в которых число кодируемых на одном бодовом интервале информационных бит, может достигать 8…9, а число позиций сигнала в сигнальном пространстве – 256…512.
Таблица 5.1 – Разновидности QPSK и BPSK
| Двоичная PSK | Четырехпозиционная PSK | Краткое описание |
| BPSK | QPSK | Обычные когерентные BPSK и QPSK |
| DEBPSK | DEQPSK | Обычные когерентные BPSK и QPSK с относительным кодированием и СВН |
| DBSK | DQPSK | QPSK с автокорреляционной демодуляцией (нет СВН) |
| FBPSK | FQPSK O-QPSK DEOQPSK FOQPSK р/4-DEQPSK | BPSK или QPSK С запатентованным процессором Феера, пригодным для систем с нелинейным усилением QPSK со сдвигом (смещением) QPSK со сдвигом и относительным кодированием QPSK со сдвигом и запатентованным Феером процессорами QPSK с относительным кодированием и фазовым сдвигом на р/4 |
Квадратурное представление сигналов является удобным и достаточно универсальным средством их описания. Квадратурное представление заключается в выражении колебания линейной комбинацией двух ортогональных составляющих — синусоидальной и косинусоидальной:
S(t)=x(t)sin(wt+(j))+y(t)cos(wt+(j)), (5.2)
где x(t) и y(t) — биполярные дискретные величины.
Такая дискретная модуляция (манипуляция) осуществляется по двум каналам на несущих, сдвинутых на 90° друг относительно друга, т.е. находящихся в квадратуре (отсюда и название представления и метода формирования сигналов).
Поясним работу квадратурной схемы (рис. 5.2) на примере формирования сигналов QPSK.
Рисунок 5.2 – Схема квадратурного модулятора
Исходная последовательность двоичных символов длительностью Т при помощи регистра сдвига разделяется на нечетные импульсы Y, которые подаются в квадратурный канал (coswt), и четные — X, поступающие в синфазный канал (sinwt). Обе последовательности импульсов поступают на входы соответствующих формирователей манипулирующих импульсов, на выходах которых образуются последовательности биполярных импульсов x(t) и y(t).
Манипулирующие импульсы имеют амплитуду 
и длительность 2T. Импульсы x(t) и y(t) поступают на входы канальных перемножителей, на выходах которых формируются двухфазные фазомодулированные колебания. После суммирования они образуют сигнал QPSK.
Для приведенного выше выражения для описания сигнала характерна взаимная независимость многоуровневых манипулирующих импульсов x(t), y(t) в каналах, т.е. единичному уровню в одном канале может соответствовать единичный или нулевой уровень в другом канале. В результате выходной сигнал квадратурной схемы изменяется не только по фазе, но и по амплитуде. Поскольку в каждом канале осуществляется амплитудная манипуляция, этот вид модуляции называют амплитудной квадратурной модуляцией.
Пользуясь геометрической трактовкой, каждый сигнал QAM можно изобразить вектором в сигнальном пространстве.
Отмечая только концы векторов, для сигналов QAM получаем изображение в виде сигнальной точки, координаты которой определяются значениями x(t) и y(t). Совокупность сигнальных точек образует так называемое сигнальное созвездие.
На рис. 5.3 показана структурная схема модулятора, а на рис. 5.4 – сигнальное созвездие для случая, когда x(t) и y(t) принимают значения ±1, ±3 (QAM-4).
Рисунок 5.4 – Сигнальная диаграмма QAM-4
Величины ±1, ±3 определяют уровни модуляции и имеют относительный характер. Созвездие содержит 16 сигнальных точек, каждая из которых соответствует четырем передаваемым информационным битам.
Комбинация уровней ±1, ±3, ±5 может сформировать созвездие из 36 сигнальных точек. Однако из них в протоколах ITU-T используется только 16 равномерно распределенных в сигнальном пространстве точек.
Существует несколько способов практической реализации QAM-4, наиболее распространенным из которых является так называемый способ модуляции наложением (SPM). В схеме, реализующей данный способ, используются два одинаковых QPSK (рис. 5.5).
Используя эту же методику получения QAM, можно получить схему практической реализации QAM-32 (рис.5.6).
Рисунок 5.5 – Схема модулятора QAM-16
Рисунок 5.6 – Схема модулятора QAM-32
Получение QAM-64, QAM-128 и QAM-256 происходит таким же образом. Схемы получения этих модуляций не приводятся по причине их громоздкости.
Из теории связи известно, что при равном числе точек в сигнальном созвездии спектр помехоустойчивость систем QAM и QPSK различна. При большом числе точек сигналов спектр QAM идентичен спектру сигналов QPSK. Однако сигналы системы QAM имеют лучшие характеристики, чем системы QPSK. Основная причина этого состоит в том, что расстояние между сигнальными точками в системе QPSK меньше расстояния между сигнальными точками в системе QAM.
На рис. 5.7 представлены сигнальные созвездия систем QAM-16 и QPSK-16 при одинаковой мощности сигнала. Расстояние d между соседними точками сигнального созвездия в системе QAM с L уровнями модуляции определяется выражением:
(5.3)
Аналогично для QPSK:
(5.4)
где М – число фаз.
Из приведенных выражений следует, что при увеличении значения М и одном и том же уровне мощности системы QAM предпочтительнее систем QPSK. Например, при М=16 (L = 4) dQAM = 0.47 и dQPSK = 0.396, а при М=32 (L = 6) dQAM = 0.28, dQPSK = 0.174 [2].
Таким образом, можно сказать, что QAM на много эффективнее по сравнению с QPSK, что позволяет использовать более многоуровневую модуляцию при одинаковом соотношении сигнал/шум. Поэтому можно сделать вывод, что характеристики QAM будут наиболее приближенными к границе Шеннона (рис.5.8) где: 1 – граница Шеннона, 2 – QAM, 3 – М-позиционная АРК, 4 – М-позиционная PSK [8].
Рисунок 5.8 - Зависимость спектральной эффективности различных модуляций от C/N
В общем случае М-позиционные системы QAM с линейным усилением, такие как 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, имеют спектральную эффективность выше, чем у QPSK с линейным усилением, имеющей теоретическую предельную эффективность 2 бит/(с∙Гц).
Одной из характерных особенностей QAM является малые значения внеполосной мощности (рис. 5.9) [8].
Рисунок 5.9 – Энергетический спектр QAM-64
Применение многопозиционной QAM в чистом виде сопряжено с проблемой недостаточной помехоустойчивости. Поэтому во всех современных высокоскоростных протоколах QAM используется совместно с решетчатым кодированием (ТСМ). Сигнальное созвездие ТСМ содержит больше сигнальных точек (позиций сигналов), чем требуется при модуляции без решетчатого кодирования. Например, 16-позиционная QAM преобразует в созвездие 32-QAM с решетчатым кодированием. Дополнительные точки созвездия обеспечивают сигнальную избыточность и могут быть использованы для обнаружения и исправления ошибок. Сверточное кодирование в сочетании с ТСМ вносит зависимость между последовательными сигнальными точками. В результате появился новый способ модуляции, называемый треллис-модуляцией. Выбранная определенным образом комбинация конкретной QAM помехоустойчивого кода носит название сигнально-кодовой конструкции (СКК). СКК позволяют повысить помехозащищенность передачи информации наряду со снижением требований к отношению сигнал/шум в канале на 3 – 6 дБ. В процессе демодуляции производится декодирование принятого сигнала по алгоритму Витерби. Именно этот алгоритм за счет использования введенной избыточности и знания предыстории процесса приема позволяет по критерию максимального правдоподобия выбрать из сигнального пространства наиболее достоверную эталонную точку.
Применение QAM-256 позволяет за 1 бод передавать 8 сигнальных состояний, то есть 8 бит. Это позволяет значительно увеличить скорость передачи данных. Так, при ширине диапазона передачи Df=45 кГц (как в нашем случае) за интервал времени 1/Df можно передать 1 бод, то есть 8 бит. Тогда максимальная скорость передачи по данному частотному диапазону составит
, (5.5)
.
Поскольку в данной системе передача производиться по двум частотным диапазонам с одинаковой шириной, то максимальная скорость передачи данной системы составит 720 кбит/с.
Так как передаваемый поток бит содержит не только информационные биты, а и служебные, то информационная скорость будет зависеть от структуры передаваемых кадров. Кадры применяемые в данной системе передачи данных формируются на основе протоколов Ethernet и V.42 и имеют максимальную длину К=1518 бит, из которых КС=64 – служебные. Тогда информационная скорость передачи будет зависеть от соотношения информационных бит и служебных 
, (5.6)
, (5.7)
.
Данная скорость превышает скорость, заданную в техническом задании. Поэтому можно сделать вывод, что выбранный способ модуляции удовлетворяет требованиям, поставленным в техническом задании.
Поскольку в данной системе передача осуществляется по двум частотным диапазонам одновременно, то требуется организация двух, параллельно работающих модуляторов. Но следует учитывать, что возможен переход работы системы с основных частотных диапазонов на резервные. Поэтому требуется генерация всех четырех несущих частот и управление ими. Синтезатор частот, предназначенный для генерации несущих частот, состоит из генератора опорного сигнала, делителей и высокодобротных фильтров. В качестве генератора опорных сигналов выступает кварцевый генератор прямоугольных импульсов (рис. 5.10).
Рисунок 5.10 - Генератор с кварцевой стабилизацией
Делители частоты предназначены для преобразования частоты опорного генератора в несущие частоты путем ее деления. Высокодобротные полосовые фильтры служат для выделения из спектра полученных импульсов необходимую составляющую.
Расчет полосовых фильтров
Поскольку передача данных осуществляется в четырех частотных диапазонах, которые расположены довольно близко друг от друга, то появляется необходимость ограничения спектров передаваемых сигналов в рамках частотного диапазона. Ограничение производится для того, чтобы сигналы, передаваемые в одном диапазоне, не влияли на сигналы, которые передаются в другом частотном диапазоне. Для ограничения спектров используются полосовые фильтры, настроенные каждый на свою резонансную частоту.
При выборе фильтров необходимо учитывать, что фильтр должен обеспечить максимально крутые спады и максимально плоскую вершину, а так же он должен иметь высокую добротность и простую настройку.
В качестве полосовых фильтров используются фильтры на основе конверторов полного сопротивления (рис. 6.1) [16].
Данный полосовой фильтр описывается следующей передаточной функцией:
, (6.1)
где 
- коэффициент передачи на резонансной частоте;
- добротность
Рисунок 6.1 – Полосовой фильтр на основе конверторов полного сопротивления
; (6.2)
р – оператор Лапласа;
- резонансная частота.
Несмотря на наличие пяти резисторов и двух конденсаторов настройка схемы сводится к операциям установки: коэффициента передачи – резистором R2, резонансной частоты - резистором R4 и добротности 
- резистором R7. Так же эта схема позволяет построить фильтры с высокой добротностью , поскольку она не критична к отклонениям значений элементов от номинальных, проста в настройке и не требует применения элементов с большим диапазоном номиналов. Эти преимущества достигаются за счет использования двух операционных усилителей. Однако подключение еще одного операционного усилителя может привести к увеличению дрейфа и шумов в прецизионных схемах.
Поскольку в устройстве передачи данных используется адаптивный эквалайзер, который компенсирует искажения, вносимые полосовым фильтром, и увеличение количества каскадов ведет к увеличению шумов, то достаточно использовать однокаскадный фильтр, настроенный на несущую частоту диапазона.
Фильтры, используемые в основных частотных диапазонах передачи, должны настраиваться на ширину полосы пропускания, равной ширине диапазона ( 
), и несущие, fн1=671.6кГц и fн2=854.6кГц. Данные фильтры должны иметь амплитудно-частотные характеристики показанные: для fн1 – рис. 6.2, для fн2 – рис. 6.3.
Рисунок 6.2 – Амплитудно-частотная характеристика полосового фильтра (f н1=671.6 кГц)
Рисунок 6.3 – Амплитудно-частотная характеристика полосового фильтра (f н2=854.6 кГц)
Описание эхокомпенсатора
Поскольку система связи должна контролировать состояние линии, то на этапе установления соединения устройство связи посылает определенный зондирующий сигнал и определяет параметры эхоотражения: время запаздывания, амплитудные и фазовые искажения, мощность отраженного сигнала. В процессе сеанса связи эхокомпенсатор модема вычитает из принимаемого входного сигнала свой собственный выходной E’(t), скорректированный в соответствии с полученными параметрами эхоотражения. Функцию создания копии эхо-сигнала выполняет линия задержки с отводами, схема которой приведена на рис. 6.5, где Z – линия задержки, У1…УN – усилители с регулируемым коэффициентом усиления, ДС – дифсистема [2].
Рисунок 6.5 – Структурная схема эхокомпенсатора
Дифсистема в данном случае выполняет функцию разделения сигналов по направлениям. Схема дифференциальной системы приведена на рис.6.6.
Рисунок 6.6 – Схема мостовой трансформаторной дифференциальной системы
ОХРАНА ТРУДА
Анализ условий труда
Помещение, в котором будет использоваться разрабатываемое устройство, должно удовлетворять всем нормам условий труда человека. Поэтому данное помещение имеет достаточное естественное освещение через окна, а так же на рабочих местах организовано искусственное освещение, которое используется в темное время суток. Кроме рабочего освещения в помещении организовано аварийное освещение на случай отказа основного. Для работы в помещении 5 человек его площадь должна быть более 22.5 м2 (не менее чем по 4.5 м2 на человека), а объем – более 75 м3 (не менее чем по 15 м3 на человека). Класс помещения по степени опасности поражения электрическим током согласно ПУЭ-85 – без повышенной опасности, из-за отсутствия возможности одновременного прикосновения человека к, имеющим соединение с землей металлическим конструкциям с одной стороны и к металлическому корпусу приборов и оборудования с другой. Так же отсутствуют повышенная температура, влажность, токопроводная пыль и токопроводящий пол.
Рисунок 8.1 – Декомпозиция системы Ч – М – С
3.1 – 3.5 (С – Ч3) – воздействие внешней среды на состояние организма человека;
4.1 – 4.5 (С – Ч1) – информация о состоянии среды , обрабатываемая человеком;
5.1 – 5.5 (М – Ч1) – информация о состоянии машины, обрабатываемая человеком;
6.1 – 6.5 (Ч1 - М) – воздействие человека на управление техникой;
7.1 – 7.5 (ПР – Ч1) – информация о предмете труда, которая обрабатывается человеком;
8.1 (ПТ - М) – информация о состоянии предмета труда, одержанная машиной;
9.1 (М - ПТ) – воздействие машины на предмет труда;
10.1 (С - М) – воздействие среды на работу машин;
11.1 (М - С) – воздействие машин на среду;
12.1 – 12.5 (Ч3 – Ч1) – воздействие состояния организма человека на качество работы;
13.1 – 13.5 (Ч1 – Ч2) – воздействие характера работы на степень интенсивности обмена веществ с окружающей средой и энерговыделений человека;
14.1 – 14.5 (ПТ– Ч3) – воздействие предмета труда на физиологическое состояние человека.
В системе «охрана труда» определенными методами и средствами производится оценка опасных и вредных факторов, генерируемых средой. На основе информации о вредных и опасных производственных факторах определяется их предельно допустимые нормы для человека и данной «Ч – М – С». Предельно допустимый уровень – это уровень производственного фактора, воздействие которого при работе установленной продолжительности в течении всего трудового стажа не приводит к заболеваниям или отклонению в состоянии здоровья в процессе работы. Если фактический уровень опасных и вредных факторов окажется больше допустимого, необходимо применение специальных мер по их снижению.
Наиболее эффективным является проектирование безопасных производственных процессов. В этих случаях система «охрана труда» выступает, с одной стороны, как система контроля действительных уровней опасных и вредных влияний при функционировании «Ч – М – С», а с другой стороны - задает требования к допустимым уровням опасных и вредных влияний при эксплуатации техники.
Однако в настоящее время не всегда удается создать безопасную технику из – за недостаточного объема научно – технических знаний или технико-экономических ограничений на проектируемое устройство. В этих случаях системой «охрана труда» формируются необходимые дополнительные меры в виде средств производственной защиты. Такого рода средства могут быть как средствами индивидуальной защиты, так и средствами коллективной защиты.
Таким образом, в «Ч – М – С» охрана труда обеспечивает защиту человека от возможного неблагоприятного воздействия производственной среды путем исключения из «Ч – М – С» или снижения до допустимых уровней производственных опасных и вредных факторов[21].
Анализ вредных факторов
Для поддержания нормального микроклимата в помещении используется кондиционер, обеспечивающий относительную влажность воздуха в пределах 40 – 60% и нормальную температуру воздуха, независящую от температуры воздуха на улице; отопление преимущественно зимой; вентиляция. Согласно ГОСТ 12.1.005 – 88 ССТБ минимальное количество воздуха, которое подается в помещение системами вентиляции (в расчете на одного человека) более 30 м3, при объеме помещения 20 м3 [22].
Шум в помещении создается внутренними источниками: вычислительная техника, устройствами кондиционирования воздуха и другими техническими средствами. Шум влияет на нервную нагрузку человека, появляется раздражительность и быстрая утомляемость. Для снижения шума, создаваемого на рабочих местах внутренними источниками, а также шума поступающего извне следует: ослабить шум источников, применять рациональное расположение оборудования, использовать архитектурно–планировочные и технологические решения, направленные на изоляцию источников шума. В нашем случае явные источники шума отсутствуют. Так же в данном помещении отсутствуют источники вибрации.
Рассматриваемое помещение имеет естественное освещение через окна. В темное время суток используется искусственное освещение. Кроме естественного и искусственного освещения организовано аварийное освещение. Недостаточное освещение увеличивает зрительное напряжение.
Одним из вредных факторов является электромагнитное излучение ПЭВМ, однако уровень современных технологий позволяет полностью избавиться от электромагнитного излучения путем применения жидкокристаллических мониторов и защитных экранов. Таким образом, этот вредный фактор теряет свою значимость.
Так же к опасным и вредным факторам относятся: умственное напряжение, монотонность труда, зрительное переутомление.
Технические средства, используемые в нашем помещении, представляют для человека большую опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может подвергаться опасности поражения электрическим током. На ряду с организационными мероприятиями по предупреждению поражения электрическим током существуют следующие технические средства защиты, к которым относятся: электрическая изоляция токоведущих частей, защитное заземление, зануление, защитное отключение и др. Использование этих средств в различных сочетаниях позволяет обеспечить защиту людей от поражения электрическим током. В нашем случае поражение электрическим током является наиболее опасным фактором.
Оценка факторов производственной среды и трудового процесса в помещении офиса приведена в табл. 8.1.
Таблица 8.1 – Оценка факторов производственной среды и трудового процесса в помещении НИЛ
| Факторы производственной среды и трудового процесса | Значение фактора (ПДК, ПДУ) | 3 класс – опасные и вредные условия труда | Продолжительность действия фактора, % за смену | |||
| Норма | Факт | 1с | 2с | 3с | ||
| 1. Вредные химические вещества: | _ | нет | _ | _ | _ | _ |
| 2. Шум, дБ | 60 | 38 | _ | _ | _ | До 85 |
| 3. Неионизирующие излучения промышленной частоты | 25 | 18 | _ | _ | _ | До 85 |
| 4. Статический потенциал, В | 500 | 80 | _ | _ | _ | До 85 |
| 5. Рентгеновское излучение, мкР/ч | 100 | 40 | _ | _ | _ | До 85 |
| 6. Микроклимат: температура воздуха, летом, оС; скорость движения воздуха, м/с; относительная влажность, %. | 23-25 | 24 | _ | _ | _ | 100 |
| <0.1 | 0.08 | _ | _ | _ | 100 | |
| 40-60 | 45 | _ | _ | _ | 100 | |
| 7. Освещение: естественное – КЕО,% искусственное, лк | 1.5 | 2.5 | _ | _ | _ | До 90 летом |
| 300 | 300 | - | - | - | До 70 зимой | |
| 8. Тяжесть труда: мелкие стереотипные движения кистей и пальцев рук, за смену; рабочая поза пребывание в наклонном положении в течении смены; перемещение в пространстве, км | До 40000 | 25000 | _ | _ | _ | 90 |
| Наклонное положение до 30о 25% смены | свободная | _ | _ | _ | 85 | |
| До 10 км | 8 км | _ | _ | _ | 100 | |
| 9. Напряженность труда: внимание, продолжительность сосредоточения, % от смены напряженность зрительных анализаторов, категория работ эмоциональное и интеллектуальное напряжение | До 75 | 40 | _ | _ | _ | До 75 |
| точная | точная | _ | _ | _ | 100 | |
| Работа по установлен- ному графику | Работа по индивидуальному плану | _ | _ | _ | 100 | |
| 10. Сменность | Сменная работа с ночной сменой | Односменная работа | _ | _ | _ | _ |
Исходя из табл. 8.1 можно сделать вывод, что опасные и вредные производственные факторы не превышают допустимых норм. Поэтому, поскольку при работе человека, требуется организация подключений в энергосеть, то наиболее опасным фактором является поражение электрическим током.
Техника безопасности
Поскольку человек работающий с различной радиоэлектронной аппаратурой постоянно сталкивается с необходимостью включения/выключения этой аппаратуры, наиболее опасным производственным фактором в рассматриваемом помещении является возможность поражение электрическим током. В нашем случае используется трехфазная четырехпроходная сеть электропитания напряжением 220/380 В с глухозаземленной нейтралью. Назначение заземления нейтрали – снижение до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого проводника при случайном замыкании фазы на корпус.
Из соображений техники безопасности необходима установка распределительного щита, в состав которого должен входить автомат отключения в случае короткого замыкания в сети. В целях повышения техники безопасности все имеющиеся розетки должны быть снабжены предупредительными надписями, сетевые шнуры и вилки изолированы токонепроводящими (диэлектрическими) материалами и находиться в исправном состоянии.
В офисе в качестве защиты используется зануление. Проходящая вдоль всего помещения стальная шина подключена к нулевому проводу сети. Всю имеющуюся оргтехнику и компьютеры присоединяют к шине.
В качестве профилактических мер должен проводится и проводится инструктаж со всеми работниками офиса (как с вновь прибывшими, так и с уже работающими). Прошедшие инструктаж работники расписываются в журнале техники безопасности. Проведение этого мероприятия возложено на лица ответственные за технику безопасности.
Опасность поражения током при прикосновении к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением следствии замыкания на корпус и по другим причинам, может быть устранена быстрым отключением поврежденной электроустановки от питающей сети и вместе с тем снижением напряжения корпуса относительно земли. Этой цели служит зануление.
Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Произведем расчет зануления согласно ГОСТ 12.1.030 – 81 ССТБ.
Исходные данные:
- мощность питающего трансформатора (160 кВт);
- схема соединения обмоток (∆/Y);
- расчетное сопротивление питающего трансформатора (0.16 Ом);
- длина кабеля от подстанции (300м);
- потребляемая мощность – 4 кВт.
При замыкании фазы на зануленный корпус электроустановка автоматически отключится, если значение тока однофазного короткого замыкания
, (8.1)
где k – коэффициент кратности номинального тока Iном.
Значение коэффициента k принимается равным 1,4 (защита осуществляется автоматическим выключателем).
Согласно ПУЭ, определим необходимую площадь сечения фазного и нулевого проводника
, (8.2)
где Iн – номинальный ток нагрузки линии;
Jэк – нормированное значение экономической плотности тока (для медных проводников с резиновой изоляцией jэк=3.5 А/мм2).
Тогда
.
Общее сопротивление петли «фаза – нуль» определяется по формуле
, (8.4)
где Rф – активное сопротивление фазного проводника;
Xп – индуктивное сопротивление петли «фаза – нуль» (0,09 Ом/км). С учетом длины кабеля Xп=0.027 Ом.
Активные сопротивления Rф и Rнп определяются выражением
, (8.5)
где 
=0,018 Ом·мм2/м – удельное сопротивление меди;
l– длина проводника.
Тогда
,
Определим значение сопротивления Zn по формуле (8.4)
.
Ток короткого замыкания равен
, (8.6)
где Zт/3 – расчетное сопротивление обмоток питающего трансформатора.
.
Так как Iкз 
1,4Iн, то надежное автоматическое выключение будет обеспечено [25].
Пожарная профилактика
Как известно, пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окислителя и источников зажигания. В помещении офиса присутствуют все три основные фактора, необходимые для возникновения пожара.
Горючими компонентами на вычислительном центре являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещения, перегородки, двери, полы, перфокарты, изоляция силовых и сигнальных кабелей, обмотки радиотехнических деталей, жидкости для очистки элементов и узлов ЭВМ от загрязнений, пластмассовые корпуса ЭВМ и т. д.
Источниками зажигания на вычислительном центре могу оказаться электронные схемы ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционеры воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические дуги и искры, способные вызвать загорание горючих материалов.
Согласно СНиП 2 - 90 – 81 «Производственные здания промышленных предприятий» для большинства технологических процессов в здании офиса установлена категория пожарной опасности "В" (в производстве обращаются твердые сгораемые вещества и материалы).
Противопожарные мероприятия должны носить комплексный характер, т. е. учитывать многие аспекты этого вопроса.
Электронные устройства должны по возможности быть выполнены из негорючих материалов. Так, например, поливинилхлоридная изоляция является трудногорючей, в отличие от полиэтиленовой. Все элементы электронных устройств должны работать в допустимом режиме нагрузки, так как при ее повышении может начинаться их разогрев. Так, например, недопустимо подключать к источнику питания нагрузку большей мощности, чем предусмотрено.
Кабельные линии являются наиболее пожароопасным местом. Для понижения воспламеняемости и способности распространять пламя кабели покрывают огнезащитными покрытиями. От трансформаторных подстанций и генераторных помещений до распределительных щитов кабели следует прокладывать в металлических газовых трубах.
При ремонтно-профилактических работах создается повышенная опасность возникновения пожара. Поэтому при таких работах необходимо строго соблюдать правила пожарной безопасности. Нельзя класть и оставлять паяльник на сгораемых конструкциях.
Временная проводка от переносных приборов к источникам питания прокладывается по кратчайшему пути. Розетки монтируются на несгораемых пластинах и оснащаются предохранителями.
Согласно СН 512 - 87 в залах с ЭВМ; помещениях для архивов магнитных и бумажных носителей, сервисной аппаратуры следует предусматривать установки автоматического объемного газового тушения, огнетушители типа ОУ5 в количестве 2шт. Огнетушащим веществом является тетрафтордибромэтан.
Автоматическая система защиты обнаруживает пожар с помощью сигнальных датчиков, подает сигнал тревоги в пожарную охрану, автоматически приводит в действие установки пожаротушения.
Для защиты помещений с ЭВМ наиболее пригодны бытовые извещатели типа Рид - 1 с радиоизотопной установкой охранно-пожарной сигнализации типа РУОП - 1. Применяют также извещатели типа ДИП - 1, ДИП - 2 и др.
Схема размещения рабочих мест, план эвакуации и план размещения средств пожаротушения показан на рис. 8.2, где Я – ящик с песком, 
- огнетушители, 
- пожарные датчики.
Рисунок 8.2 – Схема эвакуации
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Характеристика изделия
Развитие компьютерных сетей позволило использовать компьютеры во многих отраслях. В связи с этим появилась необходимость организации временных компьютерных сетей в очень короткое время. В основном такая необходимость возникает на предприятиях и организациях занятых исследовательской деятельностью или раздельным выполнением одного проекта, а так же у организаций занятых ликвидацией чрезвычайных ситуаций и у частных лиц, имеющих компьютерную технику. Существующие технологии, в этом случае, не эффективны. Неудобство установки таких сетей и их дороговизна дают предпосылки для разработки новой технологии. Достоинствами передачи данных по энергосети являются: наличие разветвленной и распространенной сети электропитания; кабельная система электропитания отличается своей надежностью; нет необходимости в прокладке кабеля; легкодоступность энергосети позволяет без больших затрат времени организовать подключение. Исходя из всего этого, можно сделать вывод, что этот метод организации локальной сети является наиболее простым в реализации, наиболее дешевым и сеть, организованная данным методом, является наиболее мобильной.
В дипломной работе разрабатывается устройство, которое позволило бы объединить свыше 20 компьютеров в сеть посредством обычной энергосети. Это устройство отличается низкой ценой, простотой внедрения по сравнению с устройствами беспроводной связи или устройствами кабельных сетей. Передающая часть устройства имеет следующие характеристики: скорость передачи данных – 720 кбит/с, малые габаритные размеры, простота обслуживания.
Перспективы внедрения на существующем рынке данного устройства, даже только в пределах Украины, довольно велики. На ближайший год запланировано 20450 продаж устройства потенциальным потребителям, которыми являются учреждения, организации, ВУЗы, НИИ и пр.
Параметры
Код сегмента
Итоговая оценка
Проценты
Анализ важности основных характеристик изделия для каждого сегмента потребительского рынка производится по пятибалльной шкале. Данные анализа занесены в табл. 9.2.
Расчет ожидаемой прибыли
Ожидаемая величина прибыли определяется возможным объемом производства и продажи товара.
Возможный объем производства определяется производственной мощностью предприятия и ресурсным обеспечением, а объем продаж наличием спроса и емкостью рынка.
Исходя из предполагаемого спроса, ожидаемая прибыль составит:
Пож = В·Nож - Спост., (9.4)
где Пож – ожидаемая прибыль;
Nож – ожидаемый объем продаж;
Спост. – постоянные затраты.
Пвер = Пож·Русп , (9.5)
где Пвер – вероятная прибыль;
Русп – коэффициент вероятности успеха.
Русп = Ктп·Ктк·Кнр·Кмв , (9.6)
где ТП – технические проблемы (технических проблем не существует – Ктп = 1),
ТК – технологическая конкуренция (в числе основных – Ктк = 0.5),
НР – наличие ресурсов (достаточно – Кнр = 1),
МВ – механизм внедрения (не готово, но в принципе возможно – Кмв = 0.5).
Следовательно
Русп=1·0.5·1·0.5=0.25.
Тогда ожидаемая прибыль будет равна:
Пож =27.97·20450 – 7263.3=564723.2 грн.
Пвер=564723.2·0.25=141180.8 грн.
Коэффициент весомости, M
Относительный единичный показатель с учетом коэффициента весомости Q*M
Относительные единичные показатели 
определяются по формулам:
(max), (9.7)
(min). (9.8)
Обобщенный показатель качества проектируемого устройства по техническим параметрам рассчитывается по формуле:
. (9.9)
Относительный единичный показатель для каждого технического параметра:
- для скорости передачи
;
- для информационной скорости
;
- для напряжения питания
;
- для тактовой частоты
Qi= 
=2.
Тогда
Qt= 
=2.58.
Таким образом, разработка и производство данного устройства целесообразна и перспективна, поскольку оно имеет лучшие технические параметры, чем устройство–аналог.
ВЫВОДЫ
В данной дипломной работе был произведен анализ характеристик реальных энергосетей и разработка устройства передачи данных по энергосетям, обеспечивающего заданную скорость передачи и надежность, с учетом особенностей реальных энергосетей. Разработана передающая часть устройства передачи информации по энергосети. Приведен алгоритм работы передающей части устройства. Описаны основные способы модуляции и кодирования сигнала. В процессе разработки устройства использовались последние научные разработки в области компьютерной техники и связи.
В разделе охраны труда произведен анализ опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ), влияющих на человека в процессе труда, разработаны организационно – технические мероприятия для уменьшения и исключения ОВПФ. Произведен расчет зануления, так как поражение электрическим током является наиболее опасным фактором. Особое внимание было уделено пожарной безопасности. Был разработан план размещения рабочих мест и план эвакуации для конкретного помещения.
В экономической части дипломной работы был произведен анализ целесообразности разработки, изготовления и использования проектируемого устройства. Договорная цена разрабатываемого устройства составляет 140.98 грн., при этом обеспечивается безубыточность производства при выпуске в год 260 шт. Показатель конкурентоспособности Qкон=6.84, что является довольно высоким показателем.
Результаты, полученные в ходе исследования можно внедрить в процесс организации локальных компьютерных сетей.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы – Спб.: Питер, 2001.
2. Лагутенко О. И. Модемы. Справочник пользователя – Спб.: «Лань», 1997.
3. Компьютерное обозрение.
4. PC WORLD. № 11, 1998.
5. INTERNET.
6. Смирнов Б. В., Ильин А. А. Передача сигналов по распределительным электрическим сетям. – К.: Гос. издательство, 1963.
7. Зелигер Н. Б. Основы передачи данных – М.: Связь, 1974.
8. Феер К. Беспроводная цифровая связь – М.: Радио и связь, 2000.
9. Кларк Дж., мл.,Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи – М.: Радио и связь, 1987.
10. Мак-Вильямс Ф. Дж., Слоэн Н. Дж. Теория кодов, исправляющих ошибки – М.: Связь, 1979.
11 Витерби А. Д., Омура Дж. К. Принципы цифровой связи кодирования – М.: Радио и связь, 1982.
12. Микуцкий Г. В., Скитальцев В. С. Высокочастотная связь по линиям электропередачи – М.: ЭНЕРГИЯ, 1969.
13. Рыжавский Г. Я. Измерения при наладке ВЧ каналов связи по линиям высокого напряжения – М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1989.
14. Ефремов В. Е. Передача информации по распределительным сетям 6 – 35 кВ – М.:ЭНЕРГИЯ, 1971.
15. Ремизевич Т. В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений: от общих подходов – к семействам НС05 и НС08 фирмы Motorola. /под ред. Кирюхина И. С. – М.: ДОДЭКА, 2000. – 272 с.
16. Зеленин А. Н., Костромицкий А. И., Бондарь Д. В. Активные фильтры на операционных усилителях. – Х.: Телетех, 2000. – 136 с.: ил.
17. Терещук Р. М. И др. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя/ Р. М. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов. – 4-е издание – Киев: Наук. Думка, 1988 – 800с.
18. Прокис Дж. Цифровая связь. – М.: Радио и связь, 2000.
19. Analog Devices Electronic CD Reference
20. Щербаков В. И. Электронные схемы на операционных усилителях: справочник. – К.: Технiка, 1983. – 213 с.
21. Методическое указание к выполнению раздела «Охрана труда» в дипломных работах, Х. 1999 г.
22. ГОСТ 12.1.005–88. Воздух рабочей зоны. Общие Санитарно-гигиенические требования.
23. СНиП 2-90-81. Производственные здания промышленных предприятий.
24. Спивак Г. И., Шпель А. Г. Электробезопасность на предприятиях связи – М.: Радио и связь, 1984 – 176 с.
25. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.
26. Методические указания по экономическому обоснованию дипломных проектов. Харьков. ХИРЭ, 1989 – 55с.
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка к дипломной работе, 36 рис., 10 табл., 25 источников.
Объект работы – устройство передачи информации по сети электропитания. Передающая часть.
Цель проекта – разработка устройства передачи информации по сети электропитания для организации локальных компьютерных сетей. Разработка передающей части устройства.
В результате проведения дипломной работы была проведена разработка физического уровня передающей части устройства передачи информации по сети электропитания. Проведен анализ и выбор способов кодирования и модуляции. Разработан алгоритм работы передающей части устройства. Произведен выбор элементной базы.
СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПЕКТР, DSP-КОНТРОЛЛЕР, УСТРОЙСТВО ПРИСОЕДИНЕНИЯ, ТРЕЛЛИС-КОДИРОВАНИЕ, МОДУЛЯЦИЯ, СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ, ИНФОРМАЦИОННАЯ СКОРОСТЬ, ВРЕДНЫЕ И ОПАСНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ, КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ.
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ УСТРОЙСТВ
2. ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РЕАЛЬНОГО КАНАЛА СВЯЗИ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
4. АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОДИРОВАНИЯ
4.1 Линейные методы кодирования
4.2 Сверточные коды
5. ОБЗОР ВИДОВ МОДУЛЯЦИИ
6. ОПИСАНИЕ ВНЕШНЕГО ИНТЕРФЕЙСА
6.1 Расчет полосовых фильтров
6.2 Описание адаптивного эквалайзера
6.3 Описание эхокомпенсатора
6.4 Описание устройства присоединения
7. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА РАБОТЫ ПЕРЕДАЮЩЕЙ ЧАСТИ УСТРОЙСТВА. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
8. ОХРАНА ТРУДА
8.1 Анализ условий труда
8.1.1 Декомпозиция системы «человек – машина - среда»
8.2 Анализ вредных факторов
8.3 Техника безопасности
8.4 Производственная санитария и гигиена труда
8.5 Пожарная профилактика
9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
9.1 Характеристика изделия
9.2 Исследование и анализ рынков сбыта
9.2.1 Параметрическая сегментация рынка
9.3 Затраты на разработку устройства
9.4 Расчет договорной цены изделия
9.5 Анализ безубыточности производства устройства
9.6 Расчет ожидаемой прибыли
9.7 Оценка конкурентоспособности устройства
9.7.1 Анализ конкурентоспособности приемной части устройства по техническим параметрам
9.7.2 Расчет интегрального показателя конкурентоспособности
ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
BPSK (Binary Phase Shift Keying) – двоичная фазовая манипуляция;
DSP (Digital Signal Processor) – сигнальный цифровой процессор;
DPSK (Differential Phase Shift Keying) – относительная фазовая модуляция;
FQPSK (Feher Quadrature Phase Shift Keying) – запатентованная Феером квадратурная фазовая манипуляция;
FSK (Frequency Shift Keying) – частотная модуляция;
FBPSK ((Feher Binary Phase Shift Keying) - запатентованная Феером двоичная фазовая манипуляция;
GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) – запатентованная гауссовская модуляция с минимальным частотным сдвигом;
IRQ – шина прерываний;
MSK – модуляция с минимальным частотным сдвигом;
NRZ (Nonreturn to Zero) – код без возврата к нулю;
O-QPSK (Offset Quadrature Phase Shift Keying) – 4-позиционная модуляция со сдвигом;
QAM (Quadrature Amplitude Modulation) – квадратурная амплитудная модуляция;
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) – квадратурная фазовая манипуляция;
RZ (Return to Zero) – код с возвратом к нулю;
SC (Signal Coustellation) – сигнальное созвездие;
TCM – Модуляция с решетчатым кодированием;
АБГШ – аддитивный белый гауссовский шум;
АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
ДС – дифференциальная система;
ЛС – линия связи;
МП – микропроцессор;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
ОУ – операционный усилитель;
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство;
ПК – персональный компьютер;
ППЗУ – перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство;
ПУ – периферийное устройство;
ПФ – полосовой фильтр;
СКК – сигнально-кодовая конструкция;
УП – устройство присоединения;
ФВЧ – фильтр верхних частот;
ФНЧ – фильтр нижних частот
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь;
ША – шина адреса;
ШД – шина данных.
ВВЕДЕНИЕ
Компьютерные сети прочно закрепились во многих отраслях деятельности человека. Поэтому многие производители компьютерной техники, наряду с выпуском компьютеров и периферийных устройств, наладили выпуск сетевого оборудования и программного обеспечения. При этом для объединения в сеть нескольких компьютеров и периферийных устройств, они используют различные технические решения. Однако основные принципы обмена информацией между компьютерами или компьютерами и периферийными устройствами остаются везде неизменными. Во всех существующих технологиях есть свои преимущества и недостатки. И поэтому каждая технология находит применение в тех ситуациях, где она наиболее удовлетворяет потребностям пользователей.
При современном уровне развития компьютерной техники и сетевых технологий, к компьютерным сетям предъявляются жесткие требования. Компьютерная сеть должна обеспечивать требуемую для конкретных условий скорость передачи; так же она должна быть мобильной, с большим количеством точек доступа, при этом не должна требоваться прокладка кабеля; сеть должна иметь простое администрирование; она должна обеспечивать высокую надежность при простых технических решениях; сеть должна поддерживать все возможные типы сетевого оборудования и при всем этом она должна быть дешевой.
При всеобщей глобальной компьютеризации, как простого населения, так и предприятий, организаций и спецслужб появилась необходимость организации временных компьютерных сетей в очень короткое время. В основном такая необходимость возникает на предприятиях и организациях занятых исследовательской деятельностью или раздельным выполнением одного проекта, а так же у организаций занятых ликвидацией чрезвычайных ситуаций.
Одним из возможных вариантов организации временных компьютерных сетей является система передачи данных по энергосетям, физический уровень передающей части которой разрабатывается в данной дипломной работе.
В дипломной работе будет разработана передающая часть устройства передачи данных по энергосетям.
Раздел "Охрана труда" выполняется с целью создания безопасных условий труда при работе с компьютерной техникой, в частности с разрабатываемым устройством.
В экономической части диплома будет произведен расчет себестоимости проектируемого устройства и анализ конкурентоспособности.
Дата: 2019-07-31, просмотров: 214.
