Генератор белого шума

Розрахуємо струм, споживаний генератором зашумлення мереж стільникового  зв'язку від джерела живлення +3 Вольта:

 

I+3 = ISI4210 = 300 (мА)                                            (8.4)

 

 

де: ISI4210 - струм споживаний від джерела живлення трансивером SI4210.

Загальний струм споживаний генератором зашумлення мереж стільникового  зв'язку від кожного з напруг не перевищує максимально допустимий струм інтегральних стабілізаторів, тому мікросхеми LM7805SR і LM7803SR придатні для живлення проектованого генератора зашумлення мереж стільникового зв'язку.

 

8.7 Алгоритм програми генерації  мікроконтролером аналогових сигналів

 

Після скидання (reset) проводиться  остановка сторожового таймера watchdog, конфігурація вихідних портів і системи тактування. Далі формується програмна затримка для стабілізації кварцового резонатора 10МГц, що необхідно для калібрування генератора DCO. Далі викликається підпрограма стабілізації генератора DCO. Після її завершення, таймер Timer_B, регістри CCR1 і CCR2 конфігуруються для генерації сигналів ШИМ і здійснюється запуск таймера.

На завершення, MSP430 переводиться в режим зниженого енергоспоживання 0 (LPM0) для збереження енергії. ЦПУ  «прокидається» для обробки кожного  переривання CCIFG0, після чого повертається в режим LPM0.

 

 

 

 

Малюнок 8.13 Алгоритм програми генерації мікроконтролером аналогових сигналів

 

В результаті виконання  даного алгоритму нами отримано синусоїдальний сигнал частотою в одну четверту частоти  задаючого генератора:

Fsin = Fзг : 4 = 10 : 4 = 2.5 (МГц)

 

Дана частота є шириною  смуги зашумлення в одиничний  момент часу, що недостатньо для  створення необхідної смуги зашумлення. Для вирішення даної проблеми застосований метод послідовного зашумлення необхідної смуги шляхом плавної перебудови несучої частоти шумового сигналу. Для послідовної зміни частоти в межах піддіапазону застосований генератор пилоподібних імпульсів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Малюнок 8.14 Графік послідовного зашумлення частотних діапазонів мереж стільникового зв'язку

 

 

 

Повна схема електрична принципова генератора зашумлення мереж стільникового  зв'язку

 

 

 

Малюнок 8.15 Повна схема  електрична принципова генератора зашумлення мереж стільникового зв'язку

 

5.  Розрахунок параметрів надійності

Надійність - властивість об'єкту виконувати задані функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники протягом заданого періоду часу. Основними показниками надійності є вірогідність безвідмовної роботи, інтенсивність відмов і середнє напрацювання на відмову /17/.

У загальному випадку при конструюванні надійність оцінюється показниками безвідмовності і довговічності. Нормованими показниками безвідмовності виробу є вірогідність безвідмовної роботи, середнє напрацювання до першої відмови або напрацювання на відмову, параметр потоку відмов або інтенсивність відмов. Основні показники довговічності  -  середній  термін служби і середній ресурс. При прогнозуванні надійності виробу радіоелектронних систем використовують розрахункові і експериментально-статистичні методи. Аналітичні методи оцінки надійності мають обмежені області застосування відносно різних груп виробів, компонентів, видів відмов.

Методи оцінки показників безвідмовності радіоелектронних систем при раптових відмовах базуються  на спрощеній логіко-ймовірній моделі незалежних відмов компонентів і на наявності початкової довідкової інформації по характеристиках комплектуючих елементів. Такі методи найбільш застосовні для оцінки надійності виробів з типовою (уніфікованою) базою.

При розрахунку показників надійності приймаються наступні допущення:

-  елементи можуть  знаходитися в двох станах - працездатності  і непрацездатності;

-  функція вірогідності  безвідмовної роботи елементів  підкоряється експоненціальному  закону.

Вірогідність безвідмовної роботи P (t) є вірогідність того, що в межах вказаного періоду часу t, відмова об'єкту не виникне.

 

                                                     (3.17)

 

де  – інтенсивність відмов елементів з урахуванням умов експлуатації, 1/год;

 – заданий відрізок часу, ч;

 – кількість груп елементів.

Інтенсивність відмов групи  елементів

 

                                     (3.18)

 

де  – інтенсивність відмови i-го елементу, 1/год;

 – коефіцієнт залежності  від ударних навантажень;

 – коефіцієнт залежності  від дії вібрації;

 – коефіцієнт, залежний від  атмосферного тиску;

 – коефіцієнт, залежний від вологості і температури;

 – число елементів в  групі.

Оскільки реєстраційний  вимірювального пристрій експлуатується в нормальних кліматичних умовах (тиск 105 Па, вологість 50 %, температура 20 ⁰С), ударні навантаження і вібрація відсутні, то коефіцієнти,, і рівні одиниці.

На підставі схеми  електричної принципової і довідкових даних /16,17/ визначені номінальні інтенсивності  відмов елементів. Отримані дані зведені  в таблицю 3.3.

Таблиця 3.3 – Інтенсивність  відмови радіоелементів

 

Найменування і тип компонентів	Кількість, шт	Вартість за одиницю, грн	артість, грн
Інтегральні мікросхеми
MicroChip PIC16F628	1	75	175
Aero II SI 4210	1	125	225
AD8542	1	25	25
LM7803SR	1	15	15
LM7805SR	1	15	15
MAX2640	1	60	60
MAX2641	1	75	75
Діоди
HER203	2	1.5	3
Конденсатори
К10-17Б	25	1,2	30
К50-35	4	8	32
Резисторы
МЛТ - 0.125	4	1	4
Варістори
S14K40	3	4	12
Кварцеві резонатори
HS-49	2	6	12
Друкована плата	1	1	600
Разом:			1283

 

 

Найменування елементу	Інтенсивність відмов	Кількість елементів N	Інтенсивність відмов групи  з N елементів
1	2	3	4
Резистор постійний	0,090	16	1,440
Резистор підстроєчний	0,018	2	0,036
Конденсатор керамічний	0,020	15	0,300
Конденсатор електролітичний	0,005	6	0,030
Індикатор одиничний	0,056	3	0,168
Діод	0,100	4	0,400
Мікросхема	0,012	7	0,082
Роз'єм	0,120	1	0,120
Резонатор кварцовий	0,250	2	0,500
Перемикач рухомий	0,280	1	0,280
Дріт сполучний	0,013	2	0,026
Паяння друковане	0,010	228	2,280
Паяння навісне	0,030	2	0,060

 

Знаючи інтенсивність відмов кожної групи елементів, визначимо загальну інтенсивність відмов:

 

1/год.

 

Побудуємо діаграму залежності вірогідності безвідмовної роботи пристрою від часу в інтервалі від 0 до 560000 годин (Рис. 3.1).

 

Рис. 3.1 – Графік вірогідності безвідмовної роботи

 

Розрахуємо середнє  напрацювання повністю.

 

                                 (3.19)

 

Виразив t з формули (3.17), визначимо, в перебігу якого часу пристрій працює з вірогідністю не меншого 0,96.

Визначимо час служби пристрою, після якого воно працює з вірогідністю менше 0,55

З урахуванням того, що пристрій в середньому працюватиме 3 години в добу, то приблизний термін служби схеми визначиться по формулі:

 

років

 

У результаті отримаємо термін служби спроектованого пристрою 12 років.

В результаті розрахунку надійності реєстраційного вимірювального пристрою було визначено, що її показники  близькі до значень, які мають  промислові аналоги.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
8.9 Правила установки та експлуатації генератора зашумлення мереж стільникового зв'язку

 

Загальні відомості

 

Генератор зашумлення мереж  стільникового зв'язку призначений  для блокування роботи мереж стільникового  зв'язку стандартів NMT-450, CDMA-450, GSM900, GSM-1800, GSM-1900. Прилад конструктивно оформлений у вигляді монтажної плати призначеної як для самостійного використання, так і для використання в корпусах серійно випускається устаткування.

Призначення:

Для блокування роботи телефонів  систем мобільного зв'язку в межах виділених приміщень, призначених для ведення переговорів, проведення нарад. Використовується з метою запобігання витоку інформації за межі виділеного приміщення при використанні підслуховуючих пристроїв, що працюють із застосуванням мереж стільникового зв'язку стандартів NMT-450, CDMA-450, GSM900, GSM-1800, GSM-1900, при використанні для передачі інформації включених телефонів, а також для забезпечення робочої обстановки під час проведення переговорів, наради.

Виріб випромінює в діапазоні  роботи систем мобільного зв'язку, потужність випромінювання в інших діапазонах незначна. Виріб має невелику потужність випромінювання, не надає дії на роботу інших технічних засобів - побутової електронної техніки (теле-, відео-, аудіо-, та ін), комп'ютерів, оргтехніки, безпечний для здоров'я людини.

Зона ефективної дії  виробу залежить від відстані до найближчої базової станції мережі мобільного зв'язку і становить до 15 м. Для  охоплення більшої площі необхідно  використовувати кілька виробів, рознесених по території, що захищається.

Таблиця 8.6 Основні технічні характеристики приладу

 

Діапазони частот:	452-468МГц 890 – 960 МГц, 1710 – 1785 МГц, 1850 – 1910 МГц
Середня потужність на канал	300 мВт
Дальність дії приладу (залежить від відстані до базової  станції)	3 – 15 м.
Напруга живлення	7.5 – 34 В
Споживана потужність	До 6 Вт.

 

 

Підготовка приладу  до роботи:

Прилад, або інше обладнання в корпусі якого встановлений генератор зашумлення мереж стільникового  зв'язку, встановлюється в приміщенні, де проводитиметься захід і включається на час його проходження. Залежно від типу використовуваної антени можна сформувати необхідну зону дії приладу, не створюючи завад оточуючим

 

 

ЕКОНОМІКА

 

9.2 Калькуляция себестоимости  генератора зашумления сетей  сотовой связи 

Найменування і тип компонентів	Кількість, шт	Вартість за одиницю, грн	артість, грн
Інтегральні мікросхеми
MicroChip PIC16F628	1	75	175
Aero II SI 4210	1	125	225
AD8542	1	25	25
LM7803SR	1	15	15
LM7805SR	1	15	15
MAX2640	1	60	60
MAX2641	1	75	75
Діоди
HER203	2	1.5	3
Конденсатори
К10-17Б	25	1,2	30
К50-35	4	8	32
Резисторы
МЛТ - 0.125	4	1	4
Варістори
S14K40	3	4	12
Кварцеві резонатори
HS-49	2	6	12
Друкована плата	1	1	600
Разом:			1283