Дипломний проект
Розробка акустичної системи для персонального комп'ютера.
ЗМІСТ
с.
ВСТУП ..……….
1.ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА……………………………………………………………...…
1.1 Порівняльна характеристика існуючих типів пристроїв……………………...…..
1.2 Розробка структурної схеми акустичної системи………………………….....……
1.3 Опис роботи акустичної системи по структурній схемі…………………...…...….
2.КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА………………………...…………………………...…
2.1 Розробка схеми електричної принципової……………………………..……….....
2.2 Опис роботи акустичної системи по схемі електричній принциповій ………..
2.3 Розрахунок елементів схеми……………………………………………………….
2.3.1 Розрахунок регулятора тембру ………..
2.3.2 Розрахунок попереднього підсилювача……………………………………….....
3.ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА…………………………………………………..…
3.1 Методика перевірки параметрів акустичної системи……………………………
4.ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА………………………………………………………………..
4.1 Означення собівартості і економічних витрат…………………………………….
4.2 Визначення собівартості і ціни спроектованого пристрою………………………
5.ОРГАНІЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА ………..
5.1 Загальні поняття про технічну підготовку виробництва………………………….
5.2 Опис процесу виготовлення вузла акустичної системи на друкованій
платі…………………………………………………………..……………………...
6. ОХОРОНА ПРАЦІ……………………………………………………………....………...
6.1 Характеристика життєво- небезпечних факторів при виробництві
підсилювачів низької частоти……………………………………………………...
6.2 Способи захисту від життєво небезпечних факторів при виготовленні
підси¬лювачів низької частоти……………………………………………………...
ВИСНОВКИ……………………….…………………………………….…………………….
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………………….……….
ДОДАТКИ
ДОДАТОК А Перелік елементів
ДОДАТОК Б Специфікація
ВСТУП
З самого початку розвитку радіоелектроніки акустичні системи відігравали важ¬ливу роль. З того моменту коли радіо набуло широкого розповсюдження виникла не¬обхідність створювати приспосіблення для відтворення звукової інформації - гучно¬мовці. З розви-тком науково-технічного прогресу прилади для відтворення звуку удосконалювалися і переростали в цілі акустичні системи. Такі системи призначені для відтворення звукової інформації в діапазоні частот, які сприймає людське вухо (20 -20000 Гц). Акустичні системи використовуються в радіоприймачах, телевізійних при¬ймачах, магнітолах, СD - програвачах, комп'ютерній техніці, а також використовують¬ся в сигналізаціях, при-строях попередження. В наш час акустичні системи перебува¬ють на високій сходинці свого розвитку, і чим більше вони розвиваються, тим більші вимоги до них ставляться. Сьогодні щоб задовольнити потреби споживача замало си¬стеми з стерео звуком. Вже виготовлені системи з квадрозвуком, електронними регу¬ляторами звуку, тембру, балансу. Такі потужні системи мають ряд переваг, але вони коштують великі гроші. Тому біль-шість покупців звертають увагу на співвідношення ціна-якість.
Оскільки в наш час широкого розповсюдження і доступності набули персональ¬ні комп'ютери, то вони не тільки використовуються для роботи, але й для розваг. Все більшої поширеності набувають компакт-диски, на які можна записати будь-яку інфо¬рмацію, включаючи музичні композиції і художні фільми. Тому виникла необхідність пристосувати звичайну акустичну систему до персонального комп'ютера. Такі системи повинні мати малі розміри, бути простими у виготовленні.
Регулювання параметрів звукового сигналу в акустичній системі проводиться з допомогою регуляторів які є частиною акустичної системи. Крім того в персональних комп'ютерах є спеціальні програми, з допомогою яких можна також змінювати пара¬метри звукового сигналу (наприклад багатосмуговий еквалайзер).
Якість відтворювальної інформації повинна відповідати певним вимогам. На¬приклад діапазон відтворювальних частот повинен вміщатися в діапазоні частот, який сприймає людське вухо, тобто від 20 до 20000 Гц, рівень шумів не повинен перевищу¬вати значення, яке спотворює відтворювальний сигнал. Зараз одним із перспективних напрямків у розробці акустичних систем є їхня реалізація на цифрових мікросхемах, тому такі системи мають високу якість відтворення інформації.
В даному проекті розроблена акустична система для персонального комп'ютера, яка є проста у виготовленні, дешева в ціні і є поєднанням надійності і якості. Актуаль¬ність даної розробки в тому, що зараз в Україні не випускають конкурентноспромож-ний товар в галузі електроніки, який міг би скласти конкуренцію закордонним анало¬гам на зовнішньому і внутрішньому ринку.
1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
1.1 Порівняльна характеристика існуючих типів пристроїв
Загалом акустичні системи можна поділити на декілька класів в залежності від їхнього призначення. Так акустичні системи торгової марки “MARSHALL” використо¬вують професійні музичні виконавці, так як такі системи забезпечують високу якість звуку, але водночас вони мають досить велику ціну. Такі системи мають велику потуж¬ність, тому їх використовують на громадських заходах.
Щодо використання акустичних систем в побуті, то такі системи, як правило, не є окремими елементами, тобто вони входять в склад певного виробу, наприклад телеві¬зійний приймач, музичний центр, магнітола, домашній кінотеатр. Що правда в даний час більшість акустичних систем виготовляють як окремі елементи. Це пов'язане з тим що зросли вимоги до електронних пристроїв і виробники намагаються виготовляти такі системи, які б задовольняли потреби користувачів.
Одним з виробів побутової техніки у якому акустична системи використовується як окремий елемент є персональний комп'ютер. Акустичні системи для персонального комп'ютера останнім часом досягли значного рівня розвитку
Зараз існує дуже багато фірм, які випускають таку продукцію. Кожна з яких може запропонувати свій конкурентноспроможний товар. Якщо порівнювати вироби різних фірм, то кожен з них має свої переваги і недоліки.
Акустична система фірми “4U” має такі параметри:
- вихідна потужність 10 Вт;
- чутливість входу 0,001 В;
- коефіцієнт нелінійних спотворень 0,1 %;
- діапазон відтворювальних частот 30-19000 Гц;
Крім того, така система має регулятор рівня сигналу, один для двох виходів, має фільтр високих і низьких частот. Ця система виготовлена в пластмасовому корпусі, що знижує якість звуку, і не має регулятора тембру, тому регулювання амплітуди сигналу низьких і високих частот можливе тільки на програмному рівні користувачем персона-
льного комп’ютера.
Акустична система фірми “SWEN” модель 550
- вихідна потужність 15 Вт;
- чутливість входу 0,01 В;
- коефіцієнт нелінійних спотворень 0,1%;
- діапазон відтворювальних частот 20-19500 Гц;
Така система має регулятор гучності, регулятор тембру і виготовлена в де¬рев'яному корпусі, що значно покращує якість звуку.
Акустична система фірми “SWEN” модель 320
- вихідна потужність 3 Вт;
- чутливість входу 0,1 В;
- коефіцієнт нелінійних спотворень 0,9%;
- діапазон відтворювальних частот 50-18000 Гц;
Ця акустична система на має регулятора тембру, виготовлена в пластмасовому корпусі і не забезпечує хорошу якість відтворення звуку
Такі акустичні системи призначені для використання в умовах, де потрібна компа¬ктність, невелика потужність і хороша якість звуку.
Акустична система, яка розробляється в даному проекті має регулятор тембру ви¬соких і низьких частот, регулятор гучності. Смуга відтворювальних частот 20-20000 Гц. Дана система економічна при виготовленні і не потребує значних трудових і економіч¬них затрат, і в порівнянні з іншими акустичними системами такого класу має добрі по¬казники, тому дана акустична стереосистема може складати конкуренцію закордонним аналогам.
1.2 Розробка структурної схеми
Для того щоб розробити структурну схему до акустичної системи для персональ¬ного комп'ютера потрібно мати деякі вихідні дані. Вихідні дані: акустична система по¬винна бути стереофонічною; акустична система повинна мати регулятор гучності, регу¬лятор тембру (спільний для обох каналів); потужність системи повинна бути не менша 10 Вт; акустична система повинна відтворювати сигнал в діапазоні 20-20000 Гц; для живлення системи повинен використовуватись блок живлення з стабілізатором.
На рисунку 1.1 приведений один з варіантів структурної схеми акустичної системи для персонального комп'ютера.
Рисунок 1.1- Структурна схема акустичної системи
Стерео акустична система до персонального комп'ютера, яка розробляється в да¬ному проекті має такі структурні складові: регулятор тембру, призначений для регулю¬вання амплітуди низькочастотної і високочастотної складової звуку; регулятор гучнос¬ті, призначений для регулювання амплітуди звуку в цілому; попередній підсилювач, призначений для підсилення сигналу, який поступає від звукової плати персонального комп'ютера до потрібного рівня; вихідний підсилювач, призначений для підсилення си¬гналу до заданого рівня потужності; гучномовець, призначений для відтворення звуко¬вої інформації. Окрім цих складових, до складу акустичної системи входить блок жив¬лення, для забезпечення роботи підсилювачів. Блок живлення складається з трансформа¬тора, випрямляча, фільтра, стабілізатора. Отже акустична система буде складатися з та¬ких функціональних вузлів:
- регулятор гучності;
- регулятор тембру;
- попередній підсилювач;
- підсилювач потужності;
- гучномовці;
- блок живлення;
1.3 Опис роботи пристрою по структурній схемі
Суть роботи пристрою полягає в наступному. На кожен з входів акустичної сис¬теми поступає сигнал з звукової плати персонального комп'ютера. Далі сигнал поступає на регулятор тембру. Регулювання амплітуди низькочастотної і високочастотної скла¬дової з допомогою регулятора тембру відбувається одночасно в двох каналах. З виходу регулятора тембру сигнал поступає на регулятор гучності, який є спільним для обох ка¬налів. З регулятора гучності сигнал поступає на вхід попереднього підсилювача, де він підсилюється і коректується. З виходу попереднього підсилювача сигнал поступає на вхід вихідного підсилювача потужності, який підсилює потужність сигналу до потріб¬ного рівня. З виходу підсилювача потужності сигнал поступає на гучномовці. Попередні підсилювачі і підсилювач потужності живляться від блоку живлення напруга, в якому стабілізується параметричним стабілізатором і згладжується фільтром.
2 КОНСТРУКОРСЬКА ЧАСТИНА
2.1 Розробка схеми електричної принципової
На основі структурної схеми акустичної системи можна розробити схему елект¬ричну принципову.
На вході акустичної системи повинен бути включений конденсатор з великою ємністю для того, щоб запобігти впливу постійної складової на роботу попереднього підсилювача і зменшити при цьому рівень завад (шумів).
Регулятор тембру реалізований на пасивних елементах, що значно спрощує техно¬логію його виготовлення. Для регулятора тембру підбираються змінні резистори (поте¬нціометри), які можуть забезпечити хороші параметри при регулюванні високочастотної чи низькочастотної складової. Такий регулятор характеризується симетричністю амплі¬тудно-частотної характеристики (АЧХ) відносно значення одиничного підсилення при регулюванні "вверх" і "вниз", малими нелінійними спотвореннями. Така схема дозволяє при коефіцієнті передачі рівному одиниці, на частоті 1 кГц, регулювати сигнал з часто¬тами 3О Гц і 10 кГц по рівню на ±20 дБ при плавній зміні частоти згину АЧХ.
Схема такого регулятора приведена на рисунку 2.1
Рисунок 2.1 - Схема регулятора тембру
В якості регулятора гучності вибирається змінний резистор, який включений по по¬тенціометричній схемі.
Резистори, які використовуються в регуляторі тембру, підбираються типу МЛТ або С2-23.
Для попереднього підсилення сигналу використовується попередній підсилювач, який реалізований на мікросхемі К157УД2, яка має в своєму складі два операційних підсилювачі. Дана мікросхема забезпечує попереднє підсилення сигналу і корекцію АЧХ, що дозволяє її використання в акустичних системах.
Основні параметри мікросхеми К157УД2:
1) напруга живлення, В 5-15;
2) вихідна потужність, Вт 2;
3) опір навантаження, Ом 4;
4) діапазон робочих частот, Гц 20-20000;
5) вихідний струм, мА 20;
Даний операційний підсилювач ввімкнений по схемі з зворотнім зв'язком що по¬кращує його характеристики. Операційні підсилювачі краще використати з високим вхідним опором і малим вихідним опором, тому в даному дипломному проекті викори¬стано двоканальний операційний підсилювач К157УД2.
Між першим і другим каскадом підсилювача включений розділюючий конденса¬тор для створення ємнісного зв'язку.
Другий каскад підсилювача реалізований на мікросхемі ТDА1519А. На рисунку 2.2 зображено схему ввімкнення мікросхеми ТDА1519А
Перевага цієї мікросхеми в тому, що при такому включені, яке зображене на рисунку 2.2
Рисунок 2.2 - Схема ввімкнення ТDА1519А
використовується мінімальна кількість елементів, які використовуються для нор¬мальної роботи мікросхеми.
Основні параметри мікросхеми ТDА1519А.
1) напруга живлення, В ...14;
2) вихідна потужність, Вт 11;
3) опір навантаження, Ом 4;
4) діапазон частот, Гц 20-20000;
5) струм споживання, мА 40;
6) коефіцієнт нелінійних спотворень 0,01;
Для того, щоб забезпечити живлення мікросхем в акустичній системі використано блок живлення. В блоці живлення варто застосувати трансформатор ТПП, який є досить дешевий і має малі габаритні розміри. В якості випрямляча використано дискретні еле¬менти, оскільки такий випрямляч має такі самі параметри як і діод ний міст але має ме¬нші розміри, що є досить важливо при виготовленні акустичних систем, в яких блок жи¬влення не є окремим блоком, а входить до складу акустичної системи. В якості згла¬джуючого фільтра використовуємо RС-фільтр, до складу якого входять конденсатори К50-16, і резистор типу МЛТ. Для стабілізації напруги використовуємо параметричний стабілізатор КС156А.
2.2 Опис роботи пристрою по схемі електричній принциповій
Принцип роботи акустичної системи до персонального комп'ютера полягає в на¬ступному.
На вхід акустичної системи поступає сигнал з виходу звукової плати персональ¬ного комп'ютера. Величина сигналу - 250 мВ. Далі сигнал поступає на регулятор темб¬ру, який є окремий для кожного каналу. Регулювання рівня високочастотної складової відбувається з допомогою здвоєного резистора RР1, а низькочастотної складової, з до¬помогою здвоєного резистора RР2. Регулятор тембру являє собою два RС- фільтри, один з яких регулює рівень високочастотної складової, а інший низькочастотної. При збільшенні значення опору резистора RР1 зменшується гранична частота, яку може про¬пускати фільтр. При зменшенні значення опору резистора RР1 збільшується гранична частота, яку може пропускати фільтр. Регулювання відбувається в межах 20-300 Гц. Аналогічно відбувається регулювання рівня високочастотної складової з допомогою здвоєного резистора RР2 в межах 15-20 кГц.
Амплітудно - частотна характеристика регулятора тембру зображена на рисунку 2.3
Рисунок 2.3 - Амплітудно-частотна характеристика регулятора тембру
З виходу регулятора тембру сигнал через розділюючий конденсатор поступає на регуля¬тор гучності, який реалізований на змінному здвоєному резисторі RРЗ, регулювання гу¬чності відбувається одночасно у двох каналах. З регулятора гучності сигнал через рези¬стор R7, який призначений для узгодження вихідного опору регулятора тембру з вхід¬ним опором операційного підсилювача, поступає на вхід попереднього підсилювача, який реалізований на двохканальній мікросхемі К157УД2. Дана мікросхема складається з двох операційних підсилювачів (для кожного каналу), кожен з яких охоплений зворот¬нім зв'язком, який реалізований з допомогою двох резисторів R9, R11(для першого ка¬налу) R8, R10 (для другого каналу). Тому коефіцієнт підсилення не залежить від параме¬трів операційного підсилювача. До попереднього підсилювача під'єднано конденсатор С15 для корекції амплітудно-частотної характеристики. З виходу попереднього підси¬лювача сигнал поступає на вхід двоканального підсилювача потужності, який реалізова¬ний на мікросхемі ТDА1519А. Залежність вихідної потужності від напруги живлення для мікросхеми ТDА1519А зображено на рисунку 2.4
Рисунок 2.4 - Залежність вихідної потужності від напруги живлення
Для забезпечення необхідних па¬раметрів, і для зменшення кое¬фіцієнту нелінійних спотворень, до третього і восьмого виводів мікросхеми приєднують кон¬денсатори С17, С19 відповідно. Підсилювач потужності підси¬лює сигнал до рівня 11 Вт з ко¬ефіцієнтом нелінійних спотво¬рень 0,1%. Підсилювач працює на навантаження 4 Ом. 3 виходу підсилювача сигнал поступає на гучномовці через розділюючі конденсатори С25,С26.
Для забезпечення роботи підсилювачів використовується блок живлення. З мере¬жі через вимикач ВДМ1-4 напруга поступає на трансформатор, де понижується до рівня 13 В. З допомогою діодів VD3-VD6, які ввімкнені як діодний міст, напруга випрямля¬ється. Резистор R15 являється складовим як фільтра С17С19R15 так і стабілізатора R15VD1. Аналогічно резистор R16 є складовим фільтра С18С20R17 так і стабілізатора R16VD2. Напруга живлення для мікросхеми DA1 є двохполярне і знімається з точок "а" і "b". Живлення для мікросхеми DА2 має бути однополярне і знімається з точки "с".
2.3 Розрахунок елементів схеми
2.3.1 Розрахунок регулятора тембру
Схема регулятора тембру що розраховується приведена на рисунку 2.5 Вхідні дані для розрахунку:
- коефіцієнт передачі на низьких частотах 8;
- нижня частота fн2, Гц 30;
- верхня частота fв2, Гц 10000;
- коефіцієнт передачі на високих частотах………………………………….. 8;
Для розрахунку вибираємо значення резистора RР1 рівне 100 кОм. Значення опору ре¬зистора R1 визначається за формулою для коефіцієнта передачі на низьких частотах.
(2.1)
де: Кн -коефіцієнт передачі на низьких частотах;
Значення резистору R1 визначається по формулі:
(2.2)
По заданій частоті fн2 визначаємо значення fн1.
Значення резистору RР2 визначається за формулою
(2.3)
Приймаємо RР2= 470 кОм Значення резистора R2=R1 Розрахунок резистора RЗ.
Приймаємо R=3,3 кОм
Розрахунок конденсатора СЗ.
(2.4)
де -нижня частота регулювання на низьких частотах;
Приймаємо С3=47 нФ
Значення конденсатора С7 рівне значенню конденсатора СЗ, тобто С7=СЗ=47 нФ;
Розрахунок конденсатора С4.
(2.5)
де fві=18 кГц- верхня частота регулювання на рівні високої частоти За формулою 2.4 визначається значення конденсатора С8.
Оскільки два канали акустичної системи є ідентичні, то розрахунок регулятора тембру для другого каналу аналогічний розрахунку для першого каналу.
2.3.2 Розрахунок попереднього підсилювача
Коефіцієнт підсилення інвертуючого підсилювача з негативним зворотнім зв'язком дорівнює відношенню опорів R11 і R9 і не залежить від параметрів операцій¬ного підсилювача.
(2.6)
Для інвертуючого підсилювача на інтегральній мікросхемі типу К157УД2 рекоме¬ндується використовувати резистори з опором 1...50 кОм. Вибираємо R9 і R7 рівне 10 кОм, резистор R11 = 1 МОм. При цьому повинна виконуватись умова R11>R9. Вхідний опір інвертуючого підсилювача рівний опору резистора R5:
Кп- коефіцієнт передачі зворотнього зв'язку.
Коефіцієнт підсилення напруги підсилювача без від'ємного зворотнього зв'язку.
Розраховуємо конденсатор С11 :
де: Rд – вихідний опір звукової плати з значенням 500 Ом;
Fm –нижня межа діапазону частот, при якій працює підсилювач;
М – коефіцієнт спотворень;
Rвх – вхідний опір попереднього підсилювача.
Приймаємо С11=100 нФ.
3 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
3.1 Методика перевірки параметрів підсилювача акустичної системи
При регулюванні підсилювача акустичної системи перевіряються такі основні параметри:
- чутливість входу підсилювача;
- діапазон регулювання рівня вихідного сигналу;
- діапазон відтворювальних частот(амплітудно-частотна характеристика);
- коефіцієнт нелінійних спотворень;
- коефіцієнт підсилення;
- амплітудна характеристика;
Для перевірки чутливості входів підсилювача акустичної системи використовують:
- генератор низької частоти ГЗ-118;
- мілівольтметр В3-38;
Для вимірювання потрібно зібрати схему приведену на рисунку 3.1
Рисунок 3.1 — Схема перевірки чутливості входів підсилювача
Послідовність перевірки:
1) почергово під'єднати входи підсилювача до генератора;
2) регулятор рівня сигналу встановити в максимальне положення;
3) змінюючи напругу на вході підсилювача, добитися номінальної напруги на виході підсилювача;
Величина чутливості буде рівна вхідній напрузі при якій отримана номінальна на-1 пруга на виході підсилювача.
Для даного підсилювача чутливість повинна бути не менше 50 мВ. Для перевірки діа-пазону регулювання рівня вихідного сигналу використовується схема приведена на рисунку 3.1.
Порядок вимірювання:
1) подати на вхід підсилювача сигнал частотою 315 Гц, номінального рівня;
2) встановлюючи регулятор рівня сигналу почергово в максимальне і мінімальне
значення, виміряти вихідну напругу .
3) діапазон регулювання рівня сигналу визначається по формулі;
Для підсилювача діапазон регулювання не повинен бути менше 20.
Для перевірки амплітудно-частотної характеристики використовують схему при¬ведену на рисунку 3.2
Рисунок 3.2 - Схема для зняття амплітудно-частотної характеристики Порядок вимірювання:
1) встановити на вході підсилювача сигнал величиною 100 мВ;
2) встановлюючи на вході підсилювача частоти сигналу в межах 20-20000 Гц, і під¬тримуючи сталою вхідну напругу, зняти залежність амплітуди сигналу від його частоти.
результати заносять в таблицю 4.1
Таблиця 4.1- Результати вимірювань
f, кГц 0,03 0,125 0,25 0,315 1 3,15 6,3 12,5 18 20
Uвих, мВ 175 280 360 390 400 410 410 408 405 400
4) по даних вимірювань будується графік залежності
Рисунок 3.3 - Амплітудно-частотна характеристика підсилювача
Для перевірки коефіцієнту нелінійних спотворень використовується схема приведена на
рисунку 3.4
Рисунок 3.4 - Схема для вимірювання нелінійних спотворень
Порядок вимірювання:
1) подати на вхід підсилювача сигнал рівний номінальному з частотою 315 Гц;
2) регуляторами рівня сигналу встановити напругу на виході 1 В;
3) з допомогою вимірювача нелінійних спотворень виміряти коефіцієнт гармонік;
Коефіцієнт гармонік не повинен перевищувати 0,01%.
Для визначення коефіцієнту підсилення може використовуватись схема приведе¬на на рисунку 3.2. Коефіцієнт підсилення визначається по формулі:
Для визначення амплітудної характеристики підсилювача використовується схема при¬ведена на рисунку 3.5
Рисунок 3.5 - Схема для визначення амплітудної характеристики підсилювача
Порядок вимірювання:
1) на вхід підсилювача подається сигнал частотою 315 Гц і величиною 1,5 мВ;
2) поступово збільшуючи величину вхідного сигналу заміряється амплітуда вихід¬
ного сигналу;
3) результати заносяться в таблицю 4.2;
Таблиця 4.2 - Результати вимірювань
1,5 3 5 10 15 25 50 75 100 150
32 65 110 230 320 550 1100 1650 2250 3100
По даних таблиці будується графік залежності
Рисунок 3.6 - Амплітудна характеристика підсилювача
5 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА
5.1 Означення собівартості та основних витрат
Собівартість продукції - це грошова форма витрат на підготовку виробництва, виготовлення та реалізацію. Вона комплексно характеризує ступінь використання всіх ресурсів підприємства, а отже, і рівень техніки, технології та організації виробництва. Чим краще працює підприємство, інтенсивніше використовує ресурси, удосконалює усі складові елементи та фактори виробництва, тим нижча собівартість. Це один з центра¬льних показників ефективності, має тісний зв'язок з ціною.
При обчислення собівартості важливе значення має визначення складу витрат, які в неї включаються. Як відомо, витрати відшкодовуються за рахунок двох джерел: собі¬вартості та прибутку. Тому питання про склад витрат, які включаються в собівартість, є питаннями їх розмежування між зазначеними джерелами відшкодування.
Склад витрат, що включаються у собівартість, не є незмінним. До основних скла¬дових елементів собівартості можна віднести витрати на:
- дослідження ринку;
- виробництво;
Кваліфікація витрат на виробництво. Слід відрізняти загальні витрати і витрати на одиницю продукції. Загальні витрати на весь обсяг продукції за певний період, їх су¬ма залежить від тривалості періоду і кількості виготовленої продукції. Витрати на оди¬ницю продукції обчислюються як середні за певний період, якщо продукція виготовля¬ються постійно або серіями. В одиничному виробництві витрати на виріб формуються як індивідуальні.
Оскільки витрати є функцією обсягу виробництва з певною еластичністю, існує поняття граничних витрат, які характеризують їх приріст на одиницю приросту обсягу виробництва. Якщо загальні витрати виразити певною функцією обсягу продукції, та граничний їх рівень є першою похідною функцією. Це витрати на останню за часом ви¬готовлення одиницю продукції. Показник граничних витрат використовується при ана¬лізі доцільності зміни обсягу виробництва продукції, та граничний їх рівень є першою
похідною функцією.
При плануванні, обліку та аналізі витрат класифікуються за певними ознаками, де головними є: ступінь однорідності витрат, спосіб обчислення, зв'язок з обсягом вироб¬ництва.
Класифікація витрат є основою аналізу витрат і пошук результатів зниження витрат (со¬бівартості).
Елементні витрати - однорідні за складом. Мають єдиний економічний зміст і є первинними. До них належать матеріальні витрати, оплата праці, відрахування на соціа¬льні потреби, амортизаційні відрахування, інші витрати.
Система управління витратами - це процес цілеспрямованого формування витрат за місцем виникнення і різновидами продукції при постійному контролі їх рівня і сти¬мулюванні їх зниження. Це важлива функція економічного механізму кожного підпри¬ємства.
Для ефективного управління витрати на підприємстві групуються за місцем їх ви¬никнення і центрами відповідальності.
У системі техніко-економічних розрахунків важливе місце займає калькуляція - обчис¬лення собівартості окремих виробів. Калькуляція потрібна для вирішення ряду економі¬чних завдань: обґрунтування цін на вироби, обчислення їх рентабельності, аналізу ви¬трат на виробництво однакових виробів на різних підприємствах, визначення економіч¬ної ефективності організаційно-технічних заходів тощо.
Приблизна номенклатура калькуляційних статей витрат для більшості підприємств різ¬них галузей є така:
- сировина і матеріали;
- основна заробітна плата виробничих робітників;
- позавиробничі витрати (витрати на маркетинг).
Для виробництва товарів необхідно затратити природні ресурси і працю людей. Обсяг природних ресурсів і праці затраченої на виробництво товарів, визначають їх вар¬тість. Розхід ресурсів залежить від умов і рівня прогресивності конкретних підприємств. Отже, вартість товарів завжди індивідуальна. Разом з тим в народному господарстві ви¬діляють суспільно необхідні затрати. Вартість товарів вимірюється в грошових одини¬цях. Вартість товарів виміряна в грошових одиницях, є ціна виробництва. Вона визначається затратами на виробництво і реалізацію продукції та розміром необхідного прибут¬ку. Необхідний прибуток - це прибуток, який забезпечує товаровиробнику конкуренто¬спроможність.
Ціна на продукт є для підприємства не тільки важливим чинником, який визначає його прибуток, алей умовою успішної реалізації товарів, бо ціна дає підприємству ряд переваг:
1. На відміну від більшості методів, які застосовуються для стимулювання попиту,
використання ціни не потребує додаткових грошових видатків, як, наприклад, при про¬
веденні рекламних заходів.
2. Привабливість товарів, виражену в ціні, покупці знаходять легше, ніж на основі
реклами, індивідуалізації продукту.
3. Навіть коли існують інші методи стимулювання, організація персональних про¬-
даж і реклами, є основними, ціна може використовуватись як спосіб їх підтримання.
Планування собівартості продукції відбувається за калькуляційними статтями. Калькуляційні статті визначаються наступним чином:
1) витрати на сировину, основні та допоміжні матеріали-добутком норми витрат сировини, матеріалів на їх ціну
2) витрати на покупні комплектуючі витрати - добутком кількості комплектуючих ви-
робів, напівфабрикатів на їх ціну
3) транспортно-заготівельні витрати (ТЗВ) - добутком відсотку ТЗВ на вартість двох по¬ передніх, калькуляційних статей, поділених на 100%.
4) основна заробітна плата виробничих робочих - добутком норми часу на виконання
операцій на годинну тарифну ставку.
5) відрахування на соціальне страхування-добутком встановленого відсотку від основ¬ної заробітної плати виробничих робочих і поділених на 100%.
6) витрати на утримання устаткування (ВУУ) - добутком даного відсотку ВУУ на основ¬ну заробітну плату виробничих робочих конкретного виду продукції і поділених на
100%
7)цехові витрати (ЦВ)- добутком даного % ЦВ на основну заробітну плату виробничих робочих конкретного виду продукції і поділених на 100%.
8) загально-заводські витрати (ЗЗВ) - добутком даного відсотку 33В на основну заробітну плату виробничих робочих конкретного виду продукції, поділених на 100%
9) позавиробничі витрати (ПЗВ) - добутком даного відсотку ПЗВ на виробничу
собівартість конкретного виду продукції поділених на 100%
10) повна собівартість-сумування виробничої собівартості та поза виробничих витрат.
Перші сім калькуляційних статей складають цехову собівартість
Перші вісім калькуляційних статей складають виробничу собівартість
6.1 Визначення собівартості і ціни спроектованого пристрою
Вартість основних матеріалів можна визначити на основі норми витрат та відповід¬них оптових цін
Розрахунок вартості основних матеріалів зведено в таблицю 6.1.
Таблиця 6.1 - Визначення вартості основних матеріалів спроектованого пристрою
Найменування матеріалів Одиниці Норма Ціна Вартість
вимірювання витрат грн.. грн..
1 .Склотекстоліт кв.м 0,05 35 0,20
2.ПрипойПОС-61 кг 0,01 5 0,05
3.Каніфоль кг 0,01 1 0,01
4.Хлорне залізо к 0,01 1 0,01
5.Спирт етиловий л 0,05 1,8 0,09
Разом 0,45
В
Вартість покупних матеріалів приведена в таблиці 6.2
Таблиця 6.2- Вартість комплектуючих виробів проектованого пристрою
Найменування матеріалів Одиниці вимірювання Норма витрат Ціна, грн Вартість, грн
Резистори
МЛТ-0,125-43кОм шт. 2 0.06 0.12
МЛТ-0,125-3,ЗкОм шт. 2 0.06 0.12
МЛТ-0,125-16кОм шт. 2 0.06 0.12
Найменування матеріалів Одиниці вимірювання Норма витрат Ціна, грн Вартість, грн
МЛТ-0,125-10кОм шт. 4 0.06 0.12
МЛТ-0Д25-1Мом шт. 2 0.06 0.24
МЛТ-0,5-5кОм шт. 2 0.2 0.4
МЛТ-0Д25-1кОм шт. 2 0.06 0.12
СП5-16ВА-1-1ОО кОм шт. 2 5 10
СП5-16ВА-1-470 кОм шт. 1 5 5
Конденсатори
К50-35-10мкФх16В шт. 2 0.2 0.4
КТ-2М75-47нФх16В шт. 4 0.15 0.6
КМ5Б-Н30-3300нФх16В шт. 4 0.15 0.6
КМ5Б-Н30-100нФх25В шт. 2 0.15 0.3
КМ5Б-Н30-30нФх16В шт. 2 0.15 0.3
КМ5Б-Н30-220 нФх25В шт. 2 0.15 0.3
К50-35-100мкФх16В шт. 1 0.4 0.4
КМ5Б-Н30-100нФх25В шт. 1 0.2 0.2
К50-6-11мкФх25В шт. 4 0.3 1.2
КМ5Б-Н30-0Д мкФхібВ шт. 2 0.25 0.5
КМ5Б-Н30-2200нФх16В шт. 2 0.2 0.4
Гучномовці
10ГДШ22К шт. 2 5 10
Мікросхеми
К157УД2 шт 1 3 3
Продовження таблиці 6.2
Закінчення таблиці 6.2
Найменування матеріалів Одиниці
вимірювання Норма витрат
Ціна, грн
Вартість, грн
TDA1519A шт 1 15 15
Вимикач
ВДМ1-4 шт 1 1.5 1.5
Трансформатор
ТПП 305-М4/220-20 шт 1 12 12
Діоди
КС156А шт 2 0.3 0.6
КД103А шт 4 0.4 1.6
Роз’єми
ГРПМ 1-61 ШУ20 шт 1 0.6 0.6
JR35E2 шт 1 1.5 1.5
Разом 67.24
Щоб прокалькувати витрати на виріб, необхідно визначити основну заробітну плату виробничих робочих. Тобто ту, яка затрачається на виготовлення мікшерного пристрою.
ЗП = НЧ*Т
де: НЧ - норма часу, Т - тарифна ставка
ЗП = 2*2.4 = 4.8 грн.
Для визначення собівартості мікшерного пристрою використовують такі відсотки накладних витрат:
- ТЗВ (транспортно-заготівельні витрати) - 5%
- відрахування на соц. страхування - 36.8%.
- витрати на утримання устаткування - 25%.
- цехові витрати - 20%
Таблиця 6. 4 - Калькуляція на виготовлення акустичної системи
№ п/п Калькуляційні статті % Сума грн. Вирахування
1. Витрати на основні та
допоміжні матеріали 0,45 3 таблиці 5.2
2. Витрати на покупні
матеріали 67.24 3 таблиці 5.3
3. ТЗВ 5 3.37 (67.24+0,45)-5:100% = 3.37
4 ОЗПВР 4.8 2-2.4 = 4.8
5. Соц.страх 36.8 1.77 4.8-36.8%: 100% =1.77
6. ВУУ 25 1.2 4.8-25%: 100% =1.2
7. Цехові витрати 20 0.96 4.8-20%: 100% = 0.96
Цехова собівартість 79,62
4 ОРГАНІЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА
4.1 Опис процесу виготовлення вузла акустичної системи на дру¬кованій платі
Організація виробництва - це створення нових і вдосконалення існуючих вироб¬ничих систем.
Для виготовлення того чи іншого виробу, необхідно провести підготовку виробництва. Вона потребує наявності розробленого технологічного процесу, на основі яко¬го замовляються необхідні матеріали, визначається навантаження обладнання, вико¬нується конструювання і виготовлення пристроїв і установок, спеціальних ріжучих і мірильних інструментів, складається календарний план роботи цехів по випуску деталей і передачі їх на складання.
При проектуванні технологічних процесів складаються документи, які служать для ор¬ганізації і ведення технологічного процесу. На основі їх планується і доставляється цеху необхідна оснастка робочих місць, матеріали і напівфабрикати, визначається штат робочої сили. При цьому розробляється два види документів:
1) технологічні;
2) конструкторські.
До технологічних документів відносяться графічні і текстові документи, що визначають технологічний процес виготовлення виробу і містять необхідні дані для організації виробництва . Технологічні документи діляться наступним чином:
1) маршрутні карти, складають опис технологічного процесу виготовлення виробу по всім операціям в технологічній послідовності (від початку до кінця) з вказанням відповідних даних по обладнанню, матеріальним, трудовим і іншим нормативам. В картах встановлюється порядок проведення обробок в відповідних схемах і на дільницях обробки дається опис обробки на кожному робочому місці без розбивки на переходи. Звичайно, вони широко використовуються в одиничному і
дрібносерійному вироб¬ництві, коли не потребується точного деталювання технологічного процесу;
2) операційні карти, складають детальний опис операцій технологічного процесу виготовлення виробів, з розділених операцій по переходах і з вказанням режимів роботи, розрахованих норм, необхідного обладнання, робочого і вимірювального інструменту. Звичайно, вони використовуються в масовому виробництві, складають дані про порядок роботи на одному робочому місці і розробляються на кожну операцію окремо;
3) карти ескізів і схем складають графічну ілюстрацію технологічного процесу виготовлення виробу і окремих його елементів. На цих картах виконуються ескізи і схе¬ми, що доповнюються або пояснюють зміст операцій;
4) специфікації технологічних документів визначають склад технологічних доку-ментів, необхідних для виготовлення виробу і його складових частин. Звичайно, вона
включає в себе наступні розділи: виріб, складальна одиниця, деталь, матеріали. Але в
залежності від виробу деякі розділи можуть бути відсутні;
5) технологічна інструкція складається в формі опису. В ній вказується облад¬-
нання, що використовується, порядок підготовки деталей і матеріалів, послідовність,
режими і опис специфічних прийомів роботи, способи, що визначають якість, в деяких
випадках приводиться опис фізикохімічних явищ, що проходять при окремих операціях
технологічного процесу.
6) матеріальна відомість призначена для підготовки виробництва і являється по-
детальною і звітною відомістю норм розходу матеріалів, вона оформляється у вигляді
карт, запис в яких проводиться по розділах. Розхід основних і допоміжних матеріалів
встановлюється на основі робочих креслень і технологічних карт. При цьому норми роз¬
ходу визначають розрахунковим нормативно-статистичним методом з подальшим ко¬-
ректуванням і по експериментальних даних;
7) відомість оснастки складає перелік спеціальних і стандартних приладів інструментів, необхідних для оснащення технологічного процесу. Вона складається на основі карт технологічного процесу, оформляється також на картах спеціальної форми.
Найбільш значним етапом підготовки виробництва являється оснащення дільниць цехів виробництва технологічним обладнанням. Під технологічним обладнанням вироб¬ництва розуміють здатність Виробництва задовільнити потреби заданого технологічного процесу. Основним показником технологічного оснащення виробництва являється замкнутість виробничого циклу в межах дільниці, цеху або заводу.
Значно вигідніше правильне технологічне оснащення виробництва в основному при серійному або масовому виробництві радіоелектронних вузлів і деталей. В умовах одиничного виробництва повна технологічна оснащеність, особливо якщо в склад тех¬нологічної оснастки входить дороге обладнання, до економічного виграшу не приво¬дить. В зв'язку з цим процес розробки оснащення виробництва технологічним облад¬нанням включає в свій склад не тільки теоретичні розрахунки на рівні ескізного і технічного проектування, але і експериментальну перевірку ефективності на підготовчому і установчому етапах виробництва РЕА.
На виробництві також велике значення має транспортування. Під транспортуван¬ням в даному випадку мається на увазі як постачання на підприємство напівфабрикатів, комплектуючих, вивіз готової продукції, так і постачання матеріалами між окремими дільницями.
Технологічний процес виготовлення вузлів на друкованих платах складається з таких основних етапів:
1) підготовчий етап - на цьому етапі проводиться нарізка заготовок друкованих
плат і їх попередня обробка;
2) нанесення рисунку друкованої плати;
3) травлення друкованої плати;
4) контроль;
5) лудіння;
6) складання вузлів на друкованих платах;
7) пайка елементів;
8) налагодження і контроль готових вузлів.
Плати після нарізки і свердління транспортуються в цех по нанесенню малюнку і травлення. Малюнок наноситься фотографічним методом, тобто копіювання малюнку схеми з прозорого фотознімку на основу, покриту світочутливою емульсією (фоторезис¬том). Для виготовлення фотознімку виготовляють фотооригінали схеми, яку креслять на ватмані, картоні або іншому матеріалі. Малюнок електричної схеми заливають чорною тушшю, фотооригінал може бути в позитивному і негативному вигляді. Позитив одер¬жують з негатива звичайним контактним методом. Перед початком нанесення малюнку, плату обезжирюють в розчині вапна, потім її промивають холодною і гарячою водою.
Плати помішають у спеціальний пристрій для рівномірного нанесення фоторезис¬ту.
Після цього плати помішають у спеціальні шафи і сушать. Потім плати встанов¬люють разом з позитивом в світлокопіювальний пристрій і виконують експонування. Проявліють плати у ванні з теплою водою (50°С), протираючи їх ватним тампоном. Місця, шо не піддаються освітленню, вимиваються, інші частини плати задублюються під дією теплої води .
Після цього заготовки з захисним малюнком поступають на хімічне травлення не-захищених ділянок фольги. Травлення проводиться в розчині хлорного заліза (РеСІ). Хлорне залізо являється травлячим реагентом, шо забезпечує м'яке і рівномірне трав¬лення.
Швидке травлення досягається нагріванням розчину хлорного заліза, вибором оп¬тимальної концентрації розчину. Після травлення заготовку промивають в проточній воді, шоб очистити від хлорного заліза. Захисну плівку знімають в лужному розчині во¬лосяними шітками. Обробка поверхні закінчується пайкою і сушінням плат у сушильних шафах. Готові плати перевіряють візуально і на міцність щеплення. Для захисту від дії вологи на провідники наносять плівку лаку пульверизацією.
Готові друковані плати транспортують в цех для набивки і пайки плати, де знову їх перевіряють. В напівавтомати для набивки плат загружають радіоелементи і плати. Після набивки плати перевіряють, чи правильно встановлені радіоелементи.
Пройшовши цей етап, плати поступають на ділянку пайки. Пайка проводиться хвилею припою. Для цього плати завантажують в прилад для пайки хвилею припою. Попередньо на плату наносять захисну плівку. В місцях контактних площадок захисної плівки не повинно бути. Плата з друкованим монтажем проходить з постійною швидкіс¬тю по гребню хвилі припою, температура припою досягає 240-250° С. Хвиля припою організовується переливанням припою в похилій ванні або з допомогою електромагніт¬ного насосу через сопло. Якість пайки перевіряють при зовнішньому огляді. Плати по¬кривають захисним шаром лаку, для захисту від навколишнього середовища.
Пройшовши ці операції, плати транспортують на дільницю по ремонту, якщо під час огляду плат були виявлені пошкодження, то їх виправляють на робочих місцях, що мають необхідне обладнання, Перед тим, як готові плати відтранспортують в цех по складанню, вони проходять налагодження.
В складальному цеху плати поміщаються в корпус, і тут же перевіряються основні параметри.
Для даного виробу перевіряються такі основні параметри:
1) коефіцієнт підсилення;
2) коефіцієнт гармонік;
3) амплітудна характеристика;
4) діапазон відтворювальних частот;
Вироби які не задовольняють номінальних значень вище перелічених параметрів, пове¬ртаються в цех для налагодження.
6 ОХОРОНА ПРАЦІ
6.1 Характеристика шкідливих факторів виробництва підсилювача
потужності НЧ
У процесі виробництва підсилювача потужності НЧ виникає декілька шкідливих факторів, які впливають на здоров'я людини. В першу чергу це електричний струм і напруга.
Чинники, що впливають на тяжкість ураження людини електричним струмом, ді¬ляться на три групи: електричного характеру, неелектричного характеру і чинники ви¬робничого середовища.
Основні чинники електричного характеру - це величина струму, що проходить крізь людину, напруга,
