Техническое задание. 1. Наименование и область применения: Разрабатываемое устройство - детектор высокочастотного излучения

1. Наименование и область применения: Разрабатываемое устройство - детектор высокочастотного излучения. Устройство предназначено для оперативного обнаружения и измерениия мощности источников радиоизлучения, в том числе сотовых телефонов.

2. Технические требования:

2.1 Состав устройства и требования к конструктивному устройству:

Изделие имеет в своем составе следующие функциональные узлы:

- усилитель высокой частоты;

- детектор высокой частоты;

- компаратор;

- генератор прямоугольных импульсов;

- усилитель низкой частоты;

Габаритные размеры устройства не более 150х50х40 мм, масса устройства не более 0.1 кг.

3. Показатели назначения:

Данное устройство должно выполнять следующие функции:

- реакция на высокочастотные излучения в диапазоне от 0,1 до 900 МГц;

- регулировка чувствительности при обнаружении высокочастотных излучателей.

4. Требования к надежности:

Средняя наработка на отказ, ч, не менее 100000.

Вероятность безотказной работы 0,9.

Среднее время восстановления, ч 1.

Устройство должно выдерживать воздействия внешних механических и климатических факторов в соответствии с ГОСТ 11478-88 для 1 группы аппаратуры.

5. Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации.

Конструкция изделия должна обеспечивать возможность выполнения монтажных работ с соблюдением требований технических условий на установку и пайку комплектующих изделий.

Конструкция изделия в целом и отдельных сложных узлов должна обеспечивать сборку при изготовлении без создания и применения специального оборудования.

Конструкция устройства должна обеспечивать его сборку и монтаж при подготовке к эксплуатации без применения специального оборудования, приспособлений и инструмента.

6. Требования к уровню унификации и стандартизации.

В качестве комплектующих единиц и деталей (коммутационные, изделия электроники, крепежные, установочные) должны применяться серийно выпускаемые изделия.

Сборочные единицы типа монтажных плат, панелей, крепежных и установочных узлов должны быть унифицированными.

Коэффициент унификации стандартных и заимствованных деталей должен быть не менее 0,5.

6. Требования безопасности и требования по охране природы.

Конструкцией устройства должна быть обеспечена безопасность персонала при эксплуатации. Общие требования электрической и механической безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 25861-83.

Конструкция устройства должна исключать возможность неправильного присоединения его сочленяемых токоведущих и составных частей.

В устройстве должна быть обеспечена защита от коротких замыканий.

Эстетические и эргономические требования:

Устройство по своим эргономическим показателям должен обеспечивать удобство эксплуатации.

Устройство должно соответствовать современным требованиям технической эстетики и быть конкурентоспособным по своему внешнему виду на внутреннем и внешнем рынке.

Требования к составным частям устройства, сырью и исходным материалам

Для изготовления устройства необходимо использовать недефицитные отечественные материалы

В устройстве должны использоваться покупные изделия электронной техники, пригодные для автоматизированной сборки аппаратуры согласно ГОСТ 20.39.405-84.

Требования к условиям эксплуатации:

Климатическое исполнение - УХЛ 3.1, согласно ГОСТ 15150-69. Температура воздуха от - 10 до +45°С; относительная влажность от 75% при 15°С до 98% при 25°С; атмосферное давление 84,0…107,0 кПа

Требования к техническому обслуживанию и ремонту:

Все устанавливаемые на устройстве конструкции и отделочные материалы должны быть безвредны для здоровья лиц, имеющих к ним доступ, и иметь соответствующие санитарные сертификаты.

Устройство, его расположение и условия эксплуатации должны отвечать требованиям "Санитарных норм и правил".

В повседневной жизни люди подвергаются множеству различных излучений. Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течении длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры. Человеческие органы нечувствительны к таким излучениям, единственный способ их обнаружить применение электронных приборов.

Существует несколько способов схемотехнического решения этой проблемы:

-работа прибора по принципу сканирования радио эфира; -мониторинг помещений на предмет наличия новых включений; - широкополосное детектирование электрического поля.

Лучшим решением является прибор, принцип действия которого основан на широкополосном детектировании электрического поля. Этот принцип дает возможность обнаружения радиопередающих устройств с любыми видами модуляции. Важным фактором, определяющим конструктивно-технологические особенности прибора, является ее рабочий диапазон частот. В зависимости от диапазона частот устройства предъявляются различные требования к его конструктивному оформлению и технологии изготовления. С ростом частот повышаются требуемые точность изготовления, качество обработки деталей, чистота применяемых материалов и т.д.

Целью работы является создание устройства работающего на основании принципа широкополосного детектирования электрического поля в диапазоне частот от 0,1 до 900 МГц, в диапазоне 5-300 МГц чувствительность прибора должна быть максимальной. Прибор должен обладать 2-х позиционной системой звуковой сигнализации.

Разрабатываемое устройство - детектор высокочастотного излучения способен помочь человеку обнаружить негативное излучение.

Приборы, выполняющие данные функции, можно также применить при ремонте различных радиотехнических устройств, например, для контроля высокочастотного излучения радио и сотовых телефонов. С их помощью можно дистанционно контролировать излучение импульсных источников питания, а также строчных разверток телевизоров и мониторов, также можно определить местонахождения электронных "жучков" и других видов электромагнитного поля высокой частоты.

По полученным значениям оценочной функции можно сказать, что разрабатываемое устройство лучше конкурентов так как ему соответствует минимальное значение оценочной функции.

Рисунок. Схема детектора высокочастотных излучений.

Структурная схема состоит из трех блоков.

В первом блоке должен приниматься и усиливаться высокочастотный сигнал. Для приема высокочастотного сигнала целесообразно применить антенну, а для его усиления необходимо использовать высокочастотный усилитель.

Во втором должен находиться высокочастотный детектор, который срабатывает при поступлении высокого уровня сигнала; компаратор, для сравнения двух сигналов, а также генератор низкочастотных импульсов для формирования звукового сигнала.

Третий блок предназначен для вывода сигнала, получаемого со второго блока на измерительный прибор или

На основании анализа структурной схемы устройства можно составить функциональную схему:

1. Высокочастотный усилитель (ВУ)

Задачей ВУ является усиление сигнала поступающего на антенну, в диапазоне от 1 до 1000МГц. Поскольку диапазон частот достаточно широк, будем использовать широкополосный усилитель. Существует несколько усилителей данного типа: однокаскадные, двухкаскадные и трехкаскадные. В нашем случае целесообразно использовать однокаскадный широкополосный усилитель. У него простая конструкция и самая маленькая элементная база, что в свою очередь увеличит надежность прибора.