CC BY
188
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10-2/2016 ISSN 2410-700Х_
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что на территории Российской Федерации не работают механизмы обеспечения качества в системе электроэнергетики [3], поэтому необходимо разработать комплекс нормативных документов, который позволит:
- установить требования к процедуре и критериям подтверждения соответствия объектов в области электроэнергетики;
- изменить требования к проводимым замерам;
- определить основные задачи и функции энергокомпаний и сетевых компаний в процессе модернизации оборудования в точках подключения;
- повысить конкуренцию, которая представляет собой один из основных инструментов формирования устойчивой системы удовлетворения спроса на электроэнергию, позволяющий производителям обеспечить качество передачи электроэнергии путем установки нового оборудования и новых сооружений, и тем самым снизить степень износа оборудования и стоимость передачи электроэнергии.
Список использованной литературы:
1 Федеральный закон от 26.03.2003 № 35-Ф3 «Об электроэнергетике».
2 Постановление Правительства РФ от 01.12.2009 № 982 (ред. от 14.05.2016) «Об утверждении единого перечня продукции, подлежащей обязательной сертификации, и единого перечня продукции, подтверждение соответствия которой осуществляется в форме принятия декларации о соответствии».
3 Грищенко Д О., Проблемы обеспечения качества в электроэнергетике / Д.О. Грищенко // Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета.- 2013. - № 1. - С. 120-122.
4 ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения
5 Гражданский кодекс Российской Федерации (часть вторая) от 26.01.1996 № 14-ФЗ (ред. от 23.05.2016)
6 Федеральная служба государственной статистики [сайт]: URL: www.gks.ru (дата обращения 29.09.2016).
© Баженов И.А., Демиденко Г.Н., Сульман М.Г., 2016
УДК 621.373.1
Дубровин Виктор Степанович,
доцент кафедры ИКТСС ФГБОУ ВПО «Мордовский национальный исследовательский университет им. Н.П. Огарёва»,
г. Саранск E-mail: [email protected]
КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Аннотация
Приведен один из возможных вариантов классификации генераторов, который сможет значительно облегчить задачу инженеров-разработчиков электронной аппаратуры и студентов при выполнении курсовых и дипломных проектов соответствующих специальностей.
Ключевые слова
Генератор, классификация, колебательная система, управляемый элемент.
Введение
Схемы построения генераторов, в зависимости от конкретных технических требований, различны, однако для обеспечения работоспособности в каждой из них обязательно должны присутствовать функционально необходимые элементы, такие как: активный элемент, частотно-избирательная цепь
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10-2/2016 ISSN 2410-700Х_
(резонатор), цепь обратной связи, источник питания. Правильный выбор схемы генератора и его компонентов - задача достаточно сложная. Помочь в этом вопросе может классификация существующих способов построения генераторов, схемотехнических решений и элементной базы.
Устройства генерирования и созданные на их основе комплексы можно классифицировать [1] по назначению, рабочему диапазону, по условиям работы - для стационарных и подвижных устройств; по виду используемых колебательных систем: в низко- и высокочастотных генераторах используются колебательные системы с сосредоточенными параметрами, на сверхвысоких частотах приходится применять КС с распределенными параметрами, а в оптическом диапазоне используются квантово-механические активные элементы.
В различных устройствах связи (радиоприемниках, измерительных приборах и пр.) широко применяются [2] генераторы сигналов, частота которых изменяется под действием внешнего управляющего напряжения. Такие генераторы называют ГУН (генераторы, управляемые напряжением) или VCO (Voltage Controlled Oscillator).
За последние годы в связи с бурным ростом цифровой и микропроцессорной техники, развитием программного обеспечения появилась возможность [3] создания цифровых генераторов. Генераторы, построенные на принципах прямого цифрового синтеза (DDS - Direct Digital Synthesis), обладают рядом достоинств: очень высокое разрешение по частоте и фазе; быстрый переход на другую частоту (или фазу) без выбросов и других аномалий, связанных с переходными процессами; высокое частотное разрешение и возможность перехода на другую частоту без разрыва фазы выходного сигнала.
В [3] рассматриваются измерительные аналоговые генераторы, в том числе генераторы стандартных сигналов (ГСС), построенные на основе трех основных типов: генераторы на биениях, содержащие два LC - генератора (один с фиксированной частотой, другой с плавно изменяющейся) и смеситель для выделения разностной частоты; генераторы на основе избирательной RC - цепи того или иного типа (RC - генераторы); генераторы на основе преобразователей сигнала треугольной формы в синусодальный сигнал (аналоговые функциональные генераторы).
Наряду с развитием цифровых технологий по-прежнему не потеряла актуальности и разработка различных типов генераторов гармонических сигналов на основе аналоговых устройств [4, 5]. На базе управляемых генераторов квадратурных гармонических сигналов [6-10] достаточно просто реализуются формирователи многофазных сигналов, а также функциональные генераторы [11-14], в которых сигналы треугольной формы формируются с помощью двух гармонических сигналов, сдвинутых друг относительно друга на 90 электрических градусов [15-21].
Основная часть
Анализ вопросов, относящихся к колебательным системам (КС) и процессам, происходящих в них, также может упростить классификацию генераторных устройств, поэтому в первую очередь рассмотрим вопросы, связанные, прежде всего, с динамическими системами в которых происходят колебания.
Колебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени. Динамические системы, в которых могут существовать колебания, принято называть колебательными системами. Чрезвычайное многообразие колебательных систем и их свойств требует нахождения общих черт у различных КС и объединения их по наиболее характерным признакам в определенные классы и типы [22, с.10]. Однако классификация возможна лишь при условии замены огромного числа конкретных реальных генераторов моделями, в которых будет отражено только ограниченное число основных свойств, присущих тем или иным устройствам генерирования сигналов.
В зависимости от характера воздействия на КС различают: собственные (затухающие и незатухающие) колебания; вынужденные колебания; параметрические колебания; самоподдерживающиеся (автоколебания). Свободные колебания появляются, когда состояние КС после кратковременного начального возмущения изменяется без подвода энергии извне. При вынужденных колебаниях КС подвергается внешнему периодическому воздействию через принудительное изменение физической величины, описывающей колебания. Параметрические колебания колебательной системы возникают при периодическом изменении одного или нескольких ее параметров. При автоколебаниях имеет место приток энергии от источника, не обладающего колебательными свойствами.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10-2/2016 ISSN 2410-700Х_
Анализ вопросов, относящихся к колебательным процессам, позволяет сделать вывод, что для классификации генераторов сигналов может быть использовано большое количество различных признаков.
Среди прочих условий можно назвать [1] требования к безопасности и удобству обслуживания, надежности, массе, габаритным размерам и стоимости, приспособленности к работе в заданных условиях, технологичности конструкции. Какие из них важнее зависит от конкретных условий работы системы в целом и генератора как ее составной части.
На рисунке приведены наиболее значимые параметры, по которым можно классифицировать различные генераторы.
Рисунок. Классификация генераторов
Группа 1 - генераторы по типу построения.
Из устройств этой группы особого внимания заслуживают генераторы, построенные на базе МЭМС (Micro-Electro Mechanical Systems) - технологий. МЭМС системы получаются путем комбинирования механических элементов, датчиков и электроники на общем кремниевом основании посредством технологий микропроизводства. Неоспоримым преимуществом МЭМС генераторов является стойкость к механическим вибрациям и ударам силой в десятки тысяч g, гарантирующая работоспособность систем передачи данных в экстремальных ситуациях и специфических применениях, когда кварцевые генераторы выходят из строя [23] . МЭМС резонаторы обладают большой добротностью, превышающей 1000 единиц. Диапазон частот, в котором работают МЭМС резонаторы, простирается от единиц кГц до единиц ГГц.
В основе МЭМС генераторов лежит микромеханическая колебательная система, обладающая высокой добротностью, достигающей десятков и сотен тысяч. В качестве материала для изготовления
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10-2/2016 ISSN 2410-700Х_
МЭМС резонаторов используется кремний, что подразумевает высокую степень интеграции с технологическими процессами производства полупроводниковых пластин. Как следствие, возможно изготовление МЭМС генератора на одной кремниевой подложке с резонатором.
Среди электрических генераторов особое место занимают электронные генераторы - это устройства, в которых осуществляется преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока требуемой амплитуды, частоты, формы и мощности.
Группа 2 - по назначению генераторы можно разделить на задающие (первичные) генераторы различных радиотехнических устройств и измерительные генераторы [24] для измерения характеристик сигналов, а также для контроля настройки аппаратуры по частотным, амплитудным и временным параметрам. К этой группе можно также отнести функциональные генераторы (ФГ) и генераторы качающейся частоты (свип-генераторы). Функциональный генератор - это устройство, на выходе которого имеются сигналы различных форм [11, 12], причем сигнал синусоидальной формы получают либо из сигнала треугольной формы путем функционального нелинейного преобразования [28], либо формируют (синтезируют) из квадратурных гармонических сигналов [15-19].
Группа 3 - по способу возбуждения различают два принципиально разных режима работы генераторов: вынужденный и автоколебательный [25, 26].
В вынужденном режиме колебания в выходных цепях генератора возникают только при поступлении сигналов от внешнего устройства. Такие генераторы принято называть [27] как генераторы с внешним возбуждением (ГВВ). В автоколебательном режиме колебания происходят без подведения внешнего переменного напряжения, такое устройство называют автогенератором (АГ) или генератором с самовозбуждением.
Одно из важнейших требований к АГ - стабильность частоты формируемых колебаний и независимость ее от влияния внешних воздействий, поэтому частота АГ должна определяться главным образом свойствами КС.
Группа 4 - по способу формирования выходного сигнала генераторы классифицируются следующим образом: аналоговые генераторы; цифровые и аналого-цифровые (цифро-аналоговые).
Группа 5 - в зависимости от частоты генерируемых колебаний различают: низкочастотные (НЧ) генераторы (диапазон частот от 20 Гц до 100 кГц); высокочастотные (ВЧ) генераторы (диапазон частот от 100 кГц до 100 МГц); сверхвысокочастотные (СВЧ) генераторы (диапазон частот от 100 МГц до 10 ГГц и выше).
Группа 6 - по составу используемых колебательных (резонансных) цепей автогенераторы можно разделить на: ZC-генераторы и .КС-генераторы.
ZC-генератор - это автогенератор с колебательной системой в виде одного или нескольких LC колебательных контуров. По способу включения колебательного LC-контура в цепь обратной связи различают генераторы с индуктивной (трансформаторной), автотрансформаторной и емкостной обратной связью.
.С-генераторы - это автогенераторы с использованием различных фазовращающих .С-цепей в петле обратной связи. Наиболее широкое распространение получили три разновидности схем .С-генераторов: .С-генераторы, в цепи обратной связи которых используется фазирующий четырехполюсник из нескольких последовательно включенных простых .С-звеньев (цепочечная схема); .С-генераторы с двойными T-образными .С-фильтрами в цепи обратной связи; .С-генераторы с фазовым мостом (мостом Вина).
Группа 7 - по количеству выходных сигналов генераторы делятся на: однофазные; квадратурные (двухфазные синусно-косинусные); многофазные (число выходов больше двух).
Группа 8 - управляемые, неуправляемые генераторы. Спектр управляемых элементов достаточно широк: механические потенциометры; управляемые усилители и интеграторы; управляемые аттенюаторы; управляемые резисторы и конденсаторы, p-i-n - диоды; цифровые потенциометры; аналоговые умножители и делители сигналов; умножающие цифроаналоговые преобразователи (ЦАП).
Группа 9 - по виду используемых активных элементов и, следовательно, по конструкции, генераторы могут быть самыми разнообразными - от транзисторов до сложных устройств типа синтезаторов частоты.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10-2/2016 ISSN 2410-700Х_
Приведенная классификация генераторов сможет значительно облегчить задачу инженеров (разработчиков электронной аппаратуры) и студентов при выполнении курсовых и дипломных проектов соответствующих специальностей.
Список использованной литературы:
1. Устройства генерирования и формирования радиосигналов: Учебник для вузов /Л. А. Белов, В. М. Богачев, М. В. Благовещенский и др.; Под ред. Г. М. Уткина, В. Н. Кулешова и М. В. Благовещенского. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1994. - 416 с.
2. Данилин А. А. Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Микроволновая техника». Исследование генератора СВЧ, управляемого напряжением. С.-Петербург, 2013. с. 17.
3. Дьяконов В. П. Генерация и генераторы сигналов. / В. П. Дьяконов. - М.: ДМК Пресс, 2009. - 384 с.
4. Пат. 2506692 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Управляемый генератор / Дубровин В. С.; заявитель и патентообладатель Дубровин Виктор Степанович. - № 2012137334/08; заявл. 31.08.12; опубл. 10.02.14, Бюл. № 4. - 15 с.: 11 ил.
5. Дубровин В. С. Система стабилизации управляемого генератора на базе квазиконсервативного звена / В. С. Дубровин // Южно-сибирский научный вестник. - Бийск, 2012. - Вып. 2 (2). - С. 30-34.
6. Пат. 1702514 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Генератор ортогональных сигналов / Дубровин В. С. - № 4796503/09; заявл. 26.02.90; опубл. 30.12.91, Бюл. № 48. - 6 с.: 1 ил.
7. Дубровин В. С. Генератор ортогональных сигналов / В. С. Дубровин // В сб.: Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов. V Всероссийская научно-техническая конференция, 29-30 мая 2007 г. - Пенза, 2007. - С.154-156.
8. Дубровин В. С. Управляемый формирователь квадратурных гармонических сигналов / В. С. Дубровин, В. В. Никулин // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. - 2013, № 1 (17). - С. 5-12.
9. Пат. 127554 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Формирователь квадратурных сигналов / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2012238489/08; заявл. 07.09.12; опубл. 27.04.13, Бюл. № 12. - 2 с.: 1 ил.
10. Дубровин В. С. Формирователь квадратурных сигналов / В. С. Дубровин // Южно-Сибирский научный вестник. 2012, № 2. - С. 35-38.
11. Дубровин В. С. Способы построения управляемых функциональных генераторов / В. С. Дубровин, А. М. Зюзин // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2014. - № 7-8. - С. 131-137.
12. Дубровин В. С. Способ построения управляемых функциональных генераторов / В. С. Дубровин, В. В. Никулин // T-comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2013. - Т. 7, № 6. - С. 22-27.
13. Пат. 101291 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Функциональный генератор / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2010137125/09; заявл. 06.09.10; опубл. 10.01.11, Бюл. № 1. - 2 с.: 1 ил.
14. Пат. 104402 Российская Федерация, МПК H 03 B 27/00. Функциональный генератор / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2011100735/09; заявл. 12.01.11; опубл. 10.05.11, Бюл. № 13. - 2 с.: 1 ил.
15. Пат. 83669 Российская Федерация, МПК H 03 K 4/06. Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2009103327/22; заявл. 02.02.09; опубл. 10.06.09, Бюл. № 16. - 2 с.: 1 ил.
16. Пат. 83669 Российская Федерация, МПК H 03 K 4/06. Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2009103333/22; заявл. 02.02.09; опубл. 10.06.09, Бюл. № 16. - 2 с.: 1 ил.
17. Дубровин В. С. Особенности применения адаптивных формирователей сигналов в функциональных генераторах / В. С. Дубровин // Южно-Сибирский научный вестник. 2013, № 2 (4). - С. 41-45.
18. Пат. 81859 Российская Федерация, МПК H 03 K 4/06. Аналого-цифровой аддитивный формирователь сигнала треугольной формы / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2008146321/22; заявл. 24.11.08; опубл. 27.03.09, Бюл. № 9. - 2 с.: 1 ил.
19. Пат. 81860 Российская Федерация, МПК H 03 K 4/06. Аддитивный формирователь сигнала треугольной формы / Дубровин В. С., Зюзин А. М. - № 2008146300/22; заявл. 24.11.08; опубл. 27.03.09, Бюл. № 9. - 1 с.: 1 ил.
20. Дубровин В. С. Определение погрешности линеаризации синтезированного линейно-изменяющегося сигнала в среде LabView / В. С. Дубровин, М. В. Ильин // Образовательные, научные и инженерные
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №10-2/2016 ISSN 2410-700Х_
приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments : сб. тр. восьмой Междунар. науч.-практ. конф., Москва, 20-21 нояб. 2009 г. - М., 2009. - С. 226-228.
21. Дубровин В. С. Модель для оптимизации параметров синтезированного сигнала / В. С. Дубровин, Е. А. Сайгина // Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики. - Ростов н/Д, 2011. №1 - С. 115-118.
22. Мигулин В. В. Основы теории колебаний. / В. В. Мигулин, В. И. Медведев, Е. Р. Мустель, В. Н. Парыгин. - М.: Наука, 1978. - 392 с.
23. Мурасов К. В. Исследование и разработка интегральных источников опорной частоты на основе пьезоэлектрических и МЭМС резонаторов. Автореферат дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук, Омск, 2014, 137 с.
24. Вавилов А. А. Низкочастотные измерительные генераторы / А. А. Вавилов, А. И. Солодовников, В. В. Шнайдер. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1985. - 104 с.
25. Прокопович М. Р. Теория колебаний: учебн. пособие / М. Р. Прокопович. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2013. - 155 с.
26. Дубнищев Ю. Н. Колебания и волны / Ю. Н. Дубнищев // Учебное пособие. 2-е изд., перераб. - СПб.: Изд-во «Лань», 2011. - 384 с.
27. Шахгильдян В. В. Проектирование устройств генерирования и формирования сигналов в системах подвижной радиосвязи: Учебное пособие для вузов. / В. В. Шахгильдян, В. Л. Карякин; Под ред. В. В. Шахгильдяна. - М.: СОЛОН-Пресс, 2011. - 400 с.
28. Ноткин Л. Р. Функциональные генераторы и их применение. /Л. Р. Ноткин - М.: Радио и связь, 1983. -184 с.
© Дубровин В С., 2016
УДК 621.886 (088.8)
Елесина Валерия Валерьевна
магистрант 2 курса ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова»
г. Магнитогорск, РФ Пыхтунова Светлана Викторовна канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова»
г. Магнитогорск, РФ
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ПАТЕНТНОГО ПОИСКА (ИЗОБРЕТЕНИЯ РФ)
Аннотация
Представленная статья посвящена теме «Дюбели». Авторами проведен анализ результатов патентного поиска по данной теме за период 2000-2016 гг. В статье приведена классификация изобретенных дюбелей по составу, материалу, строению и области использования.
Ключевые слова
Дюбель, классификация, патентный поиск, изобретения, область использования.
Динамично развивающаяся строительная отрасль повышает спрос на крепежные изделия, в частности, на дюбели. В настоящее время изделия этого вида, поставляемые на внутренний рынок из стран Юго-Восточной Азии, таких как Китай, Тайвань, Южная Корея и др., составляют конкуренцию российским производителям.
Для получения информации о развитии этого направления авторами сделана попытка систематизации дюбелей на основе проведенного анализа результатов патентного поиска изобретений РФ за последние шестнадцать лет. В результате поиска выявлено 30 патентов на изобретения (рисунок 1 - 30).
