–PAGE_BREAK–
продолжение
–PAGE_BREAK–2.5 Розрахунок фазоповертача
Роль фазоінвертора або регулятора фазової затримки використовується у сабвуфері з метою зменшення фазочастотних спотворень, які можуть виникати в ланках звуковідтворювального тракту, узгодження фазочастотних характеристик сабвуфера і основних каналів акустичної системи та для компенсації недоліків фонограм. Як регулятор фазової затримки, використаємо всепропускаючу ланку 1-го порядку, схема якої приведена на рис. 2.5.1.
Коефіціент перетворення напруги такої ланки, який виводиться на підставі схеми ланки при умові, що підсилення операційного підсилювача КUОП = ∞, описується таким математичним виразом:
(2.5.1)
Приймемо R1=R2=R. Вибираємо R1=R2=10кОм.
Тоді або . (2.5.2) Модуль (2.5.3)
Аргумент . (2.5.4)
На підставі формули для φКU бачимо, що змінюючи, наприклад R3, можна змінювати (регулювати) значення фази. Отже, замінивши резистор R3 на потенціонометр, отримаємо регулятор фази (регулятор фазової затримки). Для розрахунку граничних значень опору R3 задамося тим, що на частоті зрізу сабвуфера фаза регулятора повинна змінюватися в межах від 100до 900. Частота зрізу сабвуфера змінюється від 100 до 200 Гц. Вибираємо fзр = 150 Гц. З вищезаписаного виразу для φКU визначаємо R3:
. (2.5.5)
Для розрахунку граничних значень R3 вибираємо С=0,1 мкФ.
Розраховуємо R3
а) при φКU = 100
б) при φКU = 900
Отже, опір R3 повинен змінюватися від 121338 Ом до 10616 Ом.
Для цього складемо ланку з постійного опору R3/ = 10 кОм та потенціонометра R3// = 100 кОм. Схема регулятора фази прийме вигляд (рис. 2.5.2):
Результати моделювання регулятора фази з допомогою системи схемотехнічного проектування MicroCap VI (рис. 2.5.3).
2.6. Вибір операційного підсилювача
В якості операційних підсилювачів, які застосовуються в фільтрах, виберемо LM301A [3]. LM301A – операційний підсилювач загального призначення, який має покращені в порівнянні з іншими загальнодоступними підсилювачами, характеристики. Сучасні методи виробництва дозволили на порядок зменшити вхідні струми, а нова схема подачі зміщення забезпечила зменшення температурного дрейфу вхідного струму.
Даний підсилювач має ряд особливостей, які дозволяють уникати від помилок, від перевантаження, при перевищенні синфазною напругою відсутнє “защолкування”, ОП не входить в самозбудження, а частотна корекція здійснюється всього одним конденсатором 30 пФ.
В схемах з високим вхідним опором LM301A забезпечує більш високу точність обробки сигналів і менший рівень шумів в порівнянні з іншими. Крім того, замінюючи схеми, в яких на вхід звичайного ОП ставиться буферний каскад з узгодженої пари транзисторів 2П308А може забезпечити більш низькі значення зсуву і дрейфу при меншій вартості.
Граничні експлуатаційні та електричні параметри:
Напруга живлення ±15 В;
Розсіювана потужність 500 мВт;
Диференціальна вхідна напруга ±30 В;
Вхідна напруга ±18 В;
Тривалість к.з. виходу не обмежена;
Діапазон робочих температур від 0 до 700С;
Вхідна напруга зсуву 2 мВ;
Вхідний струм зсуву 3 мА;
Вхідний опір 2 Мом;
Струм споживання 1,8 мА.
3. Характеристика інтегральних підсилювачів
Підсилювачі потужності, які іноді мають назву кінцевих підсилювачів, призначені для збільшення потужності звукових сигналів до такого рівня, щоб вони могли збуджувати електроакустичні перетворювачі – гучномовці, головні телефони та ін. Принцип роботи підсилювачі потужності полягає в тому, що вони перетворюють підведену до них від джерела живлення потужність постійного струму в змінний струм, причому форма сигналу на виході підслювача повністю повторює сигнал на вході. Підсилювач потужності повинні характеризуватись невеликими коефіціентами спотворень і високим ККД (відношення потужностей змінного струму на виході і постійного струму, підведеного від джерела живлення).
Сучасний ринок пропонує цілий набір інтегральних підсилювачів різних класів якості, спеціально призначених для касетних переносних магнітофонів, автомобільної радіоапаратури, телевізійних приймачів, проміжних аудіопідсилювачів. Потужність інтегральних підсилювачів зазвичай не перевищує 25 Вт. І тільки провідні фірми виробники, такі як Philips, SGS-Thomson, Motorola, Mitsubishi-Electric можуть запропонувати монолітні інтегральні підсилювачі потужністю до 70 Вт.
Інтегральні підсилювачі дуже компактні, не потребують зовнішніх детелей, часто мають систему захисту від коротких замикань і перевантажень по струму навантаження, термозахист і т.п., що забезпечує безвідмовну роботу при експлуатації.
3.1. Вибір і розрахунок підсилювача для сабвуфера
Вибір інтегрального підсилювача проведемо на основі даних, заданих в технічному завданні:
– амплітуда вхідного сигналу 1 В;
– вихідна потужність сабвуфера 25 Вт.
Візьмемо мікросхему TDA2050V фірми виробника SGS-Thomson. Експлуатаційні та електричні параметри такого інтегрального підсилювача наступні:
– вихідна потужність, Рвих = 25 Вт;
– опір навантаження, Rн = 4 Ом;
– коефіціент підсилення Ку = 80 дБ;
– коефіціент гармонік Кг = 0,5 %;
– напруга живлення Uж = ±25 В;
– допустиме відхилення напруги живлення Uд = ±2,5 В;
– мінімальний споживаний струм І = 55 мА;
– нижня гранична робоча частота fн = 20 Гц;
– верхня гранична робоча частота fв = 20 кГц;
– корпус ТО220 (5 виводів).
Схема включення запропонована фірмою виробником наведена на рис. 3.1.1.
Конденсатор С1 – роздільчий конденсатор. А ланка R1C1 відіграє роль диференціюючої ланки, яка застосовується для того, щоб вихідна напруга із цієї ланки була пропорційна швидкості зміни вхідного сигналу. При скачку напруги на вході зміна напруги на конденсаторі рівна 0 і опір R1 являє собою навантаження зі сторони входу мікросхеми. Елемент R1 вибирається не дуже малим, щоб сильно не навантажувати вхід. Фірма виробник дані елементи пропонує прийняти рівними С1 = 1 мкФ, R1 = 22 кОм. Візьмемо наступні типи елементів: К53-4-16-1мкФ±20% ОЖО.467.037.ТУ та С2-23-0,125-22кОм±5% А-В-В-А ОЖО.467.104.ТУ.
Конденсатори С2 та С4 відіграють роль згладжуючих конденсаторів від різних високочастотних викидів по напрузі живлення. Вони вибираються в межах від 1 нФ до 100 нФ. Приймемо рівними 10 нФ і при практичній реалізації застосуємо тип К73-17-63В-0,01мкФ±10% ОЖО.461.104.ТУ.
Ланка R2=680 Ом, С3=22мкФ, R3=22кОм, включена у зворотній зв’язок мікросхеми, задає необхідний коефіціент підсилення. Конденсатор візьмемо типу К53-4-63В-22мкФ ОЖО.647.037.ТУ, а резистори С2-23-0,125-22кОм±5% А-В-В-А ОЖО.467.104.ТУ та С2-23-0,125-680 Ом±5% А-В-В-А ОЖО.467.104.ТУ.
Діоди VD1 та VD2 – захисні діоди. Більшість конденсаторів мають достатньо невеликий опір, на якому при замиканні виникає піковий імпульс струму величиною до 20 А і при включенні діодів цей імпульс струму проходить не через мікросхему, а через них. Хоча мікросхема має захист від пікових імпульсів струму, така схема включення збільшує надійність роботи підсилювача. У ролі захисних діодів візьмемо елементи типу 1N4001.
Ємність С6 – роздільнча ємність по постійному струму, береться великою, оскільки вихідна потужність, яка заводиться на гучномовець, складає 25 Вт, а нижня робоча частота 20 Гц. В даному випадку ємність С6 можна взяти номіналом 2200 мкФ типу К53-4-35В-2200мкФ ОЖО.467.037.ТУ.
Ланка R4, С5 – ланка Бушеро, відіграє роль узгоджувальної ланки підсилювача з гучномовцем.
Повний електричний опір гучномовця [1], як відомо, сладається з суми електричного опору звукової котушки ZK(jω) та вносимого опору ZRH(jω), який визначається параметрами механічної та магнітної системи гучномовця, опором випромінювання, типом та параметрами акустичного оформлення гучномовця, тобто:
ZГМ(jω) = ZK(jω) + ZRH(jω). (3.1.1)
Вносимий опір ZRH(jω) матиме незначний вплив, якщо повна добротність гучномовця є малою. Для гучномовця ARN-150-02/4 Q=0,24. Тобто в нашому випадку опір гучномовця визначається комплексним опором звукової котушки:
ZГМ(jω) = ZK(jω) = RK + jωLК, (3.1.2)
де RK – резистивний опір звукової котушки;
LК – індуктивність звукової котушки.
Для вибраного типу гучномовця RK = 3,5 Ом, LК = 1 мГн.
В нашому випадку розрахунок ланки Бушеро [1] можна здійснити наступним чином:
R4 = RK = 3,5 Ом. (3.1.3)
Візьмемо потужний резистор С5-37-5Вт-3,9Ом ОЖО.467.540 ТУ.
Ємність С5 можна розрахувати за формулою
С5 = LК/RK2, (3.1.4)
С5 = 10-3/(3,5)2 = 8,1·10-5 мкФ
Візьмемо конденсатор типу МБГО-2-35-100мкФ ОЖО.462.023 ТУ.
3.2. Вибір і розрахунок низькочастотного підсилювача двосмугової АС
Необхідно забезпечити вихідну потужність 8 Вт на канал. Для цього виберемо підсилювач низьких частот мікросхему TDA1010A фірми виробника PHILIPS.
Експлуатаційні та електричні характеристики:
– максимальна напруга живлення Umax = 24 В;
продолжение
–PAGE_BREAK— типова напруга живлення Uтип = 15 В;
– нормальний робочий режим при зміні напруги живлення від 6 до 24 В;
– вихідна потужність Рвих = 9 Вт;
– опір навантаження RН = 4 Ом;
– мінімальний споживаний струм Імін = 31 мА;
– робоча частота f = 20 … 20000 Гц;
– вхідний опір Rвх = 20 кОм;
– коефіціент підсилення К = 54 дБ;
– коефіціент шуму Кш = 2 мкВ;
– корпус SiL9MP.
Схема включення наведена на рис. 3.2.1.
С1 – роздільчий конденсатор візьмемо типу К52-4-16-1мкФ±20% ОЖО.467.037 ТУ.
Конденсатори С2 та С3 відіграють роль згладжуючих конденсаторів від різних високочастотних викидів по напрузі живлення. Вони вибираються в межах від 1 нФ до 100 нФ, приймемо рівними 10 нФ, при практичній реалізації застосуємо тип К73-17-63В-0,08мкФ±10% ОЖО.461.104 ТУ.
Мікросхема TDA1010А у своєму корпусі містить попередній та вихідний підсилювачі. Резистор R1 обмежує подачу струму на попередній підсилювач. Рекомендовано взяти номінал резистора 150 кОм. Візьмемо тип С5-23-0,125-150кОм А-В-В-А ОЖО.467.104 ТУ.
Конденсатори С4 та С5 служать ланкою для внутрішньої настройки та частотної корекції між попереднім та вихідним підсилювачами. Для оптичмальної роботи мікросхеми фірма виробник пропонує номінали цих елементів прийняти наступними С4 = 0,1 мкФ, С5 = 1000 мкФ. Візьмемо такі типи елементів К-73-17-63В-0,1мкФ±10% ОЖО 461.104 ТУ та К53-4-16-1000мкФ±20% ОЖО 467.037 ТУ.
Конденсатор С6, включений у зворотній зв’язок, візьмемо типу К53-4-16-100мкФ±20% ОЖО 467.037 ТУ.
Ємність С8 – роздільний конденсатор по постійному струму, потрібно взяти достатньо великою, оскільки вихідна потужність складає 9 Вт, а нижня робоча частота 20 Гц. В даному випадку ємність С8 можна взяти номіналом 1000 мкФ типу К53-4-25-1000мкФ±20% ОЖО 467.037 ТУ.
Ланка R2C7 – ланка Бушера, відіграє роль узгоджувальної ланки підсилювача з гучномовцем. Розрахунок ланки Бушера проведемо за методикою, описаною в розділі 3.2.
Для вибраного типу гучномовця 20ГДН-2 опір звуковох котушки RК = 3,5 Ом, індуктивність звукової котушки LК = 0,5 мГн.
R2 = RК = 3,5 Ом.
Візьмемо резистор С5-37-5Вт-3,9 Ом ОЖО.467.5430 ТУ.
Розрахуємо ємність
С7 = LК/RК2 = 0,1·10-3/3,52 = 4,08·10-5 Ф = 40 мкФ.
Візьмемо конденсатор типу МБГО-2-35-47мкФ ОЖО.462.023 ТУ.
3.3. Вибір і розрахунок високочастотного підсилювача двосмугової АС
Для підсилення високочастотних звукових сигналів застосуємо мікросхему TDA 1904 фірми виробника PHILIPS. Її експлуатаційні та електричні параметри наведені нижче:
– номінальна напруга живлення U = 15 В;
– допустиме відхилення напруги живлення ΔU = 4 В;
– вихідна потужність Рвих = 4 Вт;
– опір навантаження RН = 4 Ом;
– мінімальний споживаний струм Імін = 10 мА;
– робоча частота f = 30 … 20000 Гц;
– вхідний опір Rвх = 150 кОм;
– коефіціент підсилення К = 40 дБ;
– коефіціент гармонік КГ = 0,1 %;
– коефіціент шумів КШ = 3 мкВ;
– корпус DIP16.
–
С1 – розділюючий конденсатор, візьмемо типу К53-4-16-1мкФ±20% ОЖО.467.037 ТУ.
Конденсатор С3 – згладжує високочастотні завади у напрузі живлення. Приймемо рівним 10 нФ і використаємо тип К73-17-63В-0,01мкФм±10% ОЖО.461.104 ТУ.
Ланка R1, R2, C2 включена у зворотній зв’язок мікросхеми. Для забезпечення потрібного коефіціента підсилення фірма виробник пропонує номінали цих елементів прийняти наступними: R1 = 10 кОм, R2 = 100 Ом, С2 = 2,2 мкФ. Застосуємо такі типи елементів: С2-23-0,125-10 кОм±5% ОЖО.467.104 ТУ, С2-23-0,125-100 ±5% ОЖО.467.104 ТУ, К53-4-16-2,2мкФ±20% ОЖО.467.037 ТУ.
Конденсатор С6 – роздільчий по постійному струму. Номінал ємності С6 приймаємо ріною 1000 мкФ типу К53-4-25В-2200мкФ±20% ОЖО.467.037 ТУ.
Враховуючи, що індуктивність звукової котушки високочастотного гучномовця незначна і в робочому діапазоні частот на електричний опір гучномовця практично не впливає, то потреба в узгоджувальній ланці для високочастотного каналу відпадає.
3.4. Вибір і розрахунок регуляторів гучності
Враховуючи той факт, що вхідний звуковий сигнал є незмінним і рівний 1 Вт згідно з ТЗ, а підсилювачі міають постійний коефіціент підсилення, то на вході акустичної системи потрібно ставити регулятори гучності. Оскільки дана акустична система фактично поділяється на дві окремі системи, то необхідно зробити регульовані входи, як у сабвуфері так і в двосмуговій активній системі.
Враховуючи різні нюанси відтворення та запису звуку, вхідний сигнал може бути не збалансований по правому та лівому каналу. Виходячи із попередніх міркувань, в даному випадку доцільним є застосування мікросхеми, яка б виконувала всі ці функції.
Візьмемо мікросхему М 51523L фірми виробника MITSUBISHI ELECTRIC. Схема включення зображена на рис. 3.4.1.
Електричні характеристики М51523L:
– напруга живлення UЖ = 6… 18 В;
– опір навантаження RН = 10 кОм;
– коефіціент шуму КШ = 12 мкВ;
– коефіціент гармонік КГ = 0,2 %;
– регулювання гучності в межах –50… 0 дБ.
Конденсатори С1, С2, С6, С7 – роздільні конденсатори по постійному струму вибираються в межах 1…10 мкФ. Виробник пропонує застосовувати дані конденсатори номіналом 1 мкФ. Візьмемо електролітичні полярні конденсатори К53-4-10-1 ОЖО.467.037 ТУ.
С3 – згладжуючий конденсатор по живленню. Щоб не було пульсацій по напрузі живлення, завод виробник пропонує поставити ємність у 100 мкФ. Візьмемо полярний електролітичний конденсатор К53-4-25-100 ОЖО.467.037 ТУ.
Для забезпечення необхідної внутрішньої корекції заводом виробником пропонується приймати рівними конденсатори С4 = 100 мкФ, С5 = 68 мкф. Візьмемо полярні електролітичні конденсатори К53-4-25-100 та К53-4-25-68 ОЖО.67.037 ТУ.
Резистори R1 та R2 необхідні для балансу між каналами та регулювання гучності. В даному випадку змінні резистори повинні мати лінійну характеристику. Щоб мікросхема оптичмально виконувала свої функції, дані резистори потрібно взяти із номіналами 10 кОм. Застосуємо резистори СП3-9а-16-10кОм±20%.
продолжение
–PAGE_BREAK–На сабвуфер звук заходить із правого та лівого каналів, який для початку необхідно просумувати, а потім регулювати.
Застосуємо наступну схему (рис. 3.4.2).
Коефіціент передачі такого регулятора складає
Кu = -z2/z1. (3.4.1)
Враховуючи, що максимальний коефіціент передачі рівний 1, ланки z1 та z2 повинні бути рівні. Номінали резисторів вибираються в межах від 4,7 до 100 кОм. Для забезпечення оптимальної лінійної регуляції звуку приймаємо R1 = R2 = R3 = 47 кОм, причому резистор R3 є змінним. Застосуємо резистори С2-23-0,125-47кОм±5% А-В-В-А ОЖО.467.104 ТУ. Враховуючи властивості слуху людини, змінний резистор застосуємо із логарифмічною характеристикою СП5-1Б-47кОм ОЖО.468.505 ТУ.
Резистор R4 включений у зворотній зв’язок для того, щоб при R3 = 0 не було короткого замикання виходу на землю. Резистор R4 візьмемо С2-23-0,125-1кОм±5% А-В-В-А ОЖО.467.104 ТУ.
Конденсатор С1 – роздільний конденсатор. Застосуємо конденсатор полярний електролітичний К52-4-10-1 ОЖО.467.037 ТУ.
В якості ОП застосуємо LM301A.
4. Вибір гучномовців та розрахунок корпусів
4.1. Основні елементи конструкції
Корпус АС являється основним конструктивним елементом, формуючи її електроакустичні характеристики в області низьких частот за рахунок регулювання навантаження на тильну поверхню дифузора і використання чи подавлення випромінювання цієї поверхні. Він здійснює суттєвий вплив на електроакустичні параметри АС як в області низьких частот (таких як АЧХ, ФЧХ, характеристика напрямленості, коефіціент нелінійних спотворень), так і в області середніх і високих частот за рахунок коливань стінок корпусу і його внутрішнього об’єму, а також за рахунок впливу форми корпусу на характер дифракційних ефектів.
Найбільш поширеними типами корпусів в сучасних АС є закритий корпус та корпус з фазоінвертором (рис. 5.1.1).
Закритий корпус служить для подавлення випромінювання тильної поверхні дифузора гучномовця. Корпус фазоінверторного типу відрізняється наявністю в ньому отвору, що збільшує рівень звукового тиску у визначеній області низьких частот завдяки випромінюванню тильної поверхні дифузора.
Традиційно в більшості АС застосовують прямокутні корпуса.
Випромінювачі, які використовуються в більшості АС, являють собою електромагнітні головки гучномовців. В ряді АС застосовуються також електростатичні, ізодинамічні та ін.
При виборі типу гучномовця ставляться наступні вимоги:
– ефективний робочий діапазон частот гучномовця повинен повністю охоплювати той діапазон частот, у якому відтворює звук підсилювач;
– нерівномірність частотної характеристики звукового тиску повинна бути найменшою;
– рівень характеристичної чутливості у всіх гучномовців АС повинен бути близьким одни до одного;
– повний коефіціент гармонічних спотворень повинен бути найменшим;
– номінальний електричний опір гучномовця повинен відповідати опору навантаження підсилювача;
– паспортна потужність гучномовця має бути в 1,5…2 рази більшою ніж максимальна вихідна потужність підсилювача.
4.2. Розрахунок конструкції сабвуфера
Виходячи із умов ТЗ та попередніх розрахунків гучномовець для сабвуфера вибираємо виробництва чеської фірми Acoustics TVM типу ARN-150-02/4.
Технічні характеристики:
1. Амплітудно частотна характеристика звукового тиску представлена на рис. 4.2.1.
2. Паспортна потужність 50 Вт.
3. Максимальна короткочасна потужність 100 Вт.
4. Електричний опір 4 Ом.
5. Резонансна частота 45 Гц.
6. Робочий діапазон частот 45…5000 Гц.
7. Рівень чутливості 85 дБ.
8. Еквівалентний об’єм 16 л.
9. Повна добротність 0,24.
10. Габаритні розміри ш 150Ч65,5 мм.
11. Маса 0,8 кг.
Перед початком розрахунку корпусу перевіримо умову встановлення труби фазоінвертора:
f0/Q > 100, (4.2.1)
f0/Q = 45/0,24 = 0,87.
Звідси бачимо, що даний гучномовець просто природжений працювати у корпусі з фазоінвертором.
Така акустична система в цілому складається так ніби з двох резонансних систем – рухомої системи гучномовця і оформлення з отвором. При правильно вибраному відношенні резонансних частот цих систем відтворення низьких частот значно покращиться в порівнянні з закритими та відкритими акустичними системами з таким же об’ємом оформлення. Це пояснюється тим, що на частотах вище резонансної частоти фазоінвертора швидкість коливань частот в отворі зсунута по фазі від швидкості коливань задньої сторони дифузора рухомої системи.
Для правильного вибору відношення параметрів фазоінвертора скористаємось методикою описаною в [4].
На рис. 4.2.2 приведені криві відношення резонансної частоти фазоінвертора fB до резонансної частоти гучномовця f0, крива добротності гучномовця на резонансній частоті Q і крива відношення частоти fЗ, на якій получається спад до низьких частот частотної характеристики в 3 дБ, до резонансної частоти гучномовця f0. Всі ці величини далі в залежності від величини відношення V0/V еквівалентного об’єму гучномовця до об’єму оформлення.
Встановлюємо перпендикуляр із точки на осі ординат (зліва) Q = 0,24, цій точці відповідає абсциса V0/V = 1,2. Звідси об’єм оформлення:
V = V0/1,2 = 1,6/1,2 = 13 л.
По кривих fЗ/f0і fВ/f0аналогічно відраховуємо (по правій шкалі ординат) fЗ/f0= 0,90 і fВ/f0= 0,95. Таким чином спад частотної характеристики на 3 дБ буде на частоті:
fЗ = 0,9f0= 41 Гц.
Резонансна частота фазоінвертора буде рівною
fВ = 0,95f0= 43 Гц.
Максимальне значення діаметру трубки обмежується тим, що визначена по формулі її довжина має бути не більшою 1/12 довжини хвилі на резонансній частоті. Крім того, трубка своїм другим кільцем не повинна впиратись в стінку, протилежну тій на якій вона закріплена. Цей кінець повинен бути на відстані від стінки не менше ніж на 4 см. Трубку конструктивно можна виконати із картону.
Розміри трубки визначаємо із формули:
, (4.2.2)
де d – діаметр трубки;
l – довжина трубки;
с = 343 – пружність повітря в середині об’єму.
Як видно із формули, діаметр трубки і її довжина можуть знаходитись в різних співвідношеннях, задовільняючи при цьому формулу.
Для цього спочатку обчислимо
.
Задаємось діаметром трубки 0,05 м ( 5 см).
Тоді її довжина буде
l = (356·d2 – 3,4·d)/4 = (356·64·10-4 – 3,4·8·10-2)/4 = 0,18 м.
Габаритні розміри акустичного оформлення визначаються із співвідношення:
aхbхc = 2х21/2·1. (4.2.3)
Виходячи із формули
V = a·b·c (4.2.4)
можна записати:
0,013 = 2х·21/2х·х,
звідси визначаємо х = 0,166, тоді
а = 2·0,166 ≈ 0,33 м,
b = 21/2·0,166 ≈ 0,24 м,
c = 0,17 м.
Отримуємо габаритні розміри конструкції сабвуфера: 0,33Ч0,24Ч0,17.
4.3. Розрахунок конструкції двосмугової акустичної системи
Дана двосмугова акустична система складається із пари “колонок”, тобто правого та лівого каналу. Оскільки вони ідентичні між собою, то достатньо розглянути лише один варіант розрахунку.
Виходячи із ТЗ та попередніх розрахунків в ролі низькочастотного гучномовця вибираємо 20ГДН-2 вітчизняного виробництва.
Технічні характеристики:
1. АЧХ (рис. 4.3.1).
2. Ефективний робочий діапазон частот 80…3150 Гц.
3. Нерівномірність частотної характеристики звукового тиску не більше 18 дБ.
4. Рівень характеристичної чутливості не менше 81 дБ.
5. Робоча потужність 15 Вт.
6. Повний коефіціент гармонійних спотворень на частотах:
200 Гц – 5 дБ;
400…1000 Гц – 4 дБ;
2000 Гц – 2,5 дБ.
7. Номінальний електричний опір 2,5 Ом.
8. Гранична шумова (паспортна) потужність 20 Вт.
9. Гранична довгочасна потужність 30 Вт.
10. Гранична короткочасна потужність 45 Вт.
11. Частота основного резонансу 50 Гц.
12. Габаритні розміри ш 125Ч70,7 мм.
13. Маса 1,2 кг.
В ролі високочастотного вибираємо гучномовець чеської фірми Acoustics TVM типу ARZ 6604.
Технічні характеристики:
1. АЧХ (рис. 4.3.2).
2. Паспортна потужність 8 Вт.
3. Максимальна короткочасна потужність 25 Вт.
4. Електричний опір 4 Ом.
5. Резонансна частота 55…90 Гц.
6. Робочий діапазон частот 60…20000 Гц.
7. Рівень чутливості 89 дБ.
8. Еквівалентний об’єм 12 л.
9. Повна добротність 1,15.
10. Габаритні розміри ш 200Ч80 мм.
11. Маса 0,84 кг.
При розрахунку корпусу двосмугової акустичної системи ми не враховуємо високочастотний гучномовець, оскільки він закритий спеціальним ковпаком із внутрішньої сторони: не вноситиме ніяких спотворень на АЧХ низькочастотного гучномовця.
Перевіримо чи доцільно встановлювати трубу фазоінвертора із використанням вибраного гучномовця:
f0/Q > 100, (4.3.1)
f0/Q = 50/0,5 = 100
Як бачимо, дана акустична система може працювати, як і з фазоінвертором, так і без нього. Для спрощення конструкції корпусу застосуємо закритий корпус.
Мінімально допустимий об’єм оформлення [4] визначається із формули:
, (4.3.2)
де Q1 – добротність акустичної системи,
Q – повна добротність гучномовця,
V0– еквівалентний об’єм гучномовця.
Добротність акустичної системи не рекомендується вибирати більшою Q=1, тому що рухома система виходить “роздемпфованою”. Це означає, що при її збудженні, тобто, при подачі на неї напруги музичної або розмовної програми, вона, крім того, щоб коливатись тільки в такт з цією напругою, буде коливатись із частотою власних коливань, близьких до резонансної частоти. Для слухача це буде проявлятись в тому, що до звучання музики буде замішуватись звучання цієї частоти як свого роду “гудіння”. Таким чином, будуть мати місце своєрідні спотворення, які носять назву перехідних. Ці спотворення практично майже не чути, коли добротність не перевищує одиниці.
.
Розрахуємо резонансну частоту системи при об’ємі V = 20 л,
, (4.3.3)
де f0= 50 Гц – резонансна частота гучномовця.
Гц.
Як бачимо, із рис. 4.3.3 спад частотної характеристики на цій частоті є мінімальний і рівний 2 дБ.
Визначимо величину стандартного звукового тиску даної акустичної системи:
, (4.3.4)
Па.
Розрахунок габаритних розмірів акустичної системи проведемо за методикою, описаною в розділі 4.2:
aхbхc = 2х21/2·1.
V = х·21/2х·х = 0,02.
визначаємо х = 0,19 м, тоді
а = 2·0,19 =0,38 м,
b = 21/2·0,19 = 0,27 м,
c = 0,19 м.
Отримуємо габаритні розміри двосмугової акустичної системи: 0,38Ч0,27Ч0,19.
Двосмугова акустична система є двоканальною (правий і лівий канал). Оскільки у правому і лівому каналі використовуються одинакові гучномовці, то даний розрахунок є ідентичним, як для корпусу лівого каналу, так і для корпусу правого каналу.
5. Блок живлення
Найважливішим моментом у роботі всіх електронних схем є живлення.
Для роботи операційних підсилювачів типу LM301A необхідно двополярне стабілізоване живлення ±15 В.
Для мікросхеми TDA 2050V, яка виконує роль підсилювача у сабвуфері, необхідно живлення +25 В.
Для оптимальної роботи решти мікросхем, застовованих у проекті, достатнім буде живлення ±15 В.
Оскільки ОП споживають мало струму, а ПНЧ багато, то необхідно зробити розділене живлення. Крім того, фірми-виробники не ставлять вимог до стабілізованої напруги живлення мікросхем, які виконують роль підсилювачів низьких частот. Враховуючи наведені вище факти, доцільним є застосування блоку живлення показаного на рис. 5.1.
Трансформатор намотаний на тороїдальному магнітопроводі ОЛ64/100-64. Первинна обмотка містить 520 витків дроту діаметром 0,8 мм. Вторинна намотка з виводами 3–5 містить по 48 витків на секцію дротом 1,8 мм. Намотка 6-8 – по 30 витків на секцію дротом 1,8 мм. Намотка 9-11 – по 40 витків на секцію дротом 1,8 мм.
Схема, зібрана на елементах С1, R1, L1, C2, відіграє роль фільтра від різних завад у зовнішню мережу живлення, які можуть виникати в середині схеми проектованої акустичної системи.
Типи елементів наступні:
С1, C2 К73-17-630 В – 0,047 мкФ ±10% ОЖО.461.104 ТУ,
R1 C2-23-0,5-200 кОм ±5% ОЖО.467.104 ТУ.
Дросель L1 – ізольований мережевий провід 2Ч0,5 мм2 намотаний на феритове кільце К45 з НМ2000 до повного намотування внутрішнього діаметру, що являє порядку 25 витків. Індуктивність такого дроселя близько 100 мкГн.
продолжение
–PAGE_BREAK—-PAGE_BREAK–Для визначення значень параметричних індексів якості по кожному з показників необхідно враховувати наступні правила.
1. Для показників, по яким збільшення числового значення відповідає покращенню характеристики параметричні індекси якості визначається за формулами:
Іі=ПІ.НВ/ПІ.А1, якщо Пі.нв, Пі.А1>Пі.пс; (8.1.1)
Іі=ПІ.ПС/Пі.А1, якщо Пі.А1>Пі.пс>Пі.нв; (8.1.2)
Іі=ПІ.НВ./ПІ.ПС, якщо Пі.нв>Пі.пс>Пі.А1. (8.1.3)
2. Для показників, по яким збільшення числового значення відповідає погіршенню характеристики, параметричні індекси якості визначаються за формулами:
Іі=Пі.А1/Пі.нв, якщо Пі.нв, Пі.А1>Пі.пс; (8.1.4)
Іі=Пі.А1/Пі.пс, якщо Пі.А1>Пі.пс>Пі.нв; (8.1.5)
Іі=Пі.пс/ПІ.нв, якщо Пі.нв>Пі.пс>Пі.А1. (8.1.6)
Після розрахунку параметричних індексів якості по всіх показниках, для них знаходяться зважені параметричні індекси (добуток параметричного індексу якості цього показника на його вагомість).
Сума зважених параметричних індексів по всім показникам дає значення комплексного показнику якості нового виробу (Кп.як)
КП.ЯК. = Iі*Ji (8.1.7)
При визначенні КП.ЯК. слід зробити висновки щодо його величини:
КП.ЯК. ≥ 1 – виріб має вищий технічний рівень, ніж аналог;
8.2. Визначення ціни нового виробу
8.2.1. Розрахунок собівартості нового виробу
Розрахунок собівартості нової продукції може здійснюватись різними методами, в залежності від повноти вихідних даних для її розрахунку.
Спочатку визначаємо вартість матеріалів напівфабрикатів та комплектуючих в новому виробі. У нас достатня кількість вихідних даних, отже вартість матеріалів може бути визначена найбільш точно методом прямого розрахунку (табл.8.1). МНВс = 156,651 (грн).
Таблиця 8.1. Розрахунок вартості основних матеріалів, напівфабрикатів і комплектуючих нового виробу
№
з/п
Назва матеріальних ресурсів Од. вимір.
Норма витрат
на один виріб
Ціна за
одиницю, грн.
Вартість матер.
ресурсів
1
2
3
4
5
6
1.
Комплектуючі
1.1.
Резистори
Резистор С2-23-0,125
шт.
29
0,03
0,87
Резистор СП3-9а
шт.
3
0,1
0,3
Резистор СП5- 1Б
шт.
1
0,1
0,1
Резистор С5-37
шт.
2
0,25
0,5
1.2.
Конденсатори
Конденсатор К10-17б-H50
шт.
4
0,05
0,2
Конденсатор К73-17
шт.
15
0,06
0,9
Конденсатор К53-4-35В
шт.
39
0,12
4,68
Конденсатор МБГО2-160
шт.
2
2
4
1.3.
Мікросхеми
TDA 1010A
шт.
2
3,5
7
TDA 1904
шт.
2
3,1
6,2
TDA 2050V
шт.
1
8
8
M 51524L
шт.
1
2,4
2,4
RC 4195NB
Шт…
1
1.2
1,2
LM 301A
шт.
7
0,5
3,5
1.4.
Напівпровідники
Діоди 1N 4001
шт.
6
0,1
0,6
Діодні містки KBPC 0801
шт.
2
3,1
6,2
1.5.
Дроселі
Дросель 100 мкГн
шт.
1
1
1
Трансформатор
шт.
1
11
11
1.6.
Роз’єми
Перемикач ПКн41-1
шт.
1
1,5
1,5
1.7
Гучномовці
20ГДН-2
шт.
2
6,5
13
ARZ 6604
шт.
2
12,7
25,4
ARN-150-02/4
шт.
1
20
20
2
Матеріали для виготовлення корпусів
2.1
ДСП
м
1,2
6
7,2
2.2
Металева сітка
шт.
6
1
6
2.3
Картонна трубка
шт.
1
0,5
0,5
2.4
Оздоблювальна плівка
м.
1,4
3
4,2
3
Інші матеріали
3.1.
Вата
кг.
1
4.2
4,2
3.2.
Марлева сітка
м.
0,3
3.9
1,17
3.3.
Друкована плата
шт.
2
0,8
1,6
3.4.
Паяні з’єднання
шт.
540
0,015
8,1
4.
Допоміжні матеріали
4.1.
Клей ВК-9 ОСТ4.ГО 029.204
кг
0,005
7
0,035
4.2.
Припій ПОС-61 ГОСТ 21931-76
кг
0,03
20
0,6
4.3.
Лак ЕП-780.У2 ГОСТ 20924-81
кг
0,01
10
0,1
4.4.
Спиртово-бензинова суміш
л
0,05
3
0,15
4.5.
Флюс
кг
0,05
6
0,3
4.6.
Паста КПТ-8 ГОСТ 19783-74
кг
0,001
20
0,02
4.7.
Фарба
кг
0,5
6,2
3,1
5.
Кабельні вироби
Провід ЛВ –2 х0,2
ТУ 16-505-956-76
м.
1,5
0,3
0,45
6.
Елементи кріплення:
6.1.
Гвинт М2,5 ГОСТ 17475-80
шт.
20
0,02
0,4
6.2.
Шайба 2,5 04 013 ГОСТ10450-78
шт.
20
0,001
0,02
6.3.
Гвинт М4 ГОСТ 17475-80
шт.
72
0,02
1,44
6.4.
Шайба 4 04 013 ГОСТ10450-78
шт.
72
0,001
0,072
Всього вартість матеріалів, напівфабрикатів і комплектуючих
156,651
Вартість матеріальних ресурсів з урахуванням транспортних витрат
164,48355
Вартість транспортно-заготівельних витрат приймається на рівні 5 % до вартості матеріалів, комплектуючих та напівфабрикатів.
МНВтр= 7,83255 (грн).
МНВ =МНВс+ МНВтр,
МНВ = 156,651 + 7,83255 = 164,48355 (грн).
Після визначення вартості матеріальних витрат нового виробу МНВ визначимо його повну собівартість.
Свн=[Мнв+Зн.то*(1+Кдод)*(1+Ксум.вр)+3н.то*(Кц+Кзз)]]*(1+Кпв), (8.2.1.1)
де Зн.то — основна заробітна плата основних робітників при виробництві нового виробу, розрахована методом питомої ваги;
Кдод — коефіцієнт додаткової зарплати основних робітників, який візьмемо рівним 15% від основної зарплати;
Ксум.вр — коефіцієнт сумарних відрахувань (соціального страхування – 2,9%, пенсійний фонд – 32%, у фонд зайнятості – 2,1%), тобто Ксум.вр = 0,36 ;
Кц, Кзз — коефіцієнти, відповідно цехових (включаючи витрати на утримання і експлуатацію устаткування) і загальнозаводських витрат до основної зарплати основних робітників, які приймемо такими Кц = 150%, Кзз = 160%;
Кпв — коефіцієнт позавиробничих витрат, який дорівнює 2-3% від собівартості.
Значення коефіцієнтів взяті з даних підприємства, де планується виробництво нового виробу та згідно з діючим законодавством.
3н.то=Мнв*Па.зп/Па.м, (8.2.1.2)
де Па.зп, Па.м — відповідно, питома вага основної заробітної плати та матеріальних витрат в заводській собівартості аналогу. Ці ваги беремо рівними 0,3 та 0,4 відповідно:
3н.то=Мнв*(0,3/0,4)=Мнв*0,75=164,48355*0,75 = 123,3627(грн).
Тоді Свн=(164,48355 +123,3627*(1+0,15)*(1+0,36)+
+123,3627*(1,5+1,6))*(1+0,03)= 762,1063(грн).
8.2.2. Розрахунок ціни нового виробу
Враховуючи те, що для виробника освоєння і випуск нової продукції буде доцільним (при інших рівних умовах) в тому випадку, коли рентабельність цієї продукції буде не менше ніж рентабельність випуску аналогу, (якщо нова продукція буде випускатись на тому підприємстві, де випускається аналог), або середньогалузевоі рентабельності (якщо продукція буде виготовлятися на інших підприємствах) ціну на нову продукцію визначаємо за формулою:
Цн.пр.=Свн*(1+R1), (8.2.2.1)
де Cвн — повна собівартість нового виробу;
R1 – рентабельність аналогу, або середньогалузева норма рентабельності продукції (коефіцієнт R1 приймемо рівним 25%).
Цн.пр.= 762,1063*1,25 = 952,6328 (грн)
8.3. Визначення розміру експлуатаційних витрат
8.3.1. Обґрунтування організаційно-економічних умов експлуатації нового виробу і аналогу
Експлуатаційні витрати будь-якого виробу виробничого призначення в значній мірі визначаються не тільки його техніко-економічними параметрами, але і конкретними організаційно-економічними умовами його експлуатації. Відповідно, для визначення експлуатаційних витрат даного виробу необхідно чітко визначити сферу його використання і особливості його експлуатації в цій сфері.
8.3.2. Визначення річних експлуатаційних витрат нового виробу і аналогу 1
В загальному випадку річні експлуатаційні витрати складаються з наступних елементів:
Вр.ех=Зр.пв.+Ер+Рр+Пв+Нрв, (8.3.2.1)
де Зр.пв — річний обсяг заробітної плати робітника, який працює на даному виді приладів (з всіма відрахуваннями);
Ер — вартість річних витрат з електроенергії, яка споживається під час експлуатації приладу;
Рр — річні витрати на ремонт (0,04 від вартості);
Пв — річні витрати на повірки апаратури (0,015 від вартості);
Нрв – непрямі витрати за рік, які приймаємо за 10% від суми витрат (Зр.пв.+Ер+ +Рр+Пв).
Зазначимо, що в кожному конкретному випадку перелік експлуатаційних витрат має бути уточнено а огляду на специфіку нового виробу.
Необхідно враховувати, що у випадку коли протягом строку служби устаткування деякі елементи експлуатаційних витрат змінюються по роках, вони мають бути прораховані по кожному з цих років.
8.3.3. Річна заробітна плата з нарахуваннями
Річна заробітна плата з нарахуваннями може бути розрахована за формулою:
Зв.пв=(12*ЗПmin*Ксп*Кмг*Ктар)*(1+Кдоп)* (1+Ксум.вр)]*S*Kбв, (8.3.3.1)
де ЗПmin — мінімум місячної зарплати, встановлений державою, ЗПmin=165 (грн);
12 — кількість місяців за рік;
Ксп — коефіцієнт співвідношення мінімальної місячної ставки 1-го розряду до мінімуму місячної зарплати встановленого державою, дорівнює 1;
Кмг — коефіцієнт міжгалузевих співвідношень в оплаті праці, Кмг =1,0;
Ктар — тарифний коефіцієнт відповідного кваліфікаційного розряду(1,54; 1,7; 1,87; 2,06; 2,26; 2,49 – тарифні коефіцієнти відповідно 1-6 розрядів), оскільки робітники, задіяні при експлуатації та виготовленні є робітниками 2-го розряду, то Ктар=1,7;
Кдоп — коефіцієнт доплат до тарифного заробітку, Кдоп=0,1;
Ксум.вр — коефіцієнт сумарних відрахувань в цільові фонди, Ксум.вр=0,36;
S -кількість змін експлуатації устаткування, S=1;
Kбв — коефіцієнт, якій характеризує кількість робітників, які обслуговують одиницю устаткування, Kбв =1.
Зв.пв=(12*165*1*1,0*1,7)*(1+0,1)*(1+0,36)*1*1=5035,536 (грн)
Заробітна плата працівника, що працює з аналогом, має таку ж саму величину.
8.3.4. Річні витрати по електроенергії
Річні витрати по електроенергії визначаються за формулою:
Ер.=Мвст*Фд*Kw*Це, (8.3.4.1)
де Мвст — встановлена потужність виробу, Мвст=0,07 (КВт);
МвстА= 0,1 (КВт);
Фд — дійсний фонд часу виробу в рік, Фд=12500 годин;
Кw — коефіцієнт, якій враховує втрати електроенергії в електромережах,
Кw =1,06;
Це — ціна електроенергії (Це = 0,25 грн/кВт*год).
Для нового виробу Ер.НВ=0,07*12500*1,06*0,25= 231,875(грн).
Для аналога Ер.А1=0,1*12500*1,06*0,25 = 364,375 (грн).
8.3.5. Річні витрати на ремонт
У даному випадку новий виріб і аналог не відрізняються суттєво з точки зору надійності і ремонтопридатності, тому річні витрати на ремонти для них можуть бути визначені як 2-5 % від їх вартості за формулою:
Рр=Ц*Крм, (8.3.5.1)
де Ц — ціна, грн;
Крм — коефіцієнт вартості ремонтів (за рік) до вартості устаткування (0,02-0,05), приймаємо рівним 0,04.
Для нового виробу Рр.НВ=952,6328*0,04=38,1053 (грн).
Для аналога Рр.А1=970,00 *0,04=38,8 (грн).
8.3.6.Річні витрати на повірки
Річні витрати на повірки апаратури можуть бути укрупнено визначені аналогічно до розрахунку вартості ремонтів через коефіцієнт вартості апаратури (0,01-0,02).
Для нового виробу Нb.НВ=952,6328*0,015= 14,2894 (грн).
Для аналога Нb.А1=970,00 *0,015= 14,55 (грн).
8.3.7. Визначення річних експлуатаційних витрат
Використовуючи формули для нового виробу та для аналога розрахуємо суму С = Зр.пв.+Ер+Рр+Нв. Для нового виробу СНВ=5035,536+231,875 +38,1053 +14,2894 =5319,805 (грн),
для аналога СА1= 5035,536 +364,375 + 38,8 + 14,55 = 5453,261 (грн).
Накладні витрати складають 10% від суми.
Тобто для нового виробу НрвНВ= 531,9805 (грн),
для аналога НрвА1=545,3261 (грн).
Отже, річні експлуатаційні витрати для нового виробу
Вр.ехНВ=5319,805 +531,9805 = 5851,7855 (грн),
для аналога Вр.ех.А1=5453,261 +545,3261= 5998,5871 (грн).
8.3.8. Розрахунок теперішньої вартості експлуатаційних витрат нового виробу і аналогу за нормативний строк служби
Після того, як визначені експлуатаційні витрати нового виробу і аналогу 1 по роках експлуатації (в межах нормативного строку служби), може бути визначена теперішня вартість експлуатаційних витрат за строк служби (Bpv.ex). Теперішня вартість (pv) витрат (доходів) показує, яка сума грошових коштів сьогодні еквівалентна тим витратам (доходам), які будуть витрачатись (отримані) протягом певного періоду часу в майбутньому. Таким чином для визначення Bpv.ex необхідно знати щорічні експлуатаційні витрати (Bpv.ex), нормативний строк служби (Т) та безпечну ставку банківського проценту і, яку приймемо рівною 0,08).
(8.3.8.1)
де — річні експлуатаційні витрати в році t,
t — порядковий номер року служби устаткування,
Т — нормативний строк служби устаткування;
— норма дисконту для року t.
Вважатимемо, що по роках не змінюватимуться, тому можемо використати спрощену формулу
(8.3.8.2)
Для нового виробу
Врv.ехHB =5851,7855*(0,926+0,857+0,794+0,735+0,681) = 23044,331 (грн),
для аналога
Врv.ех.А1= 5998,5871 *(0,926+0,857+0,794+0,735+0,681) =23622,436 (грн).
8.4. Розрахунок індексу конкурентноздатності за ціною споживання
Ціна споживання товару визначається як сума ціни товару та теперішньої вартості експлуатаційних витрат
Цсп=Цт+Врv.ех. (8.4.1)
Для нового виробу ЦспНВ= 952,6328 +23044,331 =23996,964 (грн),
для аналога Цсп.А1= 970,00 +23622,436 =24592,436 (грн).
Визначивши Цсп для нового виробу і для аналогу 1 розраховують
індекс конкурентноздатності по ціні споживання
Іц.сп=Цсп.НВ/Цсп.А. (8.4.2)
Іц.сп=23996,964 /24592,436 = 0,975786.
8.5. Розрахунок індексу конкурентноздатності нового виробу і перевірка виконання умови конкурентноздатності
Розрахунок індексу конкурентноздатності базується на тому, що новий виріб може бути відносно легко реалізований на ринку, якщо ціна споживання цього виробу є меншою, ніж ціна споживання аналогу 1, скорегована на комплексний показник якості нового виробу, тобто якщо виконується нерівність
продолжение
–PAGE_BREAK– Цсп.н (8.5.1)
З урахуванням ця умова може бути записана Ія-ц.к=Кп.як/Іц.сп; Ік>1, (8.5.2)
де ІІя-ц.к — загальна конкурентноздатність виробу за якісно-ціновими параметрами.
Ія-ц.к = 2,54/0,975786=2,603
У нашому випадку Ія-ц.к>1, виріб є конкурентноздатним, і може бути реалізований на ринку за ціною не нижче, ніж визначена в розділі 8.2.2 проекту .
8.6. Визначення очікуваного річного прибутку при виробництві нового виробу
Необхідно зазначити, що виконання умови (8.5.2) є необхідним, але не достатнім, хоча при Ія-ц.к більшому від 1 вже на цій стадії можна вважати виріб конкурентноспроможним.
8.6.1. Оцінка конкурентоздатності підприємства-виробника
Тепер проаналізуємо вплив на його конкурентоспроможність даного пристрою інших факторів, таких як «brand name» фірми-виробника, сервісне обслуговування, доставка споживачам та ін.
Для визначення індексу конкурентоспроможності за цими факторами, тобто іміджем фірми-виробника, використовують формулу:
, (8.6.1.1)
де m — кількість факторів, які оцінюються;
БjН і БjА — бальна оцінка j-го фактору відповідно нового виробу і його аналогу, бали;
bj — вагомість j-го фактору для споживача, відн. од.
Оцінка конкурентоспроможності підприємства, на якому планується виробництво нового виробу передбачає, по-перше визначення переліку основних підприємств-конкурентів, які виготовляють подібну продукцію. По-друге, визначення коефіцієнтів вагомості за кожним із факторів конкурентоспроможності підприємства.
Дані вагомості визначаються на основі експертних оцінок при виконанні умови, що сума вагомостей дорівнює одиниці, а сума вагомостей таких факторів як «brand name» фірми-виробника повинна бути в межах 0,4…0,6.
По-третє здійснюється рейтингова оцінка підприємства виробника та його основних конкурентів за чотирьохбальною шкалою на основі табл. 8.6.1.1.
Таблиця 8.6.1.1. Шкала рейтингових оцінок факторів конкурентоспроможності
підприємства
Досягнення за фактором
Рейтинг
Дуже незначні
1
Незначні
2
Значні
3
Дуже значні
4
Результати оцінки конкурентоспроможності потенційного підприємства-виробника даного пристрою зведені в табл. 8.6.1.2.
Таблиця 8.6.1.2. Оцінка конкурентоспроможності підприємства
№ з/п
Фактори конкурентоспроможності
Вагомість
Підприємство-виробник
Конкурент
Рейтинг
зважена рейтингова оцінка
рейтинг
зважена рейтингова оцінка
1.
«brand name»
0,60
1
0,60
2
1,20
2.
Канали збуту
0,10
2
0,20
2
0,20
3.
Сервіс
0,20
3
0,60
2
0,40
4.
Реклама
0,10
2
0,20
3
0,30
5.
Сумарна оцінка
1,00
—
1,60
—
1,90
Індекс конкурентоспроможності за іміджем фірми-виробника згідно даних таблиці складає 1,6/1,9=0,842105.
Інтегральний індекс конкурентоспроможності виробу, який враховує всі фактори, як ціно-якісні, так і імідж фірми-виробника, розраховують за формулою:
, (8.6.1.2)
де уц-я і уім — вагомості відповідно ціно-якісних факторів та іміджу фірми-виробника для споживачів. Згідно проведених на Заході маркетингових досліджень уц-я.=(0,75…0,9) і уім=(0,1…0,25), при умові, що уц-я+ уім=1. Для даного пристрою інтегральний індекс конкурентоспроможності рівний
Іін=2,603´0,85+0,842105´0,15=2,3388.
Оскільки, Іін=2,3388>1, то можна зробити висновок про те, що розроблений пристрій є конкурентноспроможним на вітчизняному ринку.
8.6.2. Оцінка частки ринку підприємства-виробника та очікуваної суми річних прибутків
Для обґрунтування доцільності виробництва нового виробу необхідно визначити суму очікуваних річних прибутків при його промисловому виготовленні. Здійснення даної оцінки передбачає визначення річного попиту на вироби аналогічні до проектного (ємності обраного сегменту ринку). Для даного попиту (ємності) дають три варіанти оцінок співвідношення попиту і пропозиції: оптимістичний, оптимальний та песимістичний із зазначенням ймовірності кожного з варіантів (сума коефіцієнтів ймовірності дорівнює одиниці)
, (8.6.2.1)
де Q -оцінка співвідношення «попит-пропозиція»;
D — попит на певні товари, шт.;
S — пропозиція цих товарів, шт.
Слід зазначити, що при підборі оцінок за цими трьома варіантами має бути виконана умова
0,5
На основі 3-х оцінок співвідношення «попит-пропозиція» визначаються за формулою можливі частки підприємства на обраному сегменті ринку даного товару
, (8.6.2.3)
де Внj – оцінка можливої частки підприємства на ринку при виведенні на нього нового товару (дається три оцінки – оптимістична, оптимальна та песимістична);
Іін – інтегральний індекс конкурентоспроможності нового виробу;
Ві — оцінка конкурентоспроможності і-того підприємства-конкурента (див. табл. 8.6.1.2, де вважається, що в нас наявний лише 1 конкурент);
n — кількість підприємств конкурентів;
Вв — оцінка конкурентоспроможності підприємства-виро6ника (див. табл. 8.6.1.2).
Вважаємо, що за оптимальних умов програма випуску пристрою дорівнюватиме попиту на них.
Оцінки співвідношення попиту і пропозиції та ймовірності кожного з варіантів:
Q1 = 100/95 = 1,05 Y1 = 0,1;
Q2 = 100/100 = 1,0 Y2 = 0,6;
Q3 = 100/120 = 0,83 Y3 = 0,3.
Отже, можливі частки підприємства на вітчизняному ринку даного товару будуть наступні:
Вн1 = 2,3388/[2,4×(1+1,9/1,6)×(1+lg1,05-1)] = 0,335238;
Вн2 = 2,3388/[2,4×(1+1,9/1,6)×(1+lg1,0-1)] = 0,32777;
Вн3 = 2,3388/[2,4×(1+1,9/1,6)×(1+lg0,83-1)] = 0,303721.
Знаючи частку сегменту ринку, яку може завоювати підприємство (Вн), загальну ємність сегменту ринку (приймається на рівні попиту на товари аналогічні до нового) (D) та питомий маржинальний прибуток з одиниці нового виробу (ПМП) визначають суму річного маржинального прибутку (МПрj), який може бути отриманий за кожним з трьох варіантів:
. (8.6.2.4)
ПМП= Цн.пр-СВН (8.6.2.5)
ПМП=952,6328-762,1063=190,5265
Згідно розрахунків за даною формулою, підприємством може бути отримано наступні маржинальні прибутки за кожним з варіантів:
МПр1 = 190,5265 0,335238×100 = 6405,01(грн);
МПр2 =190,5265×0,32777×100 = 6262,329(грн);
МПр3 =190,5265×0,303721×100 = 5802,852(грн).
Очікувану суму річного маржинального прибутку з урахуванням ймовірностей кожного з варіантів визначають за формулою:
, (8.6.2.6)
де j — варіанти (оптимістичний, оптимальний, песимістичний);
Yj — ймовірність кожного з варіантів.
МПочр = 6138,754(грн).
Оскільки отриманий очікуваний прибуток є імовірнісною величиною, необхідно розрахувати показники його варіації та можливі межі зміни. Для такої оцінки розраховують середньоквадратичне відхилення:
, (8.6.2.7)
Після розрахунку середнього квадратичного відхилення визначають діапазон коливання очікуваного маржинального прибутку
(8.6.2.8)
та квадратичний коефіцієнт варіації, який є відносним показником одержаного результату
. (8.6.2.9)
Чим менший цей коефіцієнт тим меншим є співвідношення ризику і прибутку, і тим імовірнішим стає отримання визначеного розміру очікуваного прибутку. Допустиме значення Vs £ 33%.
Згідно наших даних отримаємо:
s = 223,8319 (грн)
Відповідно можливий діапазон зміни очікуваного маржинального прибутку і квадратичний коефіцієнт варіації будуть такими:
5467,259 (грн) £ £ 6810,25 (грн);
Vs = 3,646211 %.
Таке значення коефіцієнтів варіації свідчить про високу ймовірність одержання підприємством прогнозованого маржинального прибутку від реалізації пристрою.
8.7. Висновки про доцільність розробки нового виробу
Результати виконаних розрахунків приведені в табл.8.7.1. Виходячи з отриманих результатів, індекси конкурентноздатності за ціною споживання Іц.сп та за ціново-якісними характеристиками є більшими 1, крім того коефіцієнт, отриманий за оцінкою конкурентоспроможності підприємства-виробника, теж є більшим 1. Можемо зробити висновок про доцільність розробки і виготовлення даного пульта з точкизору можливості його подальшої реалізації, та з точки зору ефективності його виробництва. Це підтверджується також наявністю очікуваного річного прибутку від випуску даного виробу, допустимим діапазоном коливань очікуваного прибутку та низьким коефіцієнтом варіації як співвідношення ризику і прибутку.
9. ОХОРОНА ПРАЦІ
9.1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ
Двосмугова активна акустична система з сабвуфером живиться від загальної мережі живлення змінної напруги 220 В; вхідний звуковий сигнал 1 Вт; робочий інтервал температур — -20 …+40ОС при во-логості 80±5%; та атмосферному тиску — 760±20 мм рт. ст. Умови експлуатації – закрите середовище.
Акустична система виконана у повній відповідності з вимогами ергономіки з мі-німальною кількістю органів керування, розміщених на лицевій стороні і компо-зиційно підпорядковані принципу функціональності.
У зв’язку із впровадженням нових технологій для виготовлення подібних радіоелектронним пристроїв та інтенсифікації існуючих технологій, спостеріга-ється підвищення впливу різних вирробничих факторів, таких як шум, вібрація, електромагнітне випромінювання, ультразвук, пил, органічні та неорганічні заб-руднення повітря, на оточуюче середовище в якому знаходяться і працюють працівники, котрі зайняті як проектуванням, так і виготовленням пристрою.
Основою успіху в розвитку охорони праці є вирішення питання гігієни праці, забезпечення безпеки праці, ліквідації професійних захворювань, ви-робничого травматизму, профілактика отруєнь та шкідливих впливів на пра-цюючих, фізичних факторів виробничого середовища.
Виготовлення та настроювання акустичної системи здійснюється в умовах цеху. При вказаних операціях використовуються прилади, інструменти та обладнан-ня, які живляться від мережі змінного струму з напругами 36, 220.
Під час технологічного процесу у повітря робочої зони виділяються шкідливі речовини у вигляді випаровувань ацетону, свинцю та спирту, які мо-жуть привести до професійних ахворювань або до отруєння ГОСТ 12.1.007-88.ССБТ [9.1]. Також, слід відмітити, що для даного типу виробництва можли-вi такі джерела загорання:
SYMBOL 183 \f «Symbol» \s 7 \h несправнiсть електрообладнання (коротке замикання, перевантаження);
SYMBOL 183 \f «Symbol» \s 7 \h порушення технологiчного режиму.
Джерелами короткого замикання можуть бути пошкодження iзоляцiї про-відників, попадання на неiзольованi провідники струмопровiдних предметiв, вплив на провідники хiмiчно активних речовин, пороху, вологи, а також невiр-ний монтаж та iнше.
Активна акустична система з сабвуфером виготовляється та проходить регулювання в цеху. В примiщеннi цеху забезпечено повну безпеку виконання робiт по виго-товленню деталей, пайцi, складальних роботах та регулюванню спроектовано-го пристрою.
Загальний об’єм примiщення, де виготовляється активна акустична система з сабвуфером , складає 119,0 м3, площа — 35,0 м2; висота примiщення — 3,4 м. В цеху працює 6робочих. Отже, на кожного з них припадає 5,83 м2 площi та 19,68 м3 об’єму примiщення, що вiдповiдає санiтарним нормам для цехiв заводiв радiотех-нiчної ромисловостi СН245-71 [9.2].
В процесi виготовлення даного пристрою для монтажника використову-ється сидяче робоче місце. Вид роботи вiдповiдає середнім (точним) зоровим роботам. Згiдно ГОСТ 12.3.002-75 [9.3], висота робочої поверхнi складає для чоловiкiв 1020… 905 мм, а для жiнок — 930… 835 мм.
Робочим мiсцем являється стiл регулювальника висотою 0,8 м i загаль-ною площею 1,5 м2 зi стелажами для розмiщення вимiрювальної апаратури. Справа на столi розмiщується низьковольтний паяльник iз джерелом живлен-ня та монтажний iнструмент. Злiва розташовані необхiднi вимiрювальнi прила-ди. Робоче мiсце також передбачає наявнiсть припою типу ПОС-61 та канiфо-лi для виконання пайки.
Складовою частиною робочого мiсця є крiсло оператора. Для забезпе-чення фiзiологiчно рацiональної пози оператора воно вiдповiдає ГОСТ 12. 032-76 [9.4].
Метеорологiчнi умови середовища та характер виконуваної роботи створюють мiкроклiмат, який впливає на процес теплового обмiну людського органiзму iз зовнiшнiм середовищем. Мiкроклiмат визначається температурою, відносною вологiстю та швидкiстю руху повiтря, що діють на людину.
продолжение
–PAGE_BREAK–