Как шумит подшипник генератора видео: Замена подшипников генератора ВАЗ 2114 (2115, 2113) своими руками

3.4.2. Тест освещения окружающей среды

Предыдущий тест показал, что расстояние значительно влияет на качество звукового сигнала, записываемого микрофоном. Учитывая, что мы используем камеру мобильного телефона для записи работающего двигателя, освещение окружающей среды является критическим фактором, влияющим на качество видео. Поэтому были проведены эксперименты по освещению для оценки эффективности предлагаемого метода. Мы переместили тестовую установку в разные помещения, чтобы получить разное освещение.Вспышка камеры всегда была выключена, а расстояние оставалось постоянным на уровне 0,3 м. Как и в предыдущем тесте, каждый тестовый набор содержит 10 тестов, а результаты экспериментов представлены в таблице 4. Доля успеха для всех источников освещения составляет 100%. Цветное RGB-изображение перед обработкой преобразуется в изображение в градациях серого, а коэффициент корреляции определяется только относительными различиями между кадрами. Поэтому изменение освещенности в определенном диапазоне не влияет на диагностику неисправности подшипника.Следуя совместному стандарту Международной организации по стандартизации/Международной комиссии по освещению (ISO/CIE) для освещения рабочих мест внутри помещений [26], мы берем в качестве примера «Электростанции», в которых широко используются двигатели или генераторы. Учитывая, что рекомендуемая освещенность для «электростанций» находится в диапазоне от 50 до 500 люкс, предлагаемый метод демонстрирует потенциал для практического применения.

3.5. Обсуждение

Несколько недостатков и возможных решений также должны быть отмечены при принятии предложенного метода. Во-первых, согласно теореме выборки Найквиста, максимальная поддерживаемая скорость двигателя составляет 3000 об/мин, когда частота выборки камеры составляет 120 кадров в секунду. Для диагностики подшипника в двигателе, который работает со скоростью более 3000 об/мин, необходимо использовать камеру с более высокой частотой кадров, например камеру iPhone 6 (Apple Inc.) с частотой 240 кадров/с. Во-вторых, микрофон мобильного телефона является всенаправленным, что может вызвать явные помехи фонового шума.Микрофон должен располагаться как можно ближе к испытательному подшипнику. В-третьих, вращающийся компонент, например муфта, используемая в этом исследовании, используется в качестве индикатора для измерения скорости вращения двигателя. В этом случае гармоники FR могут быть сильнее основной FR из-за возможной симметрии связи. Этого можно избежать, прикрепив бумажную этикетку на муфту или вал. Наконец, необходимо провести дополнительные исследования как аппаратного, так и программного обеспечения, чтобы повысить эффективность предлагаемого метода в практических приложениях.Например, вычислительная мощность мобильного телефона сравнима с вычислительной мощностью персонального настольного компьютера; таким образом, алгоритмы, которые используются в этом исследовании, могут быть перенесены на мобильный телефон для выполнения мобильных вычислений в реальном времени, что обеспечит удобство визуальной диагностики неисправностей в приложении для мобильного телефона. Эта работа должна быть проведена в будущих исследованиях.

4. Заключение

В данном исследовании предлагается упрощенный метод диагностики неисправностей подшипников двигателя. Предлагаемый метод диагностирует неисправность подшипника следующим образом: () работающий двигатель с испытуемым подшипником записывается на видео; () IFR получается из видео путем вычисления коэффициентов корреляции и извлечения гребня из TFD коэффициентов корреляции; () IFCF получается из звуковой дорожки путем фильтрации и демодуляции необработанного сигнала, а затем извлечения гребня из TFD сигнала огибающей; () наконец, FCO рассчитывается путем деления IFCF на IFR.Для проверки эффективности и надежности предложенного метода были проведены как качественный, так и количественный анализ. Экспериментальные данные собираются с доступного и недорогого мобильного телефона, чтобы обеспечить диагностику неисправностей подшипниковых систем, расположенных в отдаленных районах, где специализированные инструменты недоступны или ограничены.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта работа была частично поддержана Фондом естественных наук провинции Аньхой (№№ 1608085QE110 и 1508085SQE212), частично Фондом финансирования стартапов для талантов Аньхойского университета, частично Национальным фондом естественных наук Китая ( № 51505001) и частично Программой для выдающихся талантов нового века в университетах (NCET-13-0539).

Автовоспроизведение видео не исчезнет. Вот как с ними бороться.

Тем не менее, издатели столкнулись с техническими проблемами, такими как медленное подключение к Интернету, которые сделали видеорекламу неприемлемой.Вместо этого издатели показывали рекламу, которая представляла собой статические изображения, которые со временем превратились в графику с некоторой анимацией и звуком.

За последнее десятилетие быстро распространились проводные и беспроводные соединения, а также компьютеры и смартфоны. Потребители также привыкли к потоковым видеосервисам, таким как Netflix и YouTube. Обслуживание онлайн-видео стало проще. Поэтому рекламные фирмы, такие как BrightRoll и Tremor Video, вместе с технологическими компаниями, такими как Facebook, начали тестировать видеорекламу.

Как только они начали, пути назад уже не было.По словам г-на Моргана, видеореклама приносила от 20 до 50 раз больше дохода, чем традиционная медийная реклама, и лучший способ получить деньги — заставить видео воспроизводиться автоматически. Технологические платформы, такие как Facebook и Twitter, также любили видео с автоматическим воспроизведением, потому что они эффективно заставляли людей оставаться на своих сайтах, говорит Тейлор Вигерт, директор по стратегии пользовательского опыта в Martin Agency. Автоматическое воспроизведение видео десять лет назад было редкостью, а сегодня стало популярным средством онлайн-рекламы.

Каковы решения?

Многие потребители жалуются, что видео с автоматическим воспроизведением доставляет неудобства. (Я один из них!) Поэтому технологические компании придумали несколько обходных путей:

■ Facebook и Twitter предлагают возможность запретить автоматическое воспроизведение видео в своих приложениях и на веб-сайтах. На Facebook инструкции скрыты на странице специальных возможностей, а на веб-сайте Twitter элементы управления находятся в меню «Настройки» в разделе «Контент».

■ В Instagram нельзя отключить автоматическое воспроизведение видео.Однако в настройках сотовых данных вы можете настроить приложение на использование меньшего количества мобильных данных, что замедляет загрузку видео, когда вы используете сотовое соединение.

■ Браузер Google Chrome запрещает автоматическое воспроизведение некоторых видео. Веб-браузер позволяет автоматически воспроизводить видео на 1000 сайтах, где Google определил, что люди с наибольшей вероятностью захотят воспроизводить видео со звуком. Со временем, после того как Chrome изучит посещаемые вами веб-сайты, браузер адаптируется, чтобы разрешить автовоспроизведение на сайтах, где вы часто воспроизводили видео со звуком, и отключает автовоспроизведение на сайтах, где вы этого не делаете.

Как диагностировать и исправить

В наши дни в автомобили встроено так много электроники, что проблема в вашей электрической системе может быстро перерасти в нечто большее, чем просто неудобство. Поскольку вся система зависит от генератора переменного тока, он является частым виновником электрических сбоев. Когда мой генератор начал издавать громкий скулящий звук, я понял, что нужно быстро найти решение, прежде чем оно перерастет в гораздо более серьезную проблему, с которой мне придется иметь дело.

Прежде чем вы сможете выяснить, как устранить шум генератора, вам необходимо правильно диагностировать проблему.Давайте сначала обсудим, как вы можете точно определить проблему, определив, какие шумы издает неисправный генератор, а также другие признаки того, что ваш может быть в конце срока службы.

После того, как вы диагностировали генератор как источник шума, я предложу вам несколько простых способов его устранения. Если это не сработает, мы кратко обсудим, как вы можете заменить генератор и сэкономить сотни долларов, не обращаясь к механику.

Дополнительную полезную информацию о диагностике и устранении автомобильных шумов, исходящих из-под капота, см. в наших статьях:

Как звукоизолировать шумный водяной насос

Как заглушить шумные опоры стоек

Как исправить шумные подъемники

Что такое генератор?

Вы наверняка слышали о генераторе, но не все знают, какую функцию он выполняет.Ваш автомобиль оснащен датчиками и электроникой повсюду, от датчиков на приборной панели до датчиков в шинах и других датчиков в вашем двигателе, салоне и т. Д. С таким количеством электроники, требующей питания, как одна батарея поддерживает все работает?

Нет. Это работа генератора.

Во время работы двигателя ремень вращает шкив генератора, позволяя ему вырабатывать электричество. Это электричество используется для питания всего в вашем автомобиле, одновременно заряжая аккумулятор.Сама батарея в первую очередь предназначена для запуска автомобиля, но генератор берет на себя ответственность, когда он включен.

Поскольку вся электрическая система вращается вокруг генератора переменного тока, а работа автомобиля зависит от электрической системы, можно с уверенностью сказать, что генератор переменного тока имеет решающее значение для правильной работы любого автомобиля. Когда ваш начинает терпеть неудачу, это может оставить вас в затруднительном положении. Но как узнать, когда он начнет портиться?

Как звучит неисправный генератор?

Определенные шумы из моторного отсека могут быть признаком неисправности генератора.Но какой звук издает плохой генератор? В зависимости от того, какая часть генератора выйдет из строя первой, вы можете услышать любой из следующих шумов.

Воющий шум генератора

Обычный звук, издаваемый неисправными генераторами, представляет собой очень высокий скулящий шум, который вы слышите при работающем двигателе. Когда RMP увеличиваются, например, когда вы ускоряетесь, вы услышите, что звук становится выше по высоте, поскольку шкив вращается быстрее.

Скрежет

Если вы слышите громкий скрежещущий звук из моторного отсека, скорее всего, это генератор переменного тока.Вы услышите, как скрежет становится громче, когда вы увеличиваете обороты двигателя.

Скрип

Повторяющееся чириканье или писк, хотя и не такое постоянное, как воющий шум, может быть еще одним признаком выхода из строя генератора переменного тока. Он будет очень высоким, и частота писка должна увеличиваться по мере того, как двигатель достигает более высоких оборотов.

Скрип при повороте шкива генератора при выключенном автомобиле

Мы уже упоминали о скрипе во время движения автомобиля. Тем не менее, еще один признак — скрипит ли шкив генератора, когда вы поворачиваете его вручную при выключенном двигателе.

Перед выполнением этого теста убедитесь, что двигатель остыл. Поверните шкив генератора рукой и прислушайтесь к скрипу во время вращения. Если вы слышите скрип от него, то вам, вероятно, придется заменить шумный подшипник генератора или сам генератор.

Стук

Стук может быть вызван одной из нескольких причин, связанных с генератором. Порванный ремень может болтаться в моторном отсеке и издавать стук при контакте с другими деталями.Кроме того, сломанный подшипник может издавать стук, когда он толкается внутри корпуса. Последний вариант заключается в том, что ослабленный болт на генераторе может позволить ему двигаться во время работы двигателя.

Распространенные причины шума генератора

Мы обсудили звуки, которые могут предупредить вас о том, что генератор переменного тока находится на последнем издыхании. Но что вызывает шум, который вы слышите? Давайте рассмотрим несколько распространенных причин шумного генератора.

Изношенные подшипники генератора

Для выработки электроэнергии поликлиновой ремень на вашем двигателе вращает шкив генератора с тысячами оборотов в минуту.Подшипники держат все ровно и позволяют шкиву крутиться на таких скоростях.

Конечно, после тысяч часов вращения на высоких скоростях и преодоления тысяч миль эти подшипники начнут изнашиваться. Когда они слишком изнашиваются, они могут выйти из строя и начать издавать громкие скрежещущие звуки, указывающие на необходимость замены. Если один из них сломается, вы можете услышать его стук при вращении генератора.

Ослабленный или изношенный ремень генератора

Ремень генератора (также известный как поликлиновой ремень) проходит через несколько шкивов двигателя.Когда кривошип вращается, ремень тянет другие шкивы и заставляет их вращаться, включая шкив генератора.

Естественно, трение, вызванное вращением большого количества шкивов на высоких скоростях, в конечном итоге приведет к износу ремня. Когда срок его службы подходит к концу, вы услышите, как он начинает издавать жалобные звуки, такие как визг, писк и нытье.

Ослабленный болт генератора

Транспортные средства испытывают сильную вибрацию и тряску, поэтому со временем вещи нередко ослабевают.

Если один из болтов, удерживающих генератор на месте, начинает ослабевать, вы можете услышать, как генератор вращается во время работы двигателя.

Признаки неисправного генератора

Сигнальная лампа

Поскольку они напичканы электроникой, новые автомобили, как правило, имеют датчики на большинстве рабочих частей, включая генератор. Таким образом, вы, вероятно, увидите, что на приборной панели загорается сигнальная лампа, когда что-то не так с вашим генератором.

Вы можете просто увидеть, как загорается значок батареи, что означает проблему где-то в электрической системе. Вместо этого ваш автомобиль может иметь световой индикатор, предназначенный специально для генератора переменного тока, и в этом случае на нем может быть написано ALT для генератора переменного тока или GEN для генератора.

Тусклый свет фар

Во время движения автомобиля генератор отвечает за питание электрических устройств, включая фары. Если кажется, что ваши фары теряют мощность или вы заметили, что они просто не такие яркие, как обычно, есть большая вероятность, что это связано с выходом из строя генератора переменного тока.

Мерцающие фары

Ваш генератор не должен иметь проблем с одновременным питанием нескольких различных функций, таких как фары и стоп-сигналы. Обычно это не проблема, но если ваш генератор умирает, то его мощности не хватит на все.

С вашей машиной на парковке и включенными фарами нажмите на тормоз. Если ваш генератор работает нормально, вы не заметите разницы. Если ваш генератор умирает, вы увидите, как мигают фары, когда вы нажимаете на тормоз.

Разряженная батарея

Одной из основных задач, которую выполняет генератор переменного тока, является подзарядка автомобильного аккумулятора во время движения. Если он не заряжается должным образом, заряд аккумулятора может быть слишком низким, чтобы завести автомобиль.

Однако разряженная батарея не всегда является признаком неисправности генератора переменного тока, поскольку каждая батарея имеет ограниченный срок службы и в конечном итоге все равно выйдет из строя, даже если ваш генератор переменного тока работает нормально.

Шум генератора

Одним из самых простых признаков неисправности генератора является его шум.Как мы уже обсуждали, визг, скрип, скрежет, нытье и стук могут быть изданы умирающим генератором переменного тока.

Автомобиль не заводится должным образом

Если у вашего автомобиля возникают проблемы с запуском или он прокручивается и переворачивается довольно много раз, прежде чем фактически запуститься, возможно, виноват ваш генератор. Это также может быть вызвано разряженной батареей, поэтому вам нужно выполнить тест, чтобы увидеть, кто виноват.

Остановка во время работы

Если ваш автомобиль заводится нормально, но затем быстро глохнет или просто глохнет во время движения, вероятно, причиной является умирающий генератор.Ваш автомобиль может завестись нормально, потому что аккумулятор имеет достаточный заряд.

Когда двигатель работает, генератор берет на себя электрические функции. Если это не хорошо, то двигатель заглохнет, когда генератор заменит аккумулятор.

Электрические неисправности

Поскольку вся электрическая система вращается вокруг генератора, вы можете столкнуться с множеством мелких электрических неисправностей, когда генератор выйдет из строя. Вы можете заметить проблемы с замками с электроприводом или сиденьями с электроприводом.Электрические стеклоподъемники могут работать медленнее, чем обычно, а индикаторы на приборной панели и консоли могут стать тусклыми или даже мерцать.

Запах гари

Нередко неисправные генераторы испускают запах жженой резины. Если ремень изнашивается, смещается или испытывает слишком сильное трение, это может быть причиной запаха гари. В качестве альтернативы, перегретый генератор также может сжечь подключенные к нему провода, что может вызвать такой же запах.

Как успокоить шумный генератор

Теперь, когда мы можем идентифицировать признаки неисправного генератора и знаем, какие звуки следует прислушиваться, пришло время обсудить некоторые решения.Генератор, как правило, расположен на верхней части двигателя ближе к передней части, поэтому вы сможете без труда получить к нему доступ. Поскольку до этой части легко добраться, вы можете выполнить большую часть или все эти ремонтные работы самостоятельно.

1. Сначала проверьте генератор

Прежде чем приступить к ремонту, вы должны быть уверены, что ваша проблема связана с генератором. Если у вас есть простой вольтметр, вы можете легко проверить, работает ли генератор переменного тока.

Подсоедините провода вашего измерителя к соответствующим клеммам батареи и настройте измеритель на считывание напряжения постоянного тока. Если ваша батарея правильно заряжена и работает должным образом, вы увидите значение 12,6.

При работающем двигателе, но выключенном вспомогательном оборудовании и освещении, вы должны увидеть показания от 14,2 до 14,7 вольт, если ваш генератор работает нормально. Если ваши показания выше этого, это может привести к перезарядке аккумулятора, что приведет к его повреждению. Когда показание ниже этого, это указывает на то, что ваш генератор не может удовлетворить требования вашего автомобиля.

2. Проверьте состояние ремня

Много лет назад серпантиновые ремни изготавливались из неопрена, и со временем на них появились видимые трещины, указывающие на то, что пришло время их заменить. По мере совершенствования технологий производители перешли на новый материал под названием EPDM, который больше не трескается, как раньше ремни. Так как же теперь определить, что ремень изношен?

Эти современные ремни служат в два раза дольше, чем старые неопреновые. Они и носятся по-разному. Канавки на ремне будут увеличиваться и увеличиваться, пока на другой стороне ремня не закончится материал.

Во-первых, вы можете посмотреть на видимые признаки износа на обратной стороне ремня. Но чтобы правильно проверить ремень сейчас, вам понадобится небольшой пластиковый калибр, который измеряет размер его канавок. Если зубья на манометре могут двигаться, когда они вставлены в канавки ремня, значит, ремень готов к замене.

3. Затяните болты

Иногда болты, удерживающие генератор на месте, со временем ослабевают из-за вибрации двигателя и вождения.Это довольно легко исправить с помощью базового набора сокетов.

Сначала вам нужно найти болты генератора, их должно быть три или четыре. Тогда вам нужно найти подходящую по размеру розетку. Просто вручную затяните каждый болт до упора.

4. Замените поликлиновой ремень

Я также рекомендую сфотографировать ваш ремень перед его снятием, чтобы у вас была ссылка, когда вы будете надевать новый. Есть довольно много шкивов, которые нужно обойти, и это может запутать!

Начните с поиска ролика натяжителя. В центре будет гайка, которую можно повернуть торцевым ключом. Когда вы это сделаете, он переместит весь шкив и ослабит натяжение ремня, что позволит вам соскользнуть с ремня.

Таким же образом установите новый ремень. Оберните его вокруг всех шкивов в правильном направлении, кроме шкива натяжителя. С помощью торцевого ключа оттяните шкив и наденьте на него ремень.

5. Замените подшипник генератора

Замена подшипника генератора немного более трудоемка, чем некоторые другие методы, которые мы обсуждали, но выполнение ее самостоятельно может сэкономить вам немало денег. Для этого вам нужно снять весь генератор.

Сначала обязательно отсоедините аккумулятор. Затем снимите поликлиновой ремень, ослабив натяжной ролик торцевым ключом.

Отсоедините жгут проводов, прикрепленный к генератору. Затем открутите все болты, которые удерживают генератор на месте. Теперь вы можете снять его и перенести на скамейку.

Вставьте головку ударного гайковерта в шкив генератора и снимите большую гайку.

На задней стороне генератора открутите болты и винты, удерживающие внешнюю пластину.Затем удалите болты корпуса и все винты снаружи. Подшипник запрессован в корпус, поэтому вам может быть трудно снять корпус.

Вы можете ударить по валу спереди, чтобы снять узел подшипника и получить доступ к подшипнику. Затем вы можете удалить большие подшипники с помощью молотка. После замены подшипников просто соберите генератор.

6. Замените генератор

Начните с отключения аккумулятора. Далее снимаем поликлиновой ремень. С помощью торцевого ключа переместите ролик натяжителя и ослабьте ремень для снятия.

Отсоедините жгут проводов от задней части генератора. Затем открутите болты, удерживающие его на месте, чтобы вы могли его снять.

Установите новый генератор на место и вставьте болты.Затяните их до тех пор, пока они полностью не затянутся. Затем снова прикрепите жгут проводов к задней части.

Замените натяжной ремень и снова подключите аккумулятор.

Как долго можно ездить с неисправным подшипником генератора

Так как это может быть дорогостоящий ремонт у механика или это может занять несколько часов вашего времени, чтобы выполнить его самостоятельно, вы можете задаться вопросом, как долго вы можете откладывать ремонт вашего генератора переменного тока с неисправным подшипником.

Правда в том, что невозможно узнать, как долго это продлится.Это может длиться несколько месяцев, просто производя шум и не делая ничего хуже. Или он может выйти из строя при следующем запуске автомобиля. Однако вождение с умирающим генератором может вызвать другие проблемы, например, повреждение аккумулятора. Лучше решить эту проблему как можно быстрее, чтобы она не переросла во что-то большее.

Стоимость замены подшипника генератора

В мастерской хотят заменить весь генератор. Если шум подшипников генератора является единственной проблемой, то вы можете сэкономить массу лодки, заменив подшипники самостоятельно, как я описал в предыдущем разделе.

Вы можете найти ремонтный комплект генератора переменного тока примерно за 25–35 долларов США, который будет включать в себя необходимые подшипники. Учитывая, что средняя стоимость замены генератора профессионалом составляет от 579 до 759 долларов, это довольно существенная экономия.

Если вы не хотите возиться с разборкой генератора, но все же хотите сэкономить, замена генератора будет стоить немного дороже, чем просто замена подшипников, но это также сэкономит вам время. Вы можете найти генератор переменного тока, такой как этот ACDelco, за небольшую часть стоимости его замены в магазине.Затем следуйте инструкциям, изложенным ранее, и вы сэкономите небольшое состояние.

Заключение

Многие датчики и электроника в вашем автомобиле полагаются на ваш генератор, чтобы поддерживать их питание. Если ваш начинает выходить из строя, вы увидите несколько явных признаков, таких как шум подшипников генератора или громкий визг.

Теперь, когда вы точно знаете, что они из себя представляют, вы сможете распознать их такими, какие они есть, когда увидите их. Более того, вы точно знаете, как определить и устранить проблему, даже если это означает замену генератора.

Если вы нашли эту статью полезной, пожалуйста, поделитесь ею, чтобы другие тоже могли ее найти. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, я постараюсь ответить на все, что осталось в поле для комментариев ниже, как можно быстрее.

Вам также может понравиться:

Магнитный генератор — Infinity SAV

Барабан Магнитного генератора состоит из ротора с неодимовыми заземляющими постоянными магнитами и статора с бифилярными катушками с медным сердечником.

Постоянные магниты расположены равномерно по окружности ротора с одноименными и противоположными полярными полюсами. Бифилярные катушки расположены по окружности статора таким же образом, но с точной угловой соосностью к магнитам и параллельно-последовательным соединением друг с другом.

Неодимовый магнит — это самый сильный тип постоянных магнитов, доступных на рынке сегодня. Кристаллическая структура неодимового магнита состоит из микрокристаллических зерен, которые выровнены в сильном магнитном поле во время производства, поэтому все их магнитные оси указывают в одном направлении.Кристаллическая решетка магнита сопротивляется изменению направления намагниченности, что делает это соединение очень склонным к размагничиванию.

Бифилярная катушка представляет собой электромагнитную катушку, содержащую две близко расположенные параллельные обмотки и встречную катушку последовательного соединения. Чтобы правильно увеличить мощность катушки, ее витки наматывают таким образом, чтобы обеспечить наибольшую разность потенциалов между соседними витками или спиралями. Энергия, запасенная в катушке, пропорциональна квадрату разности потенциалов между соседними витками.Благодаря специальному материалу сердечника катушки (трансформаторная сталь) значительно повышена способность к заданному значению разности потенциалов между витками.

Магнитный генератор работает и способен генерировать энергию за счет взаимодействия постоянных магнитов с бифилярными катушками и возникающей между ними электромагнитной силы. Магниты и катушки направлены навстречу друг другу, создавая крутящий момент на роторе. Такая композиция барабана генератора рассчитана на то, чтобы ротор вращался бесконечно долго, пока энергия взаимодействия постоянных магнитов и бифилярных катушек собирается и распределяется рационально и эффективно.

Шум темнового тока — обзор

8.3.1 Чувствительность приемника

Чувствительность приемника — одна из наиболее широко используемых характеристик оптических приемников в волоконно-оптических системах. Он определяется как минимальный уровень оптической мощности сигнала, требуемый в приемнике для достижения определенных характеристик BER. Например, в оптической системе, чтобы BER был меньше 10 ^{− 12} без FEC, минимальная оптическая мощность сигнала, достигающая приемника, должна быть не менее −35 дБм; это означает, что чувствительность приемника составляет 35 дБм.Очевидно, что определение чувствительности приемника зависит от целевого уровня BER и скорости передачи данных сигнала. Однако искажение формы волны сигнала и оптическое отношение сигнал-шум, как правило, четко не указаны в определении чувствительности приемника, но предполагается, что шум, исходящий от приемника, является основным ограничивающим фактором производительности системы.

Теперь рассмотрим два типа оптических приемников, показанных на рис. 8.3.1, в которых конфигурация (а) представляет собой простой PIN-фотодиод, за которым следует трансимпедансный усилитель (TIA), тогда как конфигурация (б) имеет оптический предусилитель, добавленный в перед PIN-кодом для повышения уровня мощности оптического сигнала.

Рис. 8.3.1. Приемники прямого обнаружения с (A) и без (B) оптическим предусилителем.

Сначала рассмотрим простейшую конфигурацию приемника, показанную на рис. 8.3.1A. Если на мгновение пренебречь искажением формы сигнала и влиянием перекрестных помех в оптическом сигнале, значение Q будет зависеть только от электрического SNR после фотодетектирования. В системе с модулированной интенсивностью и прямым детектированием (IMDD) на чувствительность приемника влияют тепловой шум, дробовой шум и шум темнового тока фотодиода.уравнение (8.2.1) можно записать как

(8.3.1)Q=2ℜPave4kT/RL+4qℜPave+2qIdkBe+4kT/RL+2qIdkBe

На рис. 8.3.2 показано вычисленное значение приемника Q как функция средней оптической мощности принятого сигнала P _пр. . Это двоичная система со скоростью 10 Гбит/с с прямым обнаружением, а электрическая полоса пропускания приемника составляет 90 699 B 90 700 _{90 699 e 90 700 90 712 = 7,5 ГГц. Другие используемые параметры ℜ = 0,85 мА / MW , R , R L = 50 Ом, I D = 5 NA и T = 300 K.На рис. 8.3.2 показано, что для достижения BER 10 ^{− 12} или, что эквивалентно, Q = 7 (10log 10 ( Q ) = 8,45 дБ по вертикальной оси), средняя оптическая мощность принимаемого сигнала должно быть не менее −19 дБм. Следовательно, чувствительность этого приемника 10 Гбит/с составляет − 19 дБм. Уменьшение оптической мощности сигнала на каждый дБ приведет к уменьшению значения Q на дБ, как показано на рис. 8.3.2.}

Рис. 8.3.2. График чувствительности приемника (сплошная линия) для системы 10 Гбит/с с использованием PIN-фотодиода.Штриховые, штрихпунктирные и пунктирные линии представляют расчеты Q с учетом только теплового шума, дробового шума и шума темнового тока по отдельности.

Сравнивая влияние теплового шума, дробового шума и шума темнового тока на значение Q , становится очевидным, что тепловой шум преобладает в этом типе приемника прямого обнаружения вблизи целевого уровня BER. Другими членами шума можно смело пренебречь, не внося заметных ошибок.

В приемнике с преобладанием теплового шума, если мы дополнительно рассмотрим искажение формы сигнала с A  < 1 и B  > 0 [ссылаясь на глазковую маску, определенную на рис.8.2.2B], значение Q становится равным

(8.3.2)Q=RL4kTBeℜA-BPave

. 3) Psen=7ℜA−B4kTBeRL

, что обратно пропорционально штрафу за закрытие глаза ( A — B ).

С другой стороны, если дробовой шум является единственным источником шума, а другие шумы незначительны (например, если сопротивление нагрузки R _L очень велико), значение Q равно Q=ℜPave /qBeA-B.Так как ℜ  =  ηq /( hv ) с квантовой эффективностью η и фотоэнергией hv , значение дробового шума, ограниченное Q , может быть выражено как Q=ηPave/hvA−B . В идеальном случае со 100% квантовой эффективностью и без искажения формы сигнала Q=Pave/hvBe. Это соответствует чувствительности приемника P _sen  = 49 hvB _e для Q  = 7. Предполагая эффективность полосы пропускания 1 бит/Гц, этот приемник квантово-ограниченная эффективность обнаружения, которая в данном случае составляет 49 фотонов на бит.Другими словами, для каждого бита информации требуется 49 фотонов для достижения значения Q , равного 7.

Чтобы улучшить чувствительность приемника, можно добавить оптический предусилитель перед PIN-фотодиодом, как показано на рис. 8.3.1Б. Поскольку оптический предусилитель является частью оптического приемника, чувствительность приемника определяется как минимальная оптическая мощность, которая достигает предусилителя для достижения целевого значения Q . Оптический предусилитель увеличивает оптическую мощность сигнала до того, как он достигнет фотодиода, но также вносит оптический шум в процесс усиления.При этом уровень спектральной плотности мощности шума УСИ пропорционален коэффициенту усиления оптического предусилителя. Тем не менее, в приемнике Q -значение все равно увеличивается с увеличением входной средней оптической мощности сигнала P _пр , но не линейно. Если мы пренебрежем искажением формы сигнала, так что средняя мощность сигнала будет равна ½ мгновенной мощности сигнала в цифровой единице, значение Q можно рассчитать как

(8.3.4) Q = 2ℜPR2Q2ℜPR + ID + 4KTRL + 4ρASEℜ2PR + ρase2ℜ22BO-Bebe + 2qid + 4ktrl + ρase2ℜ22bo-bebe

, где P _R = R = AVE AVE — средняя оптическая мощность усилителя который достигает PIN-фотодиода. В оптическом приемнике с предварительным усилением P _r обычно фиксируется достаточно высокий уровень около 0 дБм, так что вклады теплового шума и темнового тока становятся незначительными по сравнению с шумами, зависящими от сигнала.В таком случае коэффициент усиления оптического предусилителя становится функцией оптической мощности входного сигнала, как и уровень шума ASE. Для оптического предварительного усилителя с коэффициентом шума F = 5 дБ, что соответствует n _sp = 1,58, и с длиной волны сигнала 1550 нм спектральная плотность оптической мощности шума УСИ составляет

(8,3 .5)ρASE=2nsphcλG-1=4×10-19PrPave-1

в ваттах на герц. На рис. 8.3.3 (кривая с пометкой «сумма») показано вычисленное значение приемника Q в зависимости от средней оптической мощности принятого сигнала P _ave на входе предусилителя EDFA.Влияние вклада каждого шумового члена отдельно показано на рис. 8.3.3. Параметры, используемые в расчете P _R = 0 дБм, R _L = 50 Ом, I _D = 5 NA, T = 300 K, B ₀  = 25 ГГц, B _e  = 7,5 ГГц и λ  = 1550 нм. В этом случае чувствительность приемника составляет P _сен  =-41.8 дБм (для Q = 7), что примерно на 23 дБ лучше, чем у приемника прямого обнаружения без предусилителя EDFA.

Рис. 8.3.3. График чувствительности приемника для системы 10 Гбит/с с PIN-приемником с оптическим предварительным усилением.

В PIN-приемнике с оптическим предусилителем, поскольку оптическая мощность сигнала P _r на выходе предусилителя поддерживается постоянной, тепловой шум, дробовой шум и шум темнового тока являются постоянными и не зависят от входной оптической мощности Р _пр .В этом примере, показанном на рис. 8.3.3, значения Q , соответствующие тепловому, дробовому шуму и шуму темнового тока, составляют 27,5, 29,2 и 54 дБ соответственно, а их вклад в общее значение Q практически равен незначительный. Доминирующий шумовой член, который ограничивает значение Q приемника вблизи целевого уровня BER Q = 7, представляет собой шум биений сигнала ASE, как это легко видно на рис. 8.3.3.

Если мы рассмотрим только влияние шума биений сигнал-ASE, уравнение.(8.3.4) можно значительно упростить как

(8.3.6)Q=PrρASEBe=Pr2nsphc/λG−1Be≈Pave2nsphc/λBe

Здесь предполагается G ≫ 1, так что G − 1 ≈ 9069 . В этом случае значение Q пропорционально Pave вместо P _ave , как в приемнике PIN без предварительного усиления. Это полезно, потому что P _ave обычно очень мало, так что Pave>>Pave всегда верно. В PIN-приемнике с предварительным усилением при снижении оптической мощности сигнала на каждый дБ происходит уменьшение только на половину дБ в 10 log ( Q ).

С приближением, учитывающим только шум биений сигнала-ASE в расчете Q оптического приемника PIN с предварительным усилением, мы можем учитывать влияние искажения формы сигнала, предполагая, что A  < 1 и B  > 0 [относится к глазу маска, определяемая рис. 8.2.2B]. В этом случае числитель уравнения (8.1.13) 2 ( A — B ) ℜP _R и условия в знаменателе Σ 1 = 4 ρ _ASE ℜ ² AP R и Σ 0 = 4 ρ _ase a ℜ ² BP _R , так что Q -Value становится

(8.3.7)Q=PrρASEBeA-B=Pave2nsphc/λBeA-B

По сравнению с простым PIN-приемником, где Q  ∝ ( A  —  B ), PIN-приемник с оптическим усилением имеет Q∝A-B. Для диаграммы с открытым глазком с A  > 0,5 и B  < 0,5 A−B

Шумы, указывающие на необходимость ремонта теплового насоса

Когда тепловой насос работает нормально, он издает успокаивающий белый шум.Когда компрессор начинает теплообмен, он усиливает жужжание вентилятора. Во время работы теплового насоса вы не должны слышать никаких других шумов, кроме этих. Если необычный шум прерывает мирное гудение теплового насоса в вашем доме, это обычно означает, что что-то не так и устройство требует внимания.

Вот список шумов, которые указывают на необходимость профессионального ремонта вашего теплового насоса. Не откладывайте, потому что чем дольше проблема не исчезнет, ​​тем больше вероятность того, что ваш тепловой насос полностью выйдет из строя.Обратитесь в отдел отопления и охлаждения Ierna, чтобы получить помощь с тепловым насосом в Тампе, Флорида. Мы можем ответить на ваш звонок 24 часа в сутки.

Прислушайтесь к этим предупреждающим звукам:

Щелчки при запуске: При первом включении теплового насоса после длительного простоя вы, вероятно, услышите щелчки; это нормально и должно скоро исчезнуть. Но если он сохраняется или вы слышите его в другое время, это может означать проблему с пусковым конденсатором. Конденсатор посылает электрическое напряжение на двигатели, чтобы катализировать их запуск.Если этот конденсатор сломается, ваш тепловой насос не будет работать. Профессионал должен разобраться в этой проблеме.

Стук: Этот шум часто указывает на то, что часть оборудования внутри внутреннего или наружного шкафа теплового насоса оторвалась и начала ударять по другим компонентам. Обычно это ремень вентилятора, который может перетираться и ослабевать из-за износа. Это необходимо исправить немедленно, прежде чем это приведет к повреждению других частей теплового насоса.

Скрежет/визг: Оба эти звука указывают на проблемы с двигателями.Двигатели приводят в действие компрессоры и вентиляторы, и если их подшипники начнут загрязняться, это приведет к визгу. Мотор с грязными подшипниками скоро сгорит и потребует замены. Скрипящие звуки обычно означают слишком большую нагрузку на механические части двигателя из-за отсутствия смазки или загрязнения компонентов. Двигатель, издавающий этот шум, обычно нуждается в замене.

Зарегистрироваться на профилактическое обслуживание

Вы можете предотвратить возникновение большинства этих проблем с помощью программы регулярного технического обслуживания, проводимой надежным подрядчиком, который проводит ежегодную проверку вашего теплового насоса.Техники будут искать места, где компоненты изнашиваются, и очищать устройство, чтобы грязь не угрожала движущимся частям. У вас будет не только тепловой насос, который не нуждается в ремонте, но и тепловой насос, работающий с максимальной энергоэффективностью.