Групповой канальный интерфейс

8.
Разработка
вопросов по
экологии и

безопасности
жизнедеятельности
.

8.1.
Рабочее место
проектировщика
устройства
управления
коммутационным
полем цифровой
системы передачи
.

Электронно-вычислительная
техника все
шире входит
во все сферы
нашей жизни.
Компьютер стал
привычным не
только в производственных
цехах и научных
лабораториях,
но и в студенческих
аудиториях
и школьных
классах.

Непрерывно
растет число
специалистов,
работающих
с персональным
компьютером,
который становится
их основным
рабочим инструментом
. Ни экономические,
ни научные
достижения
невозможны
теперь без
быстрой и четкой
информационной
связи и
без
специально
обученного
персонала.

Однако
длительное
пребывание
у экрана компьютера
без соблюдения
необходимых
правил небезвредно
для здоровья
операторов.
В первую очередь
они отмечают
нарушение
зрения, утомление
мышц рук и
позвоночника,
общую слабость.

Основные
факторы вредного
влияния компьютера
на организм
— это электромагнитные
поля и излучения,
электронная
развертка
изображения
и его мелькание
на экране, длительная
неподвижность
позы оператора.
Предупредить
воздействие
этих факторов
— значит сохранить
здоровье.

Средства
отображения
визуальной
информации
, обеспечивающие
эффек-тивное
информационное
взаимодействие
человека с
электронно-вычислительной
машиной (ЭВМ),
получают широкое
распространение
в различных
автоматизированных
системах управления
и являются
основным средством
обмена информацией
в малых и микро-ЭВМ.

Компьютеры
имеются не
только в научных
лабораториях
и производственных
цехах , их устанавливают
и в домах . Это
создает людям
комфорт и облегчает
деловую жизнь.

Ежедневно
в течение нескольких
часов операторы
находятся перед
экранами электронных
дисплеев, что
при несоблюдении
санитарно-гигиенических
норм и правил
может повлечь
за собой развитие
некоторых
профессиональных
заболеваний.

На состояние
здоровья оператора
дисплея могут
влиять такие
вредные факторы,
как длительное
неизменное
положение тела,
вызывающее
мышечно-скелетные
нарушения;
постоянное
напряжение
глаз; воздействие
радиации (излучение
от высоковольтных
элементов схемы
дисплея и
электронно-лучевой
трубки); влияние
электростатических
и электромагнитных
полей, что может
приводить к
кожным заболеваниям,
появлению
головных болей
и дисфункции
ряда органов.

За последнее
время привлекает
к себе внимание
такое явление,
как техностресс.
Дело в том, что
с внедрением
видеодисплеев
работающие
с ними

пытаются
получить ответ
на следующие
вопросы: является
ли силовой
трансформатор
видеодисплея
опасным с точки
зрения излучения?
Создает ли
видеодисплей
другие опасные
излучения?
Возможны ли
иные проблемы
со здоровьем?
Даже в случае
отрицательного
ответа на эти
вопросы остаются
некоторая
неопределенность
и ощущение
тревоги, что
может привести
к плохому
самочувствию
и даже развитию
фобии — боязни
дисплея. Поэтому
психическое
состояние
человека,
находящегося
перед экраном
дисплея, — одна
из важнейших
проблем, над
решением которой
работают тысячи
специалистов.

Исследования
взаимосвязи
условий работы
и здоровья
служащих включают:

— медицинское
обследование
(офтальмологическое,
ортопедическое,
аллергологическое
и др.);

— анализ
рабочих задач,
уровня умственной
нагрузки и
нагрузки на
зрительный
аппарат;

— количественную
оценку времени,
требуемого
для выполнения
поставленных
задач;

— анализ
гигиенических
условий — изменение
качественных
параметров
воздуха;

— проверку
правильности
работы и эффективности
системы кондиционирования;

— анализ
окружающего
шума;

— анализ
светотехнических
условий (освещение,
яркость, контрастность).

Неионизирующее
электромагнитное
излучение в
неоптическом
диапазоне
частот может
нанести вред
здоровью, при
этом имеют
значение
напряженность
поля, диапазон
частот, вид
излучения
(импульсное
или непрерывное)
и время воздействия.
В некоторых
рабочих помещениях
видеодисплеи
являются сильными
источниками
неионизирующих
электромагнитных,
оптических
и субоптических
излучений .

Большая
рабочая нагрузка
может вызвать
некоторые
симптомы кожных
заболеваний,
но нельзя с
уверенностью
утверждать,
что это следствие
воздействия
видеодисплеев.

Затруднения
зрительного
восприятия
можно объяснить
следующими
факторами:

— резкими
контрастом
между яркостью
экрана компьютера
и освещенностью
помещения
(предпочтительным
является средний
контраст);

— недостаточной
освещенностью
рабочего места
(наиболее оптимальна
освещенность
600—400 лк).

Мелькание
и дрожание
экрана и изображения,
резкое падение
контраста при
внешней засветке
отмечаются
при работе на
дисплеях с
вакуумными
трубками .

Альтернативными
технологиями
являются плоские
плазменные
, электролюминесцентные
и новейшие
жидкокристаллические
(ЖК) экраны .

Плазменная
технология
практически
исключает
мелькание.
Наибольшей
экономичностью
обладают ЖК-дисплеи
как для переносных,
так и для стационарных
компьютеров.

Дисплеи с
электроннолучевыми
трубками (ЭЛТ)
являются
потенциальными
источниками
мягкого рентгеновского,
ультрафиолетового,
инфракрасного,
видимого,
радиочастотного,
сверх- и низкочастотного
электромагнитного
излучения
(ЭМИ).

Источниками
ЭМИ радиочастотного
и низкочастотного
диапазонов
могут являться
система горизонтального
отклонения
луча электронно-лучевой
трубки (ЭЛТ)
дисплея, работающего
на частотах
15 —53 кГц, блок
модуляции луча
ЭЛТ — 5—10 МГц,
система вертикального
отклонения
и модуляции
луча ЭЛТ — 50—81
Гц.

С учетом
широкополосности
спектра ЭМИ
видеотерминала
предложен самый
широкий норматив
— в диапазоне
частот 0,06—300 МГц
— 10,0 В/м по электрической
составляющей
и 0,3 А/м по магнитной
составляющей.

8.4.
Действие света
на организм
человека .

Свет
является одним
из важнейших
условий существования
человека. Он
влияет на
состояние
человека , правильно
организованное
освещение
стимулирует
протекание
процессов
высшей нервной
деятельности
и повышает
работоспособность
. При недостаточном
освещении
человек работает
менее продуктивно
, быстро устает
, растет вероятность
ошибочных
действий , что
может привести
к травматизму
. В зависимости
от длины волны
свет может
оказывать
возбуждающее
( оранжево-красный
) или успокаивающее
( желто-зеленый
) действие .

Спектральный
состав влияет
на производительность
труда .

Освещенность
рабочих помещений
должно удовлетворять
следующим
условиям :

уровень
освещенности
рабочих поверхностей
должен соответ-ствовать
гигиеническим
нормам для
данного вида
работы ;

должны
быть обеспечены
равномерность
и устойчивость
уровня освещенности
в помещении
, отсутствие
резких контрастов
между освещенностью
рабочей поверхности
и окружающего
пространства;

в
поле зрения
не должно
создаваться
блеска источниками
света и другими
предметами
;

искусственный
свет , используемый
на рабочем
месте , по своему
спектральному
составу должен
приближаться
к естественному
.

Освещение
может быть
естественным
, искусственным
и совмещен-ным
.

Естественное
освещение
осуществляется
через окна (
боковое освещение
) , световые фонари
( верхнее ) или
одновременно
через фонари
и окна ( комбинированное
) . Нормирование
естественного
освещения
производится
с помощью
коэффициента
естественной
освещенности
( КЕО), выраженного
в процентах
:

КЕО = ЕВ*100/ЕН
, где ЕВ –
освещенность
точки внутри
помещения , лк
; ЕН – одновременная
наружная
освещенность
горизонтальной
поверхности
рассе-янным
светом небосвода
( без учета прямых
солнечных
лучей ) , лк .

Значения
КЕО при естественно
и совмещенном
освещении
рабочих поверхностей
приведены в
таблице 8.1 :

Таблица
8.1 .

Искусственное
освещение
по функциональному
назначению
делится на
рабочее , дежурное
, аварийное ,
эвакуационное
и охранное .
По расположению
источников
света искусственное
освещение
делится на
общее , местное
и комбинированное
.

В качестве
источников
света при
искусственном
освещении
используются
лампы накаливания
и газоразрядные
лампы . Основными
характеристиками
источников
света являются
номинальное
напряжение
,

потребляемая
мощность , световой
поток , удельная
световая отдача
и срок службы
.

8.5.
Влияние микроклиматических
условий

на
организм человека
.

Микроклимат
помещения
оказывает
значительное
влияние на
проекти-ровщика
. Отклонения
отдельных
параметров
микроклимата
от реко-мендованных
значений снижают
работоспособность
, ухудшают
самочув-ствие
работника и
могут привести
к профессиональным
заболеваниям
.

Температура
, влажность и
скорость движения
воздуха играют
заметную роль
в создании
микроклимата
на рабочем
месте .

Оптимальные
нормы параметров
микроклимата
с учетом периода
года и категории
работ приведены
в таблице 8.2 :

Таблица
8.2 .

Допустимые
нормы параметров
микроклимата
в холодный и
теплый периоды
года приведены
в таблице 8.3 :

Таблица
8.3 .

Помимо микроклимата
помещения
большое значение
имеют те или
иные примеси
, содержащие
в воздухе .

В
зависимости
от сил , вызывающих
перемещение
воздуха , различают
естественную
и искусственную
вентиляцию
.

При
естественной
вентиляции
воздухообмен
осуществляется
за счет разности
температур
воздуха в
помещении и
снаружи – теплового
напора и воздействия
ветра – ветрового
напора .

При искусственной
вентиляции
перемещение
воздуха осуществляется
при помощи
вентиляторов
через систему
воздуховодов
.

По санитарным
нормам на каждого
проектировщика
должно быть
подано свежего
воздуха не
менее 30 м3/ч
, если объем
помещения не
менее 20 м3
.

Система
вентиляции
должна обеспечивать
требуемую
кратность
воздухообмена
: n = Lb/Vп
, где Lb
– количество
воздуха , поступающего
( или удаляемого
) в помещение
, м3/ч
; Vп
– объем помещения
, м3 .

Lb
– не менее
30 м3/ч
, если объем
помещения не
менее 20 м3
, а у нас объем
помещения (
комнаты ) – Vп
≈ 3,5 м *
3 м *2,7 м
= 28,35 м3 .

n = 30/28,35 = 1,058

При
большей кратности
воздухообмена
применяется
искусственная
вентиляция
.

Современный
служащий, работающий
на компьютере,
читает не отраженные
тексты, как при
обычной работе
с бумагой и
письменными
принадлежностями,
а смотрит на
источник света
— дисплей. Его
глаза перебегают
с бумаги на
экран и обратно.
Сотни, тысячи
раз в день глаза
должны перестраиваться
с одного способа
чтения на другой.
Поэтому предупреждение
заболеваний
глаз у операторов
дисплея — одна
из ведущих
проблем, касающихся
их здоровья.

За последнее
время получили
распространение
различные виды
очков (в частности,
с затемненными
поляроидными
пленками), которые,
по мнению их
изготовителей,
могут сохранить
зрение при
работе с компьютерными
видеотерминалами.
С нашей точки
зрения, это
может быть лишь
частичным
решением проблемы,
так как главная
причина для
беспокойств
и главная угроза
для здоровья
— это неподвижность,
статичность
позы, особенно
глазных мышц,
которые нуждаются
в динамическом
режиме работы.
Поэтому главное
внимание следует
уделять созданию
специального
двигательного
режима как для
мышц глаза
(тренировки,
упражнения),
так и для всего
организма
оператора ЭВМ.
Еще одной основной
проблемой
является влияние
низкочастотных
полей, создаваемых
вокруг экрана,
а также высокочастотных
компонентов
излучений при
сканировании
электронного
луча по экрану
дисплея.

Рис
8.1.

Во
Всероссийском
НИИ физической
культуры и
спорта нами
созданы и
запатентованы
новые специальные
очки для работы
с компьютерами
(рис. 8.1),

которые,
осуществляя
совмещение
изображений
экрана и клавиатуры
или планшета,
уменьшают
утомление и
исключают
лишние движения,
убыстряют ввод
информации
в ЭВМ . Созданы
также и новые
призматические
очки для

работы с
компьютером,
обеспечивающие
комфортность
позы оператора
и исключающие
наклоны головы
и изгибы шеи.

8.8.
Болезни, вызванные
травмой

повторяющихся
нагрузок .

Исследования
американских
специалистов
показывают,
что интенсивная
и продолжи
тельная работа
на компьютере
может стать
источником
тяжелых профессиональных
заболеваний.

В отличие
от сердечных
приступов и
приступов
головной боли
заболевания,
обусловленные
травмой повторяющихся
нагрузок (ТПН),
представляют
собой постепенно
накапливающиеся
недомогания.
Легкая боль
в руке, если ее
вовремя не
вылечить, может
в конечном
итоге привести
к полной инвалидности.
Недели, месяцы,
годы работы
на клавиатуре
без соблюдения
рекомендуемых
правил приведут
к тому, что вам
будет трудно
закинуть чемоданчик
на полку в самолете.
Обычно начинает
болеть правая
рука, но затем
заболевает
и левая, поскольку
на нее ложится
большая нагрузка.

Так называемые
эргономические
заболевания
становятся
в Америке быстро
растущим видом
профессиональных
болезней. В
1992 г. в США доля
этих заболеваний
составила 52 %,
в то время как
в 1981 г. и в 1984 г.—18% и
28 % соответственно.
Интересно, что
темпы роста
заболеваний
этого вида
соответствуют
темпам роста
компьютеризации
учреждений
США.

Экономические
потери, наносимые
американскому
бизнесу болезнями
операторов
ЭВМ, необычайно
велики: один
тяжелый случай
может обойтись
в 100 тыс. долл. Сюда
входят затраты
на лечение,
административные
расходы и вынужденную
потерю производительности
труда заболевшего
работника.
Страховая
компания "Голубой
крест" в 1990 г.
выплатила
компенсацию
в среднем по
20 тыс. долл. по
каждому из 30
случаев заболевания
ТПН.

Приводимая
статистика
представляет
собой лишь
часть проблемы,
потому что
каждое такое
заболевание
означает тяжелую
личную драму.
Множество людей
вынуждены
ограничить
или полностью
прекратить
свою трудовую
деятельность
и стать постоянными
посетителями
врачей и
физиотерапевтических
кабинетов. В
конце концов
практически
всех их ждет
хирургическая
операция, которая
стала обычной
для лиц, страдающих
от ТПН. Вероятность
успешного
оперативного
вмешательства
составляет
примерно 80 %;
пациенты, как
правило, проходят
продолжительный
период послеоперационной
реабилитации,
но у некоторых
из них прежняя
работоспособность
полностью все
же не восстанавливается.
Возвращаясь
на прежнее
место, они могут
работать только
с системой
ввода информации
в компьютер
с голоса.

Анализируя
причины резкого
роста "компьютерных"
профессиональных
заболеваний
, американские
специалисты
отмечают прежде
всего слабую

эргономическую
проработку
рабочих мест
операторов
вычислительных
машин. Среди
причин заболеваний
— слишком высоко
расположенная
клавиатура,
неподходящее
кресло, эмоциональные
нагрузки,
продолжительное
время работы
на клавиатуре.
В отличие от
машинисток
операторы ЭВМ
сегодня работают
на клавиатуре
часами без
перерыва. Если
двадцать лет
назад сотрудники
офисов выполняли
различные
работы: выходили
в копировальное
бюро для ксерокопирования
документов,
занимались
с картотекой
и во время печатания
на машинке
периодически
ударяли по
рычагу перевода
каретки на
новую строку,
— то сегодня
все эти операции
выполняет
компьютер.

Специалисты
полагают, что
естественным
положением
кистей рук
является
вертикальное,
как при рукопожатии,
а вовсе не ладонью
вниз, как при
работе на клавиатуре
ЭВМ. Ведущие
американские
компьютерные
фирмы, обеспокоенные
ростом профессиональных
заболеваний,
начали финансировать
работы по
исследованию
их причин. Изучаются
возможные
варианты конструкции
клавиатуры,
однако специалисты
не уверены в
том, что новая
клавиатура
сможет полностью
решить проблему,
поскольку
причины заболеваний
ТПН до сих пор
полностью не
выявлены.

"Эпидемия"
ТПН вызвала
резкий скачок
активности
множества фирм,
производящих
"эргономическое"
оборудование
рабочих мест
операторов
ЭВМ. При этом
ни одно из
предлагаемых
изделий не
может решить
проблему целиком,
а в данном случае
требуется
системный
подход, учитывающий
позу оператора,
особенности
рабочего места
и основные
приемы работы
на компьютере.

Сегодня
владельцы ЭВМ
могут купить
различные
приспособления,
облегчающие
труд оператора,
— от опоры для
запястья,
удерживающей
кисть в нужном
положении во
время набора
на клавиатуре
или работы с
"мышью", до
программного
обеспечения,
предупреждающего
оператора о
необходимости
сделать перерыв
в работе. Однако
большее значение
имеет возможность
регулировки
положения всех
узлов рабочего
места — высоты
поверхности
стола, кресла
оператора.
Следует добиваться
того, чтобы
рабочее место
соответствовало
характеру
работы и фигуре
оператора, а
не наоборот.

Во многих
офисах стандартным
оборудованием
стали подзапястники
— плоские или
изогнутые
пластины из
мягкого материала,
которые располагаются
перед клавиатурой.
Они недороги,
могут иметь
различные
размеры и форму,
некоторые
модели оснащены
таймерами,
подающими
оператору,
работающему
продолжительное
время, сигнал
перерыва.
Эффективность
этих приспособлений
зависит от
привычек и
стиля работы
оператора. Если
в процессе
набора оператор
вместе с ударом
по клавише
опускает свое
запястье, то
подзапястники
помогут удержать
запястье в
нейтральном
положении.
Основное их
предназначение
— служить опорой
для запястья
во время пауз
между ударами
по клавишам.
Если клавиатура
располагается
слишком высоко,

это
приспособление
может принести
больше вреда
, чем пользы ,
поскольку

работник
часто опирается
руками на
подзапястник
вместо того
, чтобы

скользить
над клавиатурой.
Это приводит
к перенапряжению
всей кисти .

Борьба с ТПН
не ограничивается
только эргономическим
оснащением
рабочего места
оператора. В
ближайшее время
должны появиться
клавиатуры
новых конструкций,
значительно
отличающиеся
от привычной
плоской клавиатуры.
В новой модели
она разделена
на две части,
которые могут
наклоняться
относительно
горизонтали.
Одна из фирм
разместила
клавиши на двух
вогнутых дисках,
что значительно
сокращает
нагрузку на
ладони. Однако
для оценки
истинной
эффективности
новых конструкций
клавиатур
требуются
дополнительные
исследования.

Другое устройство,
привлекающее
особое внимание
специалистов
в области эргономики,
— это манипулятор
типа "мышь".
При каждом
поднятии руки
и повторяющемся
ее удержании
над каким-либо
предметом
предплечье
испытывает
значительную
нагрузку. Поэтому
для операторов,
которые используют
в своей работе
клавиатуру
и манипулятор
"мышь", могут
оказаться
весьма полезными
опоры для кистей,
повторяющие
их перемещения.
Эти опоры должны
быть размещены
так, чтобы кисти
свободно свисали
с них.

Правильный
режим работы
имеет важное
значение в
профилактике
профессиональных
заболеваний
рук операторов
ЭВМ. Перерывы
в работе, потягивания,
разогревание
мышц, участвующих
в процессе
набора на клавиатуре,
— все это поможет
предотвратить
болезнь.

Наиболее
дальновидные
руководители
фирм предпринимают
специальные
меры по профилактике
заболеваний
рук операторов
ЭВМ. В американской
компании "Голубой
крест", например,
была разработана
программа,
предусматривающая
интенсивное
обучение всех
сотрудников.
Восьмичасовая
программа
обучения дает
руководящему
составу компании
знания о том,
как распознавать
симптомы болезни.
Руководителям
было поручено
создать такую
обстановку,
чтобы служащие
немедленно
сообщали о
своих недомоганиях.
Служащие, со
своей стороны,
во время одночасовой
беседы получали
начальные
сведения об
опасности
заболевания
ТПН. Их также
научили распознавать
первые признаки
болезни, кроме
того, были даны
рекомендации
по организации
своего рабочего
места. Специалисты
фирмы осмотрели
несколько
моделей "эргономических
кресел" и выбрали
среди них одну,
регулировка
которой позволяет
подогнать ее
под размеры
тела каждого
сотрудника.

Выполнение
этой программы
потребовало
сотен тысяч
долларов, однако
польза от нее
значительно
перекрыла
расходы. Экономия
от выплаты
компенсации
по нетрудоспособности
только за один
год составил
1 млн. долл. Интересно,
что число претензий
по страхованию
после проведения
программы
выросло, однако
средняя стоимость
компенсации
сократилась
с 20 тыс. долл. до
3 тыс. долл. Представители
компании объясняют
это более ранней
диагностикой
заболеваний.

Проблема
ТПН встретила
неоднозначную
реакцию среди
изготовителей
вычислительной
техники, владельцев
фирм и даже
операторов
ЭВМ.

Одни
из них считают
"эпидемию"
подобных болезней
очередной
выдумкой, полагая,
что через несколько
лет проблема
разрешится
сама собой.
Другие настаивают
на расширении
исследований
причин заболеваний.
А в это время
тысячи работников,
занятых на ЭВМ,
ежегодно пополняют
ряды заболевших.
Только совместные
усилия изготовителей
вычислительной
техники, медицинских
работников
и пользователей
могут остановить
распространение
этих недугов.

Заболевания,
обусловленные
травмой повторяющихся
нагрузок, включают
болезни нервов,
мышц и сухожилий
руки. Наиболее
часто страдают
кисть, запястье
и плечо (сегмент
верхней конечности
от туловища
до локтя), хотя
могут быть
затронуты
плечевая и
шейная области.
У операторов
ЭВМ заболевание
обычно наступает
в результате
непрерывной
работы на неудобно
или неправильно
расположенной
клавиатуре,
например при
чрезмерно
высоком положении
поверхности
стола или плохо
подогнанном
под фигуру
кресле.

В числе таких
профессиональных
заболеваний
— тендовагинит,
травматический
эпикондилит,
болезнь де
Кервена, тендосиновит,
синдром канала
запястья.

Тендовагинит
— воспаление
и опухание
сухожилий.
Заболевание
распространяется
на кисть, запястье,
плечо.

Травматический
эпикондилит
(теннисный
локоть, лучеплечевой
бурсит) — раздражение
сухожилий,
соединяющих
мышцы предплечья
и локтевой
сустав.

Болезнь
де Кервена
— разновидность
тендовагинита,
при которой
страдают сухожилия,
связанные с
большим пальцем
кисти руки.

Тендосиновит
— воспаление
синовиальной
оболочки сухожильного
основания кисти
и запястья.

Синдром
канала запястья
— ущемление
медиального
нерва руки в
результате
опухания сухожилия
или синовиальной
оболочки либо
повторяющегося
изгиба запястья.

Чтобы предупредить
эти заболевания,
необходимо
тщательное
выполнение
всех рекомендуемых
правил.

Оператор
ЭВМ, прежде чем
приступить
к работе с
компьютером,
должен ответить
на следующие
вопросы:

— являются
ли регулируемыми
все конструктивные
элементы рабочего
кресла;

— не
мешают ли опоры
для рук работе
на клавиатуре;
— можно ли изменить
высоту и расположение
клавиатуры;

— как
располагается
верхний край
экрана по отношению
к глазам оператора;

— использует
ли оператор
для ответа на
телефонные
звонки специальную
телефонную
гарнитуру
(укрепляемые
на голове микрофон
и наушники).
Рекомендации
операторам:
— не работать
на клавиатуре
ЭВМ непрерывно
более 30 минут;

— менять
характер своей
работы в течение
дня;

— применять
для разговоров
по телефону
гарнитуру, что
позволяет во
время телефонного
разговора
подняться с
места;

— устраивать
разминку перед
продолжительной
работой на
клавиатуре
и выполнять
рекомендуемые
упражнения
для пальцев
(см. приложения);

— если
мерзнут руки,
надевать легкие
перчатки без
пальцев;

— при
первых признаках
боли немедленно
обращаться
к врачу.

Рекомендации
руководящему
персоналу:

— организовать
работу сотрудников
таким образом,
чтобы характер
выполняемых
операций изменялся
в течение рабочего
дня;

— оценить
регулируемость
рабочих мест
операторов;

.—
провести учебу
персонала,
сообщив о болезнях,
связанных с
работой на
клавиатуре,
и о важности
их профилактики;

— содействовать
тому, чтобы
служащие не
скрывали свои
проблемы, связанные
с работой на
ЭВМ.

8.9.
Работа у дисплея
и пути ее оптимизации
(видеоэргономика)
.

Визуальный
канал ввода
информации
в мозг человека
используется
при работе с
дисплеями.
Передача информации
при этом производится
только в одном
направлении
— в мозг человека,
при этом человек
не может обходиться
без постоянного
зрительного
контроля выполняемых
действий.

Работа с
дисплеем зачастую
происходит
в помещениях
с искусственным
освещением.
Роль искусственного
освещения в
жизни современного
общества неизмеримо
велика. Свет
лампы, создающий
необходимые
условия для
функционирования
органа зрения
и, следовательно,
обеспечивающий
полноценную
трудовую
деятельность,
фактически
удлиняет период
сознательного
существования
человека. Однако
такое освещение
должно обеспечивать
правильную
работу глаз
и приближаться
к оптимальным
условиям зрительного
восприятия
в условиях
естественного
солнечного
освещения.
Только тогда
возможны высокая
производительность
труда и качество
продукции при
наименьшем
утомлении
человека, в том
числе при работе
с дисплеями.

Как показали
многочисленные
научные исследования,
при повышении
освещенности
рабочих мест
от 100 до 1000 лк происходит
рост производительности
труда для работы
средней трудности
на 5—6%, а при очень
трудной зрительной
работе —на 15%.
Как установили,
например, сотрудники
Ленинградского
института
охраны труда,
рост освещенности
от 70 до 700 лк увеличил
производительность
труда на обмотке
стартеров
электрических
машин более
чем на 100 %. Бесспорна
роль количества
и качества
света для повышения
качества продукции,
безопасности
на производстве.
Большое влияние
на психологический
статус человека,
работающего
с компьютером,
оказывает и
спектральный
состав излучений
искусственных
источников
света. Принято
различать
теплые цвета
(красный,

оранжевый,
желтый) и холодные
(голубой, синий
и фиолетовый).
Кроме того,
пульсация в
излучении
люминесцентных
ламп приводит
к появлению
так

называемого
стробоскопического
эффекта, искажающего
восприятие
двигающихся
предметов и
информацию
на экране дисплея.

Выполнение
приводимых
ниже практических
рекомендаций
поможет снизить
ваше утомление
при работе с
дисплеем.

При работе
располагайтесь
на расстоянии
вытянутой руки
от экрана; соседние
дисплейные
мониторы должны
находиться
от вас на расстоянии
не менее 2 м 22 см.

Постарайтесь
по возможности
расположить
экран дисплея
немного выше
уровня глаз.
Это создаст
разгрузку тех
групп окологлазных
мышц, которые
напряжены при
обычном взоре
— вниз или вперед.
Желательно,
чтобы вечернее
освещение
территории
(или стены) вокруг
дисплея было
синего или
голубого цвета
с яркостью,
примерно равной
яркости экрана.
При дневном
освещении также
рекомендуется
обеспечить
голубой фон
вокруг дисплея
(окраска стен
или обоев).

Для большего
удобства на
кресле следует
расположить
небольшую опору
в поясничном
изгибе позвоночника
— продолговатую
подушечку или
валик.

После
каждых 40 — 45 мин
работы необходима
физкультурная
пауза — вращение
глазами по
часовой стрелке
и обратно, простые
гимнастические
упражнения
для рук (подробнее
см. в приложении).

Помещение,
где находятся
компьютеры
и видеомониторы,
должно быть
достаточно
просторным,
с постоянным
обновлением
воздуха. Минимальная
площадь для
одного видеомонитора
составляет
9—10м'.

Недопустим
визуальный
контакт работника
с другими мониторами
или телевизионными
экранами. На
экране монитора
не должно быть
никаких бликов.
Следует также
избегать большой
контрастности
между яркостью
экрана и окружающего
пространства;
оптимальным
считается
выравнивание
яркости экрана
и компьютера.
Запрещается
работа с компьютером
в темном или
полутемном
помещении.

Как известно,
у человека
имеется как
центральное
(фотопическое),
так и периферическое
(скотопическое)
зрение. Первое
дает восприятие
цветов и объектов
малых размеров,
второе — восприятие
окружающего
фона и крупных
объектов. Центральное
зрение требует
больших яркостей,
а периферическое,
напротив, действует
в сумерках и
при полумраке.
При работе с
видеодисплеем
основную роль
играет именно
центральное
зрение, поэтому
становится
понятным
необходимость
достаточного
освещения
комнаты, где
находится
компьютер.

Близорукость,
дальнозоркость
и другие рефракционные
нарушения
должны быть
полностью
корригированы
очками. При
более серьезных
отклонениях
вопрос о возможности
работы с видеотерминалами
решают с участием
врача-офтальмолога.

Работодатели
уже в начале
1993 г. столкнулись
с необходимостью
соблюдения
директив, касающихся
минимальных
требований
к дисплеям,
текст которых
будет отражен
в национальных
законах.

Первый вопрос,
который должен
поставить перед
собой работодатель,
может быть
сформулирован
следующим
образом: "Могу
ли я гарантировать,
покупая отдельные
функциональные
блоки системы,
что рабочее
место и условия
работы будут
соответствовать
требованиям
закона?" Второй
вопрос связан
с потенциальными
различиями
между требованиями,
существующими
в различных
странах, при
распространении
директивы и
установлении
в связи с этим
уровня требований,
значительно
более высокого,
чем минимальные,
указанные в
директиве.

Рабочая мебель
при работе с
компьютером
играет очень
важную роль
в создании
оптимальных
условий деятельности
человека и
снижении степени
его утомления
(рис. 6).

Отечественные
кресла и стулья
(ГОСТ 19.19.17.14) для
работы с компьютером
имеют подъемно-поворотный
механизм,
регулируемый
наклон спинки,
предусматриваемое
изменение
положения
подлокотников,
установленных
на подвижных
или неподвижных
опорах. Отдельные
модификации
кресел и стульев
снабжены
подлопаточной
опорой.

В моделях
ряда иностранных
фирм ("Редифон",
"Тошиба", "Никоя
электроник",
"Нокия дата",
"Кон-с Берг"
и т.д.) также
предусмотрены
измененные
параметры
отдельных
компонентов
конструкции
кресла оператора
у дисплея. Однако
эти модели
имеют ряд
недостатков.

Правильное
положение
запястья и
кисти

Неправильное
положение
запястья и
кисти

Рис
8.2.

Например,
кресло фирмы
"Редифон"
оснащено четырьмя
шарнирными
опорами, позволяющими
оператору без
особых усилий
перемещаться
в пределах
рабочего места,
легко поворачиваться
вокруг вертикальной
оси. Можно изменять
высоту кресла
с учетом роста
оператора.
Кресло полужесткое,
глубина сиденья
неизменяема,
что не позволяет
учитывать длину
бедра оператора,
а соответственно
и распределение
нагрузки на
основные опорные
поверхности
(седалищные
бугры, бедра).

Полная свобода
перемещения
по поверхности
пола и вертикальный
поворот кресла
требуют от
оператора
постоянной
его фиксации
за счет статического
напряжения
мышц голени,
стопы, бедра;
это вызывает
их быструю
утомляемость,
требует дополнительных
нецелесообразных
энерготрат,
что, в свою очередь,
снижает общую
работоспособность
и является
серьезным
неудобством.

Низкая и
чрезвычайно
свободная
спинка создает
дополнительную
опору только
для поясничного
отдела позвоночника,
при этом другие
мышечные группы
спины находятся
в постоянном
напряжении.
В результате
наступает
быстрая утомляемость,
развиваются
профессиональные
патологические
изгибы позвоночника
(грудной гиперкифоз,
уплощение
шейного лордоза)
и формируются
сколиозы —
изгибы в сторону.
Отсутствие
подлокотников
вынуждает
оператора
держать в постоянном
напряжении
мышцы, поднимающие
пояс верхних
конечностей;
такую же нагрузку
в течение всего
рабочего дня
испытывают
мышцы — сгибатели
плеча, локтевого
сустава.

Таким образом,
конструкция
кресла фирмы
"Редифон" не
учитывает ни
статичности
позы оператора,
ни соответствующего
статического
режима работы
практически
всех мышц тела
человека, за
исключением
предплечья.
Это существенно
влияет на
утомляемость
оператора в
целом, снижает
общую работоспособность
и внимание, что
в итоге сказывается
на производительности
труда и конечном
результате
работы. Единственным
достоинством
конструкции
кресла данной
фирмы является
изменяемая
высота его
сиденья.

Кресло
фирмы "Тошиба"
практически
не создает
дополнительных
опор для различных
частей тела.
Оператор весь
рабочий день
производит
мышечные усилия
преимущественно
статического
характера,
приводящие
к быстрой
утом-ляемости,
необоснованным
энергозатратам
и в конечном
итоге к снижению
производительности
труда.

Согласно
проспекту фирмы
"Нокия", поставляющей
универсальные
видеодисплеи,
трудно полностью
судить о конструкции
кресла оператора.
Однако из
предлагаемого
проспекта и
фотографий
можно заключить,
что кресло
позволяет
изменять глубину
сиденья и его
высоту, отделано
воздухопроницаемой
тканью, но отсутствие
подлокотников
заставляет
оператора
создавать
дополнительную
опору для локтевых
суставов и
предплечий
на области
бедер, что является
далеко не лучшим
вариантом
конструкции
кресла. Недостаточная
профилизация
спинки не учитывает

индивидуальных
особенностей
строения и
формы поясничного
отдела позвоночного
столба. Поза,
которую приняла
на рабочем
месте оператор,
ясно показывает
ее напряженность,
что с течением
времени будет
вызывать быструю
утомляемость
всего организма.

Рассмотренные
конструкции
рабочего кресла
оператора не
учитывают
равномерности
распределения
сил тяжести
звеньев тела
на опорные
поверхности
и ведут к статическому
напряжению
больших мышечных
групп, что
отрицательно
сказывается
на работе оператора
и ведет к профессиональным
заболевания.
Все это дает
основание для
разработки
нового, универсального
кресла, позволяющего
оператору
свободно, без
затраты излишних
сил производительно
трудиться в
течение всего
рабочего времени.

Итак, четко
установлена
главная угроза
здоровью операторов
дисплеев — это
неподвижность,
статичность
позы и глазных
мышц, особенно
нуждающихся
в динамическом
режиме работы.
Это требует
создания специального
двигательного
режима для тех,
кто трудится
на ЭВМ. Кроме
того, необходимо
снять влияние
низкочастотных
полей, создаваемых
вокруг экрана,
а также высокочастотных
компонентов
излучений при
сканировании
электронного
луча по экрану
дисплея.

Во ВНИИФКе
предложена
двухкомпонентная
схема послетрудовой
реабилитации
операторов,
работающих
с электронными
дисплеями. На
первом этапе
реабилитации
используется
комплекс динамических
упражнений
для внутриглазных
и цилиарных
мышц по оригинальной
методике с
применением
специальных
глазных тренажеров.
На втором этапе
реализуется
нетрадиционный
путь общефизической
тренировки
и процесса
"вхождения"
в работу с дисплеем
после отдыха,
связанного
. с выполнением
упражнений
для глазных
мышц. Общефизическая
тренировка
осуществляется
в аэробном
режиме на специальных
спортивно-гимнастических
тренажерах.
В их конструкцию
входят нагрузочные
устройства
(беговая дорожка,
велотренажер
и т.п.), соединенные
с ПК (персональный
компьютер)
особым электронным
блоком сопряжения,
что позволяет
управлять
создаваемой
на экране дисплея
игровой, спортивной,
развлекательной
ситуацией.

Двухкомпонентная
схема послетрудовой
реабилитации
обеспечивает
высокий оздоровительный
эффект.

Для
построения
принципиальной
схемы на основе
функциональной
необходимо
разработать
библиотеку
элементов.
Библиотека
элементов
включает в
себя наиболее
часто используемые
элементы
функциональной
схемы, такие
как счетчики,
триггеры и
др. Библиотечные
элементы
составляются
из базовых
ячеек, разработанных
ранее. Затем
библиотечные
элементы
объединяются
на одной принципиальной
схеме.

6.1.1. ТАКТИРУЕМЫЙ
D-ТРИГГЕР

Тактируемые
D-триггеры
используются
в схеме приемника
циклового и
сверхциклового
синхронизма
(на них собран
регистр сдвига);
у тактируемого
триггера добавлен
еще один вход
для синхроимпульса,
по которому
и срабатывает
триггер. Схема
D-триггера,
обозначение
и таблица
переходов
приведены на
рисунке 6.1.

Рис. 6.1. Схема
D-триггера.

Рассмотрим
принцип работы
триггера, его
схема содержит
два входа: один
информационный
(D),
а другой
синхронизирующий
(C).
При подаче
логического
нуля на вход
С, как
видно из осциллограмм,
состояние
триггера не
изменяется,
т.к. сигнал не
проходит через
элементы И-НЕ
на входе схемы,
и следовательно
состояние
триггера не
изменяется.
При подаче
на вход С
напряжения
логической
единицы, поступающий
на вход D
сигнал
изменит состояние
триггера, т.к.
на один из
входных элементов
И-НЕ поступит
единица. При
поступлении
логической
единицы на
вход D
(на входе
С действует
напряжение
логической
единицы), триггер
перейдет в
состояние,
когда на выходе
Q
действует
напряжение
логической
единицы; а при
поступлении
логического
нуля триггер
перейдет в
состояние,
когда на выходе
Q
действует
напряжение
логического
нуля.

6.1.2.
СЧЕТЧИКИ.

Счетчики
присутствуют
во всех частях
схемы. Простейшим
двоичным
счетчиком
будет обыкновенный
делитель на
два, который
при поступлении
на вход импульса,
на выходе будет
выдавать логическую
единицу до
тех пор, пока
на вход не
поступят еще
один импульс.
Такой делитель
можно собрать
на одном D-триггере,
соединив выход
Q
со входом
D
и снимая
информацию
с этого же
выхода. Двухразрядный
счетчик импульсов
получится
объединении
двух делителей
на два, причем
вход С
второго делителя
необходимо
присоединить
к выходу Q
первого делителя.
Схема двухразрядного
двоичного
счетчика приведена
на рисунке
6.2.

Рис. 6.2. Схема
простейшего
двухразрядного
счетчика.

Принцип
работы данной
схемы заключается
в следующем,
при подаче
первого импульса
на вход схемы
(Т) входной
триггер переходит
в состояние,
когда на выходе
Q действует
логический
ноль, при этом
на инверсном
выходе образуется
логическая
единица, поступающая
на вход D.
Следовательно,
при поступлении
следующего
импульса логическая
единица на
входе D
«перебросит»
триггер в
состояние,
когда на выходе
Q
начинает
действовать
логическая
единица, запускающая
второй триггер,
который работает
аналогичным
образом. Таким
образом, на
выходах схемы
формируется
последовательность
двоичных чисел
(см. осциллограммы
на рис. 7.2), сначала
00, затем
01, затем
10 и,
наконец, 11;
после поступления
следующего
импульса на
вход Т,
на выходе снова
образуется
00.

У
приведенного
выше счетчика
существует
один недостаток,
его нельзя
«сбросить»
в исходное,
нулевое состояние.
Этот недостаток
легко устраним,
т.к. у D-триггера
имеется возможность
вывести еще
один вход для
сброса триггера
в нулевое
состояние ®,
тогда схема
такого счетчика
примет следующий
вид (см. рис.
6.3).

Рис. 6.3 Двухразрядный
счетчик.

Принцип
работы данной
схемы не отличается
от принципа
работы схемы
приведенной
выше, за исключением
того, что в
нулевое состояние
(на выходе 00)
эту схему можно
перевести в
любой момент
времени по
сигналу R.

При необходимости
увеличить
разрядность
счетчика можно,
добавляя в
схему новые
триггеры (таким
образом строятся
схемы на 3, 4 и
более разрядов),
но иногда
возникает
необходимость
сбросить не
все выходы
счетчика, а
лишь один разряд.
Такую схему
можно построить,
добавив элемент
ИЛИ-НЕ, подключенный
к триггеру
обслуживающему
заданный разряд.
Рассмотрим
схему четырехразрядного
счетчика, с
возможностью
сброса четвертого
разряда. Схема
такого устройства
представлена
на рисунке
6.4.

Рис. 6.4. Схема
четырехразрядного
счетчика с
возможностью
сброса четвертого
разряда.

Принцип
работы данной
схемы практически
не отличается
от принципа
работы счетчика,
рассмотренного
выше, кроме
того, что сброс
четвертого
разряда может
осуществляться
как вместе
со сбросом
всего счетчика,
так и отдельно,
для этого в
схему добавлен
элемент ИЛИ-НЕ.

6.1.3. ДЕШИФРАТОРЫ

Дешифраторы,
как и счетчики,
встречаются
во всех элементах
схемы.
Применяемые
в устройстве
дешифраторы
являются
позиционными,
они преобразуют
двоичный код
в импульс на
соответствующем
коду номере
выхода. Для
построения
такой схемы,
в отличие от
предыдущих,
не нужно использовать
элементы с
памятью (такие
как триггеры),
ее можно собрать
лишь из схем
НЕ и И. Схема
трехразрядного
дешифратора
представлена
на рисунке
6.5.

Рис. 6.5. Схема
трехразрядного
дешифратора.

Схема
работает следующим
образом, при
поступлении
кодовой комбинации
(от 000
до 111)
на вход ищется
совпадение
(при помощи
схем И) и на
соответствующий
выход поступает
напряжение
логической
единицы. Инверторы
требуются для
преобразования
кодовых комбинаций,
содержащих
логические
нули.

В
разрабатываемой
БИС существует
необходимость
и в дешифраторах
на большее
количество
разрядов (4 и
5), поэтому необходимо
рассмотреть
схемы таких
дешифраторов.
Принципы
функционирования
таких схем
не отличаются
от принципа
функционирования
трехразрядного
дешифратора,
только количество
схем совпадения
(И) увеличивается
в соответствии
с увеличением
выходов (N):

N
= 2n;

[6.1]

где
n -
количество
входов, и количество
инверторов
увеличится
до количества
входов.

Схема
дешифратора
на четыре входа
представлена
на рисунке
6.6. Аналогично
строится схема
и пятиразрядного
дешифратора.

Рис.
6.6. Схема четырехразрядного
дешифратора.

6.1.4.
МУЛЬТИПЛЕКСОР

Мультиплексор
является
устройством,
подключающим
один из входов
к выходу по
сигналу управления.
В схеме проектируемого
устройства
мультиплексор
встречается
всего один
раз, но так как
схема его
получается
достаточно
простой, то
было решено
вынести мультиплексор
в библиотеку
элементов. У
разрабатываемого
мультиплексора
10 информационных
входов, разбитых
на две группы
по 5 входов, и
5 выходов, к
которым подключается
соответствующая
группа входов,
управление
производится
при помощи
одного управляющего
входа. Схема
такого мультиплексора
представлена
на рисунке
6.7.

Рассмотрим
принцип работы
данной схемы,
при поступлении
на вход А уровня
логического
нуля через
инвертор
подключаются
схемы совпадения
для первой
группы входов,
при прохождении
через любой
из входов этой
группы сигнала
логической
единицы, одна
из схем И срабатывает
и выдает на
своем выходе
напряжение
логической
единицы, через
схему ИЛИ
подключены
выходы, и при
поступлении
на один из входов
схемы ИЛИ, сигнал
проходит на
выход. При подаче
напряжения
логической
единицы на
вход А первая
группа входов
отключается,
и подключается
вторая группа
входов, схема
работает в
аналогичном
первому случаю
режиме, только
на выход поступают
сигналы со
второй группы
входов. Этот
принцип работы
хорошо иллюстрируется
при помощи
осциллограмм
приведенных
на рисунке
6.7.

Рис. 6.7. Схема
мультиплексора.

БЛОКОВ
ПРОЕКТИРУЕМОЙ
БИС

6.2.1.
РАЗРАБОТКА
ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
СХЕМЫ ПРИЕМНИКА

ЦИКЛОВОГО
И СВЕРХЦИКЛОВОГО
СИНХРОНИЗМА

Разработку
принципиальной
схемы на основе
разработанной
библиотеки
элементов
необходимо
вести по функциональной
схеме данного
блока. В функциональной
схеме имеется
регистр сдвига
на тактируемых
триггерах
(следовательно,
нам понадобятся
8 D-триггеров),
схемы совпадения
собраны на
собраны на
элементах И
(на 4 и на 6 входов),
счетчики и
дешифраторы
также являются
библиотечными
элементами,
следовательно,
по сравнению
с функциональной
схемой принципиальная
не несет в себе
изменений.
Принципиальная
схема, построенная
с помощью
программы
схемотехнического
моделирования,
представлена
на рисунке
7.7, единственным
отличием, связанным
со спецификой
программы
является построение
схемы в стандарте
ANSI.
Функционирование
схемы, подробно
были описаны
ранее .

Рис. 6.8. Принципиальная
схема приемника
циклового и

сверхциклового
синхронизма.

6.2.2.
РАЗРАБОТКА
ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
СХЕМЫ

КОММУТАЦИОННОГО
ЭЛЕМЕНТА

Принципиальная
схема КОММУТАЦИОННОГО
ЭЛЕМЕНТА
также строится
на основе
функциональной
схемы, но в
данном случае
необходимо
рассмотреть
соединение
ячеек памяти,
входящих в
состав двух
ОЗУ (запоминающего
устройства
адреса и информационного
запоминающего
устройства).

В
запоминающем
устройстве
адреса, как
следует из
описания структурной
схемы запись
и считывание
производятся
словами по 6
бит, следовательно,
необходимо
объединить
входы и выходы
ячеек, расположенных
в одной строке,
а адресные
входы необходимо
объединить
у ячеек, расположенных
в одном столбце
(см. рис. 6.9).

Рис. 6.9. Принципиальная
схема запоминающего
устройства
адреса.

В
информационном
запоминающем
устройстве
запись производится
побитно, а
считывание
словарно (по
8 бит), для этого
необходимо
объединить
входы всех
ячеек, а выходы
ячеек объединить
по строкам ,
при этом необходимо
к каждому
адресному
входу подключит
элемент И, который
и позволит
выбрать именно
ту ячейку памяти,
которую и
необходимо
(см. рис. 6.10 ). При
таком построении
запоминающего
устройства
адрес строки
и адрес столбца
должны задаваться
для каждой
ячейки отдельно.

Рис. 6.10. Принципиальная
схема запоминающего
устройства

коммутации.

Дальнейшая
разработка
принципиальной
схемы КОММУТАЦИОННОГО
ЭЛЕМЕНТА
сводится к
подстановке
разработанных
библиотечных
элементов в
соответствии
с функциональной
схемой данного
блока. Запоминающие
устройства
на принципиальной
схеме блока
представлены
в виде отдельных
элементов.
Разработка
принципиальной
схемы велась
при помощи
программы
схемотехнического
моделирования,
и все элементы
данного устройства
представлены
в стандарте
ANSI.

В
запоминающем
устройстве
коммутации
при записи и
считывании
информация
представляется
в разной форме
(при записи
побитно, а при
считывании
словарно) и
поэтому дешифратор
строк при
считывании
информации
необходимо
отключить.

6.2.3.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ
СХЕМА БЛОКА
ФОРМИРОВАНИЯ

ИСХОДЯЩИХ
КАНАЛОВ

Разработка
принципиальной
схемы БЛОКА
ФОРМИРОВАНИЯ
ИСХОДЯЩИХ
КАНАЛОВ,
не отличается
от разработки
предыдущих
принципиальных
схем. Рассмотрим
принцип работы
запоминающего
устройства.
При записи
запоминающее
устройство
воспринимает
информацию
словарно по
8 бит, и записывает
ее в соответствующий
столбец (для
этого необходимо
объединить
входы элементов
входящих в
одну строку),
а считывание
информации
происходит
из соответствующей
строки (для
этого необходимо
объединить
элементы, входящие
в один столбец)
(см. рис. 6.11)

Рис. 6.11. Принципиальная
схема запоминающего
устройства.

Для
построения
принципиальной
схемы всего
блока, также
была использована
программа
схемотехнического
работающая
в стандарте
ANSI.
Принципиальная
схема блока
представлена
на рисунке
6.12.

Рис. 6.12. Принципиальная
схема блока
формирования
исходящих
каналов.

РЕЗУЛЬТАТЫ
РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ

3.1.
Функциональные
характеристики
, архитектура
и

схемотехника
блока группового
канального
интерфейса
.

Блок ГКИ
предназначен
для обеспечения
стыка ( подключения
) групповых
цифровых входящих
каналов ИКМ-30/32
абонентских
и соединительных
линий с коммутационным
оборудованием
цифровых АТС
синхронной
сети связи .

Основные
функции , выполняемые
ГКИ следующие
:

–
поиск и выделение
сигналов цикловой
и сверхцикловой
синхронизации
входящего ИКМ
тракта ;

–
фазовая и цикловая
синхронизация
входящего ИКМ
канала с групповыми
входами АТС
;

–
ввод служебных
сигналов АТС
в любой информационный
канал группового
тракта ИКМ ;

–
ввод / вывод
служебного
16-го канала
группового
тракта ИКМ ;

–
соединение
шины управляющей
ЭВМ с любым
информационным
каналом ИКМ
тракта ( ввод
/ вывод ) ;

–
формирование
циклового и
сверхциклового
синхронизма
исходящего
группового
канала ИКМ
-30/32 ;

–
ввод служебных
сообщений в
16-й канал исходящего
интерфейса
группового
канала ИКМ
-30/32 .

Входящий
групповой
канал ИКМ-30/32
поступает на
вход блока
фазовой синхронизации
. С выхода блока
фазовой синхронизации
групповой
канал ИКМ ,
синхронизированный
по фазе ( по
тактам ) с АТС
, поступает на
входы блока
выделения
циклового
синхросигнала
и буфера цикловой
синхронизации
.

Блок
выделения
циклового
синхросигнала
обеспечивает
поиск синхросигнала
и вхождение
в синхронизм
, а также задает
моменты установки
начального
адреса каналов
при записи в
буфер цикловой
синхронизации
и выдает служебные
сигналы в
устройство
управления
при возникновении
сбоев .

С
выхода буфера
цикловой
синхронизации
входящий канал
ИКМ , синхронный
с АТС , через
мультиплексор/демультиплексор
и буферную
схему поступает
на выходы ГКИ
.

Мультиплексор/демультиплексор
осуществляет
связь внутренней
шины ГКИ с
информационными
и служебными
каналами тракта
ИКМ .

Мультиплексная
внутренняя
шина служит
для обмена
информацией
между каналами
ИКМ тракта и
шиной управляющей
микро-ЭВМ , через
соответствующие
интерфейсы
:

– интерфейс
служебных
сигналов выполняет
функции выделения
, буферизации
и ввода/вывода
сигналов
информационных
каналов ( например,
посылка вызова
, отбой и др . )

(
Рассматриваются
варианты :
синтезатор
, непосредственный
доступ к каналам
и др .) ;

–
интерфейс
16-го канала
осуществляет
ввод/вывод
служебной
информации
16-го канала ,
необходимой
для межпроцессорного
обмена ;

–
интерфейс
абонентских
каналов обеспечивает
доступ к любому
абонентскому
каналу и может
использоваться
для сопряжения
уплотненного
канала передачи
данных с групповым
трактом ИКМ
, а также для
диагностики
абонентских
каналов .

Передатчик
цикловых
синхроимпульсов
предназначен
для формирования
в групповом
исходящем
канале ИКМ-30/32
циклового и
сверхциклового
синхросигналов
в формате
внутрисистемного
обмена , либо
в формате
стандартного
канала ИКМ-30/32
.

Управление
режимами работы
ГКИ , типами
и адресами
обмена осуществляется
с помощью
устройства
управления
по командам
, поступающим
из микро-ЭВМ
.

3.1.1.
Схема выравнивания
по фазе и циклам
.

Схема
выравнивания
по фазе и циклам
представлена
на рисунке
и содержит
блок фазовой
синхронизации
. Блок фазовой
синхронизации
включает в
себя ЗУ с раздельной
адресацией
ячеек по записи
и считывания
, счетчики записи
( сч..1 ) и считывания
( сч.2 ) , дешифратор
адреса записи
( ДШ ) , мультиплексор
считывания
( МХ ) , вычислитель
( ∆φ ) и ПЗУ
предустановки
счетчика .

Раздельные
независимые
режимы записи
и считывания
ячеек ЗУ мо-гут
быть реализованы
при использовании
в качестве
ячеек ЗУ D–триггеров.
Разделение
этих режимов
позволяет
избежать искажений
информации
. Запись в ЗУ
осуществляется
в ячейки , адресуемые
счетчиком
записи , на счетный
вход которого
подаются тактовые
импульсы ,
синхронные
с входным ИКМ
трактом . Считывание
информации
из ЗУ производится
с задержкой
относительно
входящей информации
из ячеек , определяемых
счетчиком
считывания
, который работает
с фазой тактовых
импульсов АТС
.

Число
ячеек ЗУ определяется
максимально
возможной
величиной
изменения фазы
входящего
канала относительно
фазы тактовых
импульсов АТС
( фазового дрожания
) за время сеанса
связи :

N =
2*∆φмакс
,

где N
– число ячеек
ЗУ ,

∆φмакс
– максимальный
сдвиг фазы
относительно
средней величины
, кратный длительности
интервала .

Предварительная
установка
счетчиков
записи и считывания
производится
при каждом
цикле вхождения
в синхронизм
или в случай-ных
сбоев . Разность
кодов предустановки
, записываемых
в счетчики ,
должна составлять
:

А1 – А2
= N/2 = ∆φ

С целью
контроля записи
по фазе в схему
целесообразно
ввести вычитатель
( ∆φ ) , определяющий
разность кодов
счетчиков , и
индициру-ющий
превышение
допустимого
фазового сдвига
. ( Прорабатывается
воз-можность
введения цифровой
ФАП ) .

С выхода
блока фазовой
синхронизации
информация
поступает в
буфер цикловой
синхронизации
, представляющий
собой ЗУ с
последовате-льной
записью и
считывания
объемом 256 бит
, осуществляющее
временн-ую
задержку входящего
канала . Чередование
циклов записи/считывания
производится
с тактовой
частотой с
фазой АТС . Адреса
ячеек при записи
и считывания
определяются
счетчиками
адресов с
предустановкой
, со-ответственно
цикловыми
синхроимпульсами
входящего
канала ИКМ –
30/32 ( ЦСИАб ) и АТС
( ЦСИАТС ) . Сигналы
предустановки
вырабатываются
блоком выделения
циклового
синхросигнала
в процессе
вхождения в
синхронизм
. Данная функциональная
схема выравнивания
представлена
на рисунке
3.1.

3.1.2.
Блок выделения
синхросигнала
.

Цикловая
синхронизация
в системе ИКМ
– 30/32 осуществляется
путем передачи
в групповом
канале ИКМ
односимвольного
синхросигнала
( 7–битовое слово
нулевого канала
цикла ) . Код
синхросигнала
принимаем
стандартным
для системы
ИКМ – 30/32 .

В
функции устройства
выделения
циклового
синхросигнала
входят :

поиск
циклового
синхросигнала
;

установление
состояния
синхронизма
( выделение
циклового
синхросигнала
) ;

обнаружения
нарушений
синхронизма
;

защита
от случайных
сбоев синхронизации
.

На этапе
вхождения в
синхронизм
целесообразно
использовать
метод скользящего
поиска временного
положения
периодической
последователь-ности
сосредоточенных
синхрогрупп
в принимаемом
сигнале .

D

C

M X

DI

A

З / С

ИКМ

ИКМ

D

C

D

C

DO

M X

A

D1

D2

СЧ3

R

R

ПЗУ

СЧ1

∆φ

ЦСИАТС

ЦСИАб

ДШ

ТИАТС

∆φ

СЧ4

ТИАб

+ –

Рис .3.1. Схема
выравнивания
.

В системах
, где прием
символов
синхросигнала
в интервалы
надежного
приема информации
осуществляется
с высокой
достоверностью
( вероятность
ошибки 10–4…10–5
и менее ) , применение
метода скользящего
поиска позволяет
обеспечить
высокое быстродействие
установления
и восстановления
синхронизма
по циклам .

Схему
выделения
циклового
синхросигнала
( ЦСС ) можно
представить
в виде , изображенном
на рисунке
3.2.

Символы
группового
канала ИКМ
поступают на
вход опознавателя
циклового
синхросигнала
, содержащего
регистр сдвига
. В течение каждого
такта происходит
сравнение
7–разрядной
кодовой группы
с кодом синхросигнала
и на выход
выдается результат
сравнения .
Анализатор
сравнивает
сигналы опознавателя
и цикловые
импульсы ,
поступающие
с делителя .
На выходе
анализатора
формируются
сигналы наличия
или отсутствия
циклового
синхросигнала
в канале .

ТИ

ИКМ
+1

=512
СЧТИ

СЧВЫХ
+1

РГ

R
R

&

&

ДШ

&

СЧВХ

–1

ЦСС

R

НЕТ

СИНХР.

+1

Р

=NВЫХ

=NВХ

СИНХР.

Решающее
устройство
на основе
поступающих
из анализатора
сигналов определяет
, имеется ли
состояние
синхронизма
и управляет
делителем .
Решающее устройство
при отсутствии
синхронизма
переводит
устройство
поиска и контроля
цикловой
синхронизации
в режим поиска
синхронизма
.

Структуру
циклового
синхроимпульса
примем стандартной
для системы
передачи ИКМ
– 30/32 . Данная структура
предусматривает
отличие цикловых
синхросигналов
, передаваемых
в соседних
циклах для
предотвращения
состояния
должного синхронизма
при наличии
«молчащего»
информационного
канала в групповом
тракте . Контроль
цикловой
синхронизации
может осуществляться
как по наличию
ЦСС в четных
циклах , так
и по синхросигналам
четного и
нечетного
циклов . Алгоритм
работы устройства
цикловой
синхронизации
представлен
на рисунке
3.3.

Рис .
3.3. Алгоритм
работы устройства
цикловой
синхронизации
.

После
пуска счетчика
тактовых импульсов
( сч . ТИ ) , выполняющего
функции делителя
( рисунок ) происходит
счет тактов
в течение двух
циклов передача
. В конце счета
производится
проверка наличия
ЦСС .

При
пуске устройства
синхронизации
вероятность
этого события
мала и в этом
случае происходит
заполнение
счетчика по
выходу из
синхронизма
( сч . вых .) в течение
10 первых циклов
передачи (
коэффициент
счета данного
счетчика уточняется
) . После заполнения
счетчика
отрабатывается
цикл вхождения
в синхронизм
, заключающийся
в поиске циклового
синхросиг-нала
и его проверка
.

Поиск
синхросигнала
начинается
с проверки в
каждом такте
его наличия
в групповом
канале . При
обнаружении
ЦСС ( или кодовой
после-довательности
совпадающей
с ним ) производится
сброс счетчика
тактовых импульсов
, сброс счетчика
по входу в
синхронизм
( сч . вх . ) и вычитание
единицы из
счетчика по
выходу синхронизма
.

Если кодовая
группа , приходящая
через два цикла
не совпадает
с кодом ЦСС
, то счетчик
по выходу из
синхронизма
вновь заполняется
и цикл поиска
возобновляется
.

В
случае обнаружения
истинного
синхросигнала
производится
приращение
счетчика по
входу в синхронизм
и проверка
наличия ЦСС
в следующем
четном цикле
. Заполнение
сч . вх . свидетельствует
о вхождении
в синхро-низм
. Сигналом с
его выхода
сбрасывается
счетчик по
выходу из
синхронизма
.

Функциональная
схема устройства
, реализующая
данный алгоритм
представлена
на рисунке
3.4 .

Недостатком
данной схемы
является отсутствие
проверки кодовых
комбинаций
в нечетных
циклах группового
сигнала . Вследствие
этого возможно
установление
синхронизма
при наличии
“ молчащего
” канала , т.е.
синхронизма
по кодовой
комбинации
, совпадающей
с ЦСС и передаваемой
длительное
время .

В стандарте
на линию ИКМ
– 30/32 предусмотрено
разделение
циклов на четные
и нечетные с
соответствующей
подачей синхросигналов
четного ( ЦССч
) и нечетного
( ЦССн ) циклов
. Ввиду упрощенной
структуры
ЦССн эти сигналы
могут быть
использованы
только для
проверки
правильности
нахождения
ЦССч . Таким
образом вхождение
в цикловый
синхронизм
должно состоять
из следующих
этапов :

1 – поиск
во входящем
ИКМ–сигнале
кодовой комбинации
, совпадающей
с ЦССч ;

– ожидание
через 256 тактовых
импульсов
прихода ЦССн
;

– ожидание
через 256 тактовых
импульсов
прихода ЦССч
и т.д.

Таким образом
поиск нулевого
цикла производится
только по сигналу
ЦССч , а проверка
правильности
нахождения
( накопления
) – по сигналу
ЦССч , и ЦССн
.

РГ

СЧТИ

ИКМ

Схема
однократного
сброса с
самоблокировкой

R

R
/

ТИ

Разблокировка

256

256

ДШ

ЦССН

ЦССЧ

&

1

124

CЧВХ

&

1

&

124

1

CЧВЫХ