Реферат: Телевизионный приемник с цифровой обработкой

ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ПРИЁМНИК С ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛОВ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.   Технико-экономическийанализ задания к выпускной квалификационной работе

1.1.    Анализ задания и обоснование актуальности темы работы

1.2.    Обоснование и формализация критериев качества проектируемого устройства

1.3.    Обзор и анализ известных решений

1.4.    Разработка и выбор оптимального варианта

1.5.    Экономическая оценка разрабатываемого варианта

2.   Схемотехническийраздел

2.1.    Расчёт схемы эмиттерного повторителя в канале изображения

2.2.    Расчет схемы усилительного каскада в канале звука стандарта  NICAM

2.3.    Расчёт схемы фильтра в канале изображения

2.4.    Расчёт схемы эмиттерного повторителя в канале звука стандарта  NICAM

2.5.    Расчёт стабилизатора в схеме питания

2.6.    Расчёт допусков на радиоэлементы

2.7     Описание работы принципиальной электрической схемы по каналу

           прохождениявидеосигнала

3.   Конструкторско-технологическийраздел

3.1.    Разработка конструкции узла

3.2.    Расчёт времени наработки на отказ

3.3.    Порядок настройки, регулировки и эксплуатации разработанного устройства

3.4.    Типовые неисправности в устройстве и рекомендации по их

устранению

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

В настоящее время применение цифровой техники являетсямагистральным путём развития телевизионных приёмников. Использование цифровойтехники предоставило много возможностей для улучшения потребительских качествтелевизоров при одновременном снижении числа дискретных элементов, чтоположительно влияет на повышение надёжности работы телевизионных приёмников.

Вначале использование цифровыхсхем в телевизорах ограничивалось только блоком управления, все остальные узлывыполнялись на основе аналоговых схем. По мере модернизации элементной базы и сначалом применения микропроцессоров стала возможной разработка телевизоров сцифровым управлением и цифровой обработкой сигналов.

ЗАДАНИЕ

на выпускную квалификационнуюработу

1.   Тема Телевизионныйприёмник с цифровой обработкой сигналов.          

 

          2. Цель работы

          2.1 Задачи работы: выполнить эскизный проекттелевизионного приёмника с цифровой обработкой сигналов; выполнить монтаж инастройку цифрового блока обработки.                                                                                                

2.2 Технические требования: напряжениепитания 220 вольт частотой 50 Гц. Телевизионный приёмник должен обеспечивать:число каналов приёма – не менее 50; возможность электронного поиска станции;частоту кадровой развёртки — 100 герц; возможность приёма сигналов телетекста,стандартов телевизионного вещания B/G, D/K,MI, а также систем цветового кодирования PAL, SECAM, NTSC 3.58, 4.43; наличие режимов “картинка в   картинке”, ”телетекств картинке “. Условия эксплуатации  ГОСТ 16.014 УХЛ 4.2           

 

3. Содержание пояснительной записки

              Введение

1. Технико-экономический анализ задания к выпускнойквалификационной работе.

2. Схемотехнический раздел.

3. Конструкторско-технологический раздел.

    Заключение

4. Графическая часть:

1.   Схема электрическаяструктурная – 1лист (формат А1);

2.   Схемаэлектрическая принципиальная –2листа (формат А1);

3.   Сборочныйчертёж узла -1лист (формат А1).

1.  Технико-экономическийанализ задания к         выпускной квалификационной работе

1.1Анализзадания и обоснование актуальности темы работы

Всоответствии с заданием необходимо разработать приёмник телевизионногоизображения с цифровой обработкой сигналов. В связи с этим в разрабатываемомустройстве необходимо применить микропроцессор для управления цифровымимикросхемами. Кроме того необходима как последовательная, так и параллельнаяшинная организация управления устройством. Кроме информационных цифровыхсигналов необходимо наличие сигналов для синхронизации обмена цифровыми даннымив системе и сигналов управления обменом. Обычно используют три различных типасистемных шин:

-    шина IM (Interneta M-Bus);

-    шина Томпсона;

-    шина I2C.

Шина IM представляет собойкомплект из трёх сигнальных линий: линии данных (DATA),линии синхронизации (CLOCK) и линии идентификации (IDENT). Линия данных является двунаправленной, передачаинформации по остальным двум шинам возможна лишь в одном направлении. Шина IM может быть применена в двухвариантах для медленных передаваемых потоков (IM-IDS) и быстрых передаваемых потоков (IM-IDF).

Обмен данными начинается, когда уровень на всех линияхшины переходит в состояние логического ноля. Конец обмена данными сигнализируеткороткий импульс в линии идентификации.

Шина Томпсона, как и шина IM,также представляет собой трёхпроводную систему, состоящую из линии данных (DATA), линии синхронизации (CLOCK) илинии отбоя (ENABLE). Линия данных являетсядвунаправленной. Передача данных начинается при изменении уровня на низкий, аконец передачи данных происходит по короткому импульсу в линии отбоя.

Шина I2C представляет собой двунаправленную синхронную шину,состоящую из двух сигнальных линий: линии данных (SDA)и линии синхронизации (SCL). Передача данных возможнатакже и в одном направлении, если абоненты шины работают только как приёмники.

Началом передачи является логический ноль в линии данных.Данные передаются блоками (кодовыми словами) из 8 последовательныхинформационных битов (побайтно). Дополнительно передаётся сигнал подтвержденияприёма от последнего принимавшего данные абонента системной шины. Восьмой бит вкодовом слове однозначно определяет направление передачи следующего кодовогослова. Передача заканчивается, когда уровень в линиях SDAи SCL соответствует «логической» 1.

В нашем устройстве применим шину I2C т.к. в ней используется наименьшее количество магистралейдля передачи и управления передачей информации. Кроме того, к ней проще всегоподключить такие узлы как: телетекст, кадр в кадре и т.д.

Далее по заданию необходимо обеспечить питание нашегоустройства от сети 220В 50Гц. Для этого в телевизионном приёмнике необходимоприменить преобразователь напряжения, чтобы преобразовать напряжение сети вболее низкие напряжения для питания блоков, входящих в состав нашегоустройства. В качестве преобразователя целесообразно применить импульсныйпреобразователь напряжения, т.к. он имеет малую массу и габариты.

Кроме того, необходимо, чтобы телевизионный приёмникобеспечивал настройку не менее чем на 50 каналов и имел возможностьэлектронного поиска телевизионных программ. Эту задачу можно решить, применив внашем устройстве тюнер, управляемый микропроцессором. Микропроцессор будетосуществлять управление тюнером, а данные о настройке будет заносить вперепрограммируемое постоянное запоминающее устройство.

Следующее требование в задании, это обеспечение частотыкадровой развёртки – 100Гц.

/> <td/> />
Согласно требованиям стандарта, телевизионное изображение передаётся соскоростью 25 кадров в секунду. Для сокращения полосы частот телевизионногоканала, кадр составляют из двух полукадров (полей). Таким образом, причересстрочной развёртке частота кадровой развёртки равна 50 Гц. Прииспользуемой 50 Гц системе не удаётся избавиться от известного эффекта«мелькания». Также много неприятностей приносят перекрёстные помехи в каналахяркости и цветности, бороться с которыми достаточно сложно.

Рис.1.1 Схемапреобразования кадровой развёртки в 100 Гц.

С применением 100 Гц-системы во многом удаётся справитьсяс такими дефектами телевизионной картинки. Перевод телевизора в 100 Гц- системуможет осуществляется с помощью цифровых схем. Типовая схема преобразованияпоказана на рис.1.1. Полный цветной телевизионный сигнал (ПЦТС) разделяется нацветоразностные сигналы (R-Y),(B-Y) и яркостный сигнал (Y), которые в аналого-цифровом преобразователе (АЦП)переводятся в цифровую форму. Частота выборки аналогового сигнала при оцифровкедолжна соответствовать, как минимум удвоенной ширине полосы  Y-сигнала.Обычно тактовая частота выборки составляет 13,5 Мгц. Цифровая информациязаносится в промежуточное запоминающее устройство (ЗУ), а затем считываетсяоттуда с удвоенной скоростью. После преобразования в ЦАП аналоговая информацияв полукадре для дальнейшей информации существует уже на двойной частоте.

Заметим, что на 10 Гц-уровне строчная частота такжедолжна быть удвоена и составлять 31,25 Кгц. Это обстоятельство предъявляетповышенные требования к сетевому преобразователю. Он должен быть рассчитан наповышенное потребление мощности генератором строчной развёртки, и, кроме того,его рабочая частота должна соответствовать строчной частоте 31,25 Кгц, чтобыизбежать интерференционных помех, которые на экране появляются в виде «муара».

Далее по заданию необходимо наличие устройства «кадр вкадре». Это устройство легко реализовать при наличии цифровой обработкисигналов изображения.

Принцип обработки сигнала в таком устройстве представленна рис 1.2.

/>

Рис 1.2 Принцип обработки устройства «кадр в кадре»

Источниками сигналов для дополнительного изображениямогут служить второй радиоканал (тюнер 2), видеомагнитофон (видео1) и т.д. Этисигналы через коммутатор поступают в основной канал изображения и вдополнительный канал «кадра в кадре» (PIP).

Активный интервал строки исходного PIP– кадра составляет 52 мкс; число активных строк в исходном PIP– кадре 574, а в исходном полукадре – 287. После дискретизации исходноговидеосигнала дополнительного изображения с помощью АЦП сигнал в цифровом видезаписывается в динамическое ОЗУ, ёмкость которого рассчитана на запоминаниекаждой четвёртой строки исходного поля.

Затем информация считывается из ОЗУ со скоростью в четырераза большей, чем записывалась, и подаётся на ЦАП.

С выхода ЦАП аналоговый сигнал поступает вместе ссигналом «окна» в канал изображения, где смешивается с основным сигналом.Сигнал дополнительного изображения представляет собой совокупность трёхвидеосигналов R,G,B, с активным интервалом строки 13мкс и числом строк вдополнительном поле, равным 72.

Далее по заданию в соответствии с ГОСТ 16019-78 УХЛ 4.2наше изделие стационарное, а, следовательно, нужно предусмотреть устойчивостьконструкции к механическим воздействиям.

Теперь об актуальности темы работы. В настоящее времятрадиционная аналоговая техника связи повсеместно в мире заменяется болеесовершенной – цифровой. Этот процесс охватил и телевидение. Важнейшеепреимущество цифровой техники – возможность цифровой обработки, передачи ихранения информации, в частности визуальной.

Цифровая обработка телевизионного изображения позволяетдостичь очень высокого уровня качества и предоставляет пользователю массу новыхвозможностей и новых видов услуг.

Цифровая обработка изображений важна тем, что является,по сути, основной базой для создания нового поколения телевизионной техники –передающей и приёмной. В частности, без неё невозможно одной из важнейшихзадач, стоящих сейчас в области телевидения- создания и запуска в эксплуатациюсистемы телевидения высокой чёткости. Работы по созданию такой системы ужеполным ходом ведутся сегодня в технически развитых странах, и привлечённые финансовые, технические и интеллектуальные ресурсы таковы, что становитсясовершенно ясно – переход к системам телевидения с цифровой обработкой сигналав общемировом масштабе неизбежен и является делом близкого будущего.

1.2 Обоснование и формализация критериев качествапроектируемого

устройства

Совокупность свойств изделия, отвечающих за его пригодностьудовлетворять определённые потребности в соответствии с назначением, называюткачеством изделия, которое определяется технологическими и конструктивнымисвойствами, обуславливающими трудоёмкость производства изделия и эффективностьего эксплуатации, а также безотказностью и долговечностью.

Оценку качества устройства определяют по комплекснымпоказателям качества.

Проектируемое устройство используется в повседневнойжизни, поэтому для удобства пользования необходимо особое внимание уделитьпростоте эксплуатации. Сложность в обращении с аппаратурой вызывает упользователя негативные ассоциации, что влечёт за собой резкое снижение спросана изделие.

Надёжность устройства является не менее важнымпоказателем, т.к. телевизионные приёмники приобретаются потребителями насравнительно большой период времени. Таким образом, надёжная и удобная вэксплуатации продукция всегда будет находить спрос среди населения.

При оценке качества устройства пользуются показателямикачества, т.е. количественными характеристиками  одного или нескольких свойств,составляющих качество изделия. Каждая характеристика рассматриваетсяприменительно к определённым условиям эксплуатации и производства.

Множество показателей качества сводится к одному –комплексному показателю, который количественно сравнивает одну разработку сдругой.

Качество устройства в готовом виде характеризуетсякачеством изготовления. Если изделие прошло производственный этап и не имеетдефектов, то его уровень качества совпадает с качеством самой конструкции.

Уровень качества конструкции оценивается в следующейпоследовательности:

-    Выбор номенклатуры показателей качества конструкции для конкретногослучая;

-     Выбор аналогов и выбор базового изделия;

-    Расчёт уровня качества конструкции.

Критерии качества будем определять по мультипликативномустепенному методу. Формула вычисления критерия качества будет выглядеть так:

/>,                                                                          (1,1)

где /> -нормированная величина показателя качества;

/> - коэффициентвесомости показателя качества;

i – вариант устройства.

Весовые коэффициенты, определяющие важность каждогопоказателя в общей оценке уровня качества конструкции. При выборе коэффициентоввесомости необходимо придерживаться следующих правил:

-    Коэффициенты весомости сравниваемых свойств данной и базовой конструкциидолжны быть одинаковыми;

-    Коэффициент весомости наиболее важного показателя имеет наибольшеезначение;

-    Показатели одинаковой важности имеют одинаковые коэффициенты весомости.

Правильное определение показателя качества позволяет безособых усилий сравнивать различные варианты разработок, схем, конструкций.

Выберем для нашего телевизионного приёмника с цифровойобработкой информации ряд наиболее важных показателей качества.

1.   Надёжность;

2.   Качествовоспроизведения изображения;

3.   Сервисныевозможности;

4.   Ремонтопригодность;

5.   Простота вэксплуатации.

Такой показатель качества как качество воспроизведенияизображения играет немаловажную роль для потребителя, т.к. сам смыслиспользования данного изделия состоит в восприятии информации с экранателевизора. И нет смысла приобретать телевизионную аппаратуру с плохимкачеством изображения даже по низкой цене, поэтому на данный параметррекомендательно обратить особое внимание.

Следующим показателем качества был выбран такойпоказатель как сервисные возможности. В современных условиях значение этогопоказателя начинает играть всё более важную роль при оценке качества изделия.Так, например,  в настоящее время очень много необходимой информации передаётсяпо каналу телетекста и, следовательно, сервисные возможности телевизора должныобеспечивать приём сигналов телетекста.

Присвоим каждому из пяти показателей качества методомэкспертных оценок свой весовой коэффициент, приняв во внимание вышеизложенныедоводы, и занесём эти данные в таблицу 1.1.

Таблица 1.1.

Качественныепоказатели телевизионного приёмника

п/п

Показатели

Весовые

 коэффициенты

1 Надёжность 0,25 2 Качество воспроизведения изображения 0,25 3 Сервисные возможности 0,2 4 Ремонтопригодность 0,15 5 Простота в эксплуатации 0,15

1.3 Обзор и анализизвестных решений

1.3.1. Патентно — информационный поиск

Регламент поиска

Тема выпускнойквалификационной работы: телевизионный приёмник с цифровой обработкой сигналов

Начало поиска    2. 02.99.                    Окончание поиска 25.03.99

Предмет поиска Цель поиска Страна

Индексы

МКИ, НКИ

Ретроспекция поиска Источники поиска Телевизионный приёмник Анализ известных решений

США

Япония

Германия

Франция

Россия

МКИ5,

МКИ6

1994-1999

Р.ж. «Радиотех-ника»

Р.ж. «Связь»

Руководительвыпускной квалификационной работы:         Паринский А. Я.

Студент группы220352                                                                 ЧернышёвД. А.


Справка— отчет о патентном и научно- техническом исследованииТема выпускнойквалификационной работы: телевизионный приёмник с цифровой обработкой сигналов.

Начало поиска    2. 02.99.                    Окончание поиска 25.03.99

Предмет

поиска

Страна,

Индекс

(МКИ, НКИ)

№ заявки, дата приоретета, Сущность заявления технического решения Сведения о действии Процессор, обеспечивающий разделение составляющих ТВ сигнала

США, МКИ5

Н 04 №9164

5309225от 06.12.89 Предлагается схема процессора видеосигналов цветного изображения, обеспечивающая разделение составляющих яркости и цветности и эффективного подавления шумов на основе использования корреляции сигналов в соседних строках развёртки. Схема включает  в себя 2-х сторонний ограничитель, элемент задержки, коррелятор, вычитающее устройство для подавления шумовой составляющей. Схема обеспечивает неискажённое восстановление сигнала и препятствует появлению ложных цветных контуров. Р.ж. «Радиотех-ника» 1995г Устройство для воспроизведения сигналов телетекста на экране ТВ приёмника

ФРГ,

МКИ5,

Н 04 №5/445

43196586 от 14.06.93 Предлагается ТВ приёмник с воспроизведением сигналов телетекста на экране, отличающийся тем, что сигналы телетекста предварительно запоминаются в ЗУ и обрабатываются, после чего могут в любой момент вызываться на экран пользователем. Управление осуществляется с помощью МП, который адресной шиной соединён с ОЗУ для запоминания страниц телетекста. Р.ж. «Радиотех-ника» 1997г ТВ приёмник с функцией телетекста

Япония, МКИ6

№ 7/087/

94105194.8 от 04.10.95

ТВ приёмник содержит тюнер, блок обработки телетекста с ЗУ, знакогенератор и контроллер с пультом ДУ. Данные телетекста, передаваемые в ТВ сигнале во время гасящих импульсов кадровой развёртки, выделяются из ТВ сигнала процессором телетекста и записываются в ЗУ. Имеется два режима отображения данных:

— ТВ приёмник переключается в режим телетекста и обычное изображение отключается;

 - во 2-м режиме происходит наложение данных телетекста на изображение

Р.ж. «Радиотех-ника» 1997г ТВ приёмник, содержащий схему переключения ТВ сигналов

США, МКИ6

H 04 №5/268/

73749 от 08.06.93

Изображение предназначено для ТВ приёмников, имеющих помимо антенного входа и НЧ — входа видеосигнала ещё и S – видео вход, на который подаётся разделённые сигналы яркости и цветности с внешнего тюнера. В ТВ приёмнике имеются два коммутатора

1- подаёт полный ТВ сигнал с собственного тюнера ТВ приёмника, или с НЧ – входа на схему разделения сигналов яркости и цветности;

2- подключает выходы сигналов яркости и цветности указанной системы разделения и соответствующие линии S – входа, ко входам следующей части блока цветности ТВ приёмника на выходе которой формируются сигналы R,G,B. 

Р.ж. «Радиотех-ника» 1997г

 1.3.2 Научный обзор

В результате выполнен обзор известных технических решенийза период 1994-1999гг.

Просмотрены реферативные журналы«Радиотехника», «Связь», а также журналы «Audio Video», «Радио».

В работе [ 10 ] приведеноописание многостандартного аналого-цифрового телевизионного приёмника, имеющегоследующие технические характеристики:

-    полное сопротивление антенны — 75 Ом;

-    количество принимаемых каналов — 50;

-    наличие цифровой обработки сигналов – нет;

-    наличие режима «картинка в картинке» – нет;

-    размер кинескопа по диагонали 51см;

-    частота кадровой развёртки – 50 Гц;

-    принимаемые телевизионные стандарты и системы цветового кодирования – PAL, SECAM, NTSC,B/G, D/K, M,I;

-    приём стереозвука – нет;

-    выходная звуковая мощность 3Вт на нагрузке 8Ом;

-    наличие телетекста – есть;

-    наличие экранного меню – нет;

-    амплитуда и частота питающего напряжения 100-240В, 50Гц;

-    потребляемая мощность 130Вт;

-    гарантия на телевизионный приёмник – 4,2года.

В работе [ 1 ] приведеноописание аналого-цифрового телевизионного приёмника, имеющего следующиетехнические характеристики:

-    полное сопротивление антенны — 75 Ом;

-    количество принимаемых каналов — 70;

-    наличие цифровой обработки сигналов – нет;

-    наличие режима «картинка в картинке» – нет;

-    размер кинескопа по диагонали 64см;

-    частота кадровой развёртки – 50 Гц;

-    принимаемые телевизионные стандарты и системы цветового кодирования – PAL, SECAM, NTSC,B/G, D/K, M,I;

-    приём стереозвука – нет;

-    выходная звуковая мощность 5Вт на нагрузке 8Ом;

-    наличие телетекста – есть;

-    наличие экранного меню – есть;

-    амплитуда и частота питающего напряжения 100-240В, 50Гц;

-    потребляемая мощность 150Вт;

-    гарантия на телевизионный приёмник – 4года.

В работе [ 10 ] приведеноописание телевизионного приёмника с цифровой обработкой сигналов, имеющегоследующие технические характеристики:

-    полное сопротивление антенны — 75 Ом;

-    количество принимаемых каналов — 100;

-    наличие цифровой обработки сигналов – есть;

-    наличие режима «картинка в картинке» – есть;

-    размер кинескопа по диагонали 64см;

-    частота кадровой развёртки – 100 Гц;

-    принимаемые телевизионные стандарты и системы цветового кодирования – PAL, SECAM, NTSC,B/G, D/K, M,I;

-    приём стереозвука – нет;

-    выходная звуковая мощность 13Вт на нагрузке 8Ом;

-    наличие телетекста – есть;

-    наличие экранного меню – есть;

-    амплитуда и частота питающего напряжения 100-240В, 50Гц;

-    потребляемая мощность 190Вт;

-    гарантия на телевизионный приёмник – 4,5года.

1.3.3.Анализ вариантов телевизионных приёмников в соответствии с выбраннымикритериями качества.

Произведём анализ по критерию –надёжность.

Оценку надёжности будемпроизводить по гарантийному сроку предоставляемому на телевизионный приёмник.Первый вариант характеризуется высоким показателем надёжности, что связано спростотой схемы изделия. Второй вариант характеризуется более высокимпоказателем надёжности, что объясняется меньшим количеством дискретныхэлементов в схеме. Третий и четвёртый варианты имеют самый высокий показательнадёжности т.к. в них применён принцип цифровой обработки сигналов.

Критерий – качество воспроизведенияизображения.

Оценку качества воспроизведенияизображения будем производить по наличию цифровой обработки сигнала втелевизионном приёмнике, т.к. цифровая обработка заметно повышает качествоизображения. Третий и четвёртый варианты работают по принципу цифровойобработки информации с следовательно имеют наилучшее качество изображения.

Критерий – сервисныевозможности.

Оценку по критерию – сервисныевозможности будем производить по сумме баллов, набранным устройством. Баллыбудем начислять в зависимости от возможностей устройства в соответствии стабл1.2.

Таблица1.2

Оценкапо критерию – сервисные возможности.

Показатель Баллы Есть Нет Наличие режима «картинка в картинке» 1 Приём стереозвука 1 Наличие телетекста 1

Таким образом, получаем, чтопервый и второй варианты имеют по одному баллу, третий вариант имеет два балла,а четвёртый вариант имеет три балла.

Критерий – ремонтопригодность.

Третий и четвёртый вариантыимеют самый высокий параметр ремонтопригодности, т.к. отдельные функциональныеузлы размещены на соответствующих платах, что упрощает диагностику устройства иустранение неисправности.

Критерий – простота вэксплуатации.

Оценку по критерию простота вэксплуатации будем производить по наличию экранного меню, т.к. этот факт напрямуюсвязан с удобством и простотой эксплуатации данного устройства. Второй, третийи четвёртый варианты обладают экранным меню, что выгодно отличает их от первоговарианта.

1.4.Выбор оптимального варианта.

Выбор оптимального варианта произведём в соответствии свыбранными п1.2 критериями в качества. Технические параметры сравниваемыхвариантов приведены в табл. 1.3.

Таблица1.3.

Техническиепараметры сравниваемых вариантов.

№ Варианта Надёжность, лет Качество воспроизведения изображения (наличие цифровой обработки 1-есть, 0,5-нет) Сервисные возможности (баллы) Ремонтопригодность (вся схема на одной плате-0,5, несколько функц. узлов-1) Простота в эксплуатации (наличие меню-1, нет меню-0,5) 1 4,2 0,5 1 0,5 0,5 2 4,0 0,5 1 0,5 1 3 4,5 1 2 1 1 4 5,1 1 3 1 1

Расчёткомплексного критерия качества.

Для расчёта комплексногокритерия качества выберем в качестве базового, первый вариант.

Сравним второй вариант сбазовым, в соответствии с выбранными критериями качества и занесём результаты втабл.1.4. Параметры Q,V,QV<sup/> (см п 1.2).

Таблица1.4.

ПараметрыQ,V,QVдля второго варианта

Критерий Q V

QV

Надёжность 0,95 0,25 0,98 Качество воспроизведения изображения 1 0,25 1 Сервисные возможности 1 0,2 1 Ремонтопригодность 1 0,15 1 Простота в эксплуатации 2 0,15 1,1

Комплексный критерий качества К2(см п. 1.2).

/>

Сравним третий вариант сбазовым, в соответствии с выбранными критериями качества и занесём результаты втабл.1.5. Параметры Q,V,QV<sup/> (см п 1.2).

Таблица1.5.

ПараметрыQ,V,QVдля третьего варианта

Критерий Q V

QV

Надёжность 1,07 0,25 1,01 Качество воспроизведения изображения 2 0,25 1,18 Сервисные возможности 2 0,2 1,14 Ремонтопригодность 2 0,15 1,1 Простота в эксплуатации 2 0,15 1,1

Комплексный критерий качества К3(см п. 1.2).

/>

Сравним разрабатываемый вариантс базовым, в соответствии с выбранными критериями качества и занесём результатыв табл.1.6. Параметры Q,V,QV<sup/> (см п 1.2).

Таблица1.6.

ПараметрыQ,V,QVдля разрабатываемого варианта

Критерий Q V

QV

Надёжность 1,21 0,25 1,04 Качество воспроизведения изображения 2 0,25 1,18 Сервисные возможности 3 0,2 1,25 Ремонтопригодность 2 0,15 1,1 Простота в эксплуатации 2 0,15 1,1

Комплексный критерий качества К4(см п. 1.2).

/>

Из вышеприведённых расчётовможно увидеть, что из представленных вариантов, лучшим является разрабатываемыйвариант устройства.


1.5 Экономическая оценка разрабатываемоговарианта

          В качестве объекта исследования выбранытелевизионные приемники. Наиболее широко известными производителями данноготовара являются следующие фирмы: Горизонт, Sony, Panasonic, Philips, Samsung,Gold Star(LG), Hitachi, Funai, Grundig, JVC,Aiwa.

В центральных областях России наначало 1998 года средняя цена телевизионного приемника составила 3600 рублей.По моделям телевизоров установились следующие средние розничные цены:

— Горизонт — 2076 рублей;

— Gold Star (LG) — 2854 рубля;

— Samsung — 2700 рублей;

— Sony — 3880 рублей;

— Panasonic — 3850 рублей;

— Hitachi  — 2720 рублей;

— Funai — 2620 рублей;

— JVC — 3550 рублей.

        Основнымипоказателями, характеризующими исследуемый товар, являются следующие:

          Технические:

1.   Количествоканалов;

2.  Качество воспроизведения изображения;

3.   Сервисныевозможности;

4.   Цена;

5.   Надёжность;

6.   Затраты наэлектроэнергию;

7.   Ремонтопригодность.

          Экономические:

1.   Затратына ремонт;

2.   Затратына электроэнергию;

3.   Прочиерасходы;

4.   Амортизация;

5.   Цена.

Выбор важных показателей качества товара.

Для оценкиконкурентоспособности товара рынок разделим на следующие сегменты всоответствии с уровнем дохода потенциальных покупателей:

          1.Низкий

          2.Средний

          3.Высокий

          Определим показателикачества наиболее важные для определения конкурентоспособности товара с учетомданных сегментов рынка.

Таблица 1.7

Показатели качества

Показатели Сегменты рынка Среднее 1 2 3 Надёжность 6 6 3 5 Качество воспроизведения изображения 8 8 8 8 Ремонтопригодность 2 5 4 3.7 Сервисные возможности 7 5 6 6 Простота в эксплуатации 2 3 3 2,7 Музыкальная мощность 4 3 3 3,3 Цена 2 7 7 5.3 Затраты на электроэнергию 1 4 7 4 Наиболее важными показателями являются:1.  Качество воспроизведения изображения;

2.   Сервисныевозможности;

3.   Цена;

4.   Надёжность;

5.   Затраты наэлектроэнергию;

6.   Ремонтопригодность.

          Для нахождения наиболее важных показателейвоспользуемся методом матриц парных сравнений.

Таблица 1.8

Показатели качества дляпокупателей с высоким уровнем дохода

Показатели Сервисные возможности Качество воспроизведения изображения Цена Надёжность Затраты на электроэнергию Ремонтопригодность Сумма 1 2 3 4 5 6 7 8 Сервисные возможности 1 2 2 5 Качество воспроизведения изображения 2 1 2 2 2 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Цена 2 2 1 2 2 9 Надёжность 1 2 3 Затраты на электроэнергию 1 1 Ремонтопригодность 2 2 2 2 1 9

Таблица 1.9

Показателикачества для покупателей со средним уровнем дохода

Показатели Сервисные возможности Качество воспроизведения изображения Цена Надёжность Затраты на электроэнергию Ремонтопригодность Сумма Сервисные возможности 1 2 2 2 2 2 11 Качество воспроизведения изображения 1 2 2 2 7 Цена 2 1 2 5 Надёжность 2 1 2 2 7 Затраты на электроэнергию 1 1 Ремонтопригодность 2 2 1 5

Таблица 1.10

Показатели качества дляпокупателей с низким уровнем дохода

Показатели Сервисные возможности Качество воспроизведения изображения Цена Надёжность Затраты на электроэнергию Ремонтопригодность Сумма Сервисные возможности 1 2 2 5 Качество воспроизведения изображения 2 1 2 2 2 2 11 Цена 1 1 Надёжность 2 2 1 2 7 Затраты на электроэнергию 2 2 2 1 2 9 Ремонтопригодность 2 1 3

Таблица1.11

Средние показатели по трём сегментам рынка

ПОКАЗАТЕЛИ 1 2 3 СРЕДНИЙ БАЛЛ Сервисные возможности 5 11 5 7 Качество воспроизведения изображения 9 7 11 9 Цена 9 5 1 5 Надёжность 3 7 7 5,67 Затраты на электроэнергию 1 1 9 3,67 Ремонтопригодность 9 5 3 5,67

          Степень важности выбранных показателейраспределилась следующим образом: качество воспроизведения изображения,сервисные возможности, надёжность, ремонтопригодность, цена, затраты наэлектроэнергию.

Определение модели для сравнения.

          Оценку моделей произведем по пяти-бальной шкале исведём результаты в таблицы.

         

Таблица 1.12

Показатели для покупателей с низким уровнем дохода.

Показатели модели Сервисные возможности Качество воспроизведения изображения Цена Надёжность Затраты на электроэнергию Ремонтопригодность Сумма

Funai TV-2100 MK10

Hyper

4 5 4 3 4 4 24 JVC AV21TE 4 4 4 3 5 4 24 Gold Star CF-20A80V 4 5 5 4 5 4 27 Samsung CK5051А 4 5 4 4 4 5 26 Горизонт 51 ТЦ 5 5 4 5 5 4 28 Sony KV-28S4R 4 4 5 4 5 5 27 Panasonic TX-28WG25C 5 5 5 5 5 5 30 Aiwa TV-MG-330 3 4 4 4 4 3 22

Таблица 1.13

Показатели для покупателей со средним уровнем дохода.

Показатели модели Сервисные возможности Качество воспроизведения изображения Цена Надёжность Затраты на электроэнергию Ремонтопригодность Сумма

Funai TV-2100 MK10

Hyper

4 5 5 4 3 4 25 JVC AV21TE 4 4 3 3 4 4 22 Gold Star CF-20A80V 4 5 5 4 3 4 25 Samsung CK5051А 4 4 4 4 3 5 24 Горизонт 51 ТЦ 5 5 4 5 4 4 27 Sony KV-28S4R 4 4 5 4 3 5 25 Panasonic TX-28WG25C 5 5 5 5 4 5 29 Aiwa TV-MG-330 3 4 4 3 3 3 20

Таблица 1.14

Показатели для покупателей свысоким уровнем дохода.

Показатели модели Сервисные возможности Качество воспроизведения изображения Цена Надёжность Затраты на электроэнергию Ремонтопригодность Сумма 1 2 3 4 5 6 7 8

Funai TV-2100 MK10

Hyper

4 4 5 4 1 4 22 JVC AV21TE 4 4 4 3 2 4 21 1 2 3 4 5 6 7 8 Gold Star CF-20A80V 4 5 5 4 2 4 24 Samsung CK5051А 4 5 4 4 1 5 23 Горизонт 51 ТЦ 5 5 5 5 1 4 25 Sony KV-28S4R 4 4 5 4 1 5 23 Panasonic TX-28WG25C 5 5 5 4 2 5 26 Aiwa TV-MG-330 3 3 4 3 1 3 17

В качестве базовой модели,выбираем модель Panasonic TX-28WG25C,получившую наибольшее количество баллов.

Оценка конкурентоспособностипроектируемого варианта по экономическим и техническим параметрам.

В качестве новой модели возьмемпроектируемый вариант устройства. Проведем оценку конкурентоспособности новоймодели по отношению к базовой модели. Показатели двух моделей представлены втаблице 1.15

Таблица 1.15

Технические и экономическиепараметры.

№ Показатели Panasonic TX-28WG25C проектируемое устройство 1 2 3 4 технические 1 Надёжность (время наработки на отказ) 10000 час 11000 час 2 Качество воспроизведения изображения 4балла 5 баллов 3 Ремонтопригодность 4 балла 5 баллов 4 Сервисные возможности 5 баллов 5 баллов 5 Простота в эксплуатации 4 балла 5 баллов 6 Музыкальная мощность 13 Вт 15 Вт 1 2 3 4 Экономические 1 Затраты на ремонт 271,6 285 2 Затраты на электроэнергию 482 335,8 3 Прочие расходы 150 130 4 Эксплуатационные затраты 903,6 790,8 4 Амортизация 855 666 5 Цена 3850 3500 6 Цена потребления 2661,6 2207,8

Определимсводный индекс конкурентоспособности модели по техническим параметрам:

/>,                                                                                   (1,2)

где />-вес j параметра в оценкепотребительских свойств изделия, />-относительный показатель качества j параметра,определяется как отношение значения параметра исследуемой модели к значениюэтого параметра базовой модели.

Таблица1.16

Сводныйиндекс конкурентоспособности по техническим параметрам.

тЕХНИЧЕСКИЕ параметры

/>

/>

/>

1 0,292 1,75 0,511 2 0,25 0,713 0,178 3 0,208 1,13 0,235 4 0,042 1 0,042 5 0,083 1,2 0,0996 6 0,125 0,697 0,087

/>

1,1526

Определим сводныйиндекс конкурентоспособности модели по экономическим  параметрам:

/>,                                                                                     (1,3)

где  /> -индекс затрат, отношение значений параметров соответствующих моделей, /> — доля издержек в ценепотребления.

Таблица 1.17

Сводныйиндекс конкурентоспособности по техническим параметрам.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ параметры

/>

/>

/>

Затраты на ремонт 0,21 0,7 0,147 Затраты на электроэнергию 0,373 0,697 0,26 Прочие расходы 0,116 0,87 0,1 Амортизация 0,3 0,597 0,18

/>

0,686

Определив по таблицам 1.16, 1.17 индексы конкурентоспособности потехническим и экономическим параметрам, определяем интегральный показательконкурентоспособности:

/>,                                                                     (1,4)

К больше 1, значит рассматриваемая модель конкурентоспособна.

2. Схемотехнический раздел

2.1. Расчёт схемыэмиттерного повторителя в канале изображения

Для подключения полосовогофильтра к микросхеме цифрового полосового фильтра, необходимо поставитьбуферный каскад. В качестве такого буферного каскада можно использоватьэмиттерный повторитель на биполярном транзисторе. Произведём расчет этой схемы,рис 2.1.

Исходными данными для расчётаявляются:

— ток отдаваемый в нагрузку, Iн = 1 мА;

— напряжения в нагрузке Uн = 2 В;

— напряжение питания Uпит = 5 В;

— частотный диапазон входногосигнала fсиг (0,1Гц – 6,5 МГц);

— допустимый уровень частотныхискажений Мн = 1.1 dB.

Выбор транзистора производимисходя из заданной максимальной частоты сигнала. Выберем транзистор КТ3172А. [9]Это транзистор кремниевый эпитаксильно-планарный, структуры n-p-n усилительный. Предназначенный дляприменения в бытовой видеотехнике.

Справочные данные:

— статический коэффициентпередачи тока 40;

— входное сопротивлениетранзистора 727 Ом:

— граничная частота 300 МГц;

— максимальный ток коллектора 20мА;

— максимальное напряжениеколлектор-эмиттер 20 В.

/>

Рис2.1. Схема эмиттерного повторителя в канале изображения.

Расчётпостоянной составляющей тока эмиттера.

/>,                                                                                        (2,1)

где IЭ0– постоянная составляющая тока эмиттера, мА;

IН– ток в нагрузке, мА;

КЗ – коэффициентзапаса = 1,7.

/>                                                                                    

Расчётстатического коэффициента передачи тока в схеме с общей базой.

/>,                                                                                     (2,2)

где h21Б– статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой;

h21Э– статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером.

/>                                                                               

3. Расчёт постояннойсоставляющей тока коллектора.

/>,                                                                                     (2,3)

где IК0 — постоянная составляющая тока коллектора, мА;

IЭ0– постоянная составляющая тока эмиттера, мА;

h21Б– статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой.

/>

проверяем условие IК0< IДОП.Условие выполняется.

4.   Расчётпостоянной составляющей коллекторного напряжения.

/>,                                                                            (2,4)

где UКЭМИН– остаточное напряжение на коллекторе, 0,5…1 В;

Uн — напряжение в нагрузке, В.

 />

проверяем условие UК0< UДОП.Условие выполняется.

5. Расчёт резистора RЭ

/>,                                                                               (2,6)

где RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом;

Uпит - напряжение питания, В;

IЭ0– постоянная составляющая тока эмиттера, мА;

UК0- постоянная составляющая коллекторного напряжения, В.

/>                                                                       

         

6. Расчет резистора в цепи базы.

/>,                                                                                (2,7)

где RБ– сопротивление резистора RБ, Ом;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом;

h21Э– статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером.

/>

7. Расчёт крутизны вольтампернойхарактеристики транзистора.

/>,                                                                                            (2,8)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

h21Э– статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;

h11 — входное сопротивление транзистора, Ом.

/>

8. Расчёт коэффициента усилениякаскада.

/>,                                                                                    (2,9)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом.

/>

9. Расчёт конденсатора С1.

/>,                                                                              (2,10)

где МН — допустимыйуровень частотных искажений;

fН– нижняя граничная частота, Гц;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом.

/>

2.2. Расчет схемыусилительного каскада в канале звука стандарта 

NICAM

Исходные данные для расчёта:

— напряжение питания UПИТ = 5 В;

-    максимальный выходной ток = 10 мА.;

— допустимый уровень частотныхискажений Мн = 1.1 dB;

— частота усиливаемого сигнала =6.5 МГЦ.

Выбор транзистора производимисходя заданных исходных данных. Выберем транзистор КТ3172А.[9] Это транзисторкремниевый эпитаксильно-планарный, структуры n-p-n усилительный. Предназначенный дляприменения в бытовой видеотехнике.

Справочные данные для данноготранзистора:

— статический коэффициентпередачи тока 40;

— входное сопротивлениетранзистора 727 Ом:

— граничная частота 300 МГц;

— максимальный ток коллектора 20мА;

— максимальное напряжениеколлектор-эмиттер 20 В;

— ёмкость коллекторного перехода 3,4 10-12Ф.

Кроме того по входным и выходным характеристикамтранзистора определяем положение рабочей точки при работе транзистора в режимеА.

Получаем:

— ток покоя транзистора  IK0= 4 мА, при UКЭ0= 1,8 В;

— напряжение смещения на базе UБ0 = 0,84 В при IБ0= 30 мкА.

Принципиальная схема каскада показана на рис 2.2.

1.   Расчёт падения напряжения на резисторе RЭ.

/>,                                                                                                (2,11)

где URЭ — падение напряжения на резисторе RЭ, В;

UПИТ  — напряжение питания.

 />

2. Расчёт резистора RЭ

/>,                                                                                           (2,12)

где RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом;

URЭ — падениенапряжения на резисторе RЭ, В;

IK0 — ток покоя транзистора, А.

/>

3. Расчёт резистора RК

/>,                                                                      (2,13)

где RК– сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом;

URЭ — падениенапряжения на резисторе RЭ, В;

UПИТ - напряжение питания, В;

IK0 — ток покоя транзистора, А;

UK0 — напряжение покоя транзистора, В.

/> <td/> />
/>

Рис 2.2.Принципиальная схема усилительного каскада.

4.   Расчетсопротивлений делителя, R1, R2.

/>,                                                                        (2,14)

где UПИТ - напряжение питания, В;

IБ0 — ток покоя в базе транзистора, А.

/>

/>,                                                                                 (2,15)

где UR2 — падение напряжения на резисторе R2, В;

UБ0 — напряжение покоя в базе транзистора, В;

URЭ — падение напряжения на резисторе RЭ, В.

/>

/>,                                                                                       (2,16)

где UR2 — падение напряжения на резисторе R2, В;

IБ0 — ток покоя в базе транзистора, А;

R2 –сопротивление резистора R2, Ом.

/>

R1 = RД – R2,                                                                                   (2,17)

где R1 –сопротивление резистора R1, Ом;

R2 –сопротивление резистора R2, Ом;

RД– сопротивление делителя в цепи базы, Ом.

R1 = 16666,6– 6966,6 = 9700

5. Расчёт крутизны вольтампернойхарактеристики транзистора.

/>,                                                                                            (2,18)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

h21Э– статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;

h11 — входное сопротивление транзистора, Ом.

/>

6. Расчёт коэффициента усилениякаскада.

/>,                                                                                    (2,19)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом;

RК– сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом.

/>

7. Расчёт коэффициентаустойчивого усиления

/>

/>,                                                                   (2,20)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

fc– частота усиливаемого сигнала, Гц;

Ск – ёмкостьколлекторного перехода, Ф.

/>

проверяем условие К < КУСТ.Условие выполняется.

8. Расчёт конденсатора С1

/>,                                                                          (2,22)

где fc– частота усиливаемого сигнала, Гц;

R1 –сопротивление резистора R1, Ом;

R2 –сопротивление резистора R2, Ом.

/>

9. Расчёт конденсатора С2

При расчёте конденсатора С2, предварительнорассчитаем постоянную времени цепи, τ.

/> ,                                                                                 (2,23)

где МН — допустимыйуровень частотных искажений;

fН– нижняя граничная частота, Гц.

/>

/>,                                                                                     (2,24)

где RК– сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом;

RН– сопротивление нагрузки, Ом.

/>

2.3.Расчёт схемыфильтра в канале изображения

Для отсечения высокочастотныхсоставляющих в сигнале R-Yнеобходимо включение фильтра низкой частоты (ФНЧ). Этот фильтр должен бытьнастроен на частоту среза = 1,5 МГц, так как этой частотой определяется верхняяграница  спектра сигнала.

Итак, требуется рассчитать ФНЧ.

Исходные данные для расчёта:

частота среза fГР= 1,5 МГц;

сопротивление нагрузки RН = 900 Ом.

Принципиальная схема фильтрапредставлена на рис. 2.3.

/>

Рис2.3. Принципиальная схема фильтра.

1.   Расчёт конденсаторов.

/>,                                                                                 (2,25)

где fГР — частота среза, Гц;

RН — сопротивление нагрузки, Ом.

/>

В схему, конденсаторыустанавливаются номиналом С1 = С2 = С/2 =

= 117 пФ.

2.   Расчёткатушки индуктивности

/>,                                                                                      (2,26)

где fГР — частота среза, Гц;

RН — сопротивление нагрузки, Ом.

         

          />

Таким образом получаем L = 191 мкГн.

Амплитудно-частотнаяхарактеристика такого фильтра будет описываться выражением:

/>/>,                                     (2,27)

и будет иметь следующий вид показанный на рис.2.4.

/>

Рис. 2.4. Амплитудно-частотнаяхарактеристика фильтра.

Таким образом, номиналыэлементов при постановке в схему:

L = 200 мкГн;

С1 = С2 = К31-11 250В 100 пФ.

2.4 Расчёт схемыэмиттерного повторителя в канале звука стандарта 

NICAM

Для согласования выходаусилительного каскада со входом микросхемы звукового процессора используемсхему показанную на рис 2.5.

Исходные данные для расчётасхемы

— ток отдаваемый в нагрузку, Iн = 1 мА;

— напряжения в нагрузке Uн = 2 В;

— напряжение питания Uпит = 5 В;

— частота усиливаемого сигнала fсиг  = 6,5 МГц;

— допустимый уровень частотныхискажений Мн = 1.1 dB.

Выбор транзистора производимисходя из заданной максимальной частоты сигнала. Выберем транзистор КТ3172А[9].Это транзистор кремниевый эпитаксильно-планарный, структуры n-p-n усилительный. Предназначенный дляприменения в бытовой видеотехнике.

Справочные данные:

— статический коэффициентпередачи тока 40;

— входное сопротивлениетранзистора 727 Ом:

— граничная частота 300 МГц;

— максимальный ток коллектора 20мА;

/> <td/> />
— максимальное напряжение коллектор-эмиттер 20 В.

Рис2.5. Принципиальная схема эмиттерного повторителя в канале звука стандарта  NICAM.

1.   Расчётпостоянной составляющей тока эмиттера.

/>,                                                                                        (2,28)

где IЭ0– постоянная составляющая тока эмиттера, мА;

IН– ток в нагрузке, мА;

КЗ – коэффициентзапаса = 1,7.

/>       

2.   Расчётстатического коэффициента передачи тока в схеме с общей базой.

/>,                                                                                      (2,29)

где h21Б– статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой;

h21Э– статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером.

/>

3. Расчёт постояннойсоставляющей тока коллектора.

/>,                                                                                     (2,30)

где IК0 — постоянная составляющая тока коллектора, мА;

IЭ0– постоянная составляющая тока эмиттера, мА;

h21Б– статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой.

/>

проверяем условие IК0< IДОП.Условие выполняется.

4. Расчёт постоянной составляющей коллекторногонапряжения.

/>,                                                                            (2,31)

где UКЭМИН– остаточное напряжение на коллекторе, 0,5…1 В;

Uн — напряжение в нагрузке, В.

 />

проверяем условие UК0< UДОП.Условие выполняется.

5. Расчёт резистора RЭ

/>,                                                                               (2,32)

где RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом;

Uпит - напряжение питания, В;

IЭ0– постоянная составляющая тока эмиттера, мА;

UК0- постоянная составляющая коллекторного напряжения, В.

/>

         

6. Расчет тока в цепи базы.

/>,                                                                                            (2,33)

h21Э– статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;

IЭ0– постоянная составляющая тока эмиттера, А.

/>

7. Расчет сопротивленийделителя, R1, R2.

/>,                                                                        (2,34)

где UПИТ - напряжение питания, В;

IБ0ток — в базе транзистора, А.

/>

/>,                                                                                 (2,35)

где UR2 — падение напряжения на резисторе R2, В;

UБ0 — напряжение в базе транзистора, В;

URЭ — падение напряжения на резисторе RЭ, В.

/>

/>,                                                                                       (2,37)

где UR2 — падение напряжения на резисторе R2, В;

IБ0 — ток в базе транзистора, А;

R2 –сопротивление резистора R2, Ом.

/>

R1 = RД – R2,                                                                                   (2,38)

где R1 –сопротивление резистора R1, Ом;

R2 –сопротивление резистора R2, Ом;

RД– сопротивление делителя в цепи базы, Ом.

R1 = 11764,5– 7435,3 = 4329,2

8. Расчёт крутизны вольтампернойхарактеристики транзистора.

/>,                                                                                            (2,39)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

h21Э– статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;

h11 — входное сопротивление транзистора, Ом.

/>

9. Расчёт коэффициента усилениякаскада.

/>,                                                                                    (2,40)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом.

/>

10. Расчёт конденсатора С1

/>,                                                                          (2,41)

где fc– частота усиливаемого сигнала, Гц;

R1 –сопротивление резистора R1, Ом;

R2 –сопротивление резистора R2, Ом.

/>

11. Расчёт конденсатора С2.

/>,                                                                              (2,42)

где МН — допустимыйуровень частотных искажений;

fН– частота сигнала, Гц;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом.

/>

12.  Расчёт передаточнойхарактеристики каскада по высокой частоте.

/>,                                                                                  (2,43)

где К — коэффициент усилениякаскада в зависимости от частоты;

К0 – см формулу (2,40);

fВ– верхняя частота усиления каскада, Гц;

f –текущая частота, Гц.

/>,                                                                            (2,44)

где fВ– верхняя частота усиления каскада, Гц;

RВЫХ– выходное сопротивление каскада, Ом;

С0 – выходная ёмкость каскада,Ф.

/>,                                                                                   (2,45)

где RВЫХ– выходное сопротивление каскада, Ом;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом;

S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В.

/>

/>,                                                                             (2,46)

где С0 – выходная ёмкостькаскада, Ф;

СЭК – ёмкостьколлекторного перехода, Ф;

СН – емкостьнагрузки, Ф;

СМ – емкость монтажа,Ф.

/>.

/> <td/> />
График зависимости коэффициента усиления эмиттерного повторителя в

канале звука стандарта  NICAM отчастоты приведён на рис.2.6.

Рис.2.6. Графикзависимости коэффициента усиления эмиттерного повторителя в канале звукастандарта  NICAM от частоты.

2.5 Расчётстабилизатора в схеме питания.

Для нормальной работы схемы телевизионногоприёмника, необходимо обеспечить стабилизацию питающих напряжений, т.к.напряжение сети непостоянно. Эту задачу выполняют устройства, называемыестабилизаторами. В настоящее время существуют микросхемы, выполняющие функциистабилизации напряжения питания той или иной схемы. Исходными данными дляпроектирования схем стабилизации являются:

-    входное напряжение стабилизатора, В;

-    выходное напряжение стабилизатора, В;

-    ток, потребляемый схемой, А;

-    нестабильность выходного напряжения, %.

Для нашего случая исходные данные такие:

-     входное напряжение стабилизатора, 8В;

-    выходное напряжение стабилизатора, 5В;

-    ток, потребляемый схемой, 300мА;

-    нестабильность выходного напряжения, 2,5%.

По заданным исходным данным посправочнику определяем нужную нам микросхему, причём Iн= 300.1,5 = 450 мА. Т.о. мы выбираем микросхему К1158ЕН5Г[4].Основные параметры этой микросхемы приведены в табл.2.1. А типовая схемавключения на рис 2.7.

Таблица2.1

Основныепараметры микросхемы К1158ЕН5Г.

п./п

Параметр Величина 1 Выходной ток, мА 800 2 Выходное напряжение, В 5 3 Диапазон входных напряжений, В 6-35 4 Нестабильность выходного напряжения, % <2 5

Диапазон рабочих температур, 0С

-45…+85

Кроме вышеперечисленныхпараметров эта микросхема обладает следующими положительными особенностями:защита от короткого замыкания в нагрузке, встроенная тепловая защита, защита отвыбросов входного напряжения, малым падением напряжения вход-выход.

/>

Рис2.7.типовая схема включения микросхемы К1158ЕН5Г.

Конденсаторы С1 и С2рекомендательно выбрать соответственно 1 мкФ и 10 мкФ.

2.6. Расчётдопусков на радиоэлементы

Произведём расчёт допусков на радиоэлементы длясхемы эмиттерного повторителя в канале изображения при отклонении коэффициентаусиления на 5%.

Для данного каскада имеем:

/>,                                                                                    (2,48)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом.

/>                                                                                           (2,49)

/>,                                                              (2,50)

/>                                                                 (2,51)

/>                                                                                      (2,52)

/>                                                                                        (2,53)

/>                                                                          (2,54)

/>.                                                                (2,55)

Для нашего случая найдём А1 иА2.

/>                                        (2,56)

          Зададим отклонениекрутизны, равное 10%, тогда при подстановке численных значений в формулу(2,55), получим значение отклонения номинала резистора на 37.8%.

Таким образом, выбирая из рядатиповых значении номиналов элементов, получаем:

          RЭ= МЛТ 0,125 1,3кОм  ± 10%;

          RБ= МЛТ 0,125 6,8кОм  ± 10%;

С1 = К50-35 16В 33 мкФ

Произведём расчёт допусков на радиоэлементы длясхемы усилительного каскада в канале промежуточной звука стандарта  NICAM при отклонении коэффициента усиления на 5%.

Для данного каскада имеем:

/>,                                                                                    (2,57)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом;

RК– сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом.

/>                                                                        (2,58)

/>,                                        (2,59)

/>                                            (2,60)

/>                                                                                      (2,61)

/>                                                                                        (2,62)

/>                                                                                      (2,63)

/>                                                            (2,64)

/>.                                              (2,65)

Для нашего случая найдём А1 иА2.

/>                                                                                       (2,66)

/>                                                                                      (2,67)

А3=1                                                                                                 (2,68)

/>

/>

Зададим отклонение крутизны,равное 1% и допустим, что  δRK = δRЭ, тогда при подстановке численных значенийв формулу (2,65), получим значение отклонения номиналов резисторов на 3.63%.

Таким образом, выбирая из рядатиповых значении номиналов элементов, получаем:

          RЭ= МЛТ 0,125 316 Ом  ± 2%;

          RК= МЛТ 0,125 487 Ом  ± 2%;

          R1= МЛТ 0,125 10 кОм  ± 10%;

          R2= МЛТ 0,125 6,8 кОм  ± 10%;

С1 = С2 = К31-11 250В 67 пФ .

          Произведём расчёт допусков на радиоэлементы длясхемы эмиттерного повторителя  в канале промежуточной звука стандарта  NICAM при отклонении коэффициентаусиления на 5%.

Для данного каскада имеем:

/>,                                                                                     (2,69)

где S — крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В;

RЭ– сопротивление резистора RЭ, Ом.

/>                                                                                           (2,70)

/>,                                                              (2,71)

/>                                                                 (2,72)

/>                                                                                      (2,73)

/>                                                                                        (2,74)

/>                                                                          (2,75)

/>.                                                                (2,76)

Для нашего случая найдём А1 иА2.

/>                                        (2,77)

          Зададим отклонениекрутизны, равное 10%, тогда при подстановке численных значений в формулу(2,76), получим значение отклонения номинала резистора на 37.8%.

Таким образом, выбирая из рядатиповых значении номиналов элементов, получаем:

          RЭ= МЛТ 0,125 1,3кОм  ± 10%;

          R1= МЛТ 0,125 4,3кОм  ± 10%;

          R2= МЛТ 0,125 7,5 кОм  ± 10%;

С1 = К31-11 250В 100 пФ ;

С2 = К31-11 250В 47 пФ .

2.7Описание работы принципиальной электрической схемы по каналу прохождениявидеосигнала.

Сигнал с антенны черезразветвитель поступает на 2 одинаковых тюнера, один из которых DA1-1 является основным, а другой DA6-1 предназначен дляприема дополнительного изображения. Управление тюнером осуществляется по шине I2C с микроконтроллера (МК). По  этой шине передается такжеследующая информация:

— ТВ стандарт;

— Тип системы цветовогокодирования;

— Частота настройки;

— Сигнал АПЧГ;

— Сигнал АРУ;

— Команды переключениядиапазонов.

/> <td/> />
Структурная схема одного из тюнеров приведена на рис. 2.8.

Рис.2.8. Структурная схема тюнера

Сигнал с антенны проходитразветвитель и поступает на вход тюнера, а далее, в зависимости от выбранногодиапазона, на один из 3-х усилителей H, M, L. Выборусилителя и регулировка коэффициента усиления по сигналу АРУ в зависимости отуровня входного сигнала определяется  микроконтроллером МК по шине I2C. После усиления сигнал поступает на смеситель, в которомосуществляется перенос спектра ТВ сигнала с радиочастоты на промежуточную Fпч=38,0 МГц. Частота с гетеродина поступает в цифровой формепо шине I2C с МК на аналого-цифровойпреобразователь (АЦП) и далее на смеситель. На  выходе смесителя образуется Fпч, равная разнице между частотой гетеродина Fг и частотой сигнала Fс. Длястабилизации частоты гетеродин охвачен цепью автоматической подстройки частотыгетеродина (АПЧГ). Сигнал АПЧГ с тюнера по шине I2Cпоступает на МК, где происходит подстройка частоты. Измененная частотагетеродина в цифровой форме возвращается в тюнер.

Сигнал ПЧ с выхода смесителяпоступает на фильтр на поверхностно-аккустических волнах  (ПАВ). Параметрыфильтра определяют амплитудно-частотную характеристику УПЧ, а значитизбирательность по соседнему каналу и равномерность передачи спектра ТВ сигналав полосе пропускания. Затем сигнал усиливается в УПЧ и поступает навидеодетектор. Он выполнен по схеме синхронного детектора, основное достоинствокоторого – малые нелинейные искажения при детектировании слабых сигналов.

Синхрочастоту, необходимую дляработы видеодетектора, вырабатывает генератор. Для синхронизации его работы истабилизации частоты генератор охвачен петлей фазовой автоподстройки частоты(ФАПЧ). В основе работы  ФАПЧ – компаратор с двумя входами, на которыепоступают частота ПЧ и частота генератора. В  случае отличия частот по фазе иличастоте в компараторе вырабатывается сигнал ошибки, который подстраиваетгенератор.

В случае большого ухода Fпч работает АПЧГ – медленная, но широкополосная с большимзахватом. В видеодетекторе ФАПЧ – быстродействующая и узкополосная. Онаспособна реагировать на быстрые изменения частоты. С видеодетектора сигналпоступает на усилитель, а затем на  буфер. С выхода буфера сигнал поступает навыход «Видео» тюнера.

Формирование промежуточнойчастоты звука Fпчз происходит аналогично Fпч. С выходасмесителя Fпч поступает на фильтр ПАВ, на выходе которого выделяется Fпчз.После необходимого усиления сигнал детектируется, затем вновь усиливается ичерез буфер поступает на выход «Аудио» тюнера. Это аналоговыймоносигнал.

На тюнере имеется выход Fпчз,предназначенный для формирования звука системы NICAM. Система NICAM представляет собой цифровую системукодирования стереофонических звуковых сигналов, которые передаются в системеPAL+.

Видеосигнал с выхода тюнера DA1-1 поступает на вход коммутатора DA1-2.Кроме этого у коммутатора есть еще 4 входа, на которые приходят видеосигналы сразъема XS1, входных разъемов и дополнительного тюнера.Выбор источника видеосигнала осуществляется во  командам с МК.

С выхода коммутатора видеосигналпоступает на эмиттерный повторитель, а затем на полосовой фильтр. С буферавидеосигнал поступает на. Эта микросхема представляет собой гребенчатый фильтр.

Известно, что спектрвидеосигнала не сплошной, а дискретный. Несущая частота сигналов цветностиF=4,43 МГц. Для выделения сигналов цветности в аналоговых  ТВ устанавливалсяфильтр на эту частоту. Форма его АЧХ показана пунктиром. При этом из-заневозможности создания фильтра с «П» образной характеристикой частьспектра видеосигнала терялась, что приводило к снижению четкости изображения.

Фильтр работает только впромежутках между спектром видеосигнала. Принцип работы цифрового гребенчатогофильтра основан на том, что соседние  строки по цвету ничем не отличаются.Поэтому если вычесть из одной строки сигнал соседней строки, то получается одиняркостной сигнал.

Введение в схему цифровогогребенчатого фильтра заметно повышает четкость изображения. По желаниюпользователя в меню есть возможность отключения фильтра.

На входе AD2-1включен АЦП, преобразующий аналоговый видеосигнал в цифровой. Затем  вгребенчатом фильтре производится его цифровая обработка, после чего сигналыяркости Y и цветности С в цифровом виде по раздельнымканалам поступают на входы ЦАП. С выходов микросхемы DA1-1сигналы яркости и цветности уже в аналоговой форме поступают на декодер (DA1-6).

Декодер осуществляетраспознавание цветовых систем кодирования PAL+, SECAM,NTSC и декодирование сигналов цветности. На выходеобразуются цветоразностные сигналы R-Y и B-Y. В  паре с DA1-6 работает DA1-7 –линия задержки на строку. Кроме декодирования основных сигналов, DA1-6осуществляет врезку внешних сигналов R, G, B поступающих с разъема  XS1. Управление декодером осуществляется по шине I2C с МК. В DA1-6 формируется 3-х уровневый импульс, которыйснимается с контакта 10.

С выхода декодера (контакты 14,13, 12) цветоразностные сигналы и сигнал яркости поступают на DA2-2– такназываемую микросхему искусственного интеллекта.

В ней выполняются следующиеоперации:

— Привязка к уровню черного.Измеряется амплитуда самого темного элемента изображения за строку, котораяпринимается за уровень черного. Таким образом срезается «подставка»,что позволяет более полно использовать динамический диапазон;

— Коррекция амплитуднойхарактеристики или по другому  гамма-характеристики.

Известно, что условием хорошегокачества изображения является примерное равенство черных, белых и серых точек.Если в поступающем видеосигнале количество белых и черных точек гораздо больше,чем серых, то микросхема искусственно увеличивает количество серых. Это достигается за счет изменения крутизны гамма-характеристики в области белого ичерного. Вся  обработка идет только по яркостному. По желанию  пользователя вменю есть возможность отключения микросхемы искусственного интеллекта.Управление осуществляется по шине I2C с МК.

С выхода DA2-2(контакты 28, 26, 21) цветоразностные и яркостный сигналы через  усилителипоступают на разъем ХS6 и далее на плату “3”, где происходит их цифроваяобработка.

На плате «3»аналоговый сигнал поступает на AD3-1 – микросхемуаналого-цифрового преобразователя. Из теории известно, что любой аналоговыйсигнал можно передать дискретно, если частота квантования в 2 раза вышемаксимальной модулирующей частоты. Полоса  пропускания яркостного канала 6,0МГц, поэтому частота квантования АЦП была выбрана равной  13,5 МГц. Дляцветоразностных сигналов полоса пропускания равна 1,5 МГц, а частотаквантования выбрана 3,375 МГц. Для обеспечения требуемой разрешающейспособности ТВ необходимо  иметь 256 уровней квантования (28), т.е.для передачи видеосигнала нужна 8-разрядная цифровая  шина. Одновременнонеобходимо передавать 8 разрядов сигнала яркости, 8 разрядов сигнала R-Y  и 8 разрядов B-Y – итого 24 разряда.Но это избыточность: на самом деле на один отсчет яркостного канала выбирают 4отсчета цветоразностных каналов, что называется форматом 4:1:1.

Структурная схема AD3-1 показанана рис.2.9.

/>

Рис.2.9. Структурнаясхема микросхемы АЦП

Аналоговый сигнал яркости свывода 3 поступает на устройство выборки-хранения (УВХ) (1),  затем на8-разрядный АЦП (2) и через буфер (3) на преобразователь в уровни ТТЛ (4). Свыводов  24, 31 сигнал яркости в двоичном коде выходит из микросхемы.Аналоговый цветоразностный сигнал R-Y с вывода 7поступает на УВХ (5) затем на коммутатор (7).

Аналоговый цветоразностныйсигнал B-Y с вывода 9 поступает на УВХ (6) и далее на коммутатор (7). Затем обацветоразностных сигнала идут по одному каналу. Коммутатор подключаетцветоразностные сигналы к каналу поочередно.

С УВХ (8) сигнал поступают на8-разрядный АЦП, затем на кодер (10) и на преобразователь в уровни ТТЛ (11). Свыводов 19, 20 в двоичном коде снимается R-Y, а свыводов 21, 22  B-Y. Управление работой блоков внутри микросхемы осуществляетгенератор временных импульсов. Скорость прохождения сигналов поцветоразностному каналу в 4 раза ниже, чем по яркостному.

Для преобразования стандарта 50Гц в 100 Гц двоичные сигналы яркости и цветности сначалазаписываются впамять на поле микросхемы DD3-1 емкостью 2,9 МБ, азатем считываются с удвоенной скоростью микросхемой DD3-2,носящей название «Прозоник».  Структурная схема ее приведена на рис.2.10.

/>

Рис.2.10. Структурная схема микросхемы DD3-2

Она имеет в своем составе:

 

— 1, 4 – цифровые блокишумоподавления;

— 2, 3 – декодерыцветоразностных сигналов;

— 5, 6 –линии задержки;

— 7, 8 –медианные фильтры;

— 9, 10 – микшеры;

— 11 –кодер выбора стандарта;

— 12 –цифровой фазовый детектор;

— 13 – микропроцессор с памятью;

— 14 – блок контроля, связь сцентральным МК.

Структурная схема блокашумоподавления представлена на рис.2.11.

Принцип работы блоковшумоподавления основан на сравнении 2-х полей изображения Yаи Yb. Все их отличия считаются шумом и вычитаются. Вычитание происходит спеременным коэффициентом К. Величина коэффициента определяется в устройстве,называемым детектором движения. Значения коэффициента в зависимости отинтенсивности движения меняются от «0» до «1».  Нулевоезначение соответствует отсутствию движения. Новая информация не проходит навыход.  На выходе постоянно повторяется информация из внутренней памяти наполе.

/>

Рис.2.11.Структурная схема блока шумоподавления.

Максимальное значениекоэффициента, равное «1», соответствует наиболее интенсивному движению. При этом из входного сигнала сначала вычитается сигнал, записанный впамять, а после перемножителя вновь добавляется. Таким образом, входной сигналбез изменения проходит на  выход. При К меньше «1», но больше«0», из входного сигнала вычитается сигнал, задержанный на 1  кадр,умножается на коэффициент, суммируется с сигналом, записанным в памяти, ипоступает на  выход.

С выхода микросхемы«Прозоника» цифровой сигнал поступает на ЦАП DA3-1. Структурная схемамикросхемы DA3-1 приведена на рис.2.12.

Сигналы яркости и цветности вдвоичном коде проходят коммутатор (1), далее каждый из сигналов Y, B-Y, R-Y идет по своему каналу.

Сигнал яркости поступает на яркостную линиюзадержки. Назначение ее такое же, как в аналоговых ТВ – совмещение серединыфронтов яркостных и цветоразностных сигналов для улучшении цветовых переходов.Возникающие при этом выбросы на фронтах сигнала устраняются  фильтром (6). Вблоках 7, 10, 13 происходит изменение формата изображения. Для этого сигналзаписывается в память, а затем считывается с большей или меньшей скоростью.Частота  строчной развертки при этом не меняется. Затем сигнал поступает в ЦАП(17) и уже в аналоговой  форме выходит из микросхемы.

 Цифровые цветоразностные сигналы поступают наинтерполятор (2). Интерполятор необходим в связи с тем, что отсчетцветоразностных сигналов приходит со скоростью в 4 раза ниже яркостного,поэтому необходимо заполнить пробелы, усредняя соседние отсчёты.

Далее сигналы R-Yи B-Y идут раздельно каждый по своему каналу. Каналы идентичны.В блоках 3, 4 уменьшение  фронтов цветоразностных переходов необходимо дляповышения четкости цветовых переходов.В  блоках 8, 9, 11, 12, 14, 15происходит сжатие и растяжение изображения. На выходах ЦАП (18, 19)  сигналыуже имеют аналоговую форму.

/>

Рис. 2.12. Структурная схема микросхемы DA3-1.

 Для обслуживания блоков внутри микросхемы имеетсягенератор с ФАПЧ (16). Прием и выдача информации от центрального МКосуществляется через интерфейс шины I2C. С выхода ЦАП DA3-1 (контакты 54,51, 47), сигналы Y, R-Y и B-Y поступают  на видеопроцессор DA4-1 (контакты 6,7, 8). Кроме основного видеосигнала на его вход  поступают также сигналытелетекста (контакты 2, 3, 4) и сигналы PIP (контакты 10, 11, 12). Ввидеопроцессоре осуществляется матрицирование, врезка сигналов телетекста и PIP, регулировка яркости,  контрастности, насыщенности,ограничения тока лучей. Датчиком тока является измерительный  резистор,включенный в разрыв земляного вывода строчного трансформатора. В случаепревышения тока лучей сигнал с датчика поступает на вывод 15, что приводит крезкому уменьшению коэффициента усиления видеоусилителя и к уменьшению токалучей в кинескопе. Управление работой  видеопроцессора производится с МК пошинеI2C. С выходавидеопроцессора (контакты 20, 22, 24),  сигналы R, G, B поступают на платукинескопа.

На плате кинескопа сигналы R, G,B поступают соответственно на DA5-1, DA5-2, DA5-3 идалее  на кинескоп.

Режим “картинка в картинке” (РIР).

Видеосигнал с дополнительноготюнера DA6-1 поступает на коммутатор DA1-2. С выхода коммутатора сигналпоступает на вход декодера цветности DA2-1. DA2-3 – линия задержки на строку. Декодер осуществляетдекодирование сигналов цветности в соответствии с  принимаемой системой цвета,а также разделение сигналов цветности и яркости. С выхода декодера контакты(12, 13, 14) сигналы R-Y, B-Y и Y после усилителей поступают на разъем ХS5 и далее на плату«3» для цифровой обработки. С выхода AD3-2(АЦП) сигнал в цифровой форме поступает на микросхему памяти на поле DD3-3.Врезка сигнала R-Y в основной сигнал происходит в DD3-4...DD3-7Процессом считывания и врезки управляет  микросхема «Прозоник» DD3-2.Дальнейшая обработка сигналов с дополнительного тюнера производится совместно сосновным сигналом.

3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Разработкаконструкции узла

Конструкция устройствапредставляет собой совокупность конструкций, сборочных единиц, деталей, которыенаходятся в определенной взаимосвязи и обеспечивают требуемое функционирование.Материал корпуса для устройства подбирается исходя из следующих условий:минимум массы, прочность конструкции, минимум стоимости материала, минимумстоимости процесса обработки и изготовления деталей.

Телевизионный приёмник эксплуатируетсяв условиях, определенных по ГОСТ 16.014 УХЛ4.2

Таблица 3.1

Условия эксплуатациителевизионного приёмника

Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы 1 2 3 1

Прочность при синусоидальных вибрациях

n, Гц

а, м/с2

t, ч

20

19,6

> 0,5

2

Обнаружение резонансов в конструкции

n, Гц

x, мм

t, мин

10…30

0,5…0,8

> 4

3

Обнаружение резонансов в конструкции

Dn, Гц

а, м/с2

t, мин

10…30

2,4…10,7

> 4

4

Устойчивость к механическим ударам

t, мс

n, мин –1

аmax, м/с2

NS, ударов

––

––

­­––

––

5

Устойчивость к циклическим изменениям температуры

DQ, К

t, ч

223…333

2…6

6

Воздействие повышенной влажности

Вл, %

QI (QII), К

t, ч

80

298

48

1 2 3 7

Воздействие пониженной температуры

QIпрд (QIIпрд), К

QIрб (QIIрб), К

t, ч

233 (223)

278 (263)

2…6

8

Воздействие повышенной температуры

Qпрд, К

Qрб, К

t, ч

328

313

2…6

9

Воздействие пониженного атмосферного давления

Q, К

р, кПа

t, ч

263

61

2…6

10

Прочность при транспортировании

tu, мс

n, мин-1

аmax, м/с2

NS, ударов

5…10

40…80

49…245

>13000

11

Прочность при воздействии синусоидальных вибрациях

Dn, Гц

t, ч

а, м/с2

10…30

2

9,8…39,2

12

Прочность при воздействии многократных ударов

t, ч

n, мин-1

аmax, м/с2

NS, ударов

5…10

40…80

98

>6000

          Примечание: Индексы I и II относятся к первой и второй степени жесткостиэксплуатации.

Телевизионный приёмник имеетмассу 37 кг и устанавливается на плоскую твердую поверхность.

Для защиты телевизора от неблагоприятныхфакторов, приведенных в таблице, предусмотрено:

1. Корпус телевизора выполнен изударопрочного полистирола.

2. Для защиты от повышеннойвлажности плата покрыта водоустойчивым лаком.

3. Для удобства транспортированияпредусмотрены специальные упаковочные коробки с пенопластовыми вставками.

4. Для защиты от вибраций задняякрышка крепится шурупами.


3.2 Расчёт временинаработки на отказ

Рассчитаем время наработки наотказ ТН(час) для нашего телевизионного приёмника по методике,изложенной в [8].

Подсчитаем интенсивность отказов:

/> />                                                                                         (3.1)

где λ0i— интенсивность отказов i-гоэлемента, 1/ч;

Ni—число элементов для i-го конструкции.

Время наработки на отказ:

/>,                                                                                                        (3.2)

 где Λ—интенсивность отказов,1/ч.

Параметры n, λ0i, Ni для нашегоизделия при ведены в табл.3.2

Таблица3.2

Интенсивность отказовдля различных радиоэлементов

Элемент конструкции

λ0i, ч-1

Ni, шт

λ0i Ni

Резисторы

0,1∙10-7

217

21,7∙10-7

Конденсаторы

0,3∙10-7

83

4,9∙10-7

Кварц и полосовой фильтр

0,12∙10-7

32

3,84∙10-7

Диоды

0,2∙10-7

27

5,4∙10-7

Катушки индуктивности

0,15∙10-7

18

2,7∙10-7

Микросхемы

0,2∙10-7

28

5,6∙10-7

Транзисторы

0,2∙10-7

76

15,2∙10-7

Паяные соединения

0,45∙10-8

1854

83,43∙10-7

Контакты кнопок и разъемов

2∙10-7

350

700∙10-7

Печатная плата

0,8∙10-6

5

40∙10-7

Каркас, панели

1∙10-8

2

0,2∙10-7

Крепежные изделия

1∙10-8

10

10∙10-7

 По данным из табл.3.2 рассчитаемсуммарную интенсивность отказов по формуле 3.1.

Λ=891,97∙10-7ч-1

Время наработки на отказрассчитаем по формуле 3.2:

/>

Вероятность безотказной работыизделия:

/>,                                                                                                     (3.3)

где t—время работы изделия, час;

Р – вероятность безотказнойработы.

Значение t=ТН,при котором Р=0.37 называют временем наработки на отказ.

График зависимости вероятностибезотказной работы от времени показан на рис 3.1.

/>

Рис 3.1 График зависимостивероятности безотказной работы от времени работы изделия.

3.3 Порядок настройки, регулировки и эксплуатацииразработанного     устройства.

3.3.1. Регулировка размеровизображения.

Производится в сервисном режиме.Для перехода в сервисный режим необходимо сначала  нажать одновременно 2 кнопкина передней панели (PROG+ и PROG — ),а затем кнопку включения  сети. При этом в верхнем правом углу экрана должнызагореться буквы «ТТ». Нажать меню. Появится перечень микросхем,исходные данные которых можно изменить. С помощью курсора выбрать микросхемуSDA9361. Отрегулировать геометрию в соответствии с табл. 3.1.

Таблица3.1.

Регулировкаразмеров изображения

№ позиции    меню Обозначение в         меню Выполняемая функция 1 2 3 14 VSHIFT Центровка по вертикали 15 VSIZE Размер по вертикали

Продолжение табл3.1

1 2 3 16 VLIN Линейность по вертикали 17 VS-COR Линейность по вертикали вверху и внизу 18 HSIZE Размер по горизонтали 22 UP COR PIN Наклон вертикальных линий вверху 23 LOW COR DIN Наклон вертикальных линий внизу 25 HSHIFT Центровка по горизонтали

3.3.2. Регулировка баланса белого.

-  Подать на вход ТВ сигнал сгенератора «Белое поле»;

— Войти в сервисный режим, длячего сначала нажать одновременно 2 кнопки на передней панели (PROG+и PROG — ), а затем кнопку включения  сети. При этом вверхнем правом углу экрана должны загореться буквы «ТТ».

— Нажать кнопку «МЕНЮ»на пульте дистанционного управления. На экране появится перечень микросхем,исходные данные которых можно изменить;

— С помощью кнопок ↑ и ↓выбрать микросхему видеопроцессора ТDA4780;

— Нажать кнопку «0К».Появится перечень регулируемых параметров и их значения;

— Установить контрастность вмаксимальное значение;

— Установить значение усиленияпо красному сигналу «R GAIN» равное 25;

— Регулируя усиление по зеленому" G GAIN" и синему «B GAIN»сигналам, добиться белого свечения экрана без каких-либо оттенков;

— Для запоминания данных нажатькнопку «0К»;

— Установить контрастность вминимальное значение;

— Установить значениепостоянного уровня красного «R LVL REF»равным 31;

— Регулируя постоянные уровнизеленого «G LVL REF» и синего «B LVL REF»,добиться белого свечения экрана;

— Нажатькнопку «0К» для запоминания данных.

 

3.4. Типовые неисправности вустройстве и рекомендации по их устранению

3.4.1   При включении всеть перегорает сетевой предохранитель.

Этот признак указывает нанеисправность блока питания, либо на временную перегрузку по  сети. Сначаланадо заменить предохранитель на другой, рассчитанный на ток 5 А и напряжение 250 В. Если при повторном включении предохранитель перегорает вновь, значитнеисправность в  блоке питания. ТВ отключают от сети и «прозванивают» элементысетевого фильтра, выпрямитель,  конденсатор фильтра, транзисторыпреобразователя, элементы блока питания дежурного режима,  петлюразмагничивания. Наиболее часто выходят из строя диоды выпрямителя VD8-1 (замыкание),  конденсаторы С8-29, С8-30, С8-31(замыкание), транзисторы VT8-1, VT8-2 (замыкание К-Э). Выход из  строяэлектролитического конденсатора С8-33 заметен по вздутию вверху и разрывупредохранительной палочки. Перед установкой нового конденсатора необходимоспиртом удалить потеки электролита с платы, так как при повышенной влажностиэлектролит становится проводящим.

3.4.2.При включении в сеть ТВ не включается. Предохранитель цел.

Проверяют напряжение на С8-33.Если напряжение U = 350 В есть, а выходные напряженияотсутствуют, то проверяют транзисторы VT8-1, VT8-2, VT8-3, VT8-4,VT8-10…VT8-12, VT8-15, диоды VD8-14…VD8-17, VD8-25, VD8-26, VD8-18…VD8-21, VD8-27, VD8-28.Проверяют целостность резисторов R8-1,  R8-4, R8-7, целостность обмоток Т8-1 иТ8-2.

3.4.3. Нетпереключения из дежурного жима в рабочий.

Такойдефект может быть по следующим причинам:

-  Неисправности в блокахразверток и УНЧ;

Проверяют напряжение на шинезащиты (11 контакт ХS 8 ). В случае высокого потенциалаищут неисправность в соответствующих блоках.

— Неисправность цепей стабилизации и защиты;

Проверяютисправность DA8-1, VD8-5, DA8-2,VD8-10…VT8-12,VT8-15, VT8-03, VT8-04.

Чтобы неисправность в блокепитания не повлекла за собой возникновение неисправностей  в остальных блоках,блок питания проверяют отдельно. Для этого на конденсатор С8-33 от отдельногоисточника, обеспечивающего силу тока не менее 1 А, подают напряжение U = 20 В. Этого напряжения достаточно, чтобы получитьавтоколебательный режим. На разъеме XS9 устанавливаютмежду контактами 17, 10 резистор R = 1 к0м 0,125 Вт.Подачей напряжения +5 В обеспечивается мягкий запуск преобразователя. Затеммежду контактами 10  и 12 устанавливают перемычку, в результате чего контактыреле P8-2 замкнутся и напряжение  сети будет постоянно подаваться на схему.

Частым дефектом является пробойв строчном трансформаторе. При этом на R8-36 отрицательное напряжениеувеличивается за счет увеличения потребления тока по шине +135 В. Этонапряжение открывает VT8-6, VT8-7 и +5 В, поступает на 11 контакт ХS8, переводя блок питания в дежурный режим.

При неисправности УНЧположительное напряжение откроет VT8-20 и VT8-14, и +5В поступит  на 11 контакт ХS8        .

3.4.4. Нет изображения и звука. Экран ярка светится.Видны линии обратного хода.

Характер дефекта указывает нато, что кинескоп полностью открыт. Это может быть из-за отсутствия напряженияпитания видеоусилителей, неисправности самих видеоусилителей или неисправностивидеопроцессора. Гораздо реже такая неисправность может быть вызвана дефектомв  кинескопе. Сначала проверяют напряжение +200 В на 2 контакте ХS12  платыкинескопа. В случае его отсутствия проверяют цепочку: VT4-11,C4-8, R4-17.

Затем проверяют осциллографомсигналы R, G, B на контактах 1, 2, 3 ХS11. Если сигналы  отсутствуют, а наконтактах лишь постоянное напряжение U=5 В, тонеисправность в видеопроцессоре DA4-1. Его проверяютзаменой. Если сигналы R, G, B на входе в норме, то неисправными могут быть DA5-1, DA5-2, DA5-3, кинескоп.

3.4.5. Нет изображения и звука.Экран светится одним из основных цветов.

Проверяют сигналы R, G, B наразъеме ХS12. Если сигнал соответствующего цвета отсутствует, а вместо негопостоянный уровень, то неисправность в DA4-1. Если сигналы в норме, тонеисправными могут быть либо видеоусилитель соответствующего цвета DA5-1…DA5-3, либо сам  кинескоп (замыкание катода на землю).Сначала необходимо проверить, поступает ли питание на  видеоусилитель, а затемразорвать цепь между выходом микросхемы видеоусилителя и катодом.  На катодподать напряжение +200 В через резистор R = 10 к0м.Если при этом свечение пропадает, значит неисправность в микросхеме, впротивном случае – неисправен кинескоп.

Заключение.

Стационарные цветные телевизоры,выполненные на основе цифровых микросхем и микропроцессоров по сравнению саналоговыми телевизионными приёмниками отличаются более высокими техническими ипотребительскими параметрами, меньшим числом дискретных элементов, меньшеймассой, а также высокой надёжностью. Все эти факты позволяют сделать вывод отом, что будущее за цифровыми телевизорами.

 

Список использованныхисточников

1.   ГавриловП.Ф., Никифоров В.Н. Ремонт импортных телевизоров. Выпуск 5 М.: «Сервис пресс»,1998.

2.   ДворковичА.В. и др. Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений М.:«Бином», 1998. – 376с., ил.

3.   ЕльяшкевичС.А. Цветные стационарные телевизоры и их ремонт: Справ. пособие. – М.: «Радиои связь», 1996. – 224 с., ил.

4.   Интегральныемикросхемы: Перспективные изделия. Выпуск 5 – М.: Додека, 1999. – 297с.

5.   КривошеевМ.И. Цифровое телевидение М.: «Радио и связь», 1997 – 435с., ил.

6.   Кауфман,Сидман Практическое руководство по расчёту схем в радиоэлектронике: В 2-х т. Т.1. Пер. с англ.  – М.: Мир, 1989. – 561с., ил.

7.   МасленниковМ.Ю. Справочник разработчика и конструктора РЭА, элементная база. М.:Энергоатомиздат, 1993

8.   ПетуховВ.М. Маломощные транзисторы и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.1. – М.:КубК-а, 1997. – 688с., ил.

9.   ПетуховВ.М. Полевые и высокочастотные биполярные транзисторы средней и большоймощности и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.3. – М.: КубК-а, 1997. – 672с.,ил.

10.      Родин А.В. Ремонт зарубежных телевизоров М.: «Солон», 1998.

11.      Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования / Под редР.Г. Варламова. – М.: «Сов. радио». 1980. — 480с., ил.

12.      Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ.Изд. 3-е, стереотип. – М.: Мир, 1986. – 598с., ил.

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике