Образовательный электронный файл

ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ПРИЁМНИК С ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛОВ СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Технико-экономический анализ 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. Схемотехнический раздел 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 прохождения видеосигнала 3. Конструкторско-технологический раздел 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 является магистральным путём развития телевизионных приёмников. Использование цифровой техники предоставило много возможностей для улучшения потребительских качеств тел е визоров при одновременном снижении числа дискретных элементов, что полож и тельно влияет на повышение надёжности работы телевизио н ных приёмников. Вначале использование цифровых схем в телевизорах ограничивалось тол ь ко блоком управления, все остальные узлы выполнялись на основе аналоговых схем. По мере модернизации элементной базы и с началом применения микр о процессоров стала возможной разработка телевизоров с цифровым управлением и цифровой обработкой сигналов. ЗАДАНИЕ на выпускную квалификационную работу 1. Тема Телевизионный приёмник с цифровой обработкой сигналов. 2. Цель работы 2.1 Задачи работы: выполнить эскизный проект телевизионного приёмн и ка с цифровой обработкой сигналов; выполнить монтаж и настройку цифрового блока обработки. 2.2 Технические требования: напряжение питания 220 вольт частотой 50 Гц. Телевизионный приёмник должен обеспечивать: число каналов приёма – не менее 50; возможность электронного поиска станции; частоту кадровой ра з вёртки - 100 герц; возможность приёма сигналов телетекста, стандартов телев и зионного вещания B / G , D / K , MI , а также систем цветового кодирования PAL , SECAM , NTSC 3.58, 4.43; наличие режимов “ картинка в картинке ” , ”тел е текст в картинке “ . Условия эксплуатации ГОСТ 16.014 УХЛ 4.2 3. Содержание пояснительной записки Введение 1. Технико-экономический анализ задания к выпускной квалификацио н ной работе. 2. Схемотехнический раздел. 3. Конструкторско- технологический раздел. Заключение 4. Графическая часть: 1. Схема электрическая структурная – 1лист (формат А1); 2. Схема электрическая принципиальная – 2 л иста ( ф ормат А1 ); 3. Сборочный чертёж узла - 1л ист ( ф ормат А1 ). 1. Технико-экономический анализ задания к выпускной квалификационной раб о те 1.1Анализ задания и обоснование актуальности темы работы В соответствии с заданием необходимо разработать приёмник телевиз и онного изображения с цифровой обработкой сигналов. В связи с этим в разр а батываемом устройстве необходимо применить микропроцессор для управл е ния цифровыми микросхемами. Кроме того необходима как последовательная, так и параллельная шинная организация управления устройством. Кроме и н формационных цифровых сигналов необходимо наличие сигналов для синхр о низации обмена цифровыми данными в системе и сигналов управления обм е ном. Обычно и с пользуют три различных типа системных шин: - шина IM (Interneta M-Bus); - шина Томпсона; - шина I 2 C . Шина IM представляет собой комплект из трёх сигнальных линий: линии данных ( DATA ), линии синхронизации ( CLOCK ) и линии идентификации ( IDENT ). Линия данных является двунаправленной, передача информации по остальным двум шинам возможна лишь в одном направлении. Шина IM может быть применена в двух вариантах для медленных передаваемых потоков ( IM - IDS ) и быстрых передаваемых потоков ( IM - IDF ). Обмен данными начинается, когда уровень на всех линиях шины перех о дит в состояние логического ноля. Конец обмена данными сигнализирует к о роткий импульс в линии идентификации. Шина Томпсона, как и шина IM , также представляет собой трёхпрово д ную систему, состоящую из линии данных ( DATA ), линии синхронизации ( CLOCK ) и линии отбоя ( ENABLE ). Линия данных является двунаправленной. Передача данных начинается при изменении уровня на низкий, а конец перед а чи данных пр о исходит по короткому импульсу в линии отбоя. Шина I 2 C представляет собой двунаправленную синхронную шину, с о стоящую из двух сигнальных линий: линии данных ( SDA ) и линии синхрониз а ции ( SCL ). Передача данных возможна также и в одном направлении, если аб о ненты шины работают только как приёмники. Началом передачи является логический ноль в линии данных. Данные п е редаются блоками (кодовыми словами) из 8 последовательных информацио н ных битов (побайтно). Дополнительно передаётся сигнал подтверждения при ё ма от последнего принимавшего данные абонента системной шины. Восьмой бит в кодовом слове однозначно определяет направление передачи следующего кодового слова. Передача заканчивается, когда уровень в линиях SDA и SCL соответствует «логической» 1. В нашем устройстве применим шину I 2 C т.к. в ней используется на и меньшее количество магистралей для передачи и управления передачей и н формации. Кроме того, к ней проще всего подключить такие узлы как: тел е текст, кадр в ка д ре и т.д. Далее по заданию необходимо обеспечить питание нашего устройства от сети 220В 50Гц. Для этого в телевизионном приёмнике необходимо применить преобразователь напряжения, чтобы преобразовать напряжение сети в более низкие напряжения для питания блоков, входящих в состав нашего устройства. В качестве преобразователя целесообразно применить импульсный преобраз о ватель напряжения, т.к. он имеет малую массу и габариты. Кроме того, необходимо, чтобы телевизионный приёмник обеспечивал настройку не менее чем на 50 каналов и имел возможность электронного пои с ка телевизионных программ. Эту задачу можно решить, применив в нашем ус т ройстве тюнер, управляемый микропроцессором. Микропроцессор будет ос у ществлять управление тюнером, а данные о настройке будет заносить в пер е программиру е мое постоянное запоминающее устройство. Следующее требование в задании, это обеспечение частоты кадровой ра з вёртки – 100Гц. Согласно требованиям стандарта, телевизионное изображение передаётся со скоростью 25 кадров в секунду. Для сокращения полосы частот телевизио н ного канала, кадр составляют из двух полукадров (полей). Таким образом, при чересстрочной развёртке частота кадровой развёртки равна 50 Гц. При испол ь зуемой 50 Гц системе не удаётся избавиться от известного эффекта «мельк а ния». Также много неприятностей приносят перекрёстные помехи в каналах я р кости и цветн о сти, бороться с которыми достаточно сложно. Рис.1.1 Схема преобразования кадровой развёртки в 100 Гц. С применением 100 Гц-системы во многом удаётся справиться с такими дефектами телевизионной картинки. Перевод телевизора в 100 Гц- систему м о жет осуществляется с помощью цифровых схем. Типовая схема преобразования показана на рис.1.1. Полный цветной телевизионный сигнал (ПЦТС) разделяе т ся на цветоразностные сигналы ( R - Y ), ( B - Y ) и яркостный сигнал ( Y ) , которые в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) переводятся в цифровую форму. Частота выборки аналогового сигнала при оцифровке должна соответствовать, как минимум удвоенной ширине полосы Y -сигнала. Обычно тактовая частота выборки составляет 13,5 Мгц. Цифровая информация заносится в промежуто ч ное запоминающее устройство (ЗУ), а затем считывается оттуда с удвоенной скоростью. После преобразования в ЦАП аналоговая информация в полукадре для дальнейшей информации существует уже на двойной ча с тоте. Заметим, что на 10 Гц-уровне строчная частота также должна быть у д воена и составлять 31,25 Кгц. Это обстоятельство предъявляет повышенные требования к сетевому преобразователю. Он должен быть рассчитан на пов ы шенное потребление мощности генератором строчной развёртки, и, кроме того, его рабочая частота должна соответствовать строчной частоте 31,25 Кгц, чтобы избежать интерференционных помех, которые на экране появляются в виде «муара». Далее по заданию необходимо наличие устройства «кадр в кадре». Это устройство легко реализовать при наличии цифровой обработки сигналов из о браж е ния. Принцип обработки сигнала в таком устройстве представлен на рис 1.2. Рис 1.2 Принцип обработки устройства «кадр в кадре» Источниками сигналов для дополнительного изображения могут служить второй радиоканал (тюнер 2), видеомагнитофон (видео1) и т.д. Эти сигналы ч е рез коммутатор поступают в основной канал изображения и в дополнительный канал «кадра в кадре» ( PIP ). Активный интервал строки исходного PIP – кадра составляет 52 мкс; чи с ло активных строк в исходном PIP – кадре 574, а в исходном полукадре – 287. После дискретизации исходного видеосигнала дополнительного изображения с помощью АЦП сигнал в цифровом виде записывается в динамическое ОЗУ, ё м кость которого рассчитана на запоминание каждой четвёртой строки исходного поля. Затем информация считывается из ОЗУ со скоростью в четыре раза бол ь шей, чем записывалась, и подаётся на ЦАП. С выхода ЦАП аналоговый сигнал поступает вместе с сигналом «окна» в канал изображения, где смешивается с основным сигналом. Сигнал дополн и тельного изображения представляет собой совокупность трёх видеосигналов R , G , B , с активным интервалом строки 13мкс и числом строк в дополнительном поле, ра в ным 72. Далее по заданию в соответствии с ГОСТ 16019-78 УХЛ 4.2 наше изделие стационарное, а, следовательно, нужно предусмотреть устойчивость констру к ции к механическим воздействиям. Теперь об актуальности темы работы. В настоящее время традиционная аналоговая техника связи повсеместно в мире заменяется более совершенной – цифровой. Этот процесс охватил и телевидение. Важнейшее преимущество цифровой техники – возможность цифровой обработки, передачи и хранения инфо р мации, в частности визуальной. Цифровая обработка телевизионного изображения позволяет достичь очень высокого уровня качества и предоставляет пользователю массу новых возможн о стей и новых видов услуг. Цифровая обработка изображений важна тем, что является, по сути, о с новной базой для создания нового поколения телевизионной техники – пер е дающей и приёмной. В частности, без неё невозможно одной из важнейших з а дач, стоящих сейчас в области телевидения- создания и запуска в эксплуатацию системы телевидения высокой чёткости. Работы по созданию такой системы уже полным ходом ведутся сегодня в технически развитых странах, и привл е чённые финансовые, технические и интеллектуальные ресурсы таковы, что становится совершенно ясно – переход к системам телевидения с цифровой о б работкой сигнала в общемировом масштабе неизбежен и является делом бли з кого будущего. 1.2 Обоснование и формализация критериев качества проектируемого устро й ства Совокупность свойств изделия, отвечающих за его пригодность удовл е творять определённые потребности в соответствии с назначением, называют качеством изделия, которое определяется технологическими и конструктивн ы ми свойствами, обуславливающими трудоёмкость производства изделия и э ф фективность его эксплуатации, а также безотказностью и долговечностью. Оценку качества устройства определяют по комплексным показателям качества. Проектируемое устройство используется в повседневной жизни, поэтому для удобства пользования необходимо особое внимание уделить простоте эк с плуатации. Сложность в обращении с аппаратурой вызывает у пользователя н е гативные ассоциации, что влечёт за собой резкое снижение спроса на изд е лие. Надёжность устройства является не менее важным показателем, т.к. тел е визионные приёмники приобретаются потребителями на сравнительно большой период времени. Таким образом, надёжная и удобная в эксплуатации проду к ция всегда будет находить спрос среди населения. При оценке качества устройства пользуются показателями качества, т.е. количественными характеристиками одного или нескольких свойств, соста в ляющих качество изделия. Каждая характеристика рассматривается примен и тельно к определённым условиям эксплуатации и производства. Множество показателей качества сводится к одному – комплексному п о казателю, который количественно сравнивает одну разработку с другой. Качество устройства в готовом виде характеризуется качеством изгото в ления. Если изделие прошло производственный этап и не имеет дефектов, то его уровень качества совпадает с качеством самой конструкции. Уровень качества конструкции оценивается в следующей последовательн о сти: - Выбор номенклатуры показателей качества конструкции для конкре т ного случая; - Выбор аналогов и выбор базового изделия; - Расчёт уровня качества конструкции. Критерии качества будем определять по мультипликативному степенн о му методу. Формула вычисления критерия качества будет выглядеть так: , (1,1) где - нормированная величина показателя качества; - коэффициент весомости показателя качества; i – вариант устройства. Весовые коэффициенты, определяющие важность каждого показателя в общей оценке уровня качества конструкции. При выборе коэффициентов вес о мости необходимо придерживаться следующих правил: - Коэффициенты весомости сравниваемых свойств данной и базовой конструкции должны быть одинаковыми; - Коэффициент весомости наиболее важного показателя имеет на и большее значение; - Показатели одинаковой важности имеют одинаковые коэффициенты весомости. Правильное определение показателя качества позволяет без особых ус и лий сравнивать различные варианты разработок, схем, конструкций. Выберем для нашего телевизионного приёмника с цифровой обработкой информации ряд наиболее важных показателей качества. 1. Надёжность; 2. Качество воспроизведения изображения; 3. Сервисные возможности; 4. Ремонтопригодность; 5. Простота в эксплуатации. Такой показатель качества как качество воспроизведения изображения играет немаловажную роль для потребителя, т.к. сам смысл использования да н ного изделия состоит в восприятии информации с экрана телевизора. И нет смысла приобретать телевизионную аппаратуру с плохим качеством изображ е ния даже по низкой цене, поэтому на данный параметр рекомендательно обр а тить особое вним а ние. Следующим показателем качества был выбран такой показатель как се р висные возможности. В современных условиях значение этого показателя н а чинает играть всё более важную роль при оценке качества изделия. Так, напр и мер, в настоящее время очень много необходимой информации передаётся по каналу телетекста и, следовательно, сервисные возможности телевизора дол ж ны обеспечивать приём сигналов телетекста. Присвоим каждому из пяти показателей качества методом экспертных оценок свой весовой коэффициент, приняв во внимание вышеизложенные д о воды, и занесём эти данные в табл и цу 1.1. Таблица 1.1. Качественные показатели телевизионного приёмника № п / п Показатели Весовые коэффиц и енты 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 анализ известных решений 1.3.1. Патентно - информационный поиск Регламент поиска Тема выпускной квалификационной работы: телевизионный приёмник с цифровой обработкой сигналов Начало поиска 2. 02. 99. Окончание поиска 25.03.99 Предмет п о иска Цель п о иска Страна Индексы МКИ, НКИ Ретр о спекция поиска Источники поиска Телевизио н ный приёмник Анализ и з вестных решений США Япония Герм а ния Франция Россия МКИ 5 , МКИ 6 1994-1999 Р.ж. «Ради о тех-ника» Р.ж. «Связь» Руководитель выпускной квалификационной работы: Паринский А. Я. Студент группы 220352 Чернышёв Д. А. Справка— отчет о патентном и научно- техническом исследовании Тема выпускной квалификационной 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 пр и оретета, Сущность заявления технического решения Сведения о дейс т вии Процессор, обеспеч и вающий ра з деление с о ставляющих ТВ сигнала США, МКИ 5 Н 04 №9164 5309225 от 06.12.89 Предлагается схема процессора видеоси г налов цветного изобр а жения, обеспечива ю щая разделение соста в ляющих яркости и цветности и эффекти в ного подавления шумов на основе использов а ния корреляции сигн а лов в соседних строках развёртки. Схема вкл ю чает в себя 2-х сторо н ний ограничитель, эл е мент задержки, корр е лятор, вычитающее устройство для пода в ления шумовой соста в ляющей. Схема обесп е чивает неискажённое восстановление сигнала и препятствует появл е нию ложных цветных контуров. Р.ж. «Ради о тех-ника» 1995г Устройство для воспр о изведения сигналов т е летекста на экране ТВ приёмника ФРГ, МКИ 5 , Н 04 №5/ 445 43196586 от 14.06.93 Предлагается ТВ пр и ёмник с воспроизвед е нием сигналов телете к ста на экране, отл и чающийся тем, что си г налы телетекста пре д варительно запомин а ются в ЗУ и обрабат ы ваются, после чего м о гут в любой момент в ы зываться на экран пол ь зователем. Управление осуществляется с п о мощью МП, который адресной шиной соед и нён с ОЗУ для запом и нания страниц телете к ста. Р.ж. «Ради о тех-ника» 1997г ТВ приё м ник с фун к цией тел е текста Япония, МКИ 6 № 7/ 087 / 94105194.8 от 04.10.95 ТВ приёмник содержит тюнер, блок обработки телетекста с ЗУ, знак о генератор и контроллер с пультом ДУ. Данные телетекста, передава е мые в ТВ сигнале во время гасящих импул ь сов кадровой развёртки, выделяются из ТВ си г нала процессором тел е текста и записываются в ЗУ. Имеется два р е жима отображения данных: - ТВ приёмник пер е ключается в режим т е летекста и обычное изображение отключ а ется; - во 2-м режиме прои с ходит наложение да н ных телетекста на из о бражение Р.ж. «Ради о тех-ника» 1997г ТВ приё м ник, соде р жащий сх е му перекл ю чения ТВ сигналов США, МКИ 6 H 04 №5/ 268 / 73749 от 08.06.93 Изображение предн а значено для ТВ приё м ников, имеющих пом и мо антенного входа и НЧ - входа видеосигн а ла ещё и S – видео вход, на который под а ётся разделённые си г налы яркости и цветн о сти с внешнего тюнера. В ТВ приёмнике им е ются два коммутатора 1- подаёт полный ТВ сигнал с собственного тюнера ТВ приёмника, или с НЧ вЂ“ входа на схему разделения си г налов яркости и цве т ности; 2- подключает выходы сигналов яркости и цветности указанной системы разделения и соответствующие л и нии S – входа, ко вх о дам следующей части блока цветности ТВ приёмника на выходе которой формируются сигналы R , G , B . Р.ж. «Ради о тех-ника» 1997г 1.3.2 Научный обзор В результате выполнен обзор известных технических решений за период 1994-1999гг. Просмотрены реферативные журналы «Радиотехника», «Связь», а также журналы « Audio Video », «Радио». В работе [ 10 ] приведено описание многостандартного аналого-цифрового телевизионного приёмника, имеющего следующие технические х а рактерист и ки: - полное сопротивление антенны - 75 Ом; - количество принимаемых каналов - 50; - наличие цифровой обработки сигналов – нет; - наличие режима «картинка в картинке» вЂ“ нет; - размер кинескопа по диагонали 51см; - частота кадровой развёртки – 50 Гц; - принимаемые телевизионные стандарты и системы цветового кодир о вания – 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 ] приведено описание аналого-цифрового телевизионного приёмника, имеющего следующие технические характеристики: - полное сопротивление антенны - 75 Ом; - количество принимаемых каналов - 70; - наличие цифровой обработки сигналов – нет; - наличие режима «картинка в картинке» вЂ“ нет; - размер кинескопа по диагонали 64см; - частота кадровой развёртки – 50 Гц; - принимаемые телевизионные стандарты и системы цветового кодир о вания – 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 ] приведено описание телевизионного приёмника с цифр о вой обработкой сигналов, имеющего следующие технические характеристики: - полное сопротивление антенны - 75 Ом; - количество принимаемых каналов - 100; - наличие цифровой обработки сигналов – есть; - наличие режима «картинка в картинке» вЂ“ есть; - размер кинескопа по диагонали 64см; - частота кадровой развёртки – 100 Гц; - принимаемые телевизионные стандарты и системы цветового кодир о вания – 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 в ы бранными критериями качества. Произведём анализ по критерию – надёжность. Оценку надёжности будем производить по гарантийному сроку предо с тавляемому на телевизионный приёмник. Первый вариант характеризуется в ы соким показателем надёжности, что связано с простотой схемы изделия. Второй вариант характеризуется более высоким показателем надёжности, что объясн я ется меньшим количеством дискретных элементов в схеме. Третий и четвёртый варианты имеют самый высокий показатель надёжности т.к. в них применён принцип цифровой обработки сигналов. Критерий – качество воспроизведения изображения. Оценку качества воспроизведения изображения будем производить по наличию цифровой обработки сигнала в телевизионном приёмнике, т.к. цифр о вая обработка заметно повышает качество изображения. Третий и четвёртый варианты работают по принципу цифровой обработки информации с следов а тельно имеют наилучшее качество изображения. Критерий – сервисные возможности. Оценку по критерию – сервисные возможности будем производить по сумме баллов, набранным устройством. Баллы будем начислять в зависимости от возможностей устройства в соответствии с табл1.2. Таблица 1.2 Оценка по критерию – сервисные возможности. Показатель Баллы Есть Нет Наличие режима «картинка в картинке» 1 0 Приём стереозвука 1 0 Наличие телетекста 1 0 Таким образом, получаем, что первый и второй варианты имеют по одн о му баллу, третий вариант имеет два балла, а четвёртый вариант имеет три ба л ла. Критерий – ремонтопригодность. Третий и четвёртый варианты имеют самый высокий параметр ремонт о пригодности, т.к. отдельные функциональные узлы размещены на соответс т вующих платах, что упрощает диагностику устройства и устранение неиспра в ности. Критерий – простота в эксплуатации. Оценку по критерию простота в эксплуатации будем производить по н а личию экранного меню, т.к. этот факт напрямую связан с удобством и прост о той эксплуатации данного устройства. Второй, третий и четвёртый варианты обладают экранным меню, что выгодно отличает их от первого варианта. 1.4. Выбор оптимального варианта. Выбор оптимального варианта произведём в соответствии с выбранными п1.2 критериями в качества. Технические параметры сравниваемых вариантов приведены в табл. 1.3. Таблица 1.3. Технические параметры сравниваемых вариантов. № Вариа н та Надё ж ность, лет Качество воспрои з ведения изображ е ния (нал и чие цифр о вой обр а ботки 1-есть, 0,5-нет) Сервисные возможн о сти (баллы) Ремонт о приго д ность (вся схема на одной пл а те-0,5, н е сколько функц. у з лов-1) Простота в эксплуат а ции (нал и чие меню-1, нет м е ню-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 Расчёт комплексного критерия качества. Для расчёта комплексного критерия качества выберем в качестве базов о го, первый вариант. Сравним второй вариант с базовым, в соответствии с выбранными крит е риями качества и занесём результаты в табл.1.4. Параметры Q , V , Q V (см п 1.2). Таблица 1.4. Параметры Q , V , Q V для второго варианта Критерий Q V Q V Надё ж ность 0,95 0,25 0,98 Качество воспроизведения из о браж е ния 1 0,25 1 Сервисные возможн о сти 1 0,2 1 Ремонтоприго д ность 1 0,15 1 Простота в эксплуат а ции 2 0,15 1,1 Комплексный критерий качества К 2 (см п. 1.2). Сравним третий вариант с базовым, в соответствии с выбранными крит е ри я ми качества и занесём результаты в табл.1.5. Параметры Q , V , Q V (см п 1.2). Таблица 1.5. Параметры Q , V , Q V для третьего варианта Критерий Q V Q V Надё ж ность 1,07 0,25 1,01 Качество воспроизведения из о браж е ния 2 0,25 1,18 Сервисные возможн о сти 2 0,2 1,14 Ремонтоприго д ность 2 0,15 1,1 Простота в эксплуат а ции 2 0,15 1,1 Комплексный критерий качества К 3 (см п. 1.2). Сравним разрабатываемый вариант с базовым, в соответствии с выбра н ными критериями качества и занесём результаты в табл.1.6. Параметры Q , V , Q V (см п 1.2). Таблица 1.6. Параметры Q , V , Q V для разрабатываемого варианта Критерий Q V Q V Надё ж ность 1,21 0,25 1,04 Качество воспроизведения из о браж е ния 2 0,25 1,18 Сервисные возможн о сти 3 0,2 1,25 Ремонтоприго д ность 2 0,15 1,1 Простота в эксплуат а ции 2 0,15 1,1 Комплексный критерий качества К 4 (см п. 1.2). Из вышеприведённых расчётов можно увидеть, что из представленных вариантов, лучшим является разрабатываемый вариант устройства. 1.5 Экономическая оценка разрабатываемого варианта В качестве объекта исследования выбраны телевизионные приемники. Наиболее широко известными производителями данного товара являются следующие фирмы: Горизонт, Sony , Panasonic , Philips , Samsung , Gold Star ( LG ), Hitachi , Funai , Grundig , JVC , Aiwa . В центральных областях России на начало 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 . Основными показателями, характеризующими исследуемый товар, явл я ются следующие: Технические: 1. Количество каналов; 2. Качество воспроизведения изображения; 3. Сервисные возможности; 4. Цена; 5. Надёжность; 6. Затраты на электроэнергию; 7. Р е монтопригодность. Экономические: 1. Затраты на ремонт; 2. Затраты на электроэнергию; 3. Прочие расходы; 4. Амортизация; 5. Цена. Выбор важных показателей качества товара. Для оценки конкурентоспособности товара рынок разделим на следу ю щие сегменты в соответствии с уровнем дохода потенциальных покупателей: 1.Низкий 2.Средний 3.Высокий Определим показатели качества наиболее важные для определения конкурентоспособности товара с учетом данных сегментов рынка. Таблица 1 .7 Показатели качества Показатели Сегме н ты рынка Среднее 1 2 3 Надёжность 6 6 3 5 Качество воспроизведения изображения 8 8 8 8 Р е монтопригодность 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. Сервисные возможности; 3. Цена; 4. Надёжность; 5. Затраты на электроэнергию; 6. Р е монтопригодность. Для нахождения наиболее важных показателей воспользуемся методом матриц парных сравнений. Таблица 1.8 Показатели качества для пок у пателей с высоким уровнем дохода Показат е ли Серви с ные возмо ж ности Качес т во во с прои з ведения изобр а жения Цена Н а дё ж ность Затраты на эле к троэне р гию Р е мо н т о пр и го д ность Сумма 1 2 3 4 5 6 7 8 Сервисные возможн о сти 1 0 0 2 2 0 5 Качество воспроизв е дения из о браж е ния 2 1 0 2 2 2 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Цена 2 2 1 2 2 0 9 Надё ж ность 0 0 0 1 2 0 3 Затраты на электроэне р гию 0 0 0 0 1 0 1 Ремонтопр и го д ность 2 0 2 2 2 1 9 Таблица 1.9 Показатели качества для пок у пателей со средним уровнем дохода Показат е ли Серви с ные во з можности Качес т во во с прои з ведения изображ е ния Цена Н а дё ж ность Затраты на эле к троэне р гию Р е мо н т о пр и го д ность Сумма Сервисные возможн о сти 1 2 2 2 2 2 11 Качество воспрои з ведения изображ е ния 0 1 0 2 2 2 7 Цена 0 2 1 0 2 0 5 Надё ж ность 0 0 2 1 2 2 7 Затраты на электр о энергию 0 0 0 0 1 0 1 Ремонт о приго д ность 0 0 2 0 2 1 5 Таблица 1.10 Показатели качества для пок у пателей с низким уровнем дохода Показат е ли Серви с ные во з мо ж ности Качес т во во с прои з ведения изображ е ния Цена Н а дё ж ность Затраты на эле к троэне р гию Р е мо н т о пр и го д ность Сумма Сервисные возможн о сти 1 0 2 0 0 2 5 Качество воспрои з ведения изображ е ния 2 1 2 2 2 2 11 Цена 0 0 1 0 0 0 1 Надё ж ность 2 0 2 1 0 2 7 Затраты на электр о энергию 2 0 2 2 1 2 9 Ремонт о приго д ность 0 0 2 0 0 1 3 Таблица 1.11 Средние показатели по трём сегментам рынка ПОКАЗАТЕЛИ 1 2 3 СРЕДНИЙ БАЛЛ Сервисные возмо ж ности 5 11 5 7 Качество воспроизвед е ния изобр а жения 9 7 11 9 Цена 9 5 1 5 Надё ж ность 3 7 7 5,67 Затраты на электроэне р гию 1 1 9 3,67 Ремонтоприго д ность 9 5 3 5,67 Степень важности выбранных показателей распределилась следующим образом: качество воспроизведения изображения, сервисные возможности, н а дёжность, ремонтопригодность, цена, затраты на электроэне р гию. Определение модели для сравнения. Оценку моделей произведем по пяти-бальной шкале и сведём результаты в таблицы. Таблица 1.12 Показатели для пок у пателей с низким уровнем дохода. Показатели модели Се р ви с ные во з мо ж но с ти Качество воспр о извед е ния из о браж е ния Цена Н а дё ж ность Затраты на эле к троэне р гию Р е мо н т о пр и го д ность Су м ма 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 пок у пателей со средним уровнем дохода. Показатели модели Се р ви с ные во з мо ж но с ти Качество воспр о извед е ния из о браж е ния Цена Н а дё ж ность Затраты на эле к троэне р гию Р е мо н т о пр и го д ность Су м ма 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 пок у пателей с высоким уровнем дохода. Показатели модели Се р ви с ные во з мо ж но с ти Качество воспр о извед е ния из о браж е ния Цена Н а дё ж ность Затраты на эле к троэне р гию Р е мо н т о пр и го д ность Су м ма 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 -28 WG 25 C , получившую наибольшее кол и чество баллов. Оценка конкурентоспособности проектируемого варианта по экономич е ским и техническим параметрам. В качестве новой модели возьмем проектируемый вариант устройства. Проведем оценку конкурентоспособности новой модели по отношению к баз о вой модели. Показатели двух моделей представл е ны в таблице 1.15 Таблица 1.15 Технические и экономические параметры. № Показатели Panasonic TX-28WG25C п роект и руемое устройство 1 2 3 4 технические 1 Надёжность (время наработки на отказ) 10000 час 11000 час 2 Качество воспрои з ведения изображ е ния 4балла 5 баллов 3 Ремонтоприго д ность 4 балла 5 баллов 4 Сервисные возмо ж ности 5 баллов 5 баллов 5 Простота в эксплуатации 4 балла 5 баллов 6 Музыкальная мо щ ность 13 Вт 15 Вт 1 2 3 4 Экономические 1 Затраты на ремонт 271,6 285 2 Затраты на электр о энергию 482 335,8 3 Прочие расходы 150 130 4 Эксплуатационные з а траты 903,6 790,8 4 Амортизация 855 666 5 Цена 3850 3500 6 Цена потребления 2661,6 2207,8 Определим сводный индекс конкурентоспособности модели по технич е ским пар а метрам: , (1,2) где - вес j параметра в оценке потребительских свойств изделия, - относ и тельный показатель качества j параметра, определяется как отношение знач е ния параметра исследуемой модели к значению этого параметра базовой мод е ли. Табл и ца 1.16 Сводный индекс конкурент о способности по техническим параметрам. тЕХНИЧ Е СКИЕ пар а метры 1 0, 292 1,75 0,511 2 0, 25 0,713 0,178 3 0, 2 0 8 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 сводный индекс конкурентоспособности модели по эконом и ческим п а раметрам: , (1,3) где - индекс затрат, отношение значений параметров соответствующих м о делей, - доля издержек в цене потребления. Таблица 1.17 Сводный индекс конкурент о способности по техническим параметрам. ЭКОНОМ И ЧЕСКИЕ п а раметры Затраты на р е монт 0,21 0,7 0,147 Затраты на электроэне р гию 0,373 0,697 0,26 Прочие расх о ды 0,116 0,87 0,1 Амортизация 0,3 0,597 0,18 0,686 Определив по таблицам 1.16, 1.17 индексы конкурентоспособности по техническим и экономическим параметрам, определяем интегральный показ а тель конкурентоспособн о сти: , (1,4) К больше 1, значит рассматриваемая модель конкурентоспособна. 2. Схемотехнический раздел 2.1. Расчёт схемы эмиттерного повторителя в канале изображения Для подключения полосового фильтра к микросхеме цифрового полос о вого фильтра, необходимо поставить буферный каскад. В качестве такого б у ферного каскада можно использовать эмиттерный повторитель на биполярном транзист о ре. Произведём расчет этой схемы, рис 2.1. Исходными данными для расчёта являются: - ток отдаваемый в нагрузку, I н = 1 мА; - напряжения в нагрузке U н = 2 В; - напряжение питания U пит = 5 В; - частотный диапазон входного сигнала f сиг (0,1Гц – 6,5 МГц); - допустимый уровень частотных искажений М н = 1.1 dB . Выбор транзистора производим исходя из заданной максимальной част о ты сигнала. Выберем транзистор КТ3172А. [9] Это транзистор кремниевый эпитаксильно-планарный, структуры n - p - n усилительный. Предназначенный для пр и менения в бытовой видеотехнике. Справочные данные: - статический коэффициент передачи тока 40; - входное сопротивление транзистора 727 Ом: - граничная частота 300 МГц; - максимальный ток коллектора 20 мА; - максимальное напряжение коллектор-эмиттер 20 В. Рис 2.1. Схема эмиттерного повторителя в канале изображения. Расчёт постоянной составляющей тока эмиттера. , (2,1) где I Э0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; I Н вЂ“ ток в нагрузке, мА; К З вЂ“ коэффициент запаса = 1,7. Расчёт статического коэффициента передачи тока в схеме с общей базой. , (2,2) где h 21 Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей б а зой; h 21 Э вЂ“ статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитт е ром. 3. Расчёт постоянной составляющей тока коллектора. , (2,3) где I К0 - постоянная составляющая тока коллектора, мА; I Э0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; h 21 Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей б а зой. проверяем условие I К0 < I ДОП . Условие выполняется. 4. Расчёт постоянной составляющей коллекторного напряжения. , (2,4) где U КЭМИН вЂ“ остаточное напряжение на коллекторе, 0,5…1 В; U н - напряжение в нагрузке, В. проверяем условие U К0 < U ДОП . Условие выполняется. 5. Расчёт резистора R Э , (2,6) где R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом; U пит - напряжение питания, В; I Э0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; U К0 - постоянная составляющая коллекторного напряжения, В. 6. Расчет резистора в цепи базы. , (2,7) где R Б – сопротивление резистора R Б , Ом; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом; h 21 Э вЂ“ статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитт е ром. 7. Расчёт крутизны вольтамперной характеристики транзистора. , (2,8) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; h 21 Э вЂ“ статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитт е ром; h 11 - входное сопротивление транзистора, Ом. 8. Расчёт коэффициента усиления каскада. , (2,9) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом. 9. Расчёт конденсатора С1. , (2,10) где М Н - допустимый уровень частотных искажений; f Н вЂ“ нижняя граничная частота, Гц; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом. 2.2. Расчет схемы усилительного каскада в канале звука стандарта N I CAM Исходные данные для расчёта: - напряжение питания U ПИТ = 5 В; - максимальный выходной ток = 10 мА.; - допустимый уровень частотных искажений М н = 1.1 dB ; - частота усиливаемого сигнала = 6.5 МГЦ. Выбор транзистора производим исходя заданных исходных данных. В ы берем транзистор КТ3172А. [9] Это транзистор кремниевый эпитаксил ь но-планарный, структуры n - p - n усилительный. Предназначенный для применения в бытовой видеотехнике. Справочные данные для данного транзистора: - статический коэффициент передачи тока 40; - входное сопротивление транзистора 727 Ом: - граничная частота 300 МГц; - максимальный ток коллектора 20 мА; - максимальное напряжение коллектор-эмиттер 20 В; - ёмкость коллекторного перехода 3,4 10 -12 Ф. Кроме того по входным и выходным характеристикам транзистора опр е деляем положение рабочей точки при работе транзистора в режиме А. Получаем: - ток покоя транзистора I K 0 = 4 мА, при U К Э0 = 1,8 В; - напряжение смещения на базе U Б0 = 0,84 В при I Б0 = 30 мкА. Принципиальная схема каскада показана на рис 2.2. 1. Расчёт падения напряжения на резисторе R Э . , (2,11) где U RЭ - падение напряжения на резисторе R Э, В; U ПИТ - напряжение питания. 2. Расчёт резистора R Э , (2,12) где R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом; U RЭ - падение напряжения на резисторе R Э, В; I K 0 - ток покоя транзистора, А. 3. Расчёт резистора R К , (2,13) где R К вЂ“ сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом; U RЭ - падение напряжения на резисторе R Э, В; U ПИТ - напряжение питания, В; I K 0 - ток покоя транзистора, А; U K 0 - напряжение покоя транзистора, В. Рис 2.2. Принципиальная схема усилительного каскада. 4. Расчет сопротивлений делителя, R 1, R 2 . , (2,14) где U ПИТ - напряжение питания, В; I Б0 - ток покоя в базе транзистора, А. , (2,15) где U R2 - падение напряжения на резисторе R 2 , В; U Б0 - напряжение покоя в базе транзистора, В; U RЭ - падение напряжения на резисторе R Э, В. , (2,16) где U R2 - падение напряжения на резисторе R 2 , В; I Б0 - ток покоя в базе транзистора, А; R 2 – сопротивление резистора R 2, Ом . R 1 = R Д вЂ“ R 2 , (2,17) где R 1 – сопротивление резистора R 1, Ом ; R 2 – сопротивление резистора R 2, Ом ; R Д вЂ“ сопротивление делителя в цепи базы, Ом. R 1 = 16666,6 – 6966,6 = 9700 5. Расчёт крутизны вольтамперной характеристики транзистора. , (2,18) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; h 21 Э вЂ“ статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитт е ром; h 11 - входное сопротивление транзистора, Ом. 6. Расчёт коэффициента усиления каскада. , (2,19) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом; R К вЂ“ сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом. 7. Расчёт коэффициента устойчивого усиления , (2,20) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; f c – частота усиливаемого сигнала, Гц; С к – ёмкость коллекторного перехода, Ф. проверяем условие К < К УСТ . Условие выполняется. 8. Расчёт конденсатора С1 , (2,22) где f c – частота усиливаемого сигнала, Гц; R 1 – сопротивление резистора R 1, Ом ; R 2 – сопротивление резистора R 2, Ом . 9. Расчёт конденсатора С2 При расчёте конденсатора С2, предварительно рассчитаем постоянную времени цепи, ф. , (2,23) где М Н - допустимый уровень частотных искажений; f Н вЂ“ нижняя граничная частота, Гц. , (2,24) где R К вЂ“ сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом; R Н вЂ“ сопротивление нагрузки, Ом. 2 .3.Расчёт схемы фильтра в канале изображения Для отсечения высокочастотных составляющих в сигнале R - Y необход и мо включение фильтра низкой частоты (ФНЧ). Этот фильтр должен быть н а строен на частоту среза = 1,5 МГц, так как этой частотой определяется верхняя граница спектра сигнала. Итак, требуется рассчитать ФНЧ. Исходные данные для расчёта: частота среза f ГР = 1,5 МГц; сопротивление нагрузки R Н = 900 Ом. Принципиальная схема фильтра представлена на рис. 2.3. Рис 2.3. Принципиальная схема фильтра. 1. Расчёт конденсаторов. , (2,25) где f ГР - частота среза, Гц; R Н - сопротивление нагрузки, Ом. В схему, конденсаторы устанавливаются номиналом С1 = С2 = С /2 = = 117 пФ. 2. Расчёт катушки индуктивности , (2,26) где f ГР - частота среза, Гц; R Н - сопротивление нагрузки, Ом. Таким образом получаем L = 191 мкГн. Амплитудно-частотная характеристика такого фильтра будет описыват ь ся выражением: , (2,27) и будет иметь следующий вид показанный на рис.2.4. Рис. 2.4. Амплитудно-частотная характеристика фильтра. Таким образом, номиналы элементов при постановке в схему: L = 200 мкГн; С1 = С2 = К31-11 250В 100 пФ . 2.4 Расчёт схемы эмиттерного повторителя в канале звука стандарта N I CAM Для согласования выхода усилительного каскада со входом микросхемы звукового процессора используем схему показанную на рис 2.5. Исходные данные для расчёта схемы - ток отдаваемый в нагрузку, I н = 1 мА; - напряжения в нагрузке U н = 2 В; - напряжение питания U пит = 5 В; - частота усиливаемого сигнала f сиг = 6,5 МГц; - допустимый уровень частотных искажений М н = 1.1 dB . Выбор транзистора производим исходя из заданной максимальной част о ты сигнала. Выберем транзистор КТ3172А [9] . Это транзистор кремниевый эп и таксильно-планарный, структуры n - p - n усилительный. Предназначенный для пр и менения в бытовой видеотехнике. Справочные данные: - статический коэффициент передачи тока 40; - входное сопротивление транзистора 727 Ом: - граничная частота 300 МГц; - максимальный ток коллектора 20 мА; - максимальное напряжение коллектор-эмиттер 20 В. Рис 2.5. Принципиальная схема эмиттерного повторителя в канале звука стандарта NICAM . 1. Расчёт постоянной составляющей тока эмиттера. , (2,28) где I Э0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; I Н вЂ“ ток в нагрузке, мА; К З вЂ“ коэффициент запаса = 1,7. 2. Расчёт статического коэффициента передачи тока в схеме с общей б а зой. , (2,29) где h 21 Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей б а зой; h 21 Э вЂ“ статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитт е ром. 3. Расчёт постоянной составляющей тока коллектора. , (2,30) где I К0 - постоянная составляющая тока коллектора, мА; I Э0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; h 21 Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей б а зой. проверяем условие I К0 < I ДОП . Условие выполняется. 4. Расчёт постоянной составляющей коллекторного напряжения. , (2,31) где U КЭМИН вЂ“ остаточное напряжение на коллекторе, 0,5…1 В; U н - напряжение в нагрузке, В. проверяем условие U К0 < U ДОП . Условие выполняется. 5. Расчёт резистора R Э , (2,32) где R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом; U пит - напряжение питания, В; I Э0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; U К0 - постоянная составляющая коллекторного напряжения, В. 6. Расчет тока в цепи базы. , (2,33) h 21 Э вЂ“ статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитт е ром; I Э0 – постоянная составляющая тока эмиттера, А. 7. Расчет сопротивлений делителя, R 1, R 2 . , (2,34) где U ПИТ - напряжение питания, В; I Б0 ток - в базе транзистора, А. , (2,35) где U R2 - падение напряжения на резисторе R 2 , В; U Б0 - напряжение в базе транзистора, В; U RЭ - падение напряжения на резисторе R Э, В. , (2,37) где U R2 - падение напряжения на резисторе R 2 , В; I Б0 - ток в базе транзистора, А; R 2 – сопротивление резистора R 2, Ом . R 1 = R Д вЂ“ R 2 , (2,38) где R 1 – сопротивление резистора R 1, Ом ; R 2 – сопротивление резистора R 2, Ом ; R Д вЂ“ сопротивление делителя в цепи базы, Ом. R 1 = 11764,5 – 7435,3 = 4329,2 8. Расчёт крутизны вольтамперной характеристики транзистора. , (2,39) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; h 21 Э вЂ“ статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмитт е ром; h 11 - входное сопротивление транзистора, Ом. 9. Расчёт коэффициента усиления каскада. , (2,40) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом. 10. Расчёт конденсатора С1 , (2,41) где f c – частота усиливаемого сигнала, Гц; R 1 – сопротивление резистора R 1, Ом ; R 2 – сопротивление резистора R 2, Ом . 11. Расчёт конденсатора С2. , (2,42) где М Н - допустимый уровень частотных искажений; f Н вЂ“ частота сигнала, Гц; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом. 12. Расчёт передаточной характеристики каскада по высокой част о те. , (2,43) где К - коэффициент усиления каскада в зависимости от частоты; К0 – см формулу (2,40); f  – верхняя частота усиления каскада, Гц; f – текущая частота, Гц. , (2,44) где f  – верхняя частота усиления каскада, Гц; R ВЫХ вЂ“ выходное сопротивление каскада, Ом; С0 – выходная ёмкость каскада, Ф. , (2,45) где R ВЫХ вЂ“ выходное сопротивление каскада, Ом; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом; S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В. , (2,46) где С0 – выходная ёмкость каскада, Ф; С ЭК вЂ“ ёмкость коллекторного перехода, Ф; С Н вЂ“ емкость нагрузки, Ф; С М вЂ“ емкость монтажа, Ф. . График зависимости коэффициента усиления эмиттерного повторителя в канале звука стандарта NICAM от частоты прив е дён на рис.2.6. Рис.2.6. График зависимости коэффициента усиления эмиттерного повторителя в канале звука стандарта NICAM от частоты . 2.5 Расчёт стабилизатора в схеме питания. Для нормальной работы схемы телевизионного приёмника, необходимо обеспечить стабилизацию питающих напряжений, т.к. напряжение сети неп о стоянно. Эту задачу выполняют устройства, называемые стабилизаторами. В настоящее время существуют микросхемы, выполняющие функции стабилиз а ции напряжения питания той или иной схемы. Исходными данными для прое к тирования 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 по справочнику определяем нужную нам микросхему, причём I н = 300 . 1,5 = 450 мА. Т.о. мы выбираем микросхему К1158ЕН5Г [4] . Основные параметры этой микросхемы приведены в табл.2.1. А типовая схема включения на рис 2.7. Таблица 2.1 Основные параметры 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, 0 С -45…+85 Кроме вышеперечисленных параметров эта микросхема обладает сл е дующими положительными особенностями: защита от короткого замыкания в нагрузке, встроенная тепловая защита, защита от выбросов входного напряж е ния, малым падением напряжения вход-выход. Рис 2.7.типовая схема включения микросхемы К1158ЕН5Г. Конденсаторы С1 и С2 рекомендательно выбрать соответственно 1 мкФ и 10 мкФ. 2.6. Расчёт допусков на радиоэлементы Произведём расчёт допусков на радиоэлементы для схемы эмиттерного повторителя в канале изображения при отклонении коэффициента усиления на 5%. Для данного каскада имеем: , (2,48) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом. (2,49) , (2,50) (2,51) (2,52) (2,53) (2,54) . (2,55) Для нашего случая найдём А1 и А2. (2,56) Зададим отклонение крутизны, равное 10%, тогда при подстановке чи с ленных значений в формулу (2,55), получим значение отклонения номинала р е зистора на 37.8%. Таким образом, выбирая из ряда типовых значении номиналов элементов, получаем: R Э = МЛТ 0,125 1,3кОм ± 10%; R Б = МЛТ 0,125 6,8кОм ± 10%; С1 = К50-35 16В 33 мкФ Произведём расчёт допусков на радиоэлементы для схемы усилительного каскада в канале промежуточной звука стандарта NICAM при отклонении к о эффициента усиления на 5%. Для данного каскада имеем: , (2,57) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом; R К вЂ“ 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 и А2. (2,66) (2, 67) А3=1 (2,68) Зададим отклонение крутизны, равное 1% и допустим, что д R K = дR Э , т о гда при подстановке численных значений в формулу (2,65), получим значение отклонения номиналов резисторов на 3.63%. Таким образом, выбирая из ряда типовых значении номиналов элементов, получаем: R Э = МЛТ 0,125 316 Ом ± 2%; R К = МЛТ 0,125 487 Ом ± 2%; R 1 = МЛТ 0,125 10 кОм ± 10%; R 2 = МЛТ 0,125 6,8 кОм ± 10%; С1 = С2 = К31-11 250В 67 пФ . Произведём расчёт допусков на радиоэлементы для схемы эмиттерного повторителя в канале промежуточной звука стандарта NICAM при отклонении коэффициента усиления на 5%. Для данного каскада имеем: , (2,69) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А / В; R Э вЂ“ сопротивление резистора R Э , Ом. (2,70) , (2,71) (2,72) (2,73) (2,74) (2,75) . (2,76) Для нашего случая найдём А1 и А2. (2,77) Зададим отклонение крутизны, равное 10%, тогда при подстановке чи с ленных значений в формулу (2,76), получим значение отклонения номинала р е зистора на 37.8%. Таким образом, выбирая из ряда типовых значении номиналов элементов, получаем: R Э = МЛТ 0,125 1,3кОм ± 10%; R 1 = МЛТ 0,125 4,3кОм ± 10%; R 2 = МЛТ 0,125 7,5 кОм ± 10%; С1 = К31-11 250В 100 пФ ; С2 = К31-11 250В 47 пФ . 2.7 Описание работы принципиальной электрической схемы по к а налу прохождения видеосигнала. Сигнал с антенны через разветвитель поступает на 2 одинаковых тюнера, один из которых DA 1-1 является основным, а другой DA6-1 предназначен для приема дополнительного изображения. Управление тюнером осуществляется по шине I 2 C с микроконтроллера (МК). По этой шине передается также сл е дующая и н формация: - ТВ стандарт; - Тип системы цветового кодирования; - Частота настройки; - Сигнал АПЧГ; - Сигнал АРУ; - Команды переключения диапазонов. Структурная схема одного из тюнеров приведена на рис. 2.8. Рис. 2.8. Структурная схема тюнера Сигнал с антенны проходит разветвитель и поступает на вход тюнера, а далее, в зависимости от выбранного диапазона, на один из 3-х усилителей H , M, L. Выбор усилителя и регулировка коэффициента усиления по сигналу АРУ в зависимости от уровня входного сигнала определяется микроконтроллером МК по шине I 2 C . После усиления сигнал поступает на смеситель, в котором осуществляется перенос спектра ТВ сигнала с радиочастоты на промежуточную F пч=38,0 МГц. Частота с гетеродина поступает в цифровой форме по шине I 2 C с МК на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и далее на смеситель. На выходе смесителя образуется F пч, равная разнице между частотой гетеродина F г и частотой сигнала F с. Для стабилизации частоты гетеродин охвачен цепью автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ). Сигнал АПЧГ с т ю нера по шине I 2 C поступает на МК, где происходит подстройка частоты. Изм е ненная частота гетеродина в цифровой форме возвращается в тюнер. Сигнал ПЧ с выхода смесителя поступает на фильтр на поверхн о стно-аккустических волнах (ПАВ). Параметры фильтра определяют а м плитудно-частотную характеристику УПЧ, а значит избирательность по соседнему каналу и равномерность передачи спектра ТВ сигнала в полосе пропускания. Затем сигнал усиливается в УПЧ и поступает на видеодетектор. Он выполнен по сх е ме синхронного детектора, основное достоинство которого – малые нелине й ные искажения при детектиров а нии слабых сигналов. Синхрочастоту, необходимую для работы видеодетектора, вырабатывает генератор. Для синхронизации его работы и стабилизации частоты генератор охвачен петлей фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). В основе работы ФАПЧ вЂ“ компаратор с двумя входами, на которые поступают частота ПЧ и ча с тота генератора. В случае отличия частот по фазе или частоте в компараторе вырабатывается сигнал ошибки, к о торый подстраивает генератор. В случае большого ухода F пч работает АПЧà – медленная, но широкоп о лосная с большим захватом. В видеодетекторе ФАПЧ вЂ“ быстродействующая и узкополосная. Она способна реагировать на быстрые изменения частоты. С в и деодетектора сигнал поступает на усилитель, а затем на буфер. С выхода буф е ра сигнал п о ступает на выход "Видео" тюнера. Формирование промежуточной частоты звука F пчз происходит аналоги ч но Fпч. С выхода смесителя Fпч поступает на фильтр ПАВ, на выходе которого выделяется Fпчз. После необходимого усиления сигнал детектируется, затем вновь усиливается и через буфер поступает на выход "Аудио" тюнера. Это ан а логовый мон о сигнал. На тюнере имеется выход Fпчз, предназначенный для формирования зв у ка системы NICAM . Система NICAM представляет собой цифровую систему кодирования стереофонических звуковых сигналов, которые передаются в си с теме PAL+. Видеосигнал с выхода тюнера DA 1-1 поступает на вход коммутатора DA 1-2 . Кроме этого у коммутатора есть еще 4 входа, на которые приходят в и деосигналы с разъема XS 1 , входных разъемов и дополнительного тюнера. В ы бор источника видеосигнала осуществляется во командам с МК. С выхода коммутатора видеосигнал поступает на эмиттерный повтор и тель, а затем на полосовой фильтр. С буфера видеосигнал поступает на. Эта микросхема представляет собой гребенчатый фильтр. Известно, что спектр видеосигнала не сплошной, а дискретный. Несущая частота сигналов цветности F=4,43 МГц. Для выделения сигналов цветности в аналоговых ТВ устанавливался фильтр на эту частоту. Форма его АЧХ показ а на пунктиром. При этом из-за невозможности создания фильтра с "П" образной характеристикой часть спектра видеосигнала терялась, что приводило к сниж е нию четкости изображения. Фильтр работает только в промежутках между спектром видеосигнала. Принцип работы цифрового гребенчатого фильтра основан на том, что сосе д ние строки по цвету ничем не отличаются. Поэтому если вычесть из одной строки сигнал соседней строки, то получается один я р костной сигнал. Введение в схему цифрового гребенчатого фильтра заметно повышает четкость изображения. По желанию пользователя в меню есть возможность о т ключ е ния фильтра. На входе AD 2-1 включен АЦП, преобразующий аналоговый видеосигнал в цифровой. Затем в гребенчатом фильтре производится его цифровая обрабо т ка, после чего сигналы яркости Y и цветности С в цифровом виде по раздел ь ным каналам поступают на входы ЦАП. С выходов микросхемы DA 1-1 сигналы яркости и цветности уже в аналоговой форме поступают на декодер ( DA 1-6) . Декодер осуществляет распознавание цветовых систем кодирования PAL+ , SECAM , NTSC и декодирование сигналов цветности. На выходе обр а зуются цветоразностные сигналы R-Y и B - Y . В паре с DA 1-6 работает DA1-7 – линия задержки на строку. Кроме декодирования основных сигналов, DA1-6 осуществляет врезку внешних сигналов R, G, B поступающих с разъема XS 1 . Управление декодером осуществляется по шине I 2 C с МК. В DA1-6 формируе т ся 3-х уровневый импульс, который снимается с контакта 10. С выхода декодера (контакты 14, 13, 12) цветоразностные сигналы и си г нал яркости поступают на DA2-2– так называемую микросхему искусственного интеллекта. В ней выполняются следующие операции: - Привязка к уровню черного. Измеряется амплитуда самого темного эл е мента изображения за строку, которая принимается за уровень черного. Таким образом срезается "подставка", что позволяет более полно использовать дин а мический ди а пазон; - Коррекция амплитудной характеристики или по другому гамма-хар а ктеристики. Известно, что условием хорошего качества изображения является пр и мерное равенство черных, белых и серых точек. Если в поступающем виде о сигнале количество белых и черных точек гораздо больше, чем серых, то ми к росхема искусственно увеличивает количество серых. Это достигается за счет изменения крутизны гамма-характеристики в области белого и черного. Вся обработка идет только по яркостному. По желанию пользователя в меню есть возможность отключения микросхемы искусственного интеллекта. Управление осуществляется по шине I 2 C с МК. С выхода DA 2-2 (контакты 28, 26, 21) цветоразностные и яркостный си г налы через усилители поступают на разъем ХS6 и далее на плату “3” , где пр о исходит их цифровая обр а ботка. На плате "3" аналоговый сигнал поступает на AD 3-1 – микросхему анал о го-цифрового преобразователя. Из теории известно, что любой аналоговый сигнал можно передать дискретно, если частота квантования в 2 раза выше максимальной модулирующей частоты. Полоса пропускания яркостного кан а ла 6,0 МГц, поэтому частота квантования АЦП была выбрана равной 13,5 МГц. Для цветоразностных сигналов полоса пропускания равна 1,5 МГц, а частота квантования выбрана 3,375 МГц. Для обеспечения требуемой разрешающей способности ТВ необходимо иметь 256 уровней квантования (2 8 ), т.е. для пер е дачи видеосигнала нужна 8-разрядная цифровая шина. Одновременно необх о димо передавать 8 разрядов сигнала яркости, 8 разрядов сигнала R-Y и 8 ра з рядов B-Y – итого 24 разряда. Но это избыточность: на самом деле на один о т счет яркостного канала выбирают 4 отсчета цветоразностных каналов, что н а зывается форматом 4:1:1. Структурная схема AD3-1 показана на рис. 2.9 . Рис.2.9. Структурная схема микросхемы АЦП Аналоговый сигнал яркости с вывода 3 поступает на устройство выбо р ки-хранения (УВХ) (1), затем на 8-разрядный АЦП (2) и через буфер (3) на прео б разователь в уровни ТТЛ (4). С выводов 24, 31 сигнал яркости в двоичном коде выходит из микросхемы. Аналоговый цветоразностный сигнал R-Y с вывода 7 поступает на УВХ (5) затем на коммутатор (7). Аналоговый цветоразностный сигнал B-Y с вывода 9 поступает на УВХ (6) и далее на коммутатор (7). Затем оба цветоразностных сигнала идут по о д ному каналу. Коммутатор подключает цветоразностные сигналы к каналу п о очере д но. С УВХ (8) сигнал поступают на 8-разрядный АЦП, затем на кодер (10) и на преобразователь в уровни ТТЛ (11). С выводов 19, 20 в двоичном коде сн и мается R-Y , а с выводов 21, 22 B-Y. Управление работой блоков внутри микр о схемы осуществляет генератор временных импульсов. Скорость прохождения сигналов по цветоразностному каналу в 4 раза ниже, чем по яркостному. Для преобразования стандарта 50 Гц в 100 Гц двоичные сигналы яркости и цветности сначала записываются в память на поле микросхемы DD3-1 емк о стью 2,9 МБ, а затем считываются с удвоенной скоростью микросхемой DD3-2 , нос я щей 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 блоки шумоподавления; - 2, 3 – декодеры цветоразностных сигналов; - 5, 6 – линии задержки; - 7, 8 – медианные фильтры; - 9, 10 – микшеры; - 11 – кодер выбора стандарта; - 12 – цифровой фазовый дете к тор; - 13 – микропроцессор с пам я тью; - 14 – блок контроля, связь с центральным МК. Структурная схема блока шумоподавления представлена на рис.2.11. Принцип работы блоков шумоподавления основан на сравнении 2-х п о лей изображения Y а и Yb. Все их отличия считаются шумом и вычитаются. Вычитание происходит с переменным коэффициентом К. Величина коэффиц и ента определяется в устройстве, называемым детектором движения. Значения коэффициента в зависимости от интенсивности движения меняются от "0" до "1". Нулевое значение соответствует отсутствию движения. Новая информация не проходит на выход. На выходе постоянно повторяется информация из вну т ренней памяти на поле. Рис.2.11. Структурная схема блока шумоподавления. Максимальное значение коэффициента, равное "1", соответствует наиб о лее интенсивному движению. При этом из входного сигнала сначала вычитае т ся сигнал, записанный в память, а после перемножителя вновь добавляется. Т а ким образом, входной сигнал без 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 п а мяти, и пост у пает на выход. С выхода микросхемы "Прозоника" цифровой сигнал поступает на ЦАП DA3-1. Структурная схема микросхемы DA3-1 приведена на рис.2.12. Сигналы яркости и цветности в двоичном коде проходят коммутатор (1), далее к а ждый из сигналов Y , B-Y, R-Y идет по своему каналу. Сигнал яркости поступает на яркостную линию задержки. Назначение ее такое же, как в аналоговых Т – совмещение середины фронтов яркостных и цветоразностных сигналов для улучшении цветовых переходов. Возникающие при этом выбросы на фронтах сигнала устраняются фильтром (6). В блоках 7, 10, 13 происходит изменение формата изображения. Для этого сигнал запис ы вается в память, а затем считывается с большей или меньшей скоростью. Ча с тота строчной развертки при этом не меняется. Затем сигнал поступает в ЦАП (17) и уже в аналоговой форме выходит из микросхемы. Цифровые цветоразностные сигналы поступают на интерполятор (2). И н терполятор необходим в связи с тем, что отсчет цветоразностных сигналов приходит со скоростью в 4 раза ниже яркостного, поэтому необходимо запо л нить пробелы, усредняя с о седние отсчё ты. Далее сигналы R-Y и B-Y идут раздельно каждый по своему каналу. К а налы идентичны. В блоках 3, 4 уменьшение фронтов цветоразностных перех о дов необходимо для повышения четкости цветовых переходов. В блоках 8, 9, 11, 12, 14, 15 происходит сжатие и растяжение изображения. На выходах ЦАП (18, 19) сигналы уже имеют аналоговую форму . Рис. 2.12. Структурная схема микросхемы DA3-1 . Для обслуживания блоков внутри микросхемы имеется генератор с ФАПЧ (16). Прием и выдача информации от центрального МК осуществляется через интерфейс шины I 2 C . С выхода ЦАП DA 3-1 (контакты 54, 51, 47), сигн а лы Y, R-Y и B-Y поступают на видеопроцессор DA4-1 (контакты 6, 7, 8). Кр о ме основного видеосигнала на его вход поступают также сигналы телетекста (контакты 2, 3, 4) и сигналы PIP (контакты 10, 11, 12). В видеопроцессоре ос у ществляется матрицирование, врезка сигналов телетекста и PIP , регулировка яркости, контрастности, насыщенности, ограничения тока лучей. Датчиком т о ка является измерительный резистор, включенный в разрыв земляного вывода строчного трансформатора. В случае превышения тока лучей сигнал с датчика поступает на вывод 15, что приводит к резкому уменьшению коэффициента усиления видеоусилителя и к уменьшению тока лучей в кинескопе. Управление работой видеопроцессора производится с МК по шине I 2 C . С выхода видеопр о цессора (контакты 20, 22, 24), сигналы R, G, B поступают на плату кин е скопа. На плате кинескопа сигналы R, G, B поступают соответственно на DA 5-1, DA5-2, DA5-3 и далее на кинескоп. Режим “ картинка в картинке ” (Р I Р). Видеосигнал с дополнительного тюнера DA6-1 поступает на коммутатор DA1-2. С выхода коммутатора сигнал поступает на вход декодера цветности DA 2-1. DA 2-3 – линия задержки на строку. Декодер осуществляет декодиров а ние 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 AD 3-2 (АЦП) сигнал в цифр о вой форме поступает на микросхему памяти на поле DD3-3. Врезка сигнала R-Y в основной сигнал происходит в DD3-4... DD 3-7 Процессом считывания и вре з ки управляет микросхема "Прозоник" DD3-2. Дальнейшая обработка сигналов с дополнительного тюнера производится совместно с основным сигн а лом. 3. КОНСТРУКТОРСКО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 3.1 Разработка конструкции узла Конструкция устройства представляет собой совокупность конструкций, сборочных единиц, деталей, которые находятся в определенной взаимосвязи и обеспечивают требуемое функционирование. Материал корпуса для устройства подбирается исходя из следующих условий: минимум массы, прочность конс т рукции, минимум стоимости материала, минимум стоимости процесса обрабо т ки и изготовления деталей. Телевизионный приёмник эксплуатируется в условиях, определенных по ГОСТ 16.014 УХЛ4.2 Таблица 3.1 Условия эксплуатации телевизионного приёмника Параметры РЭА и определяющие их дестабилизирующие факторы 1 2 3 1 Прочность при синусоидальных вибрациях , Гц а , м/с 2 t , ч 20 19,6 0,5 2 Обнаружение резонансов в конструкции , Гц , мм t , мин 10…30 0,5…0,8 4 3 Обнаружение резонансов в конструкции , Гц а ,м/с 2 t , мин 10…30 2,4…10,7 4 4 Устойчивость к механическим ударам t, мс , мин – 1 а max , м/с 2 N , ударов – – – – – – – – 5 Устойчивость к циклическим изменениям температуры Q , К t, ч 223…333 2…6 6 Воздействие повышенной влажности Вл, % Q I (Q II ), К t, ч 80 298 48 1 2 3 7 Воздействие пониженной температуры Q I прд ( Q II прд ), К Q I рб (Q II рб ), К t, ч 233 (223) 278 (263) 2…6 8 Воздействие повышенной температуры Q прд , К Q рб , 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 t u , мс , мин -1 а max , м/с 2 N , ударов 5…10 40…80 49…245 > 13000 11 Прочность при воздействии синусоидальных вибрациях , Гц t, ч а , м/с 2 10…30 2 9,8…39,2 12 Прочность при воздействии многократных ударов t, ч , мин -1 а max , м/с 2 N , ударов 5…10 40…80 98 > 6000 Примечание: Индексы I и II относятся к первой и второй степени жестк о сти эксплуатации. Телевизионный приёмник имеет массу 37 кг и устанавливается на пл о скую твердую повер х ность. Для защиты телевизора от неблагоприятных факторов, приведенных в таблице, предусмотрено: 1. Корпус телевизора выполнен из ударопрочного полистирола. 2. Для защиты от повышенной влажности плата покрыта водоустойчивым лаком. 3. Для удобства транспортирования предусмотрены специальные упак о вочные коробки с пенопластовыми вставками. 4. Для защиты от вибраций задняя крышка крепится шурупами. 3.2 Расчёт времени наработки на отказ Рассчитаем время наработки на отказ Т Н (час) для нашего телевизионного пр и ёмника по м е тодике, изложенной в [8]. Подсчитаем интенсивность отказов: (3.1) где л 0 i — интенсивность отказов i- го элемента, 1/ч; N i — число элементов для i- го конструкции. Время наработки на отказ: , (3.2) где Л вЂ” интенсивность отказов,1/ч. Параметры n, л 0 i , N i для нашего изделия при ведены в табл. 3.2 Таблица 3.2 Интенсивность отказов для различных радиоэлементов Элемент конструкции л 0 i , ч -1 N i , шт л 0 i N i Резисторы 0,1в€™'9510 -7 217 21,7в€™'9510 -7 Конденсаторы 0,3в€™'9510 -7 83 4,9в€™'9510 -7 Кварц и полосовой фильтр 0,12в€™'9510 -7 32 3,84в€™'9510 -7 Диоды 0,2в€™'9510 -7 27 5,4в€™'9510 -7 Катушки индуктивности 0,15в€™'9510 -7 18 2,7в€™'9510 -7 Микросхемы 0,2в€™'9510 -7 28 5,6в€™'9510 -7 Транзисторы 0,2в€™'9510 -7 76 15,2в€™'9510 -7 Паяные соединения 0,45в€™'9510 -8 1854 83,43в€™'9510 -7 Контакты кнопок и разъемов 2в€™'9510 -7 350 700в€™'9510 -7 Печатная плата 0,8в€™'9510 -6 5 40в€™'9510 -7 Каркас, панели 1в€™'9510 -8 2 0,2в€™'9510 -7 Крепежные изделия 1в€™'9510 -8 10 10в€™'9510 -7 По данным из табл.3.2 рассчитаем суммарную интенсивность отказов по фо р муле 3.1. Л=891,97в€™10 -7 ч -1 Время наработки на отказ рассчитаем по фо р муле 3.2: Вероятность безотказной работы изделия: , (3.3) где t — время работы изделия, час; Р– вероятность безотказной работы. Значение t =Т Н , при котором Р=0.37 называют временем наработки на отказ. График зависимости вероятности безотказной работы от времени показан на рис 3.1. Рис 3.1 График зависимости вероятности безотказной работы от времени раб о ты изделия. 3.3 Порядок настройки, регулировки и эксплуатации разработанного ус т ройства. 3.3.1. Регулировка размеров изображения. Производится в сервисном режиме. Для перехода в сервисный режим н е обходимо сначала нажать одновременно 2 кнопки на передней панели ( PROG+ и PROG - ), а затем кнопку включения сети. При этом в верхнем правом углу экрана должны загореться буквы "ТТ". Нажать меню. Появится перечень ми к росхем, исходные данные которых можно изменить. С помощью курсора в ы брать микросхему SDA9361. Отрегулировать геометрию в соответствии с табл. 3.1. Таблица 3.1. Регулировка размеров изображения № позиции м е ню Обозначение в м е ню 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 с генератора "Белое поле"; - Войти в сервисный режим, для чего сначала нажать одновременно 2 кнопки на передней панели ( PROG+ и PROG - ), а затем кнопку включения с е ти. При этом в верхнем правом углу экрана должны загореться буквы "ТТ". - Нажать кнопку "МЕНЮ" на пульте дистанционного управления. На э к ране появится перечень микросхем, исходные данные которых можно изм е нить; - С помощью кнопок ↑'5e и ↓'76 выбрать микросхему видеопроцессора Т DA 4780; - Нажать кнопку "0К". Появится перечень регулируемых параметров и их значения; - Установить контрастность в максимальное значение; - Установить значение усиления по красному сигналу " R GAIN " равное 25; - Регулируя усиление по зеленому " G GAIN " и синему "B GAIN" сигн а лам, добиться белого свечения экрана без каких-либо оттенков; - Для запоминания данных нажать кнопку "0К"; - Установить контрастность в минимальное значение; - Установить значение постоянного уровня красного " R LVL REF " ра в ным 31; - Регулируя постоянные уровни зеленого "G LVL REF" и синего " B LVL REF ", добиться белого свечения экрана; - Нажать кнопку "0К" для запоминания данных. 3.4. Типовые неисправности в устройстве и рекомендации по их устран е нию 3.4.1 При включении в сеть перегорает сетевой предохранитель. Этот признак указывает на неисправность блока питания, либо на вр е менную перегрузку по сети. Сначала надо заменить предохранитель на другой, рассчитанный на ток 5 А и напряжение 250 В. Если при повторном включении предохранитель перегорает вновь, значит неисправность в блоке питания. ТВ отключают от сети и «прозванивают» элементы сетевого фильтра, выпрям и тель, конденсатор фильтра, транзисторы преобразователя, элементы блока п и тания дежурного режима, петлю размагничивания. Наиболее часто выходят из строя диоды выпрямителя VD 8-1 (замыкание), конденсаторы С8-29, С8-30, С8-31 (замыкание), транзисторы VT8-1, VT8-2 (замыкание К-Э). Выход из строя электролитического конденсатора С8-33 заметен по вздутию вверху и разрыву предохранительной палочки. Перед установкой нового конденсатора необх о димо спиртом удалить потеки электролита с платы, так как при повышенной влажности электролит ст а новится 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 в ы ходные напряжения отсутствуют, то проверяют транзисторы VT8-1, VT8-2, VT8-3, VT8-4, VT8-10…VT8-12, VT8-15, диоды VD8-14… VD8- 17, VD 8- 25, VD 8- 26, VD 8- 18… VD8- 21, VD 8- 27, VD 8- 28. Проверяют целостность резист о ров R8-1, R8-4, R8-7, целос т ность обмоток Т8-1 и Т8-2. 3.4.3. Нет переключения из дежурного жима в рабочий. Такой дефект может быть по следующим причинам: - Неисправности в блоках разверток и УНЧ; Проверяют напряжение на шине защиты (11 контакт ХS 8 ). В случае в ы сок о го потенциала ищут неисправность в соответствующих блоках. - Неисправность цепей стабилизации и защиты; Проверяют исправность DA8-1, VD8- 5, DA8-2 , VD 8- 10 … VT 8- 12, VT 8- 15, VT 8- 03, VT 8- 04. Чтобы неисправность в блоке питания не повлекла за собой возникнов е ние неисправностей в остальных блоках, блок питания проверяют отдельно. Для этого на конденсатор С8-33 от отдельного источника, обеспечивающего силу тока не менее 1 А, подают напряжение U = 20 В. Этого напряжения дост а точно, чтобы получить автоколебательный режим. На разъеме XS 9 устанавл и вают между контактами 17, 10 резистор R = 1 к0м 0,125 Вт. Подачей напряж е ния +5 В обеспечивается мягкий запуск преобразователя. Затем между конта к тами 10 и 12 устанавливают перемычку, в результате чего контакты реле P8-2 замкнутся и напряжение сети будет постоянно подаваться на сх е му. Частым дефектом является пробой в строчном трансформаторе. При этом на R8-36 отрицательное напряжение увеличивается за счет увеличения потре б ления тока по шине +135 В. Это напряжение открывает VT8- 6, VT8-7 и +5 В , поступает на 11 контакт ХS8, переводя блок пит а ния в дежурный режим. При неисправности УНЧ положительное напряжение откроет VT8-20 и VT 8-14, и +5 В поступит на 11 контакт ХS8 . 3.4.4. Нет изображения и звука. Экран ярка светится. Видны линии о б ратн о го хода. Характер дефекта указывает на то, что кинескоп полностью открыт. Это может быть из-за отсутствия напряжения питания видеоусилителей, неиспра в ности самих видеоусилителей или неисправности видеопроцессора. Гораздо реже такая неисправность может быть вызвана дефектом в кинескопе. Сначала проверяют напряжение +200 В на 2 контакте ХS12 платы кинескопа. В случае его отсутствия проверяют ц е почку: VT 4-11, C4-8, R4-17. Затем проверяют осциллографом сигналы R, G, B на контактах 1, 2, 3 ХS11. Если сигналы отсутствуют, а на контактах лишь постоянное напряжение U =5 В, то неисправность в видеопроцессоре DA 4-1 . Его проверяют заменой. Если сигналы R, G, B на входе в норме, то неисправными могут быть DA 5- 1 , DA5-2, DA 5-3 , кинескоп. 3.4.5. Нет изображения и звука. Экран светится одним из основных цв е тов. Проверяют сигналы R , G , B на разъеме ХS 12 . Если сигнал соответству ю щего цвета отсутствует, а вместо него постоянный уровень, то неисправность в DA4-1. Если сигналы в норме, то неисправными могут быть либо видеоусил и тель соответствующего цвета DA5-1… DA 5-3 , либо сам кинескоп (замыкание катода на землю). Сначала необходимо проверить, поступает ли питание на видеоусилитель, а затем разорвать цепь между выходом микросхемы видеоус и лителя и катодом. На катод подать напряжение +200 В через резистор R = 10 к0м. Если при этом свечение пропадает, значит неисправность в микросхеме, в противном случае – неисправен к и нескоп. Заключение. Стационарные цветные телевизоры, выполненные на основе цифровых микросхем и микропроцессоров по сравнению с аналоговыми телевизионными приёмниками отличаются более высокими техническими и потребительскими параметрами, меньшим числом дискретных элементов, меньшей массой, а также высокой надёжностью. Все эти факты позволяют сделать вывод о том, что будущее за цифровыми телевизорами. Список использованных источников 1. Гаврилов П.Ф., Никифоров В.Н. Ремонт импортных телевизоров. В ы пуск 5 М.: «Сервис пресс», 1998. 2. Дворкович А.В. и др. Цифровая обработка телевизионных и компь ю терных изображений М.: «Бином», 1998. – 376с., ил. 3. Ельяшкевич С.А. Цветные стационарные телевизоры и их ремонт: Справ. пос о бие. – М.: «Радио и связь», 1996. – 224 с., ил. 4. Интегральные микросхемы : Перспективные изделия. Выпуск 5 – М.: Додека, 1999. – 297с. 5. Кривошеев М.И. Цифровое телевидение М.: «Радио и связь», 1997 – 435с., ил. 6. Кауфман, Сидман Практическое руководство по расчёту схем в ради о электр о нике: В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 561с., ил. 7. Масленников М.Ю. Справочник разработчика и конструктора РЭА, элементная база. М.: Энергоатомиздат, 1993 8. Петухов В.М. Маломощные транзисторы и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.1. – М.: КубК-а, 1997. – 688с., ил. 9. Петухов В.М. Полевые и высокочастотные биполярные транзисторы средней и большой мощности и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.3. – М.: КубК-а, 1997. – 672с., ил. 10. Родин А.В. Ремонт з а рубежных телевизоров М.: «Солон», 1998. 11. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования / Под ред Р.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.

Приложенные файлы


Добавить комментарий