Генератор випробувальних сигналів для телевізійних приймачів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Білоруський Державний Університет Інформатики і радіоелектроніки

Кафедра ЕОМ

Пояснювальна записка

до курсового проекту по курсу

«Схемотехніка ЕОМ»

на тему: «Генератор випробувальних сигналів для телевізійних приймачів»

Мінськ 2000

Введення

Сучасні кольорові телевізори, включаючи 3-6-го поколінь, із споживчої точки зору відрізняються від своїх попередників не тільки такими перевагами, як зменшення споживаної енергії, маси, габаритів, розширення сервісних можливостей, а й істотним підвищенням чіткості і природності зображення, які в справному телевізорі зберігаються протягом тривалого часу, не вимагаючи додаткової настройки. Заводами-виробниками приймаються так само заходи щодо підвищення надійності телевізорів, однак це не виключає їх пошкоджуваності за рахунок старіння і недостатньо високої якості елементів і вузлів (кінескопи, інтегральні мікросхеми, електричні конденсатори та ін.) У завдання телемайстра, як відомо, входить відшукування пошкодженого елемента, його заміна і потім настройка телевізора з метою доведення його параметрів до заданих норм, які нерідко «йдуть» після заміни несправної деталі. Швидке і якісне виконання цього завдання вимагає застосування допоміжних пристроїв, найбільш ефективним з яких є генератор телевізійних випробувальних сигналів (ГІС). Наприклад, після такої типової ремонтної операції, як заміна несправного кінескопа, потрібно зведення променів у новому кінескопі. Приблизна «на око» виконання цієї операції, як правило, не дає необхідних результатів, приводячи до зниження якості зображення. При використанні ГІС зведення променів кінескопа зводиться до послідовного виконання певних дій, правильність яких, як і кінцевий результат, контролюються по випробувальним зображенням на екрані кінескопа.

ГІС забезпечує прискорення пошуку несправності та об'єктивність оцінки результатів при ремонтно-настроювальних роботах.

До теперішнього часу в періодичній пресі накопичився чималий банк схем генераторів телевізійних випробувальних сигналів, призначених для самостійного виготовлення радіоаматорами, що займаються ремонтом і настроюванням телевізорів. Разом з тим книжкові видання, в яких узагальнюються питання побудови ГІС, становлять лише декілька найменувань, причому всі вони стали бібліографічною рідкістю, хоча в них не відображено чимало останні результати в області конструювання любітельних ГІС.

Слід зазначити, що в журнальних описах зазвичай наводяться лише принципові схеми, в яких окремі деталі нерідко затуляють головну ідею, покладену в основу побудови ГІС. При цьому з поля зору випадають спорідненість багатьох схем, що дозволяє розділити їх класи і розглядати з єдиних позицій.

Основні відомості про генераторах телевізійних випробувальних сигналів.

Призначення генераторів.

Генератори, що використовуються при ремонті та налаштування телевізорів, можна розділити на дві групи:

  1. генератори, які застосовують тільки разом з додатковими приладами в основному з осцилографами, наприклад, генератори стандартних сигналів, генератори хитається частоти;

  2. генератори, що формують сигнали спеціальної форми, за допомогою яких на екрані телевізора контрольованого одержують зображення у вигляді випробувальних таблиць.

Найбільше поширення при обслуговуванні телевізорів отримали генератори другої групи. Саме їх прийнято називати генераторами телевізійних випробувальних сигналів (ГТІС або спрощено ГІС). Такі генератори дозволяють оцінювати відповідність параметрів телевізора технічним вимогам і відшукувати несправність за допомогою візуального спостереження відтвореного зображення або за допомогою осцилографа шляхом порівняння осцилограм, знятих в контрольних точках із зазначеними на принциповій схемі телевізора.

Види випробувань за допомогою таблиць.

Існує багато випробувальних таблиць, які містять зображення, що дозволяють контролювати наступні основні параметри та пристрої телевізора:

  1. формат зображення і його центрування;

  2. нелінійні і геометричні спотворення растра;

  3. яскравість і контрастність;

  4. чіткість зображення;

  5. статичний і динамічний баланс білого;

  6. точність фіксації рівня чорного;

  7. стабільність розмірів растру;

  8. точність статичного і динамічного зведення променів кінескопа;

  9. перехідні спотворення в каналі яскравості;

  10. УПЧИ;

  11. АПЧГ;

  12. АРУ;

  13. ланцюзі стабілізації високої напруги;

  14. проходження сигналів кольорових піднесуть через канал кольоровості;

  15. правильність відтворення основних і додаткових кольорів;

  16. насиченість кольору в суміжних рядках;

  17. рівність рівнів піднесуть прямого і затриманого сигналів;

  18. правильність налаштування пристроїв корекції низькочастотних і високочастотних предискаженій;

  19. точність установки нульових точок дискримінаторів;

  20. значення рівнів цветоразностних сигналів;

  21. правильність налаштування пристроїв колірної синхронізації;

  22. правильність матрицирования, що визначає співвідношення рівнів сигналу яскравості і колірних сигналів на електродах кінескопа і ін

Перші 13 з перерахованих параметрів і пристроїв можна контролювати за допомогою випробувальних таблиць чорно-білого зображення, інші вимагають застосування кольорових випробувальних таблиць.

Види ГІС.

Обов'язковою умовою роботи всіх ГІС є формування повного телевізійного сигналу (ПТС при чорно-білому кольорі або ПТЦС при кольоровому). ПТС в ГІС містить два типи сигналів: основні та допоміжні. До основних відносяться сигнали випробувальних таблиць, до допоміжних - синхронізуючі і гасять імпульси рядків і полів, імпульси врізок і керуючі (рис.1). З точки зору точності і повноти ПТС генератори випробувальних сигналів можна розділити на два види:

  1. генератори, що формують допоміжні сигнали відповідно до вимог нормалей на відеосигнал;

  2. генератори, що формують спрощені допоміжні сигнали, що відрізняються як за складом, так і за параметрами від вимог нормалі, але забезпечують можливість контролю основних параметрів телевізора по випробувальним (основні сигнали) зображення на його екрані. Генератори другої групи, як правило, істотно простіше і дешевше ніж генератори першої групи, їх легко можна виготовити самостійно, причому кращі зразки спрощених ГІС мало поступаються стандартним за функціональними можливостями і якістю випробувальних зображень.

Слід зазначити, що основна частина випробувальних зображень в сучасних ГІС формується цифровим методом. Це забезпечує високу точність і тимчасову стабільність випробувального сигналу. Елементну базу таких ГІС складають цифрові мікросхеми.

  1. Постановка завдання

Спроектувати генератор випробувальних сигналів. Пристрій має забезпечувати:

  1. Формування білого і чорного полів.

  2. Формування шести або дванадцяти вертикальних смуг з градацією яскравості.

  3. Формування вертикальних і горизонтальних чергуються чорних і білих смуг, вертикальних і горизонтальних ліній.

  4. Формування шахового і сітчастого полів.

Пристрій необхідно реалізувати з використанням мікросхем серії К155. Необхідною умовою є розробка джерела живлення для генератора.

Зробити розрахунок усіх використовуваних у схемі елементів або вказати джерело в літературі, де наводиться їх розрахунок.

  1. Обгрунтування вибору структурної схеми

Розглянемо структурну схему, на якій позначені:

  1. Блок живлення.

  2. Кварцовий генератор зразкової частоти.

  3. Формувач вертикальних ліній і смуг.

  4. Формувач горизонтальних ліній і смуг.

  5. Формувач рядкових синхроімпульсів.

  6. Формувач кадрових синхроімпульсів.

  7. Пристрій складання.

  8. Генератор радіочастоти.

Блок живлення призначений для подачі 5В харчування на схему генератора сигналів.

Кварцовий генератор виробляє імпульси з частотою проходження 4МГц.

Формувач вертикальних ліній і смуг призначений для формування сигналів вертикальних ліній і сигналів вертикальних смуг.

Формувач горизонтальних ліній і смуг призначений для формування сигналів горизонтальних ліній і сигналів горизонтальних смуг.

Формувачі рядкових і кадрових синхроімпульсів формують синхросигнали, які управляють зображенням на екрані телевізора.

У залежності від обраного режиму роботи, сигнали вертикальних ліній або смуг і горизонтальних ліній або смуг надходять на пристрій складання. Там із двох вхідних сигналів виходить третій. У залежності від режиму роботи на виході суматора виходить зображення шахового або сітчастого поля.

При іншому поєднанні набору перемикачів у блоках вертикальних ліній і смуг і горизонтальних ліній і смуг можна отримувати різні комбінації зображень з вертикальних і горизонтальних ліній і смуг.

Генератор радіочастоти налаштований на частоту телевізійного каналу. У ньому відбувається модуляція відеосигналу, що знімається з виходу пристрою додавання.

  1. Обгрунтування вибору функціональної схеми

Розглянутий ГІС є багатофункціональним приладом, реалізованим на семи мікросхемах і одному транзисторі без урахування стабілізованого джерела живлення. Генератор формує порядковий растр з числом рядків 315 і частотою кадрів 49,6 Гц, тобто випробувальне зображення відрізняється від стандартного. Вибір прогресивного растра знімає питання про формування прирівнюють імпульсів у ПТС. Зменшення числа рядків у растрі до 315 призводить до спрощення схеми і мало позначається на суб'єктивної оцінки якості випробувальних зображень. Безперервність синхронізації при формуванні горизонтальних ліній забезпечується тим, що тривалість імпульсу горизонтальної лінії обрано рівної тривалості активної частини одного рядка поля (52 мкс) і його фаза «прив'язана» до фази рядкових імпульсів.

Кадрові синхроімпульси формуються без врізок, а кадрові гасять імпульси відсутні з урахуванням автономного гасіння в телевізорі. Таким чином, ПТС є спрощеним. При цьому якість випробувальних зображень досить висока, що підтверджується випробуваннями розглянутого ГІС.

Прилад формує біле і чорне поля, шість або дванадцять вертикальних смуг з градаціями яскравості, вертикальні і горизонтальні чергуються чорні і білі смуги, вертикальні і горизонтальні лінії, а також шахове, сітчасте і точкове поля. Крім перерахованих зображень можна отримати зображення перехрещуються смуг, вертикальних і переривчастих горизонтальних ліній, шахового поля зі світлими смугами, заповненими вертикальними лініями, відповідним частотам 4 або 2 МГц, і ін Передбачено інвертування сигналів, крім сигналу «градація яскравості».

  1. Обгрунтування вибору принципової схеми

    1. Опис роботи основних вузлів схеми

Зіставляючи принципову схему генератора зі структурною схемою, бачимо, що кварцовий генератор зразкової частоти 4МГц реалізований з допомогою мультивібратора на елементах DD5.1 ​​і DD5.2. У результаті ділення цієї частоти на виході лічильника DD 2 (вихід <15) на кожен шістандцятого вхідний імпульс формується імпульс тривалістю близько 0,1 мкс, утворюючи сигнал частотою 250 кГц створює на екрані вертикальні лінії.

Резистори R2-R5 перетворять сигнали двійкового коду на виходах 1, 2, 4, 8 лічильника DD1 в ступеневу змінюється напруга градації яскравості. Натискаючи на кнопку SB1.1 («: 2») можна зменшити кількість розрядів двійкового коду, що знімаються з вихідного лічильника, і отримати замість 12 смуг градації яскравості 6 смуг.

Тригер DD3.1 формує рядкові гасять імпульси з періодом проходження 64мкс і тривалістю 12мкс наступним чином. До появи імпульсу на вході R тригера DD3.1 знаходиться в одиничному стані, тому що вхід 4 підключено до інверсного виходу 6. Вступник на вихід R імпульс встановлює його в нульовий стан, що соотве6тствует початку формування рядкового імпульсу, що гасить. Під дією на вихід З другого позитивного перепаду, що виникає на виході 1 лічильника 1 тригер 3.1 повертається в початковий стан. У результаті на інверсному виході тригера виникають позитивні гасять імпульси тривалістю 12мкс.

Тригер DD3.2 формує рядкові синхроімпульси тривалістю 4мкс, фронт яких зрушать на 2мкс щодо фронту гасять. Зрушення забезпечують елементи VD1 і R6, виконують логічну операцію АБО і керуючі входом D. На вхід R тригера DD3.2 надходять кадрові синхроімпульсів, в результаті чого на його виході формується повний синхросигнал.

Формувача кадрових синхроімпульсів і сигналів горизонтальних ліній і смуг реалізовані на елементах DD4, DD5, DD6. Вихідними імпульсами для цього вузла служать імпульси малої частоти, що надходять з трігера DD3.1 і впливають на вхід Т лічильника DD4. Елементи DD4 і DD6 забезпечують завдяки зворотним зв'язкам, коефіцієнти розподілу, рівні відповідно 63 і 5, що визначає число рядків в кадрі і частоту кадрових синхроімпульсів.

Кадрові синхроімпульси формуються RS тригером, що складається з елемента DD5.3 інвертора і знаходиться в лічильнику DD4. На початку формування кожного синхроімпульса лічильники DD4 і DD6 встановлюються фронтом вхідного імпульсу в нульовий стан. У такий же стан переходить RS тригер під дією на вхід елемента DD5.3 негативного імпульсу, продифференцировав ланцюгом С2, R12, R13. Управління по входу V2 при цьому вимкнено. Рівень 1, що виник на виході елемента DD5.3 впливає на входи V8 і С2 лічильника DD4 і, відкриваючи вихід S2, забезпечує виділення на ньому спаду четвертого вхідного імпульсу. Останній повертає RS тригер в початковий стан і формування кадрового синхроімпульса завершується. У результаті на виході S2 лічильника DD4 виникають негативні імпульси кадрової частоти тривалістю 204мкс (12 +64 +64 +64).

Формування сигналу горизонтальних ліній здійснюється в лічильнику DD4 наступним чином. При формуванні кадру зображення вплив одиничного рівня на установчий вхід V2 забезпечує виділення на виході S1 шістнадцятого вхідного імпульсу, а потім кожного тридцять другий. Так як загальний коефіцієнт розподілу лічильника дорівнює 63, то на вихід проходять вхідні імпульси з порядковими номерами 16, 48,79,111,142 і т.д. (16 +32 +31 +32 +31). Тривалість цих імпульсів дорівнює 52мкс, а фаза прив'язана до фази СГІ. На екрані кінескопа вони викликають підсвічування відповідних рядків растром.

Формування сигналу горизонтальних смуг відбувається при проходженні імпульсів, що знімаються з виходу S 1 лічильника DD4 через окремий тригер лічильника DD6. При цьому частота їх прямування зменшується вдвічі, а шпаруватість стає рівною 2 (меандр).

Конвертер на транзисторі VT1 представляє собою генератор РЧ з колекторної модуляцією, налаштованої на частоту 1-ого або другого телевізійного каналу. Роль комутатора грає набір перемикачів SB1-SB 9. Різні комбінації натиснутих кнопок цих перемикачів дозволяють отримати бажане випробувальне зображення на екрані кінескопа.

Прилад живиться від стабілізованого джерела живлення. Світлодіод HL індикує включення пристрою. Описаний прилад можна використовувати як самостійно, так і спільно з генераторами кольоровості.

    1. Конструкція, деталі та налагодження

Всі деталі пристрою, крім запобіжника, транзистора VT 2 і світлодіода змонтовані на передній платі з двосторонньої фольгування стеклотекстолита товщиною 1.5 мм. Транзистор VT 2 джерела живлення пригвинчений до теплоотводу, в якості якого використаний корпус приладу. Для зменшення впливу зовнішніх електромагнітних полів генератор РЧ укладений в алюмінієвий екран.

У генераторі застосовані резистори типу МЛТ і СП3-1Б, конденсатори С3 К50-16, С9 К50-6, решта КТ1-1, КД1 і КМ, кнопкові перемикачі П2К з залежною і незалежною фіксацією. Дросель типу ДМ-0, 1.

Котушка L1 містить 8 витків дроту ПЕВ-2 0,23 і намотана виток до витка на полистироловом каркасі, діаметром 5мм і довжиною 15мм, забезпеченому подстроечним сердечником СЦР1. На цьому ж каркасі розташований виток зв'язку Л2 з того ж дроту, точне розташування якого визначається при налагодженні приладу.

Т1 - трансформатор, розрахований на струм у вторинній обмотці не менше 0.3А при вихідній напрузі близько 8В. При використанні розглянутого генератора спільно з генератором кольоровості допустимий струм у вторинній обмотці слід збільшити до 0,5-0,6 А.

Розрахунок всіх описаних елементів наведено в довіднику [4].

Для перевірки спочатку перевіряють стабілізовану напругу на виході джерела живлення, яке повинно знаходитися в межах 4,75 5,25 В. Якщо ця умова не виконується, необхідно підібрати елемент стабілізатора. При цьому треба враховувати, що

Uіст = Uст + Uсв + Uбе,

Де Uіст напруга на виході джерела; Uст напруги стабілізації VD12; Uсв падіння напруги на світлодіоді HL; Uбе напруга на емітерний перехід транзистора VT3.

Якщо напруга Uіст виявиться недостатнім, його можна збільшити за допомогою германієвого діода включеного в прямому напрямку послідовно з світлодіодом. Якщо ж напруга Uіст виявиться більшим, то його можна зменшити, замінивши транзистор MP42Б кремнієвим, наприклад, КT3107. Потім переконуються у відповідності осцилограм у характерних точках схеми.

Після цього прилад підключають до телевізора коаксіальним кабелем довжиною 1,5 метра. Контролюючи осцилографом, сигнал на резисторі R19 при кнопці SB9, підрядковим резистором R17 встановлюють амплітуду гасять імпульсів на рівні 75% амплітуди синхроімпульсів. Далі домагаються подстроечним резистором R21 сталого самозбудження генератора РЧ. При цьому напруга на емітер транзистора VT1 становить 0,65 0,75 В. підрядником котушки L1 налаштовують генератор на частоту першого або другого телевізійного каналу. Остаточне положення движка резистора R21 визначають за найбільш чіткому і контрастному зображенню вертикальних смуг градації яскравості. Нарешті, підбирають такий стан витка зв'язку L2 на каркасі котушки L1, при якому напруга РЧ на виході генераторі становить кілька десятків мілівольт.

При натисканні кнопок SB 9, SB 5, SB 7 на екрані телевізора з'являється сітчасте поле на білому тлі, за яким зручно судити про працездатність телевізора і встановлювати розміри зображення. Якщо натиснути також кнопки SB 1, SB 2, в квадратах сітки відображаються вертикальні лінії, відповідні чіткості 250 по вертикальному клину таблиці 0249. Після відпускання кнопки SB 1 частота лінії подвоюється і відповідає чіткості 450, що можна використовувати для налаштування пристрою АПЧГ.

Якщо залишити натиснутими тільки кнопки SB 5, SB 7 на екрані з'явиться світле сітчасте поле на темному тлі, по якому здійснюється статичне і динамічне зведення променів кінескопа. При додатково натиснутій кнопці SB 8 на екрані з'явиться точкове полі.

Для отримання зображення «Градації яскравості» одночасно натискають кнопки SB 9 і SB 3, і на екрані з'являється 14 смуг градацій яскравості. При додатково натиснутій кнопці SB 1 число градацій зменшиться вдвічі. Якщо натиснути тільки кнопку SB 9 на екрані відтворюватися біле (сіре поле). При додатковому натисканні кнопок SB 4, SB 6 з'являється шахове поле. Шляхом поєднання різних натиснутих кнопок можна отримати й інші зображення.

  1. Опис використовуваних мікросхем

У даному курсовому проекті використовувалися такі аналогові і цифрові інтегральні мікросхеми:

К155ЛА3 - мікросхема логічних елементів 2И - НЕ.

В одному корпусі міститься 4 логічних елемента. Цоколевка мікросхеми (рис. 5.1.), Її умовне графічне позначення і основні параметри наведені нижче.

U0вих, не більше, В0, 4

U1вих, не менше, В2, 4

I0вх, не більше, мА-1, 6

I1вх, не більше, мА0, 04

I0вих, не більше, мА16

t10зд.р., не більше, нс15

t01зд.р., не більше, нс22

I1пот, не більше, мА8

I0пот, не більше, мА12

Краз, не більше10

Рис. 5.1

К155ТМ2 - мікросхема містить два незалежних комбінованих D-тригера, що мають загальну ланцюг живлення. У кожного тригера є один інформаційний вхід , Вхід синхронізації З і два додаткові входи і незалежної асинхронної установки тригера в одиничне і нульовий стану, а також компліментарні виходи Q і (Рис. 5.2). Логічна структура одного D-тригера містить такі елементи: основний асинхронний RS-тригер, допоміжний синхронний RS-тригер запису логічної одиниці (високого рівня) в основній тригер, допоміжний синхронний RS-тригер запису логічного нуля (низького рівня) в основній тригер. Входи і - Асинхронні, тому що вони працюють (скидають стан тригера) незалежно від сигналу на тактовій вході, активний рівень для них низький (тобто інверсні входи і ).

Асинхронна установка D-тригера в одиничне або нульове стану здійснюється подачею взаімопротівоположних логічних сигналів на входи і . У цей час входи D і С не впливають.

Якщо на входи і одночасно подати сигнал низького рівня (логічний нуль), то на обох виходах тригера Q і буде високий рівень (логічна одиниця). Однак після зняття цих сигналів зі входів і стан тригера буде невизначеним. Тому комбінація = = 0 для цих входів є забороненою.

Завантажити в тригер вхідні рівні В або Н (тобто логічні 1 або 0) можна, якщо на входи і подати напругу високого рівня: = = 1. Сигнал від входу D передається на виходи тригера при вступі позитивного перепаду імпульсу на вхід С (зміна від низького до високого). Однак, щоб D-тригер перемикався правильно (відповідно до таблиці станів, табл. 5.1), необхідно рівень на вході D зафіксувати заздалегідь, тобто до приходу перепаду на вхід С. Причому цей захисний часовий інтервал повинен бути більше часу затримки поширення сигналу в тригері (визначається за довідником).

Цоколевка мікросхеми ТМ2 наведена на рис. 5.2, а основні параметри див. нижче:


Uі.п., В5

U0вих, не більше, В0, 4

U1вих, не менше, В2, 4

I0вх, не більше, мА-1, 6 (вх.2, 4, 10, 12)

I0вих, не більше, мА-

I1вих, не більше, мА-

Iпот, не більше, мА30

t10зд.р., не більше, нс25

t01зд.р., не більше, нс40

I1вх, не більше, мА0, 04 (вх. 2, 12)

I1пот, не більше, мА-

Fp, не більше, МГц10

Краз, не більше10

Рис. 5.2.

Таблиця 5.1.

Режим роботи

Входи

Виходи


D

C

Q

Асинхронна установка

0

1

X

X

1

0

Асинхронний скидання

1

0

X

X

0

1

Невизначеність

0

0

X

X

1

1

Завантаження «1» (установка)

1

1

1

­

1

0

Завантаження «0» (скидання)

1

1

0

­

0

1

К155ІЕ7 - двійковий чотирирозрядний реверсивний лічильник з попереднім записом.

Умовне позначення і цоколевка цього лічильників дана на рис. 5.3. Особливістю даного лічильників є його побудова з синхронного принципом, тобто всі тригери, що входять в схему, перемикаються одночасно від одного тактового імпульсу. Тактові входи: для рахунку на збільшення (Висновок 5) і на зменшення (Висновок 4) - роздільні, прямі динамічні. Тому стан лічильника буде змінюватися по фронту тактового імпульсу. Напрямок рахунку (збільшення або зменшення на одиницю) визначається тим, на якій з тактових входів (висновок 5 або 4) подається позитивний перепад. У цей час на іншому тактовом вході слід зафіксувати високий рівень напруги. Установка лічильника в нульові стану здійснюється подачею на вхід скидання R високого рівня напруги, тому що вхід R прямий статичний. Входи дозволу паралельної завантаження інверсні статичні, тому керуючим сигналом є низький рівень напруги. Для попереднього запису певного числа в лічильник необхідно подати його двійковий код на входи D1 ... D4 (в ІЕ7 від 0 до 15). Для цього на вхід необхідно подати низький рівень (на входах і - Високий рівень, а на вході R - низький). Рахунок почнеться із записаного числа по імпульсах низького рівня, що подається на вхід або . Інформація на виході змінюється по фронту тактового імпульсу. При цьому на другому тактовом вході і на вході повинен бути високий рівень, а на вході R - низький, стан входів D байдужий. Одночасно з кожним шістнадцятим на вході імпульсом на виході , Висновок 72, з'являється повторює його вихідний імпульс, який може подаватися на вхід наступного лічильника. В режимі віднімання водночас з кожним імпульсом на вході , Що переводять лічильник в стан 15, на виході , Висновок 13, з'являється вихідний імпульс. Тобто від висновків і беруться тактові сигнали перенесення і позички для подальшого і від попереднього чотирирозрядний лічильника. Додатковою логіки при послідовному з'єднанні цих лічильників не потрібно: висновки і попередньої мікросхеми приєднуються до висновків і наступної. Проте таке з'єднання лічильників ІЕ7 не повністю синхронне, т. к. тактовий імпульс на подальшу мікросхему буде переданий з подвійною затримкою перемикання логічного елемента ТТЛ. Входи попереднім записом і скидання R при каскадному з'єднанні ІС об'єднуються в окремі шини. Отже, лічильники можна переводити в режими скидання, паралельної завантаження, а також синхронного рахунку на збільшення або зменшення. Стани лічильника дані в табл. 5.2., А основні параметри див. нижче:

U0вих, не більше, В0, 4

U1вих, не менше, В2, 4

I0вх, не більше, мА-

I1вх, не більше, мА-

Iпот, не більше, мА-

I0пот, не більше, мА-

I1пот, не більше, мА-

t10зд.р., не більше, нс47

t01зд.р., не більше, нс38

Iвх. проб., не більше, мА-

F, не менш, МГц-

Краз, не більше

Рис. 5.3.

Таблиця 5.2.

Режим роботи

Входи

Виходи


R

D0

D1

D2

D3

Q0

Q1

Q2

Q3

Скидання

1

X

X

0

X

X

X

X

0

0

0

0

1

0


1

X

X

1

X

X

X

X

0

0

0

0

1

1

Паралельне завантаження

0

0

X

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0


0

0

X

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1


0

0

0

X

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1


0

0

1

X

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Рахунок на збільшення

0

1

­

1

X

X

X

X

Рахунок на збільшення

1

1

Рахунок на зменшення

0

1

1

­

X

X

X

X

Рахунок на зменшення

1

1

К155ІЕ8 - дільник частоти із змінним коефіцієнтом ділення. Структура лічильника, його цоколевка та умовне позначення наведені на рис. 5.4. ІЕ8 включає шестіразрядний лічильник (шість тригерів) і логічну схему, що забезпечує видачу на вхід тригерів заданого числа імпульсів. Лічильник має прямий Q і інверсний виходи, а також вихід перенесення (Після підрахунку шістьдесят третій імпульсу). Вхідна послідовність імпульсів з частотою fвх подається на прямий динамічний вхід С (активний перепад-фронт імпульсу). Максимальний коефіцієнт розподілу Kд = 64. Для зменшення Кд служать шість входів порозрядного дозволу ЄВ ... Е5. Вихідну частоту послідовності при подачі на вхід С послідовності з 64 імпульсів можна розрахувати за формулою:

fвих = fвx/64 (Е5 * 2 ​​5 + Е4 * 2 4 + ЕЗ * 2 3 + Е2 * 2 2 + Е1 * 2 1 + Е0 * 2 0).

де коефіцієнти Ei можуть приймати значення 1 або 0. Отже, в залежності від комбінації напружень логічних рівнів на входах ЄВ ... Е5 на виходах Q і (Висновки 5 і 6) отримаємо 1, 2, 4, 8, 16, 32 позитивних чи негативних імпульсу або будь-яку їх суму. На вхід дозволу (Висновок 11) і на вхід (Висновок 10) повинні бути подані напруги низького рівня, що дозволяють рахунок. На виході дозволу рахунку (переносу), висновок 7, отримаємо негативний імпульс після подачі послідовності з 64 імпульсів. Загальний скид із зупинкою поділу здійснюється подачею напруги високого рівня на вхід R (висновок 13). Для послідовного з'єднання лічильників ІЕ8 служить вхід СЕР (нарощування). Якщо сигнал CЕP = 0, на виході Q встановиться напруга високого рівня. У табл. 5.3 наведені стану лічильника ІЕ8.

U0вих, не більше, В0, 4

U1вих, не менше, В2, 4

I0вх, не більше, мА-(1,6 ... 3,2)

I1вх, не більше, мА0, 04 ... 0,08

Iпот, не більше, мА120

I0пот, не більше, мА-

I1пот, не більше, мА-

t10зд.р., не більше, нс33

t01зд.р., не більше, нс30

Iвх. проб., не більше, МА1, 0

F, не менш, МГц-

Краз, не більше10

Рис. 5.4

Таблиця 5.3.

Входи

Виходи

R

E5

E4

E3

E2

E1

E0

Число імпульсів на вході З

Число імпульсів

вих

(> = 63)












Q


1

X

1

X

X

X

X

X

X

X

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

64

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

64

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

64

1

2

2

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

64

1

4

4

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

64

1

8

8

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

64

1

16

16

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

64

1

32

32

1

0

0

0

1

1

1

1

1

1

64

1

63

63

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

64

1

40

40

1

0

0

0

1

1

1

1

1

1

64

0

1

63

1

6. Опис роботи пристрою

Кварцовий генератор виробляє імпульси з частотою проходження 4МГц. У результаті її поділу на виході "> 15" лічильника DD 2 на кожен 16 вхідний імпульс формується імпульс тривалістю близько 0.1мкс, утворюючи сигнал з частотою 250 кГц, що створює на екрані вертикальні лінії. Він приходить на кнопковий перемикач SB 5. Частоту повторення імпульсів цієї послідовності лічильник повторень DD 1 ділить до малої 15 625Гц на виході> 15 і до 125 кГц на виході 1. На останньому виходить сигнал вертикальних смуг, що надходить на перемикач SB 1.4. Резистори R 2 - R 5 перетворять сигнали двійкового коду на виходах 1,2,4,8 лічильника DD 1 в східчасто змінюється напруга градацій яскравості.

Рядкові гасять і синхронізуючі імпульси з періодом проходження 64 мкс формуються тригерами мікросхеми DD 3. До появи імпульсу на вході R тригер DD 3.1 знаходиться в одиничному стані, обумовленому підключенням входу S до інверсного виходу. Поступає на вхід R імпульс встановлює його в нульовий стан, що відповідає початку формування рядкового імпульсу, що гасить. Тригер повертається у вихідний стан під впливом на його вхід С (при рівні 1 на вході D) другого позитивного перепаду виникає на виході 1 лічильника DD 1. На інверсному виході тригера виходять позитивні гасять імпульси тривалістю 12 мкс.

Тригер DD 3.2 формує рядкові синхроімпульси тривалістю 4 мкс, фронт яких зрушать на 2мкс щодо фронту гасять. Забезпечують це елементи VD 1 і R 6, виконують логічну операцію або й керуючі входом D. У цьому ж тригері в рядковий синхросигнал вводиться кадрові синхроімпульсів, що надходять на вхід R, в результаті чого на його виході формується суміш синхронизирующих імпульсів.

На мікросхемах DD 4, DD 6 і елементах DD 5.3, DD 5.4 виконаний формувач кадрових синхроімпульсів і сигналів горизонтальних ліній і смуг. Вихідними для цього вузла служать імпульси малої частоти, що приходять з тригера DD 3.1 і впливають на вхід T лічильника DD 4. Мікросхеми DD 4 і DD 6 забезпечують, завдяки зворотним зв'язкам, коефіцієнти розподілу, коефіцієнти розподілу рівні відповідно 63 і 5 (по виходах> 63 і 8), що і визначає число рядків в кадрі і частоту кадрових імпульсів.

Для отримання кадрових синхроімпульсів використовується RS - тригер, що складається з елемента DD 5.3 і інвертора, що знаходиться в лічильнику DD 4. На початку формування кожного синхроімпульса лічильники DD 4 і DD 6 встановлюються фронтом вхідного імпульсу в нульовий стан. У такий же стан переходить і RS тригер під впливом на вхід елемента DD 5.3 негативного імпульсу, продифференцировав ланцюгом C 2 - R 12 - R 13. Управління по входу V 2 при цьому вимкнено - на ньому рівень 0. Рівень 1, що виник на виході елемента DD5.3 впливає на входи V 8 і С2 лічильника DD 4 і, відкриваючи вихід S 2, забезпечує виділення на ньому спаду четвертого вхідного імпульсу (він проходить і на вихід S 1). Останній повертає RS тригер в початковий стан, і формування кадрового синхроімпульса завершується. У результаті на виході S 2 виходять негативні імпульси кадрової частоти тривалістю 204 мкс (12 +64 +64 +64).

Сигнал горизонтальних ліній виробляється на виході S 1 лічильника DD 4 і надходить на перемикач SB 7. При формуванні кадру зображення вплив рівня 1 на установчий вхід V 2 забезпечує виділення на виході S 1 16-го вхідного імпульсу, а потім кожного 32.Но так як загальний коефіцієнт розподілу лічильника дорівнює 63, то на вихід проходять вхідні імпульси з порядковими номерами 16, 48,79,111,142 і т.д. (16 +31 +32 +31 +32). Тривалість цих імпульсів дорівнює 52мкс, а фаза прив'язана до фази СГІ. На екрані кінескопа вони викликають підсвічування відповідних рядків растром.

Формування сигналу горизонтальних смуг відбувається при проходженні імпульсів, що знімаються з виходу S 1 лічильника DD4 через окремий тригер лічильника DD6. При цьому частота їх прямування зменшується вдвічі, а шпаруватість стає рівною 2 (меандр).

На елементах DD 7.1, DD 7.2, R 14, VD 3 виконано пристрій, в якому з двох вихідних сигналів, що надходять на вхід елемента DD 7.1, формується третій. Для отримання зображень шахового або сітчастого поля одночасно натискають на кнопки SB 4, SB 6 (вертикальні і горизонтальні смуги) або SB 5, SB 7 (вертикальні і горизонтальні лінії) відповідно.

Якщо натиснути на кнопку SB8, то на виході пристрою з тих самих вихідних будуть отримані сигнали перехрещуються смуг і точкового поля.

Прінажатой кнопці SB 2 випробувальне зображення заповнюється смугами, відповідне частоті 4 МГц. У залежності від положення кнопки SB 9 заповненими виявляться білі або чорні ділянки зображення. Число вертикальних смуг градацій яскравості і заповнення можна зменшити вдвічі кнопкою SB1. Різні комбінації кнопок SB 1 - SB 9 дозволяють отримати безліч інших зображень на екрані телевізора.

Повний відеосигнал позитивної полярності утворюється в пристрої складення на елементах VD 5 - VD 7, R 17 - R 19. При одночасному натисканні кнопок SB 3, SB 4, SB 6 у пристрої формується сигнал шахового поля, квадрати якого заповнені смугами градацій яскравості, для одержання яких включені резистори R 7 і R 8.

Відеосигнал, що знімається з резистора R 19, надходить через конденсатор C 3 у налаштований на частоту телевізійного каналу генератор РЧ, де відбувається модуляція по колектору транзистора VT 1. При не натиснутих кнопках SB 1 - SB 9 на виході приладу виходить сигнал білого поля.

Харчується прилад від джерела стабілізованої напруги, принципова схема якого зображена в додатку 2. Світлодіод VD 7 сигналізує про включеному пристрої.

Огляд літератури

У книзі [1] досить докладно викладено відомості про функціональні вузлах і компонентах, що застосовуються в приладобудуванні, автоматиці, обчислювальній техніці. Наведений матеріал знайомить з найбільш поширеними типами елементів і компонентів, також наведені формули розрахунку параметрів основних вузлів використовуються в електроніці. Розглянуто принципи побудови генераторів електричних імпульсів. У даному курсовому проекті використовувався матеріал, викладений в книзі про генераторах напруги прямокутної форми (мультивібраторах) на основі логічних елементів.

У першому розділі довідника [2] наведені загальні відомості про цифрових інтегральних схемах і конструктивних особливостях. У другій - інтегральні схеми транзисторних-транзисторної логіки. У третій описані найбільш поширені цифрові інтегральні схеми на основі КМДП-транзисторів. Четверта глава знайомить з самими швидкодіючими мікросхемами на основі емітерний-зв'язаної логіки. П'ята глава присвячена інтегральної инжекционной логіці. Наведено основні параметри розглянутих інтегральних схем, які зведені в таблиці по розділам.

Для більш повного розуміння роботи мікросхем середнього рівня інтеграції в багатьох випадках наводяться їх структурні схеми, а також принципові схеми основних елементів. Зокрема, в курсовому проекті використовувалися такі мікросхеми як: К155ТМ2, К155ЛА3, К155ІЕ7, К155ІЕ8, інформація про яких наведена у другому розділі книги.

Довідник [3] представляє собою п'ятий том багатотомного видання, присвяченого інтегральних схем. У першому розділі наведені загальні відомості про інтегральні схеми: класифікація та система умовних позначень, принципи побудови умовних графічних позначень у схемах, найменування та літерні позначення параметрів, які використовуються всередині країни і за кордоном, габаритні розміри стандартизованих корпусів, види корпусів для автоматизованої збірки і поверхневого монтажу та особливості застосування. У другому розділі подаються (у цифровій послідовності, починаючи з серії К544) склад серії, функціональне призначення, ступінь інтеграції (кількість інтегральних елементів), тип корпусу і його маса, призначення висновків, електричні (у тому числі довідкові, класифікаційні) параметри і гранично допустимі режими експлуатації, умовні графічні позначення, структурні або типові схеми включення, таблиці істинності, рекомендації по застосуванню відповідно до приватними технічними умовами (ТУ) аналогових і цифрових інтегральних мікросхем, виготовлених з різних схемно-технологічних рішень (транзисторних-транзисторна логіка-ТТЛ; транзисторних -транзисторна логіка з діодами Шотткі-ТТЛШ; емітерний-пов'язана транзисторна логіка-ЕСЛ, за біполярною і МОП технологіями).

Довідник [4]. Резистори, конденсатори, трансформатори та дроселі, вироби комутації утворюють велику групу пасивних елементів, основною властивістю яких є виконання найпростіших операцій (збільшення опору протікає току, накопичення заряду, концентрація електромагнітної енергії і т. п.). Пасивні елементи поряд з активними (електровакуумних приладів, транзисторами) та інтегральними схемами є комплектуючими виробами виробництва електронної промисловості і радіоаматорських конструкцій. У зв'язку з бурхливим розвитком електроніки потреба в пасивних елементах зростає.

Курс на мікромініатюризація, зниження маси і габаритів, підвищення стійкості до зовнішніх чинників, надійності висуває підвищені вимоги і до пасивних елементів. В останні роки розроблено ряд нових елементів з поліпшеними електричними та експлуатаційними характеристиками, пристосованими для монтажу на друкарських платах.

Різноманіття існуючих пасивних елементів і поява нових, розкиданість даних про них в спеціалізованих довідниках, каталогах, журналах у відомій мірі ускладнюють роботу при конструюванні, ремонті та експлуатації електронної апаратури.

Книга [5] присвячена схемотехніці самих масових серій мікросхем - цифрових малої і середньої ступені інтеграції. Відомо, що в апаратурі домінують три види таких мікросхем: ТТЛ, КМОП і ЕСЛ. Їх випускають сотнями мільйонів штук на рік. Можливо, багато хто з них будуть виготовляти до кінця століття. У кожному з трьох видів мікросхем існують спадкоємно розвиваються серії. Маючи опис мікросхеми, можна реалізувати її властивості повністю. Кожна група мікросхем (наприклад, лічильників, регістрів) має зараз багато схемотехнічних застосувань. Варіанти схемотехніки відображають як хід розвитку мікросхем, так і розширення запитів споживачів.

Книга складається з трьох розділів. Глава перша - найбільша за обсягом, оскільки присвячена мікросхем ТТЛ. У ній розглянуто не тільки їх номенклатура, а й дані деякі теоретичні відомості (наприклад, про тригерах), загальні і для двох інших голів.

У другому розділі описані найекономічніші масові мікросхеми логіки КМОП. Відзначимо, що мікросхеми КМОП розробляли після впровадження в апаратуру перших серій ТТЛ, тому багато в чому копіювали їх структуру. Мікросхеми КМОП майже не споживають енергію від джерела живлення, коли сигнали не надходять, тобто під час очікування. При обробці сигналів струм споживання мікросхем тим більше, чим вище швидкість роботи пристрою.

У третьому розділі розглянуті мікросхеми ЕСЛ. Це найшвидший логіка є, мабуть, самою спірною. Споживачів відлякує дуже велика розсіює потужність. Однак розробники ЕСЛ багато разів «рятували» цю логіку від настання ТТЛ, відкриваючи з її допомогою нові можливості збільшення швидкодії цифрових пристроїв. В даний час швидкодію ЕСЛ досягло субнаносекундного діапазону (серія К1500), а перспективні серії ТТЛ працюють поки ще зі швидкістю в 3 ... 4 рази меншою.

Висновок

В результаті виконання курсового проекту був розроблений генератор випробувальних сигналів, що має наступні технічні характеристики:

1. Кількість рядків у растрі 315

2. Частота кадрів 49,6 Гц

Крім того, прилад формує біле і чорне поля, шість або дванадцять вертикальних смуг з градаціями яскравості, вертикальні і горизонтальні чергуються чорні і білі смуги, вертикальні і горизонтальні лінії, а також шахове, сітчасте і точкове поля. Крім перерахованих зображень можна отримати зображення перехрещуються смуг, вертикальних і горизонтальних переривчастих ліній, шахового поля зі світлими смугами, заповненими вертикальними лініями, відповідним частотам 4 або 2 МГц, і ін Передбачено інвертування сигналів, крім сигналу «градація яскравості».

Література

  1. Гусєв В.Г., Гусєв В.М Електроніка. - М.: Радіо і зв'язок, 1991.

  2. Богданович М.І., Грель І.М., Дубина С.А., Прохоренко В.А., Шалімов В.В. Цифрові інтегральні мікросхеми. - М: «Білорусь» «Полум'я», 1996.

  3. Нефедов А.В., Інтегральні мікросхеми і їхні закордонні аналоги. Серії К544 - К564 Довідник. - М: «Кубка-а», 1997.

  4. Акімов М.М., Ващук Є.П., Прохоренко В.А., Ходоренок Ю.П. Резистори. Конденсатори. Трансформатори. Дроселі. Комутаційні пристрої РЕА. Довідник. - М: «Білорусь», 1994.

  5. Шило В.Л. Популярні цифрові мікросхеми. Довідник. Друге видання - Челябінськ «Металургія», 1989.

  6. Дергачов В. Генератор випробувальних сигналів - журнал «Радіо» № червень 1985

    Додати в блог або на сайт

    Цей текст може містити помилки.

    Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
    140.4кб. | скачати


    Схожі роботи:
    Удосконалення телевізійних приймачів з метою поліпшення якості зображення
    Генератор електричних іскор генератор нових ідей
    Малогабаритний вибуховий генератор НВЧ імпульсів для метеорологічного застосування
    Радіоприймальний пристрій для прийому сигналів типу F3EH
    Ринок телевізійних програм
    Шуми у роботі приймачів та детекторів
    Про частотному плані конвертації телевізійних каналів
    Особливості дитячих телевізійних програм на українському телебаченні
    Дослідження телевізійних аудиторій популярних телеканалів Новосибірська
© Усі права захищені
написати до нас