Телевизионный приемник с цифровой обработкой (стр. 9 из 10)
Для преобразования стандарта 50 Гц в 100 Гц двоичные сигналы яркости и цветности сначалазаписываются в память на поле микросхемы DD3-1 емкостью 2,9 МБ, а затем считываются с удвоенной скоростью микросхемой DD3-2, носящей название "Прозоник". Структурная схема ее приведена на рис. 2.10.
Рис. 2.10. Структурная схема микросхемы DD3-2
Она имеет в своем составе:
- 1, 4 – цифровые 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 детектор;
- 13 – микропроцессор с памятью;
- 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 полей изображения Yа и Yb. Все их отличия считаются шумом и вычитаются. Вычитание происходит с переменным коэффициентом К. Величина коэффициента 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 внутренней памяти на поле.
 |
Рис.2.11. Структурная схема блока шумоподавления.
Максимальное значение коэффициента, равное "1", соответствует наиболее интенсивному движению. При этом из входного сигнала сначала вычитается сигнал, записанный в память, а после перемножителя вновь добавляется. Таким 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 памяти, и поступает 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 каждый 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 ТВ – 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 записывается в память, а затем считывается с большей или меньшей скоростью. Частота строчной развертки при этом не меняется. Затем сигнал поступает в ЦАП (17) и уже в аналоговой форме выходит из микросхемы.
Цифровые цветоразностные сигналы поступают на интерполятор (2). Интерполятор необходим в связи с тем, что отсчет цветоразностных сигналов приходит со скоростью в 4 раза ниже яркостного, поэтому необходимо заполнить пробелы, усредняя соседние отсчёты.
Далее сигналы R-Yи B-Y идут раздельно каждый по своему каналу. Каналы идентичны. В блоках 3, 4 уменьшение фронтов цветоразностных переходов необходимо 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 I2C. С выхода ЦАП DA3-1 (контакты 54, 51, 47), сигналы Y, R-Y и B-Y поступают на видеопроцессор DA4-1 (контакты 6, 7, 8). Кроме основного видеосигнала на его вход поступают также сигналы телетекста (контакты 2, 3, 4) и сигналы PIP (контакты 10, 11, 12). В видеопроцессоре осуществляется матрицирование, врезка сигналов телетекста и PIP, регулировка яркости, контрастности, насыщенности, ограничения тока лучей. Датчиком тока является измерительный резистор, включенный в разрыв земляного вывода строчного трансформатора. В 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 шинеI2C. С выхода видеопроцессора (контакты 20, 22, 24), сигналы R, G, B поступают на плату кинескопа.
На плате кинескопа сигналы R, G, B поступают соответственно на DA5-1, DA5-2, DA5-3 и далее на кинескоп.
Режим “картинка в картинке” (РIР).
Видеосигнал с дополнительного тюнера DA6-1 поступает на коммутатор DA1-2. С выхода коммутатора сигнал поступает на вход декодера цветности DA2-1. DA2-3 – линия задержки на строку. Декодер осуществляет декодирование 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-Yи Y после усилителей поступают на разъем ХS5 и далее на плату "3" для цифровой обработки. С выхода AD3-2 (АЦП) сигнал в цифровой форме поступает на микросхему памяти на поле DD3-3. Врезка сигнала R-Y в основной сигнал происходит в DD3-4...DD3-7 Процессом считывания и врезки управляет микросхема "Прозоник" DD3-2. Дальнейшая обработка сигналов с дополнительного тюнера производится совместно с основным сигналом.
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 конструкции, минимум стоимости материала, минимум стоимости процесса обработки 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 вибрацияхn, Гца, м/с2t, ч | 2019,6> 0,5 |
| 2 | Обнаружение резонансов в конструкцииn, Гцx, ммt, мин | 10…300,5…0,8> 4 |
| 3 | Обнаружение резонансов в конструкцииDn, Гца,м/с2t, мин | 10…302,4…10,7> 4 |
| 4 | Устойчивость к механическим ударамt, мсn, мин –1аmax, м/с2NS, ударов | –––––––– |
| 5 | Устойчивость к циклическим изменениям температурыDQ, Кt, ч | 223…3332…6 |
| 6 | Воздействие повышенной влажностиВл, %QI (QII), Кt, ч | 8029848 |
| 1 | 2 | 3 |
| 7 | Воздействие пониженной температурыQIпрд (QIIпрд), КQIрб (QIIрб), Кt, ч | 233 (223)278 (263)2…6 |
| 8 | Воздействие повышенной температурыQпрд, КQрб, Кt, ч | 3283132…6 |
| 9 | Воздействие пониженного атмосферного давленияQ, Кр, кПаt, ч | 263612…6 |
| 10 | Прочность при транспортированииtu, мсn, мин-1аmax, м/с2NS, ударов | 5…1040…8049…245>13000 |
| 11 | Прочность при воздействии синусоидальных вибрацияхDn, Гцt, ча, м/с2 | 10…3029,8…39,2 |
| 12 | Прочность при воздействии многократных ударовt, чn, мин-1аmax, м/с2NS, ударов | 5…1040…8098>6000 |
Примечание: Индексы I и II относятся к первой и второй степени жесткости эксплуатации.
Телевизионный приёмник имеет массу 37 кг и устанавливается на плоскую твердую поверхность.
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 упаковочные 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 ТН(час) для нашего телевизионного приёмника по методике, изложенной в [8].
Подсчитаем интенсивность отказов:
(3.1)где λ0i— интенсивность отказов i-го элемента, 1/ч;
Ni— число элементов для i-го конструкции.
Время наработки на отказ:
, (3.2)где Λ— интенсивность отказов,1/ч.
Параметры n, λ0i, Niдля нашего изделия при ведены в табл.3.2
Таблица 3.2
Интенсивность отказов для различных радиоэлементов
| Элемент конструкции | λ0i, ч-1 | Ni, шт | λ0i Ni |
| Резисторы | 0,1∙10-7 | 217 | 21,7∙10-7 |
| Конденсаторы | 0,3∙10-7 | 83 | 4,9∙10-7 |
| Кварц и полосовой фильтр | 0,12∙10-7 | 32 | 3,84∙10-7 |
| Диоды | 0,2∙10-7 | 27 | 5,4∙10-7 |
| Катушки индуктивности | 0,15∙10-7 | 18 | 2,7∙10-7 |
| Микросхемы | 0,2∙10-7 | 28 | 5,6∙10-7 |
| Транзисторы | 0,2∙10-7 | 76 | 15,2∙10-7 |
| Паяные соединения | 0,45∙10-8 | 1854 | 83,43∙10-7 |
| Контакты кнопок и разъемов | 2∙10-7 | 350 | 700∙10-7 |
| Печатная плата | 0,8∙10-6 | 5 | 40∙10-7 |
| Каркас, панели | 1∙10-8 | 2 | 0,2∙10-7 |
| Крепежные изделия | 1∙10-8 | 10 | 10∙10-7 |
По данным из табл.3.2 рассчитаем суммарную интенсивность отказов по формуле 3.1.