Разработка схемы формирования кадровых гасящих и синхронизирующих импульсов

2.4.2                Разработка схемы формирования кадровых гасящих и синхронизирующих импульсов.

Методика разработки такая же, как и в п.2.4.1.

Период кадровой развертки в безразмерной форме N=625.Длительность прямого хода луча развертки:

N_пр=(1- α_k)N (2.12)

Где α_k =0.08-отношение длительности хода обратного луча развертки к прямому лучу.

N_пр=575

N_обр=N-N_пр (2.13)

N_обр=50

N_кги=N_обр+N_пр(1-В_в) (2.14)

N_кги=108

N_кси=0,07*N (2.15)

N_кси=0,07*625=44

Определим количество телевизионных строк, приходящихся на охранные зоны

N_в=N_пр(1-В_в) (2.16)

N_в=58

Из величины N_в на охранную зону сверху и снизу выделяем по 29 телевизионных строк.

Распределение безразмерных интервалов времени по ТВ кадру показано на рис. 15а, временные диаграммы для КГИ и КСИ на рис.15, в соответственно.

575

0 29 546 575

625(0)

а)

 127

547 29

б)

44

576 29

в)

рис.15.

Принцип работы данной схемы такой же , как и у схемы формирования ССИ и СГИ. При установлении на выходах счетчика комбинации на выходе триггера появляется КГИ, который гасится при 29-й комбинации на выходе счетчика. Аналогично срабатывает и КСИ.

Интегрирующая RC-цепочка служит для того, чтобы счетчики и триггеры оставались в нулевом состоянии до тех пор, пока в цепях не закончатся переходные процессы, появляющиеся после включения питания, т. е. для начальной установки.

Ее принцип действия следующий :

В первый момент после включения питания напряжение на конденсаторе C₁ U_k=0.Затем конденсатор начинает заряжаться через резистор R₁ до напряжения U_пит. Когда U_k достигает величины минимального уровня логической единицы, счетчики и триггеры смогут работать. К этому времени переходные процессы должны закончиться.

Пусть время переходного процесса t_п=0.5 мс.

Время зарядки конденсатора до Uпор не должно превышать tп, т.е.

t_c=R₁C₁ln (U_пит-U_ко)/(U_пит-U_пор)>t_п  (2.17)

где U_ко - напряжение конденсатора в начальный

момент;

U_пит=5В – напряжение, до которого конденсатор стремится

зарядиться;

U_пор=2.4В

R₁C₁ln(5/2.6)>0.5 *10^-3 (2.18)

Пусть R₁=1кОм тогда

отсюда :

2.5                     Расчет верхней границы полосы пропускания видеоусилителя.

Верхняя граница полосы пропускания f_в для видеоусилителя определяется из выражения:

 f_в > f_zN_эс/[2(1- α_z) β_г] (2.19)

 где f_z=31250 Гц-частота строчной развертки

N_эс=384

α_z =0.18

β_г =0.9

 

2.6 Расчет частоты и выбор тактового генератора

Частоту тактового генератора выберем из условия:

F_тг=N_эсf_z/[(1- α_z) β_г] (2.20)

F_тг=384*31250/0.82*0.9=16.26 МГц

Принимаем Fтг=16 МГц

Примем нестабильность тактового генератора равной

Δf_тг=10^-6 (2.21)

Для получения тактовой частоты с такой нестабильностью применяем генератор с кварцевым резонатором в цепи положительной обратной связи (рис.16).

Рис.16

Для осуществления процесса генерации необходимо выполнение баланса амплитуд и фаз.

K*χ>=1 (2.22)

φ_k*φ_χ=2πn  (2.23)

 где n=0,1,2…

K-коэффициент усиления разомкнутого звена;

Χ-κоэффициент обратной связи.

Усиление, согласно рис.16, обеспечивается DD1.1 и Rос. Положительную обратную связь обеспечивают DD1.2, ZQ и C1. R1 служит для подстройки частоты. Rос необходимо для выведения DD1.1 в линейный режим. Для усилительного звена генератора справедливы уравнения:

K=U_вых/U_вх  (2.24)

U_вх=(U_вых1*R_вх)/(R_ос+R_вх) (2.25)

где R_вх-входное сопротивление DD1.1.

Из (2.24) и (2.25) следует:

K=R_ос/R_вх+1  (2.26)

Для второго (инвертирующего) звена справедливо

χ=U_вых2/U_вх2 (2.27)

U_вых2=U_вх2/(Z+R_вх) (2.28)

Из (2.27) и (2.28) следует:

χ=R_вх/(Z+R_вх)  (2.29)

где Z-сумма комплексных сопротивлений кварцевого резонатора и конденсатора С₁.

Элемент DD1.3 применяется как буферный, чтобы уменьшить влияние нагрузки на частоту генератора.

Принимаем частоту тактового генератора 16 МГц. Выбираем кварцевый резонатор с частотой возбуждения, равной выходной частоте ТГ.

Z=Z_zq1+1/(2*π*f_тг*С₁) (2.30)

Где Z_zq1-комплексное сопротивление кварцевого резонатора, равное 50 Ом.

R_вх для DD1 определяется по максимальному входному току ИМС .В качестве DD1-DD3 выбираем ИМС 1533ЛН1, имеющую I_вхmax=I_вх0=0.2мА, U_вх0=0.5 В.

R_вх=U_вх0/I_вх0=2.5 кОм

Принимаем К=15, χ=0.5

Тогда, согласно (2.22)

K*χ=7.5

Согласно (2.29) и (2.30) находим емкость С₁:

C₁=1/[2*π*f_тг*(R_вх/χ-Z_zq1-R_вх)] (2.31)

C₁=1/(2*3.14*16*10⁶(2500/0.5-50-2500))=2.9 пФ

По ГОСТ 2519-67 выбираем конденсатор 3.0 пФ.

Конденсатор С₂ вводим в состав схемы для подавления составляющей второй гармоники кварцевого резонатора. Номинал С₂ рассчитываем по формуле:

С₂=1/(4*π*f_тг*R_вх) (2.32)

С₂=1/(4*3.14*16*10⁶*2500)=1.5 пФ

Определяем сопротивление обратной связи:

R_ос=(К₁-1)*R_вх (2.33)

Где К₁=(1-0.2)*К=12 (2.34)

R_ос=27.5 кОм

По ГОСТ 2825-67 выбираем 31 кОм.

Определяем общее сопротивление обратной связи:

R_общ=(К₂-1)*R_вх (2.35)

Где К₂=К*(1+0.2)=18 (2.36)

R_общ=42.5 кОм

Определим R₁:

R₁=R_общ-R_ос=15 кОм  (2.37)

По ГОСТ 2825-67 выбираем подстроечный резистор:

R₁=15 кОм+20%

 

3.РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ.

Надежность разрабатываемого СОИ определяется по формуле:

 p=exp (-Σλi*t*ki) (3.1)

где λi-интенсивность отказов i-го элемента

t= 14000 время наработки на отказ

ki-количество элементов i-го типа

λ=10^-7 1/час (для конденсаторов)

2.5^-1 1/час (для резисторов)

3*10^-7 1/час (для микросхем)

p=0,820.25

Вероятность отказа составляет

Q=1-p (3.2)

 Q=0,180.75

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1.Яблонский Ф.М. Троицкий Ю.В. Средства отображения информации.-М.:Радио и связь.1985.

2.Шило В.А. Популярные цифровые микросхемы.-Челябинск:Металлургия.1989.

3.Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник/Под ред. С.В.Якубовского.-М.:Радио и связь.1990.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном проекте мы разработали буквенно-цифровое СОИ телевизионного типа , которое позволяет отобразить 5 символов, заданных по ТЗ , в произвольном порядке на экране ЭЛТ. Данное СОИ нельзя широко использовать из-за малого основания алфавита, но если в разработанной схеме заменить знакогенератор, то ее можно будет использовать в промышленности.