Особенности построения стереотелевизионных систем

4.1. Розрахунок дільників напруги. 
 
               У телекамери широко застосовуються подільники напруги. При розрахунку дільників напруги ми припускаємо, що всі вони будуть ідентичні і розраховані на вихідну напругу U вих = 3 В при вхідному Uвх = 5 В. 
Розрахунок здійснюється за формулою дільника напруги: 
Uвих = Uвх (R2 / (R1 + R2)) 
В результаті отримуємо співвідношення резисторів в дільнику: 
R1 = 4 кОм 
R2 = 6 кОм 
 
 
4.2. Розрахунок емітерного повторювача (ЕП). 
 
            Як узгоджувальних елементів після лінії затримок в мікросхемах D13, D19 використовуються емітерний повторювачі. 
            Принципова схема емітерного повторювача наведена на рис. 5.25. 
 
             Принципова схема емітерного повторювача.

        Вибираємо транзистор типу pnp: BC205VI. 
Eпіт = 5 В - напруга джерела живлення; 
Uке = 3 В - напруга колектор-база; 
Iе = 3 мА - струм емітера. 
 
        Зробимо розрахунок опору в ланцюзі емітера за формулою: 
Rе = (Епіт - Uке) / Iе Ом; 
667 Ом.» 10-3 = 666,6 Ом ´Rе = (5 - 3) / 3  
 
 
 
          У робочій точці струм бази Іб розраховується через коефіцієнт передачі по струму h21. 
h21 = 100. 
Iе / Іб.»h21 = Ік / Іб  
 
        В результаті отримуємо: 
10-5 А = 30 мкА.´ 10-3 / 100 = 30 ´Iб = Iе / h21 = 3  
 
           Вихідний опір ЕП розраховується за формулою: 
Rвих = m Iб / Iе; 
10-6 / 3-3 = 0,02 Ом.´ 30 ´Rвих = 2  
 
           Вхідний опір емітерного повторювача розраховується за формулою: 
Rе;´Rвх = rб + (1 + h21)  
де rб - опір бази транзистора. 
67,38 кОм.» 667 = 67 377 Ом ´Rвх = 10 + 101  
 
4.3. Розрахунок фільтра нижніх частот (ФНЧ). 
 
           У схемі застосовані фільтри нижніх частот із смугою пропускання f = 13 МГц. Це подвоєна полоса звичайного телевізійного сигналу. 
Розраховуємо ФНЧ з максимально плоскою характеристикою, навантажений тільки на виході. Гранична частота смуги пропускання розраховується за формулою: 
f,p з = 2 w 
де f - смуга пропускання в герцах (Гц). 
 
            У нашому випадку фільтр розраховується на подвійну смугу пропускання, оскільки частота полів складає 100 Гц. 
106 рад / с.´ 106 = 81,64 ´ 13 ´ 3,14 ´ з = 2 w 
з коефіцієнт передачі повинен бути на 20 дБ менше ніж в смузі пропускання.wНа частоті рівної 1,5  
Оскільки нам невідомо вихідний опір попереднього каскаду і навантаження фільтра, приймемо: 
1 Ом - вихідний опір попереднього каскаду (вихід мікросхеми CXL1517).»Ri  
1000 Ом - опір навантаження ФНЧ.»Rн  
 
            Визначаємо порядок фільтра n: 
с = 10-2; n = 5,648.w = 1,5 w 2n) w1 / (1 + -  
Виберемо найближче більше ціле число: n = 6. 
На вході фільтру включений джерело напруги, розрахуємо його внутрішній опір за формулою: 
0.»R = Ri / Rн = 1 / 1000  
 
             Оскільки на вході фільтра включений джерело напруги з r = 0 і n - парне, то використовуються табличні величини елементів для r = 0 і n = 6: 
c1 = 0,2588 
l2 = 0,7579 
c3 = 1,202 
l4 = 1,553 
c5 = 1,759 
l6 = 1,553 
           Дані табличні значення пронормовані до Rн = 1 Ом. 
Для того щоб отримати опір навантаження рівне 1000 Ом, необхідно всі величини l помножити, а всі величини c розділити на 1000.  106 рад / с, всі величини l і c слід розділити на це число.´Щоб граничну частоту привести до значення 81,64  
 
         Остаточно значення величин будуть наступними: 
C1 = 3,17 пФ 
L2 = 9,28 мкГн 
C3 = 14 пФ 
L4 = 19 мкГн 
C5 = 21,55 пФ 
L6 = 19 мкГн 

         Схема розрахованого фільтра наведена на рис. 4.26.

Схема ФНЧ

4.4. Розрахунок блоку живлення. 
 
               Розрахунок блоку харчування проводиться виходячи з потужності, споживаної схемою. На вхід блоку живлення ззовні подається напруга живлення +12 В через роз'єм X2. У схемі розробляється телекамери використовуються три різних напруги: +5 В, +15 В і -9 В. Ці напруги виробляє блок живлення. Відповідно, розрахунок споживаної потужності проводиться за трьома ланцюгах харчування. 
 
 
 
 
1) +5 В 
            За довідковими даними на мікросхеми, ми маємо дані про їх споживаної потужності: 
2 = 1,2 Вт´ 0,6 ÞCXA1390 - 600 мВт  
2 = 1,38 Вт´ 0,69 ÞCXA1391 - 690 мВт  
2 = 1 Вт´ 0,5 ÞCXA1592 - 500 мВт  
0,5 ВтÞCXD1265 - 500 мВт  
0,25 ВтÞCXD1159 - 250 мВт  
2 = 0,7 Вт´ 0,35 ÞCXL1517 - 350 мВт  
             На інші елементи з довідкових даних є інформація про токах споживання Iпотр, отже, за законом Ома можна розрахувати споживану ними потужність. 
 
Uпит´Рпотр = Iпотр  
2 = 0,0004 Вт´ 5 ´ 10-6 ´ 40 ÞSN74AC04 - 40 мкА  
6 = 0,09 Вт´ 5 ´ 10-3 ´ 3 ÞBC205B - ​​3 мА  
3 = 0,0012 Вт´ 5 ´ 10-6 ´ 80 ÞSN74H257 - 80 мкА  
3 = 0,75 Вт´ 5 ´ 10-3 ´ 50 ÞAD8041 - 50 мА  
5 = 0,1 Вт´ 10-3 ´ 20 ÞСвітлодіод BLINK-LEDS - 20 мА  
           Сумарна потужність по ланцюгу живлення +5 В становить 6 Вт, тоді 
= 1,2 А,åIпотр  
що не перевищує граничних значень струму для вихідного стабілізатора блоку живлення по ланцюгу +5 В, зібраного на мікросхемі D22 (1,5 А). 
2) Ланцюг -9 В і +15 В (розглядаються разом, оскільки мікросхеми CXD1267 і ICX059 харчуються обома напругами): 
2 = 0,12 Вт´ 0,06 ÞCXD1267 - 60 мВт  
2 = 0,6 Вт´ 0,3 ÞICX059 - 300 мВт  
Pпотр = (0,12 + 0,6) / 2 = 0,36 Вт 
Отже, Iпотр = 0,04 А. 
3) Ланцюг +15 В 
2 = 0,0015 Вт´ 15 ´ 10-6 ´ 50 ÞCD4052 - 50 мкА  
2 = 0,06 Вт´ 15 ´ 10-3 ´ 2 Þ3SK133 - 2 мА  
Pпотр = 0,0615 Вт 
10-3 А.´Отже, Iпотр = 4,1  
 
                У результаті, можна зробити висновок, що сумарні струми споживання і, відповідно, потужності не перевищують допустимих для стандартного блока живлення, що використовується в кольоровій відеокамері SONY, значить, можна його застосувати як блоку харчування в нашій розробці.

5. Розробка конструкції. 
 
            Усі функціональні блоки телекамери розташовуються на двосторонній друкованій платі розміром 155  Мініатюризація досягається за рахунок застосування сучасної елементної бази фірми SONY. Елементи схеми встановлюються на обох сторонах плати. Розведення ланцюгів живлення і загального виробляється провідниками по можливості більш широкими, ніж сигнальні ланцюга. 
           Плата кріпиться п'ятьма шурупами до основної частини корпусу, яка має з'єднувальні струбцини, так, щоб вихідний роз'єм, роз'єм живлення, світлодіод і вимикач потрапили у відповідні вирізи корпуса. Плата закривається верхньою кришкою, яка скріплюється з нижньої шістьма гвинтами діаметром М3. 
             Корпус виконаний з металу, пофарбований в чорний або білий колір. Товщина стінок корпусу - 1 мм. 
            В конструкції передбачені вимикач і світлодіод, який спалахує при включенні живлення. Вихідний роз'єм X1 представляє собою стандартний роз'єм для підключення до комп'ютера. При необхідності може поставлятися перехідник. 
            Телекамера жорстко кріпиться на бинокулярном мікроскопі за допомогою металевого соединителя і що фіксує муфти. 
            Конструкція телекамери дозволяє захистити електричну схему від зовнішніх впливів, але різні динамічні дії, а також підвищена температура і вологість можуть вивести її з ладу, тому в керівництві з експлуатації вводиться пункт про дбайливе поводження з телекамерою. 
             Телекамери з механічними пошкодженнями корпусу та друкованої плати в гарантійний ремонт не приймаються. 
 
 
 
 

 
 
 
Висновок 
 
            Отже, в ході курсової роботи отримані наступні результати: обгрунтована структурна схема кольорової стереотелевізіонной камери, розглянуті можливості її застосування і модернізації, розроблено технічні вимоги, розроблена і обгрунтована функціональна схема телекамери, зроблено розрахунки деяких елементів ланцюгів електричної схеми, проведено орієнтовний розрахунок надійності, вироблено опис конструкції, визначено заходи з техніки безпеки та охорони праці, вироблено економічне обгрунтування розробки кольорової стереотелевізіонной камери. 
Дана розробка є перспективною в області створення стереотелевізіонних систем на сучасній елементній базі. Таким чином, розроблений проект відповідає завданням на дипломне проектування, а також технічним вимогам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
Список літератури:

1. Стереотелевидение (черно-белое и цветное). Под ред. П.В. Шмакова. М: Связь, 1968.
2. Колин К.Т., Аксентов Ю.В., Колпенская Е.Ю. Телевидение. Издание 2-е, дополненное и переработанное. М: Связь, 1972.
3. Домбругов  Р.М. Телевидение. Киев: Высшая школа, 1988.
4. Г.Б. Богатов. Цветное телевидение. Л: Наука, 1978.
5. Копылов П.М., Тачков А.Н. Телевидение и голография. М: Связь, 1976.
6. Световой спектр и коррелятор структуры изображения. Быковский Ю., Любченко А., Макрилов А. и др. М: изд-во МИФИ, 1993.
7. Electronic Imaging //1992 – август – вып. 2 – N3. (США).
8. Проблемы развития безотходных производств Б.Н. Ласкорин, Б.В. Громов, А.П. Цыганков, В.Н. Сенин. М.: Стройиздат 1985.
9. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств М.: Химия 1984.
10. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник, ч.2. ТОО «Бином», 1993.
11. Альбац М.Е. Справочник по расчету фильтров и линий задержки. М.: государственное энергетическое издательство «Ленинград», 1963.