Реферат: Стереотелевизионные системы

--PAGE_BREAK--C0 = (S2 – S1) ´0,8 :  (G + Ye) – (Mg + Cy) / (Mg + Ye) – (G + Cy) / …
Y0 = (S2 + S1) / 2 :      (G + Ye) + (Mg + Cy) / (Mg + Ye) + (G + Cy) / …,

иначе сигналы C0и Y0можно расписать как:

C0 = — (2B – G) / 2R – G / ...

Y0 = 2R + 3G + 2B / 2R + 3G + 2B / …,

следовательно, сигнал Y0повторяется от строки к строке.

Сигналы C0 и Y0 являются узкополосными, так как образованы они из узкополосных сигналов S1и S2. Сигнал C0содержит информацию о цвете, а сигнал Y0– о яркости. Эти сигналы поступают на выходы микросхемы CXA1391Y0 OUTи C0 OUTи затем подаются на микросхему CXL1517, на которой собраны линии задержки. Здесь сигналы задерживаются на длительность одной строки (1H-DL) и поступают снова в видеопроцессор.

Упрощенная функциональная схема микросхемы CXL 1517приведена на рисунке 4.18.
Функциональная схема микросхемы CXL 1517.

<img width=«557» height=«215» src=«ref-1_459028377-3562.coolpic» v:shapes="_x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405 _x0000_s1406 _x0000_s1407">



Рисунок 4.18.


Теперь они называются Y1и C1. После усиления сигнал цветности C1 поступает на мультиплексор (MPX), куда также поступает сигнал C0. Поскольку

(G + Ye) — (Mg + Cy) = — Cbи

(Mg + Ye) – (G + Cy) = Cr,

то можно записать сигналы C0и C1 как

C0: — Cb / Cr / -Cb / Cr / …

C1: Cr / -Cb / Cr / -Cb / …

На выходе MPXв результате коммутации чередующихся сигналов Crи –Cbполучаем сигналы Crи –Cb, несущие информацию о красном и синем цветах соответственно:

Cr / Cr / Cr / Cr / …

-Cb / -Cb / -Cb / -Cb / …

Далее сигналы Crи –Cbпоступают на матрицу первичных цветов. Также туда поступает узкополосный сигнал яркости Y, необходимый для матрицирования. Его образование будет рассмотрено далее.

Y = 2R + 3G + 2B       = (Cy + G) + (Ye + Mg)

Cr =   2R  –  G   = (Mg + Ye) – (G + Cy)

-Cb = — (2B – G)= (Ye + G) – (Cy + Mg)

На выходе матрицы первичных цветов образуются узкополосные сигналы основных цветов R, Gи B. Матрицирование производится по следующему алгоритму:

<img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459031939-319.coolpic» v:shapes="_x0000_s1194"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459032258-324.coolpic» v:shapes="_x0000_s1193"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459032582-325.coolpic» v:shapes="_x0000_s1195"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459032907-320.coolpic» v:shapes="_x0000_s1196"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459033227-303.coolpic» v:shapes="_x0000_s1191"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459033530-297.coolpic» v:shapes="_x0000_s1192">


R                                  1        4        -1                Y

G     =       1/10            2        -2      -2                Cr

B                                  1        -1      4                 Cb
Сигналы R, Gи Bусиливаются в усилителе баланса белого (WB) до необходимых значений и подаются на цветовой g-корректор с коэффициентами коррекции g= 0,45 для всех трех цветов. На выходе g-корректора получаются сигналы R — g, B — gи G— g.

Затем все три сигнала поступают на матрицу цветоразностных сигналов MTX, где происходит образование двух цветоразностных сигналов R – Yи B – Y. Эти сигналы получаются по следующему алгоритму:

<img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459033827-315.coolpic» v:shapes="_x0000_s1202"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459034142-291.coolpic» v:shapes="_x0000_s1197"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459034433-298.coolpic» v:shapes="_x0000_s1198"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459034731-281.coolpic» v:shapes="_x0000_s1199"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459035012-285.coolpic» v:shapes="_x0000_s1200"> <img width=«10» height=«98» src=«ref-1_459035297-323.coolpic» v:shapes="_x0000_s1201">


R – Y                           0,70            -0,59           -0,11                     R

                       =                                                                              G
    продолжение
--PAGE_BREAK--B – Y                           -0,3             -0,59           0,59                      B


Эти сигналы подаются на выходы микросхемы R – Y OUTи B – Y OUT.
2. Тракт обработки широкополосного сигнала яркости
YH
.

Сигнал YHсо входа микропроцессора поступает на g-корректор (который является аналогичным g-корректору в тракте обработки сигналов цветности), а затем на DLна одну строку и LPF, находящиеся вне микросхемы CXA1391. Далее сигнал YHвновь попадает в микропроцессор, где, усилившись на усилителе GC, подается одновременно на выход YH OUT 1и на сумматор, на который также поступает незадержанный сигнал YH. В результате суммирования получается сигнал YH2, который идет на выход микросхемы YH OUT 2.

Теперь можно рассмотреть тракт вертикальной апертурной коррекции. Его основной частью является блок KNEE & VAP, на который подаются следующие сигналы: узкополосный сигнал Y0 – полученный в результате сложения сигналов S1и S2, Y1– задержанный сигнал Y0, Y2– задержанный одну строку сигнал Y1(рис. 4.19).

Апертурная коррекция заключается в компрессии больших выбросов амплитуды сигнала. Для компрессии применяется операция экспонирования.
Функциональная схема    блока KNEE & VAP.

<img width=«113» height=«74» src=«ref-1_459035620-1050.coolpic» v:shapes="_x0000_s1408 _x0000_s1412 _x0000_s1413">   <img width=«33» height=«33» src=«ref-1_459036670-797.coolpic» v:shapes="_x0000_s1409">




<img width=«17» height=«3» src=«ref-1_459037467-156.coolpic» v:shapes="_x0000_s1418">  <img width=«80» height=«13» src=«ref-1_459037623-242.coolpic» v:shapes="_x0000_s1419"><img width=«12» height=«29» src=«ref-1_459037865-235.coolpic» v:shapes="_x0000_s1411"><img width=«68» height=«13» src=«ref-1_459038100-231.coolpic» v:shapes="_x0000_s1420"><img width=«2» height=«17» src=«ref-1_459038331-151.coolpic» v:shapes="_x0000_s1417"><img width=«12» height=«64» src=«ref-1_459038482-251.coolpic» v:shapes="_x0000_s1415"><img width=«17» height=«3» src=«ref-1_459037467-156.coolpic» v:shapes="_x0000_s1416">                                                                 VCS = Y1 — a(Y0 + Y2)

<img width=«192» height=«2» src=«ref-1_459038889-160.coolpic» v:shapes="_x0000_s1410"> <img width=«106» height=«30» src=«ref-1_459039049-290.coolpic» v:shapes="_x0000_s1414 _x0000_s1423">



Рисунок 4.19.
Графически функцию KNEEможно отобразить так:
<img width=«358» height=«213» src=«ref-1_459039339-3073.coolpic» v:shapes="_x0000_s1425 _x0000_s1426 _x0000_s1427 _x0000_s1428 _x0000_s1429 _x0000_s1430 _x0000_s1431 _x0000_s1432 _x0000_s1433">



Рисунок 4.20.
Чем больше амплитуда входного сигнала, тем сильнее он компрессируется.

Выходной сигнал VCSподается одновременно на выход VAP OUTи на сумматор для подавления больших выбросов цветности.


3. Тракт обработки управляющего сигнала
CS
.

Со входа микросхемы CS INсигнал подается на сумматор, на втором входе которого находится сигнал VCS.

Сумматор построен на логическом элементе И:
      продолжение
--PAGE_BREAK--<img width=«70» height=«97» src=«ref-1_459042412-292.coolpic» v:shapes="_x0000_s1434"><img width=«105» height=«2» src=«ref-1_459042704-159.coolpic» v:shapes="_x0000_s1435">                VCS

  <img width=«48» height=«2» src=«ref-1_459042863-156.coolpic» v:shapes="_x0000_s1437">


<img width=«105» height=«3» src=«ref-1_459043019-163.coolpic» v:shapes="_x0000_s1436">                 CS
Рисунок  4.21.
Выходной сигнал подается на выход CS OUT.

Следующим функциональным блоком является микросхема CXA1592, на которой построен кодер PАL. Упрощенная функциональная схема этой микросхемы показана на рисунке 4.22.
Функциональная схема  микросхемы CXA1592.

<img width=«44» height=«80» src=«ref-1_459043182-310.coolpic» alt=«Подпись: MOD» v:shapes="_x0000_s1607" v:dpi=«96»><img width=«552» height=«337» src=«ref-1_459043492-7357.coolpic» v:shapes="_x0000_s1606 _x0000_s1608 _x0000_s1609 _x0000_s1610 _x0000_s1611 _x0000_s1612 _x0000_s1613 _x0000_s1614 _x0000_s1615 _x0000_s1616 _x0000_s1617 _x0000_s1618 _x0000_s1619 _x0000_s1620 _x0000_s1621 _x0000_s1622 _x0000_s1623 _x0000_s1624 _x0000_s1625 _x0000_s1626 _x0000_s1627 _x0000_s1628 _x0000_s1629 _x0000_s1631 _x0000_s1632 _x0000_s1633 _x0000_s1634 _x0000_s1635 _x0000_s1636 _x0000_s1637 _x0000_s1638 _x0000_s1639 _x0000_s1640 _x0000_s1641 _x0000_s1642 _x0000_s1643 _x0000_s1644 _x0000_s1645 _x0000_s1646 _x0000_s1647 _x0000_s1648 _x0000_s1649 _x0000_s1630">



Рисунок 4.22.

Эта микросхема задействована частично, поскольку цветоразностные сигналы R-Yи B-Yне подаются на нее.

Сигнал YH2подается на микросхему CXA1592одновременно на два входа, причем на один из них он поступает с задержкой. Это необходимо для реализации горизонтальной апертурной коррекции (HAP). YH1поступает на вход микросхемы CXA1592также с задержкой. Внутри микросхемы происходит суммирование сигналов YH1,YH2, который прошел через функциональный узел HAP, и сигнала VAP. Полученный в результате суммирования сигнал усиливается и проходит через функциональные узлы, где к нему замешиваются все необходимые синхроимпульсы, а затем через сумматор поступает на выход микросхемы CXA1592.

Теперь мы рассмотрим функциональный блок электронного ключа. Построим электронный ключ на базе трех мультиплексоров SN74H257. Функциональная схема электронного ключа приведена на рисунке 4.23 [ 10 ].

Каждая из микросхем состоит из четырех двухвходовых селекторов-мультиплексоров с тремя состояниями на выходе. Каждый из четырех мультиплексоров имеет по два входа данных. Для их выбора служит вход выбора данных SED. На этот вход мы подаем импульсы с частотой 50 Гц с синхрогенератора. В момент: когда на вход SEDподано напряжение низкого уровня, выбираются входы DN.0одновременно всех четырех мультиплексоров, а когда на входе SEDоказывается напряжение высокого уровня, тогда выбираются входы DN.1 всех четырех мультиплексоров одновременно. Информация на выход микросхемы передается без инверсии.

На вход разрешения EZ подается напряжение высокого уровня, тем самым мы разрешаем проход данных на выходы D0 – D3.
Функциональная схема электронного ключа на базе микросхемы SN74H257.

<img width=«586» height=«532» src=«ref-1_459050849-7840.coolpic» v:shapes="_x0000_s1440 _x0000_s1441 _x0000_s1442 _x0000_s1443 _x0000_s1444 _x0000_s1445 _x0000_s1446 _x0000_s1447 _x0000_s1448 _x0000_s1449 _x0000_s1450 _x0000_s1451 _x0000_s1452 _x0000_s1453 _x0000_s1454 _x0000_s1455 _x0000_s1456 _x0000_s1457 _x0000_s1458 _x0000_s1459 _x0000_s1460 _x0000_s1461 _x0000_s1462 _x0000_s1463 _x0000_s1464 _x0000_s1465 _x0000_s1466 _x0000_s1467 _x0000_s1468 _x0000_s1469 _x0000_s1470 _x0000_s1471 _x0000_s1472 _x0000_s1473 _x0000_s1474 _x0000_s1475 _x0000_s1476 _x0000_s1477 _x0000_s1478 _x0000_s1479 _x0000_s1480 _x0000_s1481 _x0000_s1482 _x0000_s1483 _x0000_s1484 _x0000_s1485 _x0000_s1486 _x0000_s1487 _x0000_s1488 _x0000_s1489 _x0000_s1490 _x0000_s1491 _x0000_s1492 _x0000_s1493 _x0000_s1494 _x0000_s1495 _x0000_s1496 _x0000_s1497 _x0000_s1498 _x0000_s1499 _x0000_s1500 _x0000_s1501 _x0000_s1502 _x0000_s1503 _x0000_s1504 _x0000_s1505 _x0000_s1506 _x0000_s1507 _x0000_s1508 _x0000_s1509 _x0000_s1510 _x0000_s1511 _x0000_s1512 _x0000_s1513 _x0000_s1514 _x0000_s1515 _x0000_s1516 _x0000_s1517 _x0000_s1518 _x0000_s1519 _x0000_s1520">



Рисунок 4.23.
Применяемый в разработке сумматор выходных сигналов построен на двух корпусах микросхем CD4052. Эти микросхемы являются демультиплексорами, содержащими по 8 каналов коммутации цифровых и аналоговых сигналов, которые организованы как четырехканальный дифференциальный коммутатор (рис. 4.24) [ 13 ].

Этот демультиплексор управляется двухразрядным кодом (SECи SED). На вход разрешения SEDподается напряжение высокого уровня, а на вход разрешения SECподается сигнал частотой 50 Гц с синхрогенератора. Когда на входе SECнаходится напряжение с низким потенциалом, выбираются входы 3Cи 3D, а когда с высоким — обеспечивается коммутация входов 4Cи 4D.
Функциональна схема демультиплексора CD4052.

<img width=«75» height=«226» src=«ref-1_459058689-1055.coolpic» alt=«Подпись: Сдвиг логических уровней» v:shapes="_x0000_s1521" v:dpi=«96»><img width=«74» height=«226» src=«ref-1_459059744-765.coolpic» alt=«Подпись: Дешифратор» v:shapes="_x0000_s1522" v:dpi=«96»><img width=«215» height=«294» src=«ref-1_459060509-951.coolpic» v:shapes="_x0000_s1529 _x0000_s1530 _x0000_s1531 _x0000_s1542 _x0000_s1601"> <img width=«160» height=«201» src=«ref-1_459061460-1033.coolpic» v:shapes="_x0000_s1547 _x0000_s1549 _x0000_s1551 _x0000_s1553 _x0000_s1554 _x0000_s1555 _x0000_s1564 _x0000_s1567 _x0000_s1571 _x0000_s1602">     продолжение
--PAGE_BREAK--



  <img width=«29» height=«14» src=«ref-1_459062493-240.coolpic» v:shapes="_x0000_s1556"><img width=«17» height=«2» src=«ref-1_459062733-161.coolpic» v:shapes="_x0000_s1559"><img width=«3» height=«173» src=«ref-1_459062894-170.coolpic» v:shapes="_x0000_s1536"><img width=«169» height=«2» src=«ref-1_459063064-162.coolpic» v:shapes="_x0000_s1532"><img width=«74» height=«3» src=«ref-1_459063226-158.coolpic» v:shapes="_x0000_s1528"><img width=«75» height=«3» src=«ref-1_459063384-162.coolpic» v:shapes="_x0000_s1523">А

<img width=«184» height=«199» src=«ref-1_459063546-740.coolpic» v:shapes="_x0000_s1535 _x0000_s1537 _x0000_s1552 _x0000_s1560 _x0000_s1566"> <img width=«32» height=«2» src=«ref-1_459064286-151.coolpic» v:shapes="_x0000_s1568"> <img width=«63» height=«2» src=«ref-1_459064437-154.coolpic» v:shapes="_x0000_s1572">


<img width=«32» height=«2» src=«ref-1_459064591-153.coolpic» v:shapes="_x0000_s1593"><img width=«29» height=«14» src=«ref-1_459064744-248.coolpic» v:shapes="_x0000_s1557"><img width=«2» height=«29» src=«ref-1_459064992-160.coolpic» v:shapes="_x0000_s1563"><img width=«66» height=«2» src=«ref-1_459065152-154.coolpic» v:shapes="_x0000_s1550"><img width=«74» height=«2» src=«ref-1_459065306-155.coolpic» v:shapes="_x0000_s1527"><img width=«75» height=«2» src=«ref-1_459065461-158.coolpic» v:shapes="_x0000_s1524">В

<img width=«196» height=«174» src=«ref-1_459065619-809.coolpic» v:shapes="_x0000_s1534 _x0000_s1538 _x0000_s1558 _x0000_s1561 _x0000_s1565">


<img width=«74» height=«2» src=«ref-1_459065306-155.coolpic» v:shapes="_x0000_s1526"><img width=«29» height=«14» src=«ref-1_459066583-250.coolpic» v:shapes="_x0000_s1581"><img width=«32» height=«2» src=«ref-1_459064591-153.coolpic» v:shapes="_x0000_s1570"><img width=«17» height=«2» src=«ref-1_459062733-161.coolpic» v:shapes="_x0000_s1562"><img width=«85» height=«2» src=«ref-1_459067147-156.coolpic» v:shapes="_x0000_s1548"><img width=«2» height=«173» src=«ref-1_459067303-165.coolpic» v:shapes="_x0000_s1539"><img width=«169» height=«2» src=«ref-1_459063064-162.coolpic» v:shapes="_x0000_s1533"><img width=«75» height=«2» src=«ref-1_459065461-158.coolpic» v:shapes="_x0000_s1525">EI

<img width=«308» height=«235» src=«ref-1_459067788-2338.coolpic» v:shapes="_x0000_s1540 _x0000_s1541 _x0000_s1545 _x0000_s1546 _x0000_s1569 _x0000_s1573 _x0000_s1574 _x0000_s1575 _x0000_s1576 _x0000_s1577 _x0000_s1578 _x0000_s1579 _x0000_s1580 _x0000_s1582 _x0000_s1583 _x0000_s1584 _x0000_s1585 _x0000_s1586 _x0000_s1587 _x0000_s1588 _x0000_s1589 _x0000_s1590 _x0000_s1591 _x0000_s1592 _x0000_s1594 _x0000_s1595 _x0000_s1596 _x0000_s1597 _x0000_s1598 _x0000_s1604 _x0000_s1605"> <img width=«40» height=«47» src=«ref-1_459070126-203.coolpic» v:shapes="_x0000_s1543 _x0000_s1544">



Рисунок 4.24.
Этот демультиплексор управляется двухразрядным кодом (SECи SED). На вход разрешения SEDподается напряжение высокого уровня, а на вход разрешения SECподается сигнал частотой 50 Гц с синхрогенератора. Когда на входе SECнаходится напряжение с низким потенциалом, выбираются входы 3Cи 3D, а когда с высоким — обеспечивается коммутация входов 4Cи 4D.
5. Разработка и расчет принципиальной схемы.

В описании схемы электрической принципиальной будет рассмотрен только один видеотракт, поскольку второй является полностью идентичным. Также будут рассмотрены цепи синхронизации, которые являются общими для обоих видеотрактов, оконечные усилители и блок питания телекамеры.

Видеосигнал с выхода ПЗС матрицы ICX059AK(микросхема D1) (ножка 8) поступает на затвор полевого транзистора 3SK133, включенного по схеме с общим стоком. Его нагрузкой является резистор R8. Напряжение видеосигнала, снимаемое с этого резистора, подается через разделительные конденсаторы C22и C23на входы микросхемы CXA1390AR(D9) (ножки 37 и 38), в которой производится первичное цветоделение и усиление видеосигнала. Первичное цветоделение осуществляется по импульсам выборки XSP1и XSP2, подаваемым с тимминг-генератора (микросхема CXD1265R (D10)) на ножки 40 и 42 соответственно. При работе телекамеры в черно-белом режиме эти импульсы отсутствуют. Восстановление уровней сигналов осуществляется по импульсам выборки-хранения XSHPи XSHD, поступающих с тимминг-генератора на ножки 34 и 35 соответственно.
<img width=«478» height=«312» src=«ref-1_459070329-6471.coolpic» v:shapes="_x0000_s1718 _x0000_s1719 _x0000_s1720 _x0000_s1721 _x0000_s1722 _x0000_s1723 _x0000_s1724 _x0000_s1725 _x0000_s1726 _x0000_s1727 _x0000_s1728 _x0000_s1729 _x0000_s1730 _x0000_s1731 _x0000_s1732 _x0000_s1733 _x0000_s1734 _x0000_s1735 _x0000_s1736 _x0000_s1737 _x0000_s1738 _x0000_s1739 _x0000_s1740 _x0000_s1741 _x0000_s1742 _x0000_s1743 _x0000_s1744 _x0000_s1745 _x0000_s1746 _x0000_s1747 _x0000_s1748 _x0000_s1749 _x0000_s1750 _x0000_s1751 _x0000_s1752 _x0000_s1753 _x0000_s1754 _x0000_s1755 _x0000_s1756 _x0000_s1757 _x0000_s1758 _x0000_s1759 _x0000_s1760 _x0000_s1761 _x0000_s1762 _x0000_s1763 _x0000_s1764 _x0000_s1765 _x0000_s1766 _x0000_s1767 _x0000_s1768 _x0000_s1769 _x0000_s1770 _x0000_s1771 _x0000_s1772 _x0000_s1773 _x0000_s1774 _x0000_s1775 _x0000_s1776 _x0000_s1777 _x0000_s1778 _x0000_s1779 _x0000_s1780 _x0000_s1781 _x0000_s1782 _x0000_s1783 _x0000_s1784 _x0000_s1785 _x0000_s1786 _x0000_s1787 _x0000_s1788 _x0000_s1789 _x0000_s1790 _x0000_s1791 _x0000_s1792 _x0000_s1793 _x0000_s1794 _x0000_s1795">



Импульсы XSH1и XSH2, подаваемые на ножки 1 и 48 соответственно, служат в качестве напряжения выборки-хранения при черно-белом сигнале. Импульсы CLP1-CLP4подаются на все микросхемы видеотракта (кроме CXL1517N (D13)) для восстановления уровня черного в видеосигнале.

В микросхеме CXA1390ARзадействована система подавления цветности, которая срабатывает при попадании в кадр объектов, имеющих чрезмерную яркость. Полученный в итоге сигнал коррекции CSпоступает на выход микросхемы (ножка 10). Уровень этого сигнала поддерживается с помощью конденсатора С38и может регулироваться подборочным резистором R18.

Также в этой микросхеме предусмотрена система автоматической регулировки уровня (АРУ (AGC)) сигнала. Максимальная величина амплитуды видеосигнала, до которой будет срабатывать схема AGС, устанавливается подборочным резистором R16. Чувствительность AGCпо сигналу коррекции CSустанавливается подборочным резистором R24.

Широкополосный сигнал яркости YH, получаемый в микросхеме CXA1390AR, поступает на выход этой микросхемы (ножка 3).

Полученные в результате предварительного разделения цветности сигналы S1и S2поступают через выходы микросхемы CXA1390AR (ножки 4 и 5 соответственно) на входы видеопроцессора (микросхема CXA1391R (D14)), туда же поступает через разделительный конденсатор С93 сигнал коррекции SHи сигнал YH, который предварительно задерживается на длительность t, подбираемую при настройке, и проходит через фильтр нижних частот (ФНЧ (LPF), расчет которого будет приведен далее). Входными ножками для этих сигналов являются соответственно 49, 48, 16 и 64 ножки.

Из сигналов S1и S2методами, описанными в разработке функциональной схемы, получают два цветоразностных сигнала R-Yи B-Y. Необходимыми элементами для тих преобразований являются три линии задержки на одну строку, которые построены на отдельной микросхеме CXL1517N. Задерживаются: сигнал цветности C0, узкополосный сигнал яркости Y0и он же задерживается еще на одну строку (Y1).Задержанные сигналы с выходов микросхемы CXL1517N(ножки 9, 11 и 14) проходят через эмиттерные повторители (ЭП), собранные на транзисторах BC205B, которые усиливают их по току и одновременно являются согласующими элементами (расчет ЭП будет приведен далее).

Необходимым управляющим сигналом является импульсный сигнал ID, двойной строчной частоты, который поступает на ножку 41 с тимминг-генератора.

Широкополосный сигнал яркости YH2задействован в схеме горизонтальной апертурной коррекции HAP, которая находится в микросхеме CXA1592R (D24). Для образования сигнала YH2необходимым элементом является линия задержки на одну строку, которая вынесена за пределы видеопроцессора. Линией задержки может быть, например, микросхема CXL5504или любая линия задержки, аналогичная ей. Сигнал YHподается с ножки 4 на линию задержки, а затем пропускается через ФНЧ и возвращается в видеопроцессор на ножку 2. В результате полученные сигналы YH1 и YH2, который был образован в результате суммирования YHи YH1, подаются на выходы ножки 5 и 6 соответственно.

Сигнал подавления цветности CS, который был просуммирован с сигналом VAP, полученным на выходе схемы вертикальной апертурной коррекции в видеопроцессоре, поступает на выход (ножка 24).

Видеопроцессор содержит управляемые линии задержки. Потенциометром R35можно регулировать время задержки сигналов С0 (цветности) и Y0 (узкополосного сигнала яркости).Потенциометром R36регулируется время задержки сигналов основных цветов R, Gи B и сигнала подавления цветности.

Ниже приведена таблица с указанием подборочных резисторов и функций, выполняемых ими.




Таблица 5.1.
Выходные сигналы R-Yи B-Yс ножек 19 и 20 видеопроцессора через разделительные конденсаторы C102и С103 поступают на выходной сумматор, который коммутирует сигналы цветности и яркости с двух видеотрактов в один стереоканал. Сумматор построен на микросхемах CD4052 (D25и D26). Цветоразностные сигналы R-Yи B-Yподаются на входные ножки микросхемы D26, 14 и 11 соответственно. Коммутация сигналов в сумматоре осуществляется с помощью импульсов управления частотой 50 Гц, которые поступают на управляющий вход SEC(ножки 10) с синхрогенератора, при этом второй управляющий вход оставлен открытым.

С выхода сумматора (ножки 3 и 13) сигналы R-Yи B-Yподаются на ножки 3 оконечных усилителей, собранных на микросхемах AD8041(D16-D17). Усилители охвачены 100-процентной отрицательной обратной связью (ООС). С выходов усилителей через разделительные конденсаторы С67, С68 и согласующие сопротивления R44и R45сигналы R-Yи B-Yподаются на контакты 2 и 3 выходного разъема X2. Резисторы R43, R44, R45являются согласующими с выходными цепями, которые по заданию на дипломный проект имеют сопротивление R= 75 Ом. Соответственно, и эти резисторы имеют сопротивление 75 Ом.

Сигнал YH2с выхода микросхемы D14 подается через резистор R114на входы микросхемы D24, которая является кодером PAL(ножки 33 и 35). Причем на 35-ю ножку сигнал YH2подается с задержкой на 100 нс, необходимой для схемы горизонтальной апертурной коррекции HAP (располагающийся внутри микросхемыD24).

Сигнал YH1 подается на вход микросхемы D24(ножка 40) так же с задержкой на 100 нс, чтобы не произошло рассогласования во времени с сигналом YH2.

Сигналы YH1и YH2, прошедший через схему HAP, суммируются в кодере, где к ним также замешивается сигнал VAP, и в полученный в итоге сигнал замешиваются все необходимые синхроимпульсы. Суммирования с сигналами цветности не происходит из-за их отсутствия в кодере, поэтому на выходе микросхемы D24(ножка 22) получается компонентный яркостный сигнал Y. Этот сигнал, как и цветоразностный, поступает на сумматор (микросхема D25, ножка 14), где суммируется с сигналом яркости второго видеотракта и затем подается на оконечный усилитель (D15), где усиливается до амплитуды 1 В. С выхода оконечного усилителя (ножка 6) через разделительный конденсатор С66 и согласующий резистор R43сигнал яркости подается на контакт 1 выходного разъема X2.

Сигнал подавления цветности CSзаводится на вход микросхемы D24, ножка 15, но не используется, поскольку цветоразностные сигналы на микросхему D24не заводятся.

Рассмотрим теперь цепи сигналов синхронизации, о которых не упоминалось ранее. Сначала будут рассмотрены сигналы тимминг-генератора (микросхема D10), а затем синхрогенератора (микросхема D18).

Задающий генератор собран на кварцевом резонаторе ZQ1 и входных цепях тимминг-генератора. Частота задающего генератора выбирается из расчета удвоенной стандартной и равна 56,75 МГц. Сигнал этой частоты подается на 64-ю ножку тимминг-генератора.

С ножки 22 импульсы сброса RGподаются через горизонтальные драйверы на ПЗС матрицы. Туда же подаются импульсы H1, H2, LH1, необходимые для работы ПЗС матрицы, с ножек 26, 27 и 23 соответственно.

С ножек 31, 30, 32, 33, 34 и 35 на ПЗС матрицы через электронный коммутатор и вертикальные драйверы подаются импульсы XV1, XV2, XSG1, XV3, XSG2, XV4соответственно.

Некоторые управляющие импульсы, как, например, BFG, XCK, CKи другие, могут быть заведены на соответствующие схемы, где они используются, но сами эти схемы не задействованы в работе телекамеры. Это обусловлено возможностью модернизации телекамеры в дальнейшем.

Синхрогенератор собран на микросхеме CXD1159Q. На его входы (ножки 22 и 23) поступает частота задающего генератора (с ножки 63 микросхемы D10), из которой формируются синхроимпульсы частотой 50 Гц (SYNC), снимающиеся с ножки 17. На вход CLK1(ножка 6) поступает частота 28,375 МГц с тимминг-генератора (ножка 57), из которой формируются задающие импульсы HDи VD, а также и некоторые импульсы для схем формирования окна и кодера PAL.
5.1. Расчет делителей напряжения.
В телекамере широко применяются делители напряжения. При расчете делителей напряжения мы предполагаем, что все они будут идентичны и рассчитаны на выходное напряжение Uвых= 3 В при входном Uвх= 5 В.

Расчет производится по формуле делителя напряжения:

Uвых= Uвх(R2 / (R1 + R2))

В итоге получаем соотношение резисторов в делителе:

R1 = 4 кОм

R2= 6 кОм
5.2. Расчет эмиттерного повторителя (ЭП).
В качестве согласующих элементов после линии задержек в микросхемах D13, D19используются эмиттерные повторители.

Принципиальная схема эмиттерного повторителя приведена на рис. 5.25.
Принципиальная схема эмиттерного повторителя.
<img width=«350» height=«258» src=«ref-1_459076800-3850.coolpic» v:shapes="_x0000_s1651 _x0000_s1652 _x0000_s1653 _x0000_s1654 _x0000_s1655 _x0000_s1656 _x0000_s1657 _x0000_s1658 _x0000_s1659 _x0000_s1660 _x0000_s1661 _x0000_s1662 _x0000_s1663 _x0000_s1664 _x0000_s1665 _x0000_s1666 _x0000_s1667 _x0000_s1668 _x0000_s1669 _x0000_s1670 _x0000_s1671 _x0000_s1672 _x0000_s1673 _x0000_s1674 _x0000_s1717">



Рисунок 5.25.
Выбираем транзистор типа p-n-p: BC205VI.

Eпит= 5 В – напряжение источника питания;

Uкэ = 3 В – напряжение коллектор-база;

Iэ= 3 мА – ток эмиттера.
Произведем расчет сопротивления в цепи эмиттера по формуле:

Rэ= (Епит – Uкэ) / Iэ      Ом;

Rэ= (5 – 3) / 3 ´10-3 = 666,6 Ом »667 Ом.
В рабочей точке ток базы Iб рассчитывается через коэффициент передачи по току h21.

h21 = 100.

h21 = Iк/ Iб»Iэ/ Iб.
В итоге получаем:

Iб= Iэ/ h21= 3 ´10-3 / 100 = 30 ´10-5 А = 30 мкА.
Выходное сопротивление ЭП рассчитывается по формуле:

Rвых= m Iб/ Iэ;

Rвых= 2 ´30 ´10-6 / 3-3 = 0,02 Ом.
Входное сопротивление эмиттерного повторителя рассчитывается по формуле:

Rвх= rб+ (1 + h21) ´Rэ;

где rб– сопротивление базы транзистора.

Rвх= 10 + 101 ´667 = 67377 Ом »67,38 кОм.
5.3. Расчет фильтра нижних частот (ФНЧ).
В схеме применены фильтры нижних частот с полосой пропускания f = 13МГц. Это удвоенная полоса обычного телевизионного сигнала.

Рассчитываем ФНЧ с максимально плоской характеристикой, нагруженный только на выходе. Граничная частота полосы пропускания рассчитывается по формуле:

wс= 2 pf,

где f– полоса пропускания в герцах (Гц).
В нашем случае фильтр рассчитывается на двойную полосу пропускания, поскольку частота полей составляет 100 Гц.

wс= 2 ´3,14 ´13 ´106 = 81,64 ´106 рад/с.

На частоте равной 1,5 wскоэффициент передачи должен быть на 20 дБ меньше чем в полосе пропускания.

Поскольку нам неизвестно выходное сопротивление предыдущего каскада и нагрузка фильтра, примем:

Ri»1 Ом – выходное сопротивление предыдущего каскада (выход микросхемы CXL1517).

Rн»1000 Ом – сопротивление нагрузки ФНЧ.
<img width=«2» height=«32» src=«ref-1_459080650-152.coolpic» v:shapes="_x0000_s1650">Определяем порядок фильтра n:

1/ (1 + -w2n)   w= 1,5 wс= 10-2;  n= 5,648.

Выберем ближайшее большее целое число: n= 6.

На входе фильтра включен источник напряжения, рассчитаем его внутреннее сопротивление по формуле:

R = Ri / Rн= 1/1000 »0.
Поскольку на входе фильтра включен источник напряжения с r= 0 и n– четное, то используются табличные величины элементов для r= 0 и n= 6:

c1 = 0,2588

l2 = 0,7579

c3 = 1,202

l4 = 1,553

c5 = 1,759

l6 = 1,553

Данные табличные значения пронормированы к Rн= 1 Ом.

Для того чтобы получить сопротивление нагрузки равное 1000 Ом, необходимо все величины lумножить, а все величины cразделить на 1000. Чтобы граничную частоту привести к значению 81,64 ´106 рад/с, все величины lи cследует разделить на это число.
Окончательно значения величин будут следующими:

C1 = 3,17 пФ

L2 = 9,28 мкГн

C3 = 14 пФ

L4 = 19 мкГн

C5 = 21,55 пФ

L6 = 19 мкГн
Схема рассчитанного фильтра приведена на рис. 5.26.
Схема ФНЧ.

<img width=«602» height=«163» src=«ref-1_459080802-3714.coolpic» v:shapes="_x0000_s1675 _x0000_s1676 _x0000_s1677 _x0000_s1678 _x0000_s1679 _x0000_s1680 _x0000_s1681 _x0000_s1682 _x0000_s1683 _x0000_s1684 _x0000_s1685 _x0000_s1686 _x0000_s1687 _x0000_s1688 _x0000_s1689 _x0000_s1690 _x0000_s1691 _x0000_s1692 _x0000_s1693 _x0000_s1694 _x0000_s1695 _x0000_s1696 _x0000_s1697 _x0000_s1698 _x0000_s1699 _x0000_s1700 _x0000_s1701 _x0000_s1702 _x0000_s1703 _x0000_s1704 _x0000_s1705 _x0000_s1706 _x0000_s1707 _x0000_s1708 _x0000_s1709 _x0000_s1710 _x0000_s1711 _x0000_s1712 _x0000_s1713 _x0000_s1714 _x0000_s1715 _x0000_s1716">



Рисунок 5.26.
5.4. Расчет блока питания.
Расчет блока питания производится исходя из мощности, потребляемой схемой. На вход блока питания извне подается напряжение питания +12 В через разъем X2. В схеме разрабатываемой телекамеры используются три разных напряжения: +5 В, +15 В и –9 В. Эти напряжения вырабатывает блок питания. Соответственно, расчет потребляемой мощности производится по трем цепям питания.
1)    +5 В

По справочным данным на микросхемы, мы имеем данные об их потребляемой мощности:

CXA1390– 600 мВт Þ0,6 ´2 = 1,2 Вт

CXA1391– 690 мВт Þ0,69 ´2 = 1,38 Вт

CXA1592– 500 мВт Þ0,5 ´2 = 1 Вт

CXD1265– 500 мВт Þ0,5 Вт

CXD1159– 250 мВт Þ0,25 Вт

CXL1517– 350 мВт Þ0,35 ´2 = 0,7 Вт

На остальные элементы из справочных данных имеется информация о токах потребления Iпотр, следовательно, по закону Ома можно рассчитать потребляемую ими мощность.
Рпотр = Iпотр´Uпит

SN74AC04– 40 мкА Þ40 ´10-6´5 ´2 = 0,0004 Вт

BC205B– 3 мА Þ3 ´10-3´5 ´6 = 0,09 Вт

SN74H257– 80 мкА Þ80 ´10-6´5 ´3 = 0,012 Вт

AD8041– 50 мА Þ50 ´10-3´5 ´3 = 0,75 Вт

Светодиод BLINK-LEDS– 20 мА Þ20 ´10-3´5 = 0,1 Вт

Суммарная мощность по цепи питания +5 В составляет 6 Вт, тогда

Iпотр å= 1,2 А,

что не превышает предельных значений тока для выходного стабилизатора блока питания по цепи +5 В, собранного на микросхеме D22(1,5 А).

2)    Цепь –9 В и +15 В(рассматриваются вместе, поскольку микросхемы CXD1267и ICX059питаются обоими напряжениями):

CXD1267 – 6мВт Þ0,06 ´2 = 0,12 Вт

ICX059– 300 мВт Þ0,3 ´2 = 0,6 Вт

Pпотр= (0,12 + 0,6) / 2 = 0,36 Вт

Следовательно, Iпотр= 0,04 А.

3)    Цепь +15 В

CD4052– 50 мкА Þ50 ´10-6´15 ´2 = 0,015 Вт

3SK133– 2 мА Þ2 ´10-3´15 ´2 = 0,06 Вт

Pпотр= 0,0615 Вт

Следовательно, Iпотр= 4,1 ´10-3 А.
В итоге, можно сделать вывод, что суммарные токи потребления и, соответственно, мощности не превышают допустимых для стандартного блока питания, используемого в цветной видеокамере SONY, значит, можно его применить в качестве блока питания в нашей разработке.
6. Разработка конструкции.
Все функциональные блоки телекамеры располагаются на двусторонней печатной плате размером 155´90 мм. Миниатюризация достигается за счет применения современной элементной базы фирмы SONY. Элементы схемы устанавливаются на обеих сторонах платы. Разводка цепей питания и общего производится проводниками по возможности более широкими, чем сигнальные цепи.

Плата крепится пятью шурупами к основной части корпуса, которая имеет соединительные струбцины, так, чтобы выходной разъем, разъем питания, светодиод и выключатель попали в соответствующие вырезы корпуса. Плата закрывается верхней крышкой, которая скрепляется с нижней шестью винтами диаметром М3.

Корпус выполнен из металла, окрашен в черный или белый цвет. Толщина стенок корпуса – 1 мм.

В конструкции предусмотрены выключатель и светодиод, который загорается при включении питания. Выходной разъем X1представляет собой стандартный разъем для подключения к компьютеру. При необходимости может поставляться переходник.

Телекамера жестко крепится на бинокулярном микроскопе при помощи металлического соединителя и фиксирующей муфты.

Конструкция телекамеры позволяет защитить электрическую схему от внешних воздействий, но различные динамические воздействия, а также повышенная температура и влажность могут вывести ее из строя, поэтому в руководстве по эксплуатации вводится пункт о бережном обращении с телекамерой.

Телекамеры с механическими повреждениями корпуса и печатной платы в гарантийный ремонт не принимаются.
7. Расчет надежности.
Надежность – это свойство прибора безотказно функционировать в течение заданного времени в определенных эксплуатационных условиях. Ориентировочный расчет надежности заключается в нахождении интенсивности отказов устройства l(рис. 7.27), времени безотказной работы Т, а также вероятности безотказной работы в течение времени t[19].
Зависимость интенсивности отказов устройства lот времени.
<img width=«503» height=«229» src=«ref-1_459084516-3252.coolpic» v:shapes="_x0000_s1796 _x0000_s1797 _x0000_s1798 _x0000_s1799 _x0000_s1800 _x0000_s1801 _x0000_s1802 _x0000_s1803 _x0000_s1804 _x0000_s1805 _x0000_s1806 _x0000_s1807 _x0000_s1808 _x0000_s1809 _x0000_s1810 _x0000_s1822">



                           
Рисунок 7.27.
Первоначально для расчета надежности необходимо принять модель отказов электрорадиоэлементов. В радиоэлектронной аппаратуре моменты отказов формируют поток сл3ча6ых событий (поток отказов). Отказы, возникающие н6а этапе нормальной работы устройства, являются внезапными, не связанными со старением и износом. Поток внезапных отказов хорошо описывается моделью простейших отказов, для которой характерны свойства ординарности, стационарности и отсутствие последействия.

Свойство ординарности заключается в невозможности появления двух и более отказов в единичном интервале времени про сравнению с вероятностью появления одного отказа и выполняется для первичных отказов. Стационарность потока характеризуется постоянством среднего числа отказов в единичном интервале вре6мени, а отсутствие последействия – независимостью появления отказов в единичном интервале времени от появления отказов во всех предшествующих интервалах t.

Вероятность безотказной работы элемента рассчитывается по формуле:
                        t

Р (l) = exp {- òl(t) d t},

                        0

где l(t) – функция интенсивности отказов. Так как в период нормальной работы интенсивность отказов можно считать постоянной во времени, то выражение можно представить в виде:

l(t) = const, P (l) = exp {- lt}.

Дальнейший расчет производится при следующих допущениях:

1)            все однотипные элементы равноценны;

2)            поток отказов простейший;

3)            все элементы работают в нормальном режиме;

4)            отказ любого элемента ведет к отказу всей системы, то есть проектируемое устройство считаем последовательным с точки зрения надежности.
Последовательное соединение элементов по надежности.

<img width=«540» height=«83» src=«ref-1_459087768-1541.coolpic» v:shapes="_x0000_s1811 _x0000_s1812 _x0000_s1813 _x0000_s1814 _x0000_s1815 _x0000_s1816 _x0000_s1817 _x0000_s1818">
          продолжение
--PAGE_BREAK--


Рисунок 7.28.
Учитывая независимость отказов элементов, вероятность безотказной работы устройства равна:

             N                     N

Р (t) = П Pi (t) = Пe-tli= e-tSli = e-tl,

           i=1                   i=1

        где Р (t) – вероятность безотказной работы i-го элемента; li– интенсивность отказа i-го элемента; N– количество элементов данного типа. Таким образом, расчет надежности устройства сводится к вычислению суммарной средней интенсивности отказов. Для системы, имеющей К типов элементов, получим:

         N

lS= SNili,

        i=1

где lS  — интенсивность отказов сей системы; Ni – число элементов одного типа. Данные расчетов интенсивности отказов элементов приведены в таблице 7.2.
Расчет интенсивности отказов элементов.

N


Наименование
Количество
l
i

, отказ./час

Ni
l
i
,
час-1

1

Микросхемы

27

10-7

27 ´10-7

2

Резисторы

138

2 ´10-8

296 ´10-8

3

Конденсаторы

132

10-7

132´10-7

4

Соединение пайкой

1328

5 ´10-8

6640 ´10-8

5

Разъем

2

10-5

2 ´10-5

6

Транзисторы

8

10-7

8 ´10-7

7

Диоды

12

10-7

12 ´10-7



Таблица 7.2.
Общая интенсивность отказов устройства:

lS= 1,072 ´10-4 час-1.

Время безотказной работы:

Т = 1 / lS= 9323часов.

Зависимость вероятности безотказной работы Р (t) дана в таблице 7.3.
Зависимость вероятности безотказной работы от времени.



Таблица 7.3.
Как видно из таблицы, разрабатываемое устройство обладает удовлетворительной надежностью. Определяют общую интенсивность отказов коммутационные элементы, надежность же электронной части высока благодаря применению интегральных микросхем, безотказность которых приближена к безотказности одного элемента, а их реализуемые функции позволяют минимизировать число элементов в целом.
8. Технико-экономическое обоснование научно-технического проекта «Цветная стереотелевизионная камера»
[17 ]
.
8.1. Концепция.



Человечество всю историю своего развития стремилось к отображению и максимальной визуализации окружающего мира. С началом развития фотографии люди стремились к созданию как можно более естественных и «живых» изображений за счет освещения экспозиции и т.п. С появлением кино задача не изменилась, хотя шаг к более полному и точному отображению объектов был сделан.

В 1950 году впервые было получено стереоизображение и разработаны первые методы получения и разделения стереопары. Эра стереовидения началась. И хоть основным по-прежнему остается обычное кино за счет дешевизны и простоты производства, но стереоизображения всегда неизменно привлекали людей.

Разрабатываемая камера предназначена для использования в стереомикроскопии, хотя область применения подобных устройств гораздо шире. В связи с тем, что данная камера является частью системы, прямых аналогов которой найдено не было, уровень конкурентоспособности не рассчитывается.
8.2. Краткое техническое описание системы.
Система состоит из стереомикроскопа, цветной стереотелевизионной камеры и соединителя, при помощи которого камера крепится к окулярам микроскопа.

По функциональной схеме разрабатываемая камера мало отличается от аналогичных систем, но, в отличие от них, применяется современная элементная база фирмы SONYи оригинальный метод формирования стереоизображения. В качестве датчиков изображения используются две ПЗС матрицы, разнесенные на оптический базис (65 мм), считывание сигналов производится поочередно с частотой 100 Гц таким образом, что в выходном сигнале имеется последовательность сигналов четных и нечетных полей двух кадров стереопары (см. подробнее раздел «Разработка технических требований», пункт «Метод формирования цветного стереоизображения»).

Таким образом, при подсоединении камеры при помощи соединителя к микроскопу, имеющему оптическую систему с формированием стереоизображения непосредственно для глаз, мы можем формировать видеоизображение наблюдаемого в микроскоп объекта, причем при воспроизведении данного изображения и применении нескольких комплектов стереоочков для наблюдения в качестве наблюдателей могут выступать одновременно несколько человек. Кроме этого, сформированное изображение можно транслировать или записывать, как любой другой видеосигнал, что является неоспоримыми достоинствами системы.
8.3. Рынок и план маркетинга.
В настоящее время видеосистемы очень многообразны и разноплановы. Разрабатываемая система так же может быть применена в различных областях науки и сферах производства.

Рынок потенциальных потребителей можно сегментировать следующим образом:

1)            научно-исследовательские лаборатории и научно-исследовательские институты различных профилей;

2)            медицинские учреждения (лаборатории);

3)            производство, где необходимо наблюдение за обработкой или процессом в стереорежиме в местах, не доступных человеку;

4)            сфера бытовой видеосъемки.

В настоящее время подобная видеосистема может быть конкурентоспособной во всех вышеперечисленных областях.

При выборе ценовой политики необходимо учитывать, что данная система ранее не находила широкого применения, особенно в производственных областях. Поэтому цена системы будет основываться на реальной стоимости ее производства. В данном проекте будет рассматриваться ценообразование только стереотелевизионной камеры.

Для продвижения товара на рынке используется реклама в газетах, специальных изданиях и глобальной информационной сети Internet, для заинтересовавшихся лиц проводятся демонстрации.

Осуществляется послепродажное обслуживание продукта, проводятся консультации по оптимизации использования продукта. Предоставляется гарантия на 1 год.
8.4. Производство.
Цель данного подраздела – описание процесса производства новой продукции и оценка производственных ресурсов, требующихся для организации и производства продукции.

Место расположения предполагаемого производства определяется исходя из:

1)            возможности аренды на месте производственных помещений и необходимого технологического оборудования;

2)            близости к потенциальным потребителям;

3)            доступность для клиентов (незакрытые производства).

В качестве места расположения производства могут выступать различные научно-исследовательские институты (НИИ), медицинские учреждения и производства, выпускающие различную радиоэлектронную аппаратуру (РЭА).

Для организации технологического процесса сборки телекамер необходимо организовать или взять в аренду уже сформированный монтажный участок по сборке РЭА.

Все комплектующие являются покупными или заказываются на других участках, что позволяет избежать механических операций, а также минимизировать стоимость основных средств. Для расчета числа рабочих мест и стоимости необходимого оборудования надо знать технологический цикл сборки, который представлен в таблице 8.4..
Технологический цикл сборки.

N


Наименование операции

Необходимое оборудование

Время, мин.

1

Комплектовочная: скомплектовать узлы и детали согласно требованиям чертежа.

Монтажный стол

30

2

Монтажная: формовка радиоэлементов.

Полуавтомат для гибки и обрезки выводов

60

3

Монтажная: установить элементы согласно монтажной схеме и произвести пайку.

Монтажный стол, блок питания, паяльник

90

4

Сборочная: обрамление в несущую раму.

Монтажный стол сборщика

30

5

Контрольно-регулировочная: настройка изделия, внешний осмотр.

Монтажный стол настройщика, осциллограф, вольтметр, блок питания

40

6

Комплектовочная: укомплектовать телекамеру соответствующей документацией.



10



Таблица 8.4.
8.5. Организационный план работ по реализации проекта.
В процессе разработки организационного плана работ определяется перечень мероприятий, прогнозируемый период их реализации и необходимые ресурсы. В качестве периода исполнения принят период равный одной неделе. Результаты разработки организационного плана работ сведены в таблицу 8.5, где также отражена трудоемкость проводимых работ.
Организационный план работ.

Наименование этапов разработки

Трудоемкость, чел./нед.

Продолжительность работ, нед.

Главный специалист

Инженер

Разработка и утверждение технического задания

1

2

1

Расчет планово-экономических показателей



2

1

Теоретические расчеты



2

2

Конструкторская проработка



1

1

Изготовление и настройка опытного образца

1

2

1

Настройка, тестирование и отладка

1

1

1

Составление технической документации

1

2

1

Сдача проекта

1

1

0,5

Итого

4,5

14,5

8,5
    продолжение
--PAGE_BREAK--


Таблица 8.5.
8.6. Расчет себестоимости разработки.
Определение затрат на разработку производится путем составления сметной калькуляции по следующим статьям расходов:

1)            материалы и покупные полуфабрикаты;

2)            основная заработная плата;

3)            дополнительная заработная плата;

4)            отчисления на социальные нужды;

5)            расходы на служебные командировки;

6)            прочие прямые затраты и накладные расходы.

Рассмотрим все приведенные выше статьи расходов подробнее.
1. Материалы и покупные полуфабрикаты.

При сборке устройства осуществляется монтаж печатной платы и пайка радиоэлементов, а также комплектация технической документацией, поэтому к используемым материалам относятся припой, флюс и бумага для принтера. Стоимость материалов на единицу изделия приведена в таблице 8.6.
Расчет себестоимости материалов.

Наименование
Обозначение
Расход

Цена, р.

Сумма, р.

Припой

ПОС-61 ГОСТ 21930-76

0,1 кг

50

5

Флюс

Канифоль сосновая

0,05 кг

40

2

Бумага

А4 80 гр. 210х297 мм

50 л.

30

3
    продолжение
--PAGE_BREAK--


Таблица 8.6.
Итого на изделие, включая транспортные расходы (10% от общей стоимости): Рм = 11 р.

Расчет затрат на приобретение комплектующих представлен в таблице 8.7.
Расчет затрат на приобретение комплектующих.

Наименование

Цена за 1 шт., р.

Количество, шт.

Сумма, р.

Микросхемы:







   ICX 059 AK

660

2

1 320

   CXD 1267 AN

36,9

2

73,8

   CXA 1390 AQ

75

2

150

   CXA 1391 Q

54

2

108

   CXD 1159 Q

27

1

27

   CXD 1265 R

49,2

1

49,2
   SN 74 AC 04
2,4

2

4,8

Плата печатная

30

2

60

Корпус и соединитель

180

1

180



Таблица 8.7.
Крепеж и прочие неучтенные изделия – в статье неучтенных расходов (5%).

Итого: Рк = 2072 р.
3.     Основная заработная плата.
Расчет основной заработной платы рабочих сведен в таблицу 8.8.
Основная заработная плата на единицу продукции.

Специальность рабочих

Номер операции

Тариф, р./час.

Время, мин.

Сумма, р.

Комплектовщик-формовщик

1, 2, 6

7

100

11,67

Радиомонтажник

3

7,5

90

11,25

Сборщик радиоаппаратуры

4

7

30

3,5

Настройщик

5

7,5

40

5
    продолжение
--PAGE_BREAK--


Таблица 8.8.
Итого Рзор=31,42 р.

Основная заработная плата в период разработки и создания опытного образца рассчитывается по формуле:

Рзор = Тсп Дсп + Тинж Динж,

где Тсп и Тинж — соответственно, трудоемкость выполнения работ по реализации данной разработки главным специалистом и инженером, чел./нед.

Рзор = 1890 + 5684 = 7574 р.
4. Дополнительная заработная плата.



Размер дополнительной заработной платы участников разработки и производства определяется в виде процента от основной заработной платы по формуле:

Рзд = Рзор (Нд/100),

где Нд – норматив дополнительной заработной платы, устанавливаемый на конкретном предприятии, %.

В нашем случае Нд = 20%, тогда

Рзд = 31,42 ´0,2 »6,3 р.– на единицу продукции.

Рзд = 7574 ´0,2 »1515 р.– на время разработки.
5. Отчисления на социальные нужды.

Отчисления на социальные нужды определяются также в виде процентов от основной заработной платы по формуле:

Рсн = (Рзор + Рзд) ´(Нсн / 100),

где Нсн – суммарный норматив отчислений, устанавливаемых законодательством, %.

Нсн = 39%.

Рсн = 14,71 р. – на единицу продукции.

Рсн = 3544,71 р. – на время разработки.
6. Расходы на служебные командировки.

Расходов на служебные командировки нет.
7. Прочие прямые затраты и накладные расходы.

В эту статью включаются расходы на приобретение специальной научно-технической информации на управление и хозяйственное обслуживание на всех этапах разработки.

Величина этих расходов определяется в процентах к основной и дополнительной заработной плате по формуле:

Рнр = (Рзор  + Рзд) ´(Ннр / 100),

где Ннр – процент накладных расходов, устанавливаемый предприятием, %.

В нашем случае Ннр = 15%.

Рнр = 5,658 р. – на единицу продукции.

Рнр = 1363,35 р. – на время разработки.

Помещения, в которых будет располагаться создаваемое предприятие, берутся в аренду вместе с необходимым технологическим оборудованием, следовательно, в калькуляцию накладных расходов можно внести затраты на арендную плату за предоставляемые производственные помещения, а также оборудование.

На каждую операцию примем норму производственных помещений 4 м2, а норму арендной платы за м2 площади в месяц – 60 р. Тогда арендная плата за помещения рассчитывается по формуле:

Сарп = ТарпSарпРарп,

где Тарп – время аренды (8,5 недель), Sарп– арендуемая площадь, Рарп – месячный тариф за м2.

Сарп = 2,38 ´24 ´60 = 3427 р. – на время разработки.

Сарп = 0,02 ´24 ´60 = 28,8 р. – на единицу продукции.

Арендная плата за предоставляемое технологическое оборудование и машинные часы (при работе с электронно-вычислительной машиной на этапах теоретических расчетов и моделирования) рассчитывается по формуле:

Саро = Таро Раро,

где Таро – время эксплуатации оборудования, Раро – тарифная ставка арендной платы (40 р. за один рабочий день).

Саро = 66,64 ´40 = 2665,6 р. – на время разработки.

Саро = 0,54 ´40 = 21,5 р. – на единицу продукции.

В итоге, накладные расходы на аренду помещений и оборудования составят:

на время разработки – 6092,6 р.,

на единицу продукции – 50,3 р.

В случае договора на аренду с бартерным взаиморасчетом финансовые издержки по этим статьям сократятся примерно на 30%.

В сумме статья калькуляции расходов на прямые затраты и накладные расходы составит:

на время разработки – 7455,5 р.,

на единицу продукции – 56 р.

На основании полученных данных в таблице 8.9 приведена калькуляция себестоимости разработки и себестоимости производства единицы продукции.
Калькуляция себестоимости.

Статья затрат

Сумма на ед. изделия, р.

Сумма на разр., р.

Сырье и материалы

11

22

Покупные комплектующие изделия

2072

2072

Основная заработная плата

31,42

7574

Дополнительная заработная плата

6,3

1515

Отчисления на социальные нужды

14,71

3544,71

Прямые затраты и накладные расходы

56

7455,5
Итого себестоимость
2191,43

22183,21
    продолжение
--PAGE_BREAK--


Таблица 8.9.
8.7. Прогноз финансовых показателей.
Оценим финансовые затраты для трех вариантов прогноза выполнения разработки – оптимистического, реалистического и пессимистического.

Оптимистический вариант прогноза предполагает, что система была быстро и хорошо воспринята на рынке и благодаря этому объем продаж вырос.

Пессимистический вариант прогноза предполагает, что на рынке появились конкурентные продукты, так же ориентированные на данный сегмент, которые заняли более выгодное положение, чем наша разработка. В этом случае для укрепления позиций на рынке необходимо выделить дополнительные средства на рекламу, а также, возможно, снизить цену на товар. В результате предпринятых мер будет ожидаться увеличение объема продаж.

Реалистический прогноз: система заняла устойчивую конкурентоспособную позицию на рынке и объем продаж вырос.

Ожидаемые значения изменения объемов продаж по интервалам инвестиционного периода на основе пессимистического, оптимистического и реалистического прогнозов, произведенных в ходе маркетинговых исследований, приведены в таблице 8.10. Вследствие того, что жизненный цикл нашего рода продукции составляет 2-4 года, выберем интервал инвестиционного периода равный 3 месяцам.
Ожидаемые объемы продаж.

Показатель

Вариант прогноза

Значение показателя по интервалам инвестиционного периода



1

2

3

4

5

6

7

8

Цена,          тыс. р.

3

3

3

3

3

3

3

3

3

Ожидаемый объем продаж

Оптимистический

1

10

15

25

40

40

40

30

30

Пессимистический

-

1

5

10

15

15

15

10

5

Реалистический

1

5

10

20

25

25

25

20

15



Таблица 8.10.
Из приведенных прогнозов можно сделать вывод, что производственные мощности предприятия не будут использоваться в полной мере только на производстве телекамер. Предполагается, что оставшееся рабочее время идет на освоение новых сегментов рынка, разработку и производство дополнительных устройств и блоков для модернизации системы в целом. Возможна организация дополнительного производства только телекамер или их узлов для поставки другим предприятиям, занимающимся, например, производством бытовой стереотелевизионной аппаратуры.
8.8. Определение потребности в начальном капитале.
На основании прогнозных оценок объемов продаж системы определяется потребность в начальном капитале, необходимом для реализации проекта.

Потребность в основном капитале формируется за счет средств, израсходованных на разработку комплекса – 22183,21 р.

Затраты на разработку системы, а также на первоначальные запас материалов и рекламу предполагается покрыть за счет собственных средств предприятия.
8.9. Определение производственно-сбытовых издержек.
Производственно-сбытовые издержки состоят из переменных и постоянных издержек. Они определяются на основе пессимистического варианта прогноза реализации комплекса.

Переменные издержки рассчитываются на единицу продаваемой продукции, постоянные – на прогнозируемые объемы продаж в соответствующих интервалах инвестиционного периода.
В состав переменных издержек входят:

-     издержки на приобретение материалов и комплектующих – 2083 р.

-                 основная и дополнительная заработная плата – 37,72 р.

-                 отчисления на социальные нужды – 14,71 р.

-                 прямые затраты и накладные расходы – 56 р.
Постоянные издержки, связанные с производством и сбытом продукции, включают в себя:

-                 арендная плата за занимаемые помещения – 4320 р. за 1 инвестиционный период и 34560 р. за весь период производства.

-                 арендная плата за эксплуатацию технологического оборудования – 3360 р. за 1 инвестиционный период и 26880 р. за весь период производства.

-                 расходы на рекламу, которые составят 2000 р. на 1-ый инвестиционный период, с дальнейшим сокращением вложений на 500 р. на каждый последующий период.
В связи с тем, что в ходе маркетинговых исследований было принято решение о бесплатном постпродажном обслуживании с целью привлечения потребителей, то целесообразно издержки на эти услуги включить в постоянные издержки.

Можно предположить, что средние затраты времени на проведение этих работ составят на одну систему 5 часов. С учетом приведенной ранее часовой ставки оплаты труда, равной 7,5 р., дополнительной заработной платы и отчислений на социальные нужды, издержки на эту услугу на основе пессимистического прогноза сбыта составят, в расчете на единицу продукции –61 р., а на весь период производства – 4794 р.
8.10. Определение порога безубыточности
пр
огнозируемого производства.
Объем продаж системы, обеспечивающий безубыточное производство, определяется на основании данных, полученных для пессимистического варианта прогноза. При этом производственно-сбытовые издержки составят 12786,5 р.

Определяется величина покрытия постоянных издержек по формуле:

Sпокр= Р – V C0,

где Р – рыночная цена системы,VC— переменные издержки на одну систему.

Sпокр= 808,57 р.

Минимальный объем продаж, достаточный для того чтобы покрыть валовые издержки и обеспечить безубыточность производства, определяется по формуле:

Qтб= F C / Sпокр,

где FС–  сумма постоянных издержек по пессимистическому варианту прогноза за один период инвестиционных вложений и себестоимости разработки.

Qтб= 31863,21 / 808,57 = 40 шт.

Таким образом, можно сделать предварительный вывод, что начиная с 5-го интервала реализация системы на прогнозируемом сегменте рынка даже при прогнозируемом пессимистическом варианте прогноза объема продаж обещает быть безубыточным.
8.11. Определение текущих расходов и доходов по проекту.
Текущие доходы и расходы определяются также на основании пессимистических прогнозных оценок, исходя из предположения, что если даже в этом случае доходы будут достаточным для обеспечения эффективности проекта, то реалистический вариант и, тем более, оптимистический принесут дополнительные доходы.

Расчет доходов и расходов от реализации проекта приведен в таблице 8.11.
Доходы и расходы от реализации проекта – пессимистический прогноз.

Статьи

Значение показателя по интервалам инвестиционного периода



1

2

3

4

5

6

7

8

Ожидаемые объемы продаж, шт.

-

1

5

10

15

15

15

10

5

Цена, тыс. р.

-

3

3

3

3

3

3

3

3

Выручка от реализации, тыс. р.

-

3

15

30

45

45

45

30

15

НДС (23%), т.р.

-

0,69

3,45

6,9

10,35

10,35

10,35

6,9

3,45

Производственно-сбытовые издержки тыс. р.

9,87

11,93

11,68

11,48

11,29

10,79

10,79

10,48

10,18

Балансовая прибыль, тыс. р.

-

-

-

11,62

23,36

23,86

23,86

12,62

1,37

Налог на прибыль, тыс. р.

-

-

-

4,07

8,18

8,35

8,35

4,4

0,48

Нераспределенная прибыль, тыс. р.

-

-

-

7,55

15,18

15,51

15,51

8,22

0,89

Убыток

9,87

9,62

0,13















Таблица 8.11.
8.12. Прогноз движения денежной наличности.
Прогноз движения денежной наличности производится на основании данных полученных в предыдущих расчетах. Поступления денежных средств от реализации принимаются на основании пессимистического варианта прогноза.

Результаты расчетов по прогнозу движения денежной наличности сведены в таблицу 8.12.
Прогноз движения денежной наличности.

Показате-ли

Выруч-ка, тыс. р.

Инвести-ции, тыс. р.

Издерж-ки, тыс. р.

Нало-ги, тыс. р.

Чистый денежный поток, тыс. р.

Дисконти-рованный денежный поток, тыс. р.

Проектирование и производство.

228

-22,183

-98,5

-86,24

43,24

39,37



Таблица 8.12.
8.13. Оценка экономической эффективности проекта.
Рентабельность инвестиций ROI определяется по формуле:

ROI =(1 /k Tинв )´ПЧt =0,24 = 24 %

Интегральный экономический эффект определяется по формуле:

                                  Тинв

NPV =  -к + S  Пч t+ А t  / ( 1 + r )t + к 1 + / (1 + r ) Тинв

                                  t = 0

При ставке дисконтирования r= 10 % в год, и при длительности производственного цикла 3 месяца, мы имеем приведенную ставку дисконтирования r = 2,5 %, тогда  интегральный экономический эффект будет равен:

NPV =  41,37 тыс.р.
8.14. Выводы.
Произведенные маркетинговые исследования и расчеты показали, что разработанная система будет иметь определенный спрос в пределах выбранных сегментов рынка.

Расчеты показали, что при ориентации на пессимистический вариант прогноза производства, период возврата инвестиций составит около 1,5 лет, при общем периоде инвестиций равным 2 годам, с рентабельностью 24 %

При более благоприятной ситуации на рынке и осуществлении реалистических и оптимистических оценок можно ожидать увеличения чистого денежного потока и, соответственно, рентабельности инвестиций.

Таким образом, реализация проекта экономически целесообразна.
9. Разработка мероприятий по охране труда, окружающей среды и гражданской обороне (ГО).
9.1.    
Сведения о проектируемой телекамере.
Разрабатываемая цветная стереотелевизионная камера предназначена для совместной работы с бинокулярными микроскопами и служит для создания компонентного цветного стереотелевизионного сигнала. Конструктивно телекамера представляет собой две соединенные разъемом печатные платы, устанавливаемые в типовом корпусе телекамеры. Элементной базой телекамеры являются полупроводниковые приборы малой мощности. Питающее напряжение 12 В подается на телекамеру через коммутационный разъем от внешнего источника питания, не входящего в состав разрабатываемой стереотелевизионной системы.

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ п. 1.1.3.) устройство относится к разряду электроустановок с напряжением до 1000 В и IIIклассу защиты от поражения электрическим током.

Ниже приведены мероприятия по охране труда при организации производства разрабатываемой телекамеры.
9.2.    
Электробезопасность.
Одной из особенностей поражения электрическим током является отсутствие внешних признаков грозящей опасности, которые человек мог бы заблаговременно обнаружить с помощью органов чувств.

Ток приводит к серьезным повреждениям центральной нервной системы и таких жизненно важных органов, как сердце и легкие. Поэтому второй особенностью воздействия тока на человека является тяжесть поражения.

Третья особенность поражения человека электрическим током заключается  в  том, что токи промышленной частоты силой в 10-25 мА способны вызвать интенсивные судороги мышц. Степень поражения электрическим током во многом зависит от плотности и площади контакта человека с токоведущими частями.

Окружающая среда (влажность и температура воздуха, наличие заземленных металлических конструкций и полов, токопроводящей пыли и др.) оказывает дополнительное влияние на условия электробезопасности. В производственных помещениях  поддерживается микроклимат соответственно ГОСТ 12.1.005-88 (табл. № 1):  полы являются токонепроводящими, воздухе отсутствует токопроводящая пыль, отсутствуют сырость, и возможность одновременного прикосновения к корпусам и заземленным металлическим конструкциям, следовательно в соответствии с ПУЭ п. 1.1.13 помещение относится к помещениям без повышенной опасности.

При наладочных работах используются приборы, питающиеся от сети переменного тока 220В 50Гц с заземленной нейтралью. Сопротивление заземления  не должно превышать 4 Ом. В приборах должно быть подключено защитное зануление согласно ГОСТ 12.1.030-81 ПУЭ 1.7.9.

Все приборы и электроинструменты, используемые при сборке и настройке телекамеры относятся к установкам с напряжением до 1000 В.

Для пайки элементов использовать паяльник, рассчитанный на напряжение 12В мощностью 15Вт;

Монтаж и настройка может производиться персоналом имеющим вторую группу по технике безопасности в помещении с повышенной опасностью поражения электрическим током.

Электробезопасность в производственных помещениях обеспечивается следующими защитными мерами: применение изоляции, недоступность токоведущих частей, применение малых напряжений, изоляция электрических частей от земли.
    продолжение
--PAGE_BREAK--