1.1 Анализ технического задания

Генераторы телевизионных сигналов предназначены для создания сложных импульсных сигналов, обеспечивающих построение на экране мониторов различных текстовых изображений — от изображения шахматного поля до тестовой заставки. Эти сигналы содержат не только импульсные испытательные сигналы, но и стандартные импульсы синхронизации телевизионных приемников и мониторов. Это позволяет оценивать степень геометрических искажений экрана, работу синхронизации и цветовых систем. Возможна оценка геометрического разрешения изображения и проверка тракта звукового сопровождения.

Разработан генератор испытательных телевизионных сигналов, который позволяет получить на экране телевизора вертикальные полосы и линии, а так же сигнал белого поля. Разрабатываемое устройство должно отличаться большей экономичностью и большим диапазоном напряжения питания, по сравнению с аналогичными устройствами. А так же обладать малыми габаритными размерами. В комплект генератора так же должен входить выносной регулируемый аттенюатор, который позволит плавно изменять амплитуду сигнала на входе телевизора и контролировать чувствительность и работу системы синхронизации развертки.

Формы сигналов, которые должно создавать устройство представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Описание	Назначение
Симметричные прямоугольные импульсы с частотой повторения 50 Гц, простробированные строчными гасящими импульсами	Для измерения переходных характеристик в области больших времен
Прямоугольные импульсы строчной частоты и импульсы синус-квадратичной формы	Для измерения переходных характеристик в области средних и малых времен
Пилообразный сигнал с синусоидальной насадкой непрерывный и с пропуском трех строк	Для измерения нелинейности амплитудной характеристики
Синусоидальное напряжение строчной частоты	Для измерения отношения сигнал/помеха
Сигнал качающейся частоты	Для оперативного контроля амплитудно-частотных характеристик

Аналогом разрабатываемого устройства является генератор телевизионных сигналов — ГТС-5.01. Генератор сигналов позволяет формировать:

- высокочастотный модулированный сигнал с программно-фиксированной настройкой на выбранный канал в метровом вещательном диапазоне (6 - 12 канал), дециметровом вещательном диапазоне (27 - 69 каналы) и кабельном диапазоне (11 - 19 каналы);

- видеосигнал в системе PAL или SECAM;

- аудиосигнал.

Индикация диапазона и номера канала осуществляется на цифровом дисплее.

ГТС-5.01 обладает следующими характеристиками:

Типы испытательных сигналов:

- заставка “КВІНТАЛ” (синяя надпись на желтом фоне);

- вертикальные цветные полосы (8 полос), состоящие из последовательности цветных полос по убывающей яркости слева направо: белая, желтая, голубая, зеленая, пурпурная, красная, синяя, черная;

- горизонтальные цветные полосы (8 полос), состоящие из последовательности цветных полос по убывающей яркости сверху вниз: белая, желтая, голубая, зеленая, пурпурная, красная, синяя, черная;

- “красное” поле;

- “зеленое” поле;

- “синее” поле;

- “белое” поле;

- “сетчатое” поле (16 клеток по горизонтали и 12 по вертикали);

- “шахматное” поле (8 черных и 8 белых клеток по горизонтали, 6 черных и 6 белых клеток по вертикали).

Параметры видеосигнала генератора сигналов:

- номинальная длительность строки; мкс 64;

- номинальная длительность строчного гасящего импульса; мкс 12;

- номинальная длительность строчного синхроимпульса; мкс 4,5;

- номинальная длительность поля; мс 20;

- номинальная длительность гасящего импульса полей; мкс 1612;

- длительность последовательности синхроимпульсов полей; мкс 160;

- длительность уравнивающего импульса; мкс 2,5;

- длительность синхронизирующего импульса полей; мкс 27,5;

- номинальный размах видеосигнала (от уровня синхронизирующих импульсов до уровня белого) при нагрузке 75 Ом; В не менее 1;

- размах сигнала яркости; В не менее 0,7;

Параметры аудиосигнала генератора:

- синусоидальный сигнал частотой; кГц 1;

- амплитуда сигнала; В не менее 1.

Параметры ВЧ - сигнала генератора:

- Частота несущей изображения (программно-фиксированные значения):

- “Ch” диапазон: 175,25; 183,25; 191,25; 199,25; 207,25;215,25; 223,25 МГц или 525,75; 549,75; 573,75;597,75; 621,75; 645,75; 669,75 МГц. Диапазон охватывает 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12 каналы в метровом вещательном диапазоне или ориентировочно 28, 31, 34, 37, 40, 43 и 46 каналы в дециметровом вещательном диапазоне (3-я гармоника вещательных каналов метрового диапазона).

- “Сс” диапазон: 231, 25; 239,25; 247,25; 255,25; 263,25; 271,25; 279,25; 287,25; 295,25 МГц или 693,75 - 885,75 МГц. Диапазон охватывает 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 каналы в кабельном диапазоне или ориентировочно 49, 52, 55, 58, 61, 64, 67 каналы в дециметровом вещательном диапазоне (3-я гармоника кабельных каналов).

- Промежуточная частота звука генератора сигналов; МГц 6,5;

- Напряжение питания сеть переменного напряжения; В, Гц 220, 50;

- Потребляемая мощность; Вт не более 8;

- Габаритные размеры; мм 160х60х140;

- Масса генератора сигналов с ВЧ кабелем; кГ не более 0,5;

- Стоимость ГТС-5.01; руб 12500;

Главным преимуществом разработанного устройства, перед его аналогом является более низкая стоимость и упрощённая элементная база.

1.2 Патентный поиск

Патент – это официальный, охраняемый законодательством документ, который удостоверяет исключительное право на авторство изобретения, полезной модели либо промышленного образца.

Различные виды патентов имеют различный срок действия, который зависит от объекта патентирования. Он составляет от 10 до 25 лет. Патенты выдаются специальными государственными органами, которые регулируют отношения в сфере интеллектуальной собственности. В Российской Федерации таким органом исполнительной власти является Служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам – Роспатент.

Под изобретением в патентном праве понимают новое техническое решение, которое относится к продукту или способу (технологии). Патент на изобретение действует в течении 20 лет.

Следует отметить, что для регистрации патента изобретение должно обладать целым рядом характеристик, то есть удовлетворять обязательные законодательные требования. Таким образом, изобретение должно быть новым, ранее неизвестным. Во-вторых, иметь изобретательный уровень, не быть очевидным. И, в-третьих, изобретение должно быть применимым – в промышленности, сельском хозяйстве или любой другой отрасли. Другими словами, изобретение должно быть социально полезным. Соответствие заявленного изобретения условиям патентоспособности проверяется государственной патентной экспертизой. Если она приходит к выводу о соответствии заявленного изобретения нормам, то тогда заявителю может быть выдан патент.

Патент на изобретения имеет свою структуру, которая четко регламентируется. Патент содержит библиографические данные, название, описание самого изобретения, его формулу, чертежи и реферат.

Патентный поиск - это процесс отбора соответствующих запросу документов или сведений по одному или нескольким признакам из массива патентных документов или данных, при этом осуществляется процесс поиска из множества документов и текстов только тех, которые соответствуют теме или предмету запроса.

Чтобы исключить вероятность получения решения об отказе в регистрации изобретения, промышленного образца, полезной модели, начать процедуру патентования нужно с предварительного патентного поиска. Эта процедура позволит до подачи заявки на регистрацию определить является ли Ваше решение патентоспособным, т.е. соответствует ли оно критериям охраноспособности, предусмотренным Гражданским кодексом:

- новизна - для изобретений, полезных моделей и промышленных образцов;

- промышленная применимость - для изобретений, полезных моделей;

- изобретательский уровень - только для изобретений;

- оригинальность - только для промышленных образцов.

Патентный поиск осуществляется посредством информационно-поисковой системы и выполняется вручную или с использованием средств механизации или автоматизации, непрерывным участником которого является человек.

При патентном поиске сравниваются выражения смыслового содержания информационного запроса и документа, записанные на информационном поисковом языке.

Для оценки результатов поиска создаются определенные правила-критерии соответствия, устанавливающие, при какой степени формального совпадения поискового образа документа с поисковым предписанием текст следует считать отвечающим информационному запросу.

(54) Система тестирования и регулировки электронных дисплейных устройств. (21), (22) Заявка: 96124491/09, 13.06.1995 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 13.06.1995 (45) Опубликовано: 27.09.2000 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: GB 2255700 A, 11.11.1992. SU 1497767 A1, 30.07.1989. US 5216504 A, 01.06.1993. GB 2229602 A, 26.09.1990. JP 03- 123292 A, 27.05.1991. (85) Дата перевода заявки PCT на национальную фазу: 10.12.1996 (86) Заявка PCT: CA 95/00352 (13.06.1995) (87) Публикация PCT: WO 95/34906 (21.12.1995) Адрес для переписки: 191186, Санкт-Петербург, а/я 230, "АРС-ПАТЕНТ", Рыбакову В.М. (71) Заявитель(и): ИМИДЖ ПРОЦЕССИНГ СИСТЕМЗ, ИНК. (CA) (72) Автор(ы): БАКЛИ Эрик С. (CA), ЛИ Брюс В. (CA), БУКАЛ Бранко (CA), ДЕЙВ Вейн Дж. (CA), НУНАН Эндрю (CA), РИЧАРДСОН Тодд Р. (CA) Патентообладатель(и): ИМИДЖ ПРОЦЕССИНГ СИСТЕМЗ, ИНК. (CA) (57) Реферат: Изобретение относится к регулировке и проверке электронных дисплейных устройств. Его использование в системах регулировки и настройки модулей электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) позволяет ускорить и упростить тестирование и повысить его точность. Система содержит генераторвидеоструктур, подключаемый к ЭЛТ для формирования на ней изображения видеоструктур. Технический результат достигается благодаря тому, что система содержит множество оптических датчиков с независимым полем зрения, содержащих множество цветных ПЗС-камерных головок, установленных на испытательном стенде и предназначенных для приема и воспроизведения сигналов изображения, соответствующих отдельным деталям указанного изображения видеоструктур на блоке ЭЛТ, причем каждый из оптических датчиков содержит цветную ПЗС-камерную головку, контроллеры ПЗС-камерных головок, каждый из которых снабжен цифровым мультиплексором для направления цифровой информации от ПЗС-камерных головок к процессору канала видеосигнала, компьютер, содержащий указанный процессор канала видеосигнала для обработки цифровой информации, и графический интерфейс пользователя для оказания поддержки оператору при настройке блока ЭЛТ в соответствии с процедурой тестирования и регулировки блока ЭЛТ. 2 с. и 11 з.п.ф-лы, 13 ил. (54) Устройство регистрации статических телевизионных изображений (21), (22) Заявка: 5057419/09, 31.07.1992 (45) Опубликовано: 20.02.1996 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1520474, кл. g 03G 17/00, 1989. (71) Заявитель(и): Алехин Владимир Александрович, Кузнецов Владимир Валерьевич, Парамонов Владимир Дмитриевич (72) Автор(ы): Алехин Владимир Александрович, Кузнецов Владимир Валерьевич, Парамонов Владимир Дмитриевич (73) Патентообладатель(и): Алехин Владимир Александрович, Кузнецов Владимир Валерьевич, Парамонов Владимир Дмитриевич (57) Реферат: Использование: для документирования черно-белых полутоновых статических изображений с экранов телевизоров и видеомониторов. Сущность изобретения: устройство регистрации статических телевизионных изображений содержит блок регистрации с носителем, приводом, термопечатающей головкой и блок управления записью, на который поступают видеосигнал, синхросигналы и сигналы управления. Блок управления содержит тактовый генератор, два счетчика импульсов, схему опознавания состояния, схему выборки и хранения, аналого-цифровой преобразователь, контролер печати, мультиплексор, два модуля ОЗУ, компаратор, четыре одновибратора, селектор поля, два триггера, второйгенератор, три элемента И, элемент И-НЕ, термосопротивление. Модули ОЗУ содержат два входа тактирования, два входа переключения режимов, два входа сброса, вход опознавания поля, два входа чтения-записи, два выхода сигналов окончания чтения, входную шину данных, две выходные шины данных, два мультиплексора, два триггера, два счетчика, два элемента ОЗУ, два инвертора. Селектор поля содержит одновибратор, два триггера, мультиплексор. 2 з. п. ф-лы, 7 ил. Описание блок-схемы устройства На Рисунке 1 представлена блок-схема разрабатываемого устройства. Р исунок 1

В ее состав входят:

• Гти — генератор тактовых импульсов;

• Делители;

• ФДН — формирователь двуполярного напряжения;

• БУ — блок управления;

• Лин. Зад — блок линейной задержки;

• СТ — блок стабилизации;

• ФАС — формирователь аналогового сигнала.

4. Технико-экономическое обоснование элементной базы

Обоснование выбора конденсаторов.

Конденсатор (от лат.  condensare — «уплотнять», «сгущать») - двухполосник с определённым значением емкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

Исходными данными для выбора конденсаторов являются:

- номинальная величина емкости, указанная на схеме и допуск на величину емкости;

- назначение цепи, в которой стоит конденсатор;

- режим цепи/постоянный ток, переменный ток или импульсный режим, и соответственно, сила тока, частота, параметры импульсов;

- условия эксплуатации прибора, указанные в техническом задании на разработку прибора, температура, влажность, давление воздуха, механические нагрузки;

- желательно конструктивное оформление конденсатора.

Для данной схемы можно использовать бумажные, пленочные и керамические конденсаторы, поскольку они имеют минимальные габариты.

В качестве керамических конденсаторов можно использовать: К10-7, К10-9, К10-12, К10-17, К10-29, но выбирается конденсатор К10-17, так как он имеет малые потери, высокое сопротивление изоляции, широкий диапазон температурной стабильности .

Технические характеристики конденсаторов К10-17 приведены в таблице 2.

Таблица 2

Тип	К10-17Б
Рабочее напряжение,В	9
Номинальная емкость	09.01.00
Единица измерения	пф
Допуск номинала,%	20
Температурный коеффициент емкости	М47
Рабочая тепература,С	Минус 60…125
Выводы/корпус	радиал. пров.
Длина корпуса L,мм	6.8
Ширина корпуса W,мм	5.6

Условно-графическое изображение конденсатора представлено на рисунке 1.

Рисунок 2

Обоснование выбора резисторов.

Резистор (сопротивление) – пассивный элемент электрической цепи, характеризуемый сопротивлением электрическому току. Применяются резисторы чаще, чем любые другие элементы электроники. Они обеспечивают в усилительных каскадах, позволяют контролировать и регулировать значения токов и напряжений в различных электрических цепях. резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью,паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики. Единица измерения сопротивления – Ом. Как и для многих физических величин имеются приставки в сторону увеличения: кило – килоом (тысяча Ом), мега – мегаом (миллион Ом). Резисторы бывают постоянные, переменные и подстроечные. 

При выборе постоянных резисторов исходными данными являются:

- номинальная величина сопротивления, указанная на схеме и допуск

на величину сопротивления;

- мощность рассеивания;

- назначение цепи, в которой установлен резистор;

- сила тока, частота и параметры импульсов;

- конструктивное оформление резистора.

В данном устройстве используются непроволочные резисторы, так как

они имеют меньший вес, стоимость, габариты и паразитные параметры.

Непроволочные резисторы бывают: углеродистые тонкослойные, металлодиэлектрические тонкослойные, композиционные объемные.

Из всех резисторов выбираются металлодиэлектрические, потому что они обладают большей стабильностью при циклическом воздействии температуры, механических нагрузках по сравнению с углеродистыми,

меньшая зависимость значения сопротивления от приложенного напряжения, меньше ЭДС шумов по сравнению с композиционными.

В данной схеме можно использовать резисторы: С2-13, С2-14, С2-22, С2-23, С2-31, С2-34. Из перечисленных резисторов выбирается С2-23, так как при малых габаритах они имеют наивысшую надежность Диапазон выпускаемых номиналов - от 1 Ом до 1 МОм (зависит от допустимой мощности).

Технические характеристики резисторов С2-23 приведены в таблице 3.

Таблица 3

Тип	С2-23
Номин.сопротивление	75 - 220000
Единица измерения	Ом
Точность,%	5
Номин.мощность,Вт	2
Макс.рабочее напряжение,В	750
Рабочая температура,С	-55…155
Монтаж	в отв.
Длина корпуса L,мм	15.5
Ширина (диаметр) корпуса W(D),мм	5

Условно-графическое обозначение резистора представлено на рисунке 3.

Рисунок 3

Обоснование выбора диодов.

Диод — двухэлектродный электронный прибор, обладает различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключённый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключённый к отрицательному полюсу — катодом. Диоды делятся на электровакуумные, газонаполненные, полупроводниковые и др. В настоящее время в подавляющем большинстве случаев применяются полупроводниковые диоды.

В данной схеме можно использовать диоды  1N4007, КД243Ж, КД521, Д226, КД105, КД208, Кд209, КД243А-Е, КД503Б. Из перечисленных диодов выбираем КД521 и КД503Б, т.к они полностью соответствуют заданным параметрам и имеют самую низкую стоимость.

Таблица 4

Тип	КД521
Uобр.,В	12
Iпр. max, A	0.05
Iобр.max, мкА	1
Fdmax, кГц	100000

Таблица 5

Тип	КД503Б
Uобр.,В	30
Iпр. Max, мA	20
Iобр.max, мкА	10
Fdmax, мГц	350

Условно графическое обозначение представлено на рисунке 4.

Рисунок 4

Обоснование выбора транзисторов.

Транзистор (англ. transistor) — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. На принципиальных схемах обозначается «VT» или «Q». В русскоязычной литературе и документации до 1970-х гг. применялись обозначения «Т», «ПП» (полупроводниковый прибор) или «ПТ» (полупроводниковый триод).

Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.).

В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память,процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.

В данной схеме можно использовать транзисторы КТ315Г, КТ361В, КТ368БМ, ВС639, ВС547,ВС538. Из всех перечисленных транзисторов выбираем КТ315Г, КТ361В, КТ368БМ, т.к они полностью соответствуют заданным параметрам, а так же обладают небольшими габаритами и низкой стоимостью.

Таблица 6

Наименование	КТ315Г
Тип	n-p-n
Uкбо(и),В	35
Uкэо(и), В	35
Iкmax(и), мА	100
Pкmax(т), Вт	0,15
h21э	50-350
Iкбо, мкА	<0,5
fгр., МГц	>250
Кш, Дб	-

Таблица 7

Наименование	КТ361В
Тип	p-n-p
Uкбо(и),В	40
Uкэо(и), В	40
Iкmax(и), мА	100
Pкmax(т), Вт	0,15
h21э	40-160
Iкбо, мкА	< 1
fгр., МГц	>250
Кш, Дб	-

Таблица 8

Наименование	КТ368БМ
Тип	n-p-n
Uкбо(и),В	15
Uкэо(и), В	15
Iкmax(и), мА	30
Pкmax(т), Вт	0,23
h21э	50-450
Iкбо, мкА	< 0,5
fгр., МГц	>900
Кш, Дб	-

Условно графическое обозначение представлено на рисунке 5. Рисунок 5

Обоснование выбора кварцевого резонатора.

Кварцевый резонатор, кварц — прибор, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы. Несмотря на то, что вместо кварца часто используются и другие пьезоэлектрики, например, керамика (Керамический резонатор), прилагательное «кварцевый» является общеупотребительным для всех таких устройств.

В результате сравнения различных кварцевых резонаторов был выбран HC_52. Он обладает следующими преимуществами перед аналогами:

- Достижение намного больших значений добротности эквивалентного колебательного контура, нежели любым другим способом.

- Малые размеры устройства.

- Большая температурная стабильность.

- Большая долговечность.

Условно графическое обозначение представлено на рисунке 6.

Рисунок 6

Обоснование выбора микросхем.

Интегральная (микро)схема, чип, микрочип-микроэлектронное устройство электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковой подложке и помещённая в неразборный корпус, или без такового, в случае вхождения в состав микросборки.

Так же в схеме присутствуют два четырёхразрядных двоичных реверсивных счётчика. Выполненных в виде двух микросхем К561ИЕ11. Эти микросхемы соответствует заданным параметрам и имеют существенно более низкую стоимость, относительно своих аналогов, что позволяет существенно снизить стоимость разрабатываемого устройства.

Рисунок 7

Описание выводов микросхемы приведено в таблице 9.

Таблица 9

Номер вывода	Назначение
1	Разрешение установки
2	Выход 4 разряда
3	Параллельный вход 4 разряда
4	Параллельный вход 1 разряда
5	Вход переноса
6	Выход первого разряда
7	Выход переноса
8	Общий
9	Установка «0»
10	Сложение/вычитание
11	Выход 2 разряда
12	Параллельный вход 2 разряда
13	Параллельный вход 3 разряда
14	Выход 3 разряда
15	Тактовый вход
16	VCC

Рисунок 8

Описание выводов микросхемы приведено в таблице 10

Таблица 10

Номер вывода	Назначение
12	Выход переноса
13	Тактовый Вход
14	Разрешение синхронизации
15	Вход установки «0»
16	VCC

5. Описание схемы электрической принципиальной.

Рисунок 9

На транзисторе VT1 выполнен задающий генератор на частоту 4 МГц, которая делится на 256 двумя последовательно включёнными счётчиками на микросхемах DD1 и DD2. В результате на выводе 7 DD2 образуются отрицательные импульсы длительностью 4 мкс и частотой 15,625 кГц. Эти импульсы через удлиняющуюся цепь VD1-R3-C5 подаются на вход инвертора DD6.1, на выходе которого образуются строчные гасящие импульсы длительностью 12 мкс.

Одновременно с вывода 7 DD2 через интегрирующую цепочку R5-C8 импульсы поступают на вход инвертора DD6.2, на выходе которого образуются строчные синхроимпульсы длительностью 4 мкс. При этом цепочка R5-C8 обеспечивает задержку фронта гасящего импульса на 1,5 мкс.

Кроме того, с выводом 7 DD2 соединён вход делителя частоты, состоящего из последовательно соединённых счётчиков импульсов на микросхемах DD3...DD5. Микросхемы эти имеют коэффициенты деления соответственно 5,7,9. Следовательно общий коэффициент деления составляет n=5x7x9=315, и на выводе 9 DD5 образуются положительные импульсы частотой 49,6 Гц и длительностью 2.24 мс. Эти импульсы через укорачивающую цепь R6-C9 и амплитудный ограничитель VD3-R7 подаются на вход неинвертирующего усилителя-ограничителя на элементах DD6.3 и DD6.4. В результате на выводе 4 DD6.4 образуются кадровые синхроимпульсы длительностью 0,2 мс. Следовательно, в приборе формируется построчный растр с количеством строк n=315.

С вывода 7 DD1 на переключатель SA1 поступает сигнал вертикальных линий, а с вывода 6 DD2 — сигнал вертикальных полос. С переключателя эти сигналы через элемент DD7.1 подаются на один из входов сумматора сигналов, состоящего из резисторов R4, R8, R14 и диодов VD2, VD4...VD7. Конденсатор C6 повышает чёткость границ вертикальных линий и полос.

С вывода 5 DD4 на сумматор подаётся напряжение горизонтальных линий. С резистора R13 переменное напряжение через эмиттерный повторитель на транзисторах VT3 и VT4 поступает на генератор высокой частоты, выполненный на транзисторе VT2, и осуществляет амплитудную модуляцию ВЧ-колебаний.

Резистором R12 можно регулировать амплитуду колебаний генератора высокой частоты, а резистором R13 — глубину модуляции. Для получения на выходе генератора сигнала вертикальных линий SA1 и SA2 ставится в левое положение. Белое поле — SA2 в среднем положение.

2 Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчёт надёжности

Надежность - это свойство изделия сохранять работоспособность в течение заданного интервала времени при заданных условиях эксплуатации.

Надежность рассчитывается для того, чтобы определить, сколько времени изделие будет сохранять свою работоспособность при заданных условиях эксплуатации, то есть определение гарантийного срока службы изделия.

Различают три вида расчета:

- прикидочный;

- ориентировочный;

- окончательный.

Окончательный расчет проводится на этапе технического проектирования, когда отработана схема, выбрана элементная база, определены все режимы работы элементов и известны условия эксплуатации. Обязательно оценивается гарантийный срок.

Для упрощения расчета надежности принимаются два допущения:

- в устройстве имеется основное соединение элементов;

- отказы носят случайный и независимый характер.

Расчет надежности осуществляется по формуле:

_у = k_×a_i×_oi ×n_i^, (1)

где, λ_у - интенсивность отказов;

К_λ- поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации;

a_i- поправочный коэффициент, учитывающий режим работы элементов и температура внутри блока;

λ_oi-интенсивность отказа элементов, работающих в номинальном режиме при нормальных условиях эксплуатации;

n_i-количество однотипных элементов, работающих в одинаковом режиме при одинаковой температуре внутри блока.

Исходные данные для расчета интенсивности отказов занесены в таблицу 11.

Таблица 11.

Наименование и тип элемента	Количество элементов. ni, шт.	Интенсивность отказов номиналь-ная λoi×10-6, 1/ч	Режимы работы		Поправочный коэффициентi	Интенсивность отказов действительная
			Кн	Темпера-тура, °С		aiλoi10-6, 1/ч	ai λoini10-6 1/ч
Конденсаторы
КМ6	7	0,12	1	40	1	0,12	0,96
ESX	3	0,5	1	40	1	0,5	1,5
Резисторы
С2-10	14	0,1	1	40	1	0,1	1,4
Диоды
КД522А	2	0,08	1	40	1	0,08	0,16
Стабилитрон
КЖ101А	1	0,003	1	40	1	0,003	0,003
Индикаторы
АЛС335Б	2	0,1	1		1	0,1	0,2
Стабилизаторы
LM1117	1	1,4	1	40	1	1,4	1,4
Микросхемы
ICL7106	1	0,1	1	40	1	0,1	0,1
Транзисторы
КТ315Б	2	0,2		40	1	0,2	0,4
Пайка	110	0,004	1	40	1	0,004	0,44
Итого:							6,723

Так как устройство разработано, в основном, для ЭВМ, то поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации будет равен К_λ= 1.

Исходя из формулы (1) отказов будет равна:

λ_y=1,0×12,4×10^-6=14,112×10^-6 (1/ч).

Среднее время наработки до первого отказа определяется по формуле:

(2)

Таким образом, исходя из формулы (2) среднее время наработки до первого отказа равно:

Тср = 14,112=62437 (ч).

Для построения графика зависимости вероятности безотказной работы от времени рассчитывается значение вероятности безотказной работы по формуле:

Р(t) = e^-t, (3)

При λ_y меньше 0,1 вероятность безотказной работы с достаточной степенью точности может быть рассчитана по формуле:

Р(t) = 1-λ_y×t, (4)

Результаты расчетов занесены в таблицу 12.

Таблица 12

t,ч	0	10	100	1000	2000	5000	10000	20000	50000	60000	62437
λ·t	0	14×10-6	16×10-4	16×10-3	0,032	0,08008	0,1601	0,3203	0,80008	0,961	0,9999
P(t)	1	0,99998	0,9998	0,98398	0,968	0,91992	0,8521	0,7261	0,4493	0,382	0,3716

Зависимость вероятности безотказной работы представлена на рисунке 11, где по оси ординат берется линейный масштаб, а по оси абсцисс - логарифмический.

Рисунок 10

Гарантийный срок службы изделия определяется на уровне 0,7. При этом Р(t) устройства будет равен 0,355. Отсюда гарантийный срок службы будет равен:

tг = 0,3/ = 0,3/16,016 × 10⁶ = 18731 (ч).

Исходя из того, что в году 365 дней, и устройство будет использоваться 12 часов в сутки, гарантийный срок службы будут равен:

tг = 4,3 года