Измеритель отношения сигнал/шум ТВ канала (стр. 11 из 17)

.

После АЦП происходит обработка сигнала уже в виде кода в цифровой части прибора.

Укрупненная функциональная схема блока цифровой обработки сигнала изображена на рисунке 8.4.

где,	ГТЧ	генератор тактовой частоты
АЛУ	арифметико-логическое устройство
УВВ	устройство ввода-вывода
ПЗУ	постоянное запоминающее устройство
ОЗУ	оперативное запоминающее устройство.

Десятиразрядный код от АЦП постурает на входные регистры которые помимо функции хранения кода между выборками выполняют функцию мультиплексирования сигнала из 10 в 8.

Функции ЦПУ, ОЗУ,ПЗУ,УВВ выполняет СБИС однокристаль-ной восьмиразрядной микро-ЭВМ КМ1816ВЕ48.

Эта микросхема выбрана исходя из требований к объему ПЗУ, ОЗУ, а также, что не мало важно, то что эта СБИС имеет перепрограмируемое ПЗУ. Этот параметр имеет большое значение так как предполагается не большое количество изготовляемых приборов.

Десять разрядов кода с АЦП поступают на регистры и по заднему фронту строб-сигнала записываются и запоминаются до прихода следующего импульса. Код считывается в однокристальную ЭВМ в такой последовательности:

по приходу сигнала с микро-ЭВМ на чтение памяти считывается младшие восемь разрядов;

разряды 9 и 10 выставляются на шину по приходу сигналаТ1 вместе с сигналом чтения памяти.

На время чтения регистров выходы незадействованного регистра переводятся в Z-состояние.

Микро-ЭВМ производит операции запоминания предыдущего значения NK, вычисление разности Nk и Nk-1, суммирование разностей, вычисление корня суммы и дальнейшие вычисления по формуле 3.5.

Результат измерения появляется в виде 12 разрядного двоично-десятичного кода на выводах портов 1 и 2 микро-ЭВМ.

Этот код подается на дешифраторы КР555ИД18 предназначенные для преобразования двоичного кода в код для семисегментных индикаторов АЛС324Б.

Надежность.

Расчет параметров надежности проводится для измерительного блока модуля измерения ОСШ, для которого в данном дипломном проекте разработаны функциональная, принципиальная схемы с перечнем элементов.

Анализ возможных отказов и состояний устройства.

Измерительный блок состоит из одной печатной платы, установленных на ней комплектующих элементов и разъема. Плата размещается внутри негерметичного корпуса прибора. Эксплуатация прибора происходит в условиях заводской лаборатории или аппаратной телецентра при нормальных клима-тических условиях, соответствующих климатическому исполнения УХЛ 4 а.

Наиболее вероятными для данного устройства считаются элементные и эксплуатационные отказы, имеющие как внезапный, так и постепенный характер.

Как следует из анализа функциональной и принципиальной схемы, рассматриваемый модуль может находиться в исправном, неисправном, работоспособном и неработоспособном состоянии. Тот факт, что модуль находится внутри жесткого металлического корпуса прибора значительно уменьшает вероятность его механического повреждения.

Измерительный блок не имеет резервирующих элементов. Неисправность любого из элементов схемы ведет либо к отказу всего устройства в целом, либо к потере его частичной работоспособности, которая отождествляется с неработо-способным состоянием всего прибора.

Проведеный анализ состояний функциональных элементов измерительного модуля позволяет составить его надежностно - функциональную схему, представленную на рисунке.

Надежностно - функциональная схема измерительного модуля.

УЛСК - устройство линейного сравнанения и компенсации.

К - коммутатор.

Дифф.ус.- дифференциальный усилитель

АЦП - аналого-цифровой преообразователь.

.Интенсивность отказов и восстановлений i-го элемента соответственно равны li и mi. Восстанавливает модуль одна ремонтная бригада; приоретет обслуживания прямой .

Большинство составных частей модуля может находиться в двух соостояниях - исправном и неисправном. Наиболее вероятной причиной отказа является обрыв монтажа ( дефект пайки ) и выход из строя микросхем. Обе эти причины приводят модуль измерения ОСШ в неработоспособное состояние.

Измерительный блок полностью собран на интегральных микросхемах. Необходимым условием работоспособного состояния счетчика является исправность всех входящих в него компонентов. Неисправность любой из микросхем измерительного блока приводит к прекращению выполняемых им функций, а, следовательно, к неисправному состоянию всего модуля.

АЦП выполнено на одной интегральной микросхеме. Особенностью устройства микросхемы является возможность ее частичного отказа, вызванного дефектом одной из ячеек сравнения. При этом неизбежно возникнет ситуация несоответствия показаний цифрового табло модуля измерения ОСШ с реальным значением ОСШ. Данная метрологическая характеристика дожна однозначно соответствовать требованиям технического задания, следовательно, в данном случае весь прибор считается неработоспособным.

Расчет показателей надежности по внезапным отказам.

Основными показателями надежности по внезапным отказам являются :

* Рвн ( t_зад ) - вероятность безотказной работы модуля за время t _зад;

* l_åвн - интенсивность внезапных отказов модуля в целом;

* Тов - средняя наработка на внезапный отказ.

Интенсивность внезапных отказов модуля, состоящего из комплектующих элементов и деталей, находим по формуле:

, где

l_i - интенсивность отказов i - го элемента;

N - количество однотипных элементов;

n - количество групп однотипных элементов.

Интенсивность отказов i - го элемента с учетом условий применения, определяется по формуле:

l_i = l _io А _эi , где

l_о - табличное значение интенсивности отказов элемента ( детали );

А _{э i} - комплексный поправочный коэффициент, учиты-вающий вид комплектующих и влияние внешних факторов и условия эксплуатации.

Необходимые коэффициенты рассчитываются по формулам:

коэффициент эксплуатации для микросхем, транзисторов и диодов

А _э = а₁ х а₂ х а₄ х а₅ ;

коэффициент эксплуатации для резисторов:

А _э = а₁ х а₂ х а₄ х а₆ х а₇;

коэффициент эксплуатации для конденсаторов:

А _э = а₁ х а₂ х а₄ ;

коэффициент эксплуатации для соединителей:

А _э = а₁ х а₂ х а₄ х m, где

m - число задействованных контактов;

а₁ = в₁ х в₂ х в₃ х в₄ х в₅ х в₆ х в₇

в_i - коэффициенты условий внешних влияний. Согласно [ МУ 107 ] :

* в ₁ = 1 - влияние вибрации;

* в ₂ = 1 - влияние ударов;

* в ₃ = 1 - влияние влажности;

* в ₄ = 1 - влияние атмосферного давления;

* в ₅ = 1,2 - влияние климата;

* в ₆ = 3 - особенность назначения;

* в₇ = 10 - качество обслуживания.

* а₂ - электрическая нагрузка и температура:

для микросхем в пластмассовом корпусе: а₂ = 1;

для транзисторов: а₂ = 0,25;

для постоянных резисторов: а₂ = 0,35; К _н = 0,5

коэффициент нагрузки

для конденсаторов: а₂ = 0,07;

для соединителей: а₂ = 0,09.

а₄ - соотношение отказов вида КЗ / обрыв:

для микросхем: а₄ = 0,8;

для транзисторов: а₄ = 0,75;

для постоянных резисторов: а₄ = 0,9;

для соединителей: а₄ = 0,95.

* а₅ = 5 - для микросхем;

а₅ = 5 - для транзисторов;

а₅ = 3 - для диодов.

* а₆ = 0,5 - для постоянных резисторов.

а₇ = 1 - для переменных резисторов.

Расчеты по приведенным выше выражениям сведены в таблицу.

Наименование и тип элементов	Кол-во.	Таб.знач. интенсив-ности	Факторы эксплуатации А э	Интенсивность i - го элемента
Микросхемы КР140УД708	7	0,3	112	33,6	235,2
КР140УД1101	2	0,3	112	33,6	67,2
КР140УД17Б	2	0,3	112	33,6	67,2
КМ1107ПВ6	1	0,3	112	33,6	33,6
КР140УД1208	1	0,3	112	33,6	33,6
К521СА4	1	0,3	112	33,6	33,6
К547КП1А	3	0,3	95	28,5	85,5
ТранзисторКТ3102	1	0,3	33,75	10,125	10,125
ТранзисторКП305А	1	0,3	33,75	10,125	10,125
Стабилитрон	2	0,5	28,08	14,04	28,08
Резисторы постоянные	70	0,01	11,34	0,1134	7,938
Конденсатор керамическ. дисковые	40	0,04	1,764	0,07056	2,8224
Конденсатор электрол.	10	0,3	12,996	3,8988	38,988

Наименование и тип элементов	Кол-во.	Таб.знач. интенсив-ности	Факторы эксплуатации А э	Интенсивность i - го элемента
Плата печатная	1	0,1	1	0,1	0,1
Пайки РЭ	360	0,001	1	0,001	0,36
Соединит.ГРПН - 14	1	0,02	28,8	0,576	0,576
Соединит.ГРПН - 28	1	0,02	57	1,14	1,14
lå=656,1544

Наработка на отказ блока рассчитывается по формуле: