Стереотелевизионные системы

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Стереотелевидение — телебачення, що дозволяє передавати і відтворювати електричними засобами тривимірність навколишнього нас простору й, зокрема, у фарбах (стереоцветное телевидение).

Стереотелевидение виходить з стереоскопии — науці про глядачевій сприйнятті тривимірності реального світу — і колометрии — науці про кольорі. З допомогою стереоцветного телебачення реалізується нова якість телебачення — відтворення рельєфності і кольору предметів, що веде не лише у підвищенню емоційного на глядача, до більш ефективного використання каналів связи.

Стереотелевидение може дати користь науці, і народному господарству там, де потрібно найбільша наочність й виразності відтворювальних об'єктів і подій і особливо там, де оператор — не може бути присутніми при місці событий.

У цьому дипломному проекті розробляється кольорова стереотелевизионная телекамера, призначена до роботи на комплексі з бінокулярним мікроскопом і різними пристроями відеоконтролю і запис видеоизображений.

1. Особливості побудови стереотелевизионных систем.

Перші кроки у створення і перегляду стереоскопічних зображень сягають 20-му років, до таких першопрохідникам у цій галузі, як Лоджи Берд (Logie Baird), Хамонд (Hammond) і Зворкин (Zwyorkin).

Початок розробок стереотелевидения у СРСР належить: чорно-білого — до 1949 року (перше зображення отримано 1950-го року, а 1952-му року випущена перша промислова установка) і кольорового — до 1958-му року (перше зображення — 1959-й рік). Стереоцветная установка ЛЭИС 1962-го року демонструвалася на ВДНГ у Москві 1964-го року — на радянської виставці в Генуї, Италия.

1. Зоровий орган як система связи.

Кінцевим індикатором при телевізійній передачі є наш очей, на кожному з етапів розвитку телевізійної техніки враховувалося те або інших властивостей зорового органу. І що досконаліший від ставала телевізійна система, то глибше та якнайповніше спиралися у її побудові на можливості зору. Найповніше позначилося на стереоцветной системі, яка найближче підводить до місцевих умов безпосереднього спостереження та пізнання натуры.

Зорова система, як відомо, має просторової і тимчасової роздільну здатність., і навіть контрастної чутливістю. Інакше кажучи, простір і рух ми сприймаємо дискретно. Телевізійні віщальні системи будуються з урахуванням використання тимчасової дискретності зору доки забезпечують передачу звичної для очі просторової дискретности.

Техніка розвитку телебачення вони мали метою сліпе копіювання зорової системи. Але зіставлення поки що процесів, які у телевізійної і зорової системах, то, можливо полезным.

Якщо умовно розчленувати зорову систему на функціональні вузли, можна зіставити її і системи стереоцветного телебачення (рис. 1. 1).

Схематичне зіставлення систем біонічної (зорової) і кібернетичної (телевизионной).

[pic]

Малюнок 1.1.

Розглянемо коротко основні функції, властиві окремим східцях кібернетичної і біонічної систем.

1. Перетворення оптичного зображення на електричні сигнали. У телебаченні, це відбувається в передавальної камері 1 шляхом тієї чи іншої виду розгорнення зображення, сутнісно, є первинним кодуванням зображення відповідними електричними сигналами.

У глядачевій аналізаторі відбувається розгортка, як й у передавальної телевізійної камері, лише у більш досконалої формі. При розгляданні великих об'єктів обидва ока одночасно роблять стрибкоподібні руху, переводячи нашу увагу на від однієї точки в іншу. З іншого боку, завдяки дрібним рухам очей за горизонталлю і вертикалі, виявляється основна інформація об'єкт. Така дискретна розгорнення забезпечує велику чіткість деталей, ніж безперервна, застосована телевидении.

2. Кодування — трансформація первинної інформацією сигнали, зручні передачі. У чорно-білому телебаченні той процес відсутня. У кольоровому і стереоцветном телебаченні кодування відбувається особливо розрахованими електричними матрицями. Кодування піддається інформація кожного елемента зображення, причому кодовий сигнал мусиш заподіювати інформацію як про яскравості даного елемента, а й його цвете.

У зорової системі світловий потік від кольорового об'єкта, падаючи на сітківку, викликає реакцію у елементах колбочкового апарату, що зумовлює виникненню в ганглиозных клітинах електричних імпульсів певної частоти. Отже, оптичне зображення, утворене на сітківці, кодується частотою електричних імпульсів, посылаемых різними порціями у вищі відділи аналізатора 4 і 5.

3. Передача електричних сигналів. Зорову систему можна розглядати, як ідеальну систему зв’язку, тобто передавальну повідомлення без помилок зі швидкістю, обумовленою пропускною спроможністю каналу. Останнє, по Шеннону, визначається как

З ((F log2 Pc (Pп (Pп ((F log2 (1 (Pc (Pп (, дв. ед. (сік., (1) де (F — смуга частот пропускання; Рс і Рп — відповідно, середні потужності корисного сигналу і перешкоди як «білого шума».

Скористаємося рівнянням (1) визначення пропускну здатність стандартного телевізійного каналу при смузі частот (F=6 МГц й геопатогенному смислі сигналу до заваді (=25, необхідному гарного якості відтвореного зображення. Під величиною (треба розуміти ставлення повного розмаху відеосигналу (від рівня чорного рівня білого) до середньоквадратичному значенням перешкод. У итоге:

Сmax= 56 (106 дв. од. / сек.

У кольоровому телебаченні з ущільненням спектра частот яркостного сигналу і за квадратурной модуляції колірної піднесу щей цветоразностными сигналами для систем NTSC і PAL:

З = 19 (106 дв. од. / сек.

Для кольорової системи SECAM (модуляція колірної піднесу щей цветоразностными сигналами через строку):

З = 16 (106 дв. од. / сек.

Для стереоцветной системи з квадратурной модуляцією, коли той кадр кольорової стереопары передається в чорно-білому вигляді з смугою 6 МГц, а інший у фарбах з смугою 1,5 МГц:

З = 19 (106 дв. од. / сек.

Пропускна здатність зорового аналізатора лише на рівні сітківки теж становить мільйони двійкових одиниць на секунду. Але в міру початку вищим відділам зорового органу виробляється відбір корисною інформації з усього потоку повідомлень, що зумовлює дуже економною формі їх кодирования.

Привертає увагу те що, що пропускну здатність зорової системи нижче телевізійної, а канал передачі імпульсів в мільйони раз складніше. Певне, останній використовується понад широко для зворотного зв’язку, тобто подачі різних команд від кори головного мозга.

4. Декодування — перетворення кодових сигналів в сигнали первинної інформації. У телебаченні при цьому служать електричні матриці, не вдома яких отримуємо первинні сигнали основних квітів R, G і B для лівого і правого зображень. Як видно нижче, припустимо обмежитися сигналами R, G і B тільки одному зображення стереопары, а іншого мати не лише яркостный сигнал Y.

У біонічної системі кодові сигнали перетворюються на енергію біологічних процесів, створюють візуальне відчуття. Робиться це у одному з найвищих розділів зорового органа.

5. Синтез зображення — перетворення первинної інформацією модель переданого об'єкта. Цей завершальний етап відтворення зображень в телебаченні здійснюється на приймальний пристрій. У біонічної системі зорові образи творяться у корі мозку і автоматично, в більшої або меншою мірою, зберігаються у пам’яті. У телебаченні для збереження зображення на необхідних випадках застосовується додатковий процес — запис изображения.

2. Стереоэффект і пояснюються деякі властивості бінокулярного зрения.

Глибинне зір, тобто здатність сприймати об'ємність предметів та його просторове розташування, перестав бути уродженим властивістю людини. Воно досягається раннім життєвим досвідом шляхом поєднання реакції дотику, зорового сприйняття й підсвідомого глазомышечного рухового акта.

Об'ємність предметів та його просторове розташування безпосередньо можуть сприйматися як із монокулярном зір (одним оком), і при бинокулярном (двома очима). У першому випадку головну роль грають фізіологічні чинники (зорова пам’ять, відчуття розбіжності у напрузі м’язів при акомодації тощо.). Спиратися для цієї чинники при побудові телевізійної системи, де очей замінюється передавальної трубкою, не можна — необхідно звернутися до використанню властивостей бінокулярного зору, де основну роль грає очної базис — відстань між зоровими осями під час розгляду віддалених предметів (рис. 1. 2). Для різні люди вона трохи відрізняється, але у середньому становить 65 мм. Кут (після перетину зорових осей називається кутом конвергенції (відомості в одну точку). Кожному становищу об'єкта відповідає певний кут конвергенції, що супроводжується деякою мускульною роботою повороту очей навколо центрів обертання. Порівняння у свідомості мускульних напруг, що з зміною кута конвергенції, дає чітке уявлення у тому, ближче чи далі розташований предмет.

Бінокулярне спостереження одиночних предметов.

[pic]

Малюнок 1.2.

При зміщення аналізованого об'єкта відбувається конвергенція очі, а й аккомодация, тобто зміна кривизни очного кришталика. Останнє забезпечує різкість зображення предметів на сітківці що за різних відстанях їхнього капіталу від глаза.

Досить найменшого усунення одній з проекцій зображень з ідентичних точок сітківки, як і свідомості виникає просторове уявлення про аналізованих об'єктах. Прийнято, що неозброєним оком рельєфність предметів можна спостерігати на відстанях, які перевищують одного кілометра. Для збільшення стереоскопической дальності або підвищення стереоэффекта потрібно, передусім, за інших рівних умов, збільшення базису спостереження, що легко здійснити в телебаченні шляхом розносу передавальних трубок.

3. Засоби передачі стереопары.

З розгляду найпростіших стереоприборов випливає, що з штучного відтворення стереоизображений необхідно мати отримані із різних позицій два зображення розглядати одне лівим оком, інше — правым.

Залежно від поставленого завдання можна передати чи одночасно обидва кадру стереопары, чи последовательно.

Одночасна передача. При одночасної передачі можуть спостерігатися два випадку, залежно від необхідного базису. Якщо поставлена завдання потребує великої базису, необхідно мати дві передають камери, розношені на необхідну відстань. Передача має відбуватися чи через два самостійних передавача, чи через один за наявності з'єднувальних каналів. Зазвичай використовують одну камеру з цими двома передаючими трубками.

Послідовна передача. Послідовний спосіб передачі стереопары застосовується у разі використання тимчасового параллакса (при відносному русі камери, й об'єктива) або за проектуванні лівого і правого зображень на мішень однієї передавальної трубки. У разі кадри стереопары можна розмістити на мішені трубки, чи ряд по горизонталі (послідовна передача по рядкам), чи ряд за вертикаллю (послідовна передача полями чи кадрам). При вертикальному розташуванні кадрів площа мішені використовується понад повно, але ці вимагає спеціальної призменной приставки до горизонтально розташованим об'єктивам [1, глава 4]. Послідовна передача стереопары вимагає подвоєною смуги частот проти звичайним двомірним телебаченням. Принципи відтворення стереопары на приймальному боці висвітлені у книзі під ред. П. В. Шмакова «Стереотелевидение» (М: Зв’язок, 1968). Мистецьку передачу об'ємних зображень доцільно збагачувати стереофонічним изображением.

4. Методи розподілу зображень [2].

Залежно від призначення системи стереоскопічного телебачення методи розподілу зображень для правого і лівого очі може бути двох видів: індивідуальні і групові. Перший спосіб допускає спостереження об'ємного телевізійного зображення лише одною людиною, а другий дозволяє одночасно спостерігати об'ємне зображення великому числу глядачів. Природно, що з стереотелевизионного мовлення застосуємо лише метод групового розподілу стереопары. У промислових системах можуть використовувати як індивідуальні, і групові методи деления.

При груповому методі спостереження використовується поляризационный чи колірної спосіб поділу стереопары. Перший спосіб грунтується на явище поляризації світла. Промені тривіально поляризованого світла мають властивістю вільно проходити через поляризационный фільтр, площину поляризації якого паралельна площині поляризації променя. Але такі промені не проходять через поляризационный фільтр, якщо площині поляризації перпендикулярні. Отже, якщо перед екранами прийомних трубок (рис. 1. 3) 1 і 2 поставити поляризаційні фільтри 3 і 4, площині поляризації яких орієнтовані взаємно перпендикулярно, то поділ змішаної параллаксограммы (змішана параллаксограмма є накладення одного зображення стереопары інше) можна здійснити, якщо поглянути через окуляри з фільтрами 5 відповідної поляризації. Змішана параллаксограмма виходить напівпрозорому недеполяризующем дзеркалі 6. Поляризационный метод поділу стереопары для правого і лівого очі дозволяє спостерігати як чорно-білі стереоскопічні телевізійні зображення, а й стереоцветные.

Очковий метод деления.

[pic]

Малюнок 1.3. Поляризаційні чи кольорові фільтри: 1 і 2 — прийомні трубки, 3 і 4 — поляризаційні фільтри, 5 — окуляри з поляризационными фільтрами, 6 — напівпрозоре зеркало.

Недоліком поляризационного методу необхідно дотримуватися паралельність площин поляризації поляроидов глядачів і прийомних трубок. При нахилі голови глядача більше чотирьох (значно погіршується стереоэффект з- за проникнення іншого зображення. Проте спеціальної конструкцією очок можна позбутися від цього нестачі. Коли рис. 3 поляризаційні фільтри замінити кольоровими фільтрами, мають певні спектральні характеристики, то кожен очей глядача бачитиме зображення, призначене тільки йому. Принцип поділу кольоровими фільтрами ось у чому: кожне чорно-біле телевізійне зображення стереопары Кл і Кп забарвлюється одного з спектральних квітів. Наприклад, ліве зображення у червоний колір, а праве — до зеленої. На очах глядачів поміщаються кольорові світлофільтри отже праве око глядача дивиться через зелений фільтр і якими бачить градації яскравості лише зеленого зображення, а ліве око дивиться через червоний фільтр і якими бачить градації яскравості лише червоного зображення. за рахунок бінокулярного змішання квітів глядачі бачать стереоскопическое телевізійне зображення, забарвлене в третій колір. З використанням одноколірних прийомних трубок (надалі - ПЗС-матриц) потреба встановленні кольорових фільтрів перед екранами трубок відпадає. Вадою цієї методу поділу стереопары є неможливість спостерігати багатобарвне стереоскопическое изображение.

У розроблюваній системі використовується груповий метод розподілу стереопары, але принцип розподілу відрізняється від вищеописаних. У процесі формування стереопары утворюється відеосигнал, у якому послідовність парних і непарних полів двох кадрів стереопары. Одна ПЗЗ матриця формує сигнали першого і другого поля першого кадру стереопары, а друга, відповідно, поля на другому кадру стереопары. Застосовуючи при відтворенні окуляри з рідкокристалічними індикаторами (ЖКИ) і коммутируя ЖКИ із частотою полів, ми поділяємо кадри стереопары для правого й у лівого очі відповідно. Дані системи відтворення є стандартними й у цьому проекті не рассматриваются.

5. Системи об'ємного телевидения.

Численні роботи, проведені проф. П. В. Шмаковым та її співробітниками з вивчення стереоэффектов в телебаченні, показали:

1. Стереоэффект утворилася не так лише за однаковою чіткості обох зображень, а й за зниженні чіткості однієї з кадрів стереопары, причому сприйнята глядачем чіткість визначається якіснішим изображением.

2. Можлива передача одного кадру стереопары чорно-білим, а іншого — кольоровим. У цьому ефект сприйняття обсягу й кольору мало ухудшается.

3. Смуга частот сигналів одного кадру, зокрема і яркостного, то, можливо значно скорочено без помітного погіршення зображення за умови, що яркостный сигнал іншого кадру передається з повним смугою частот.

Ці особливості зору дозволили запропонувати кілька систем об'ємного телебачення, використовують стандартний телевізійний канал [3], які ми розглянемо далее.

Мерехтіння. Під час проектування систем об'ємного телебачення виникає проблема раціонального використання смуги частот каналу передачі. У звичайному телебаченні вимога відсутності мерехтінь за необхідних яркостях зображення призводить до передачі 50 полів в секунду. У стереотелевидении передбачалося використовувати можливість зниження частоти мерехтінь кожного зображення вдвічі з допомогою попеременной зміни полів лівого і правого кадрів. Така можливість зовсім дозволила зменшити смугу частот вдвічі, тобто призвести до стандартної смузі частот двовимірного телебачення. Але показали, що критична частота мерехтінь залишається незмінною як із монокулярном, і при бинокулярном зір при перемінної зміні полів. З цих дослідів дійшли висновку, що кількість кадрів в системах об'ємного телебачення для відсутності мерехтінь має бути самим, що у системах обычных.

Якщо, в ідеальному разі, передачі і відтворення кольорового об'ємного зображення потрібно шість сигналів (три сигналу цветоделенных зображень для лівого кадру стереопары і трьох — для правого), то практиці з 6 сигналів необхідне й досить передавати лише чотири: сигнал, що має інформації про яскравості одного кадру стереопары, і трьох сигналу, несучих інформацію про яскравості і кольоровості іншого кадру. У цьому смуга частот передачі кольорового кадру може бути скорочена до $ 1,5 МГц, якщо чорно-білий кадр передається зі стандартним смугою частот. Виходячи з цього, дослідницької лабораторією кафедри телебачення Ленінградського Електротехнічного інституту інженерів зв’язку ім. проф. М.А. Бонч-Бруевича під керівництвом проф. П. В. Шмакова розроблена сумісна система кольорового стереотелевидения, відповідна системі NTSC (рис. 1. 4).

Схема системи кольорового стереотелевидения (передає часть).

[pic]

Малюнок 1.4. 1 — камера, 2- комутатор, 3 — пересчетное пристрій, 4 — фільтр низькою частоти (ФНЧ), 5 — балансний модулятор, 6 — змішувальне пристрій, 7 — до передавача, 8- повний синхросигнал, 9 — огинає сигналу вспышки.

На передавальної боці шість сигналів лівого і правого (л і п) кадрів кольорової стереопары від відповідних датчиків надходять на матричні устрою, не вдома яких утворюються яркостные сигнали цих кадрів U (ял U (яп. Потім формуються цветоразностные сигнали правого кадру U (кп U (сп. Яркостный сигнал U (ял лівого кадру і сигнали правого кадру подаються на змішувальне пристрій, у якому виходить повний сигнал стереоцветного зображення, відповідно до уравнению:

U (с = U (ял + k1U (п.

Опис даної системи взяте з книжки Г. Б. Богатова «Цвітне телебачення» (Л: Наука, 1978). [4]

Розглянемо использовавшуюся встановленні СЦТ ЛЭИС камеру 1 докладніше. До її складу входять такі основні вузли (рис. 5): а) блок разверток, б) фотоблок, у нього оптичних головок, р) блок управління камерою з механізмом зміни базису зйомки, буд) дві трубки біжить променя з фокусирующими і отклоняющими системами.

Блок-схема камери СЦТ.

[pic]

Малюнок 1.5.

Блоки малої й кадрової разверток було виконано на типових уніфікованих вузлах. Що Задають частини малої й кадрової разверток є спільними для обох трубок. Вихідні каскади виконані окремо для кожної трубки. Крім цього, у блоці разверток передбачені схеми стабілізації, фокусування і защиты.

У установці використовувалися фотоблоки двох типів: блоки, що входять до склад камери, містять по три фотоелектронних умножителя, виносні - по шість (два червоних, два зелені і два синих.

У камері використовувалися дві оптичні голівки з дистанційним приводом, забезпечені двома комплектами об'єктивів з фокусними відстанями 50 і 85 мм. Базис зйомки міг змінюватися від 68 до 130 мм.

Управління оптикою вироблялося дистанційно з пульта оператора. Для цього оптичні голівки мали електропривод, який управляв оптичної фокусуванням, диафрагмированием і робив переключення об'єктивів. Також з пульта керувалися фокусування і струм променя в трубках.

У камері було використано дві развертывающие трубки типу 6ЛК1Б з пласким екраном і люмінофором з окису цинку. Мінімальний базис визначався розміром трубок. Габарити камери — 530(290(420 мм, вагу — 45 кг. [1].

У той самий час був запропоновано ще кілька систем освіти і передачі (послідовною й одночасної) стереопары. Розглянемо дві схеми послідовного передачі кадрів стереопары як більше прогресивного метода.

1. Можливо використана одна трехтрубчатая кольорова камера (рис. 1. 6). Відмінністю його від звичайній камери кольорового телебачення є дзеркальна стереонасадка Д і обтюратор А. Стереонасадка з цими двома об'єктивами Ол і Раз служить до створення стереопары, а обтюратор — для перемінної комутації світлового потоку від лівого і правого зображень. Через війну на виходах передавальних трубок послідовно створюються сигнали колірної інформації від лівого і правого кадрів стереопары.

Схема оптичного вузла стереоцветной камери для одночасної передачі колірної інформації з послідовним чергуванням лівого і правого зображень стереопары.

[pic]

Малюнок 1. 6: в — базис передачі, 1 і 2 — цветоделительные дзеркала, R, G і B — цветоделенные изображения.

Щоб уникнути механічно вращаемого обтюратора, можна спроектувати обидва кадру стереопары на фотокатоды трубок, розмістивши поруч. І тому об'єктиви Ол і Раз необхідно розмістити між стереонасадкой і цветоделительными дзеркалами. І тут пред’являються вищі вимоги до роздільної здатності трубок і лінійності разверток.

2. Аналогічним способом для стереоцветной передачі можна використовувати апаратуру послідовної системи кольорового телебачення. Як датчиків сигналів стереопары можуть бути дві камери, розношені на необхідний базис передачі, з обертовими дисками кольорових світлофільтрів R, G і B або ж одна камера, доповнена дзеркальній стереонасадкой і обтюратором (рис. 1. 7). У разі камера видаватиме послідовні сигнали колірної інформації по черзі від лівого і правого зображень стереопары.

Схема оптичного вузла стереоцветной камери послідовного передачі як колірної інформації, і стереопары.

[pic]

Малюнок 1. 7: в — базис передачі, Д — стереонасадка, А — обтюратор, Ф — диск з кольоровими світлофільтрами, М — двигуни, Т — передає трубка.

Далі описані кілька методів створення стереоцветных систем, які тією мірою були етапними у розвитку стереовидения.

Метод Пулфрича

Метод Пулфрича виходить з постійному русі, інакше ефект тривимірності пропадає. Потрібні спеціальні окуляри з лінзами, различающимися ступенем затемнення. Рух має відбуватися щодо одного напрямі (зліва-направо), тоді очей, обладнаний більш світлої лінзою отримує ще й обробляє зорову інформацію частку секунди раніше іншого. Цією різниці у часі вистачає, аби друга зображення трохи змістилося, і склалося враження глибини. Ефект може підсилюватися шляхом добору об'єкта зйомки, навколишнього середовища і т.д.

Причина, через яку таку технологію не вважається по-справжньому тривимірним телебаченням, у тому, що об'єкти не сходять із екрана, як це буває в стереокино, а й просто «расслаиваются», створюючи враження глибини картинки. З іншого боку, його ненадійний, оскільки декого дивляться цю програму і бачать стереоэффекта.

LCD-shutters

Найпростіша стерео виходить з методі показу послідовних областей (полів), у якому обидва зображення, чергуючись, але з переплітаючись як і чересстрочной розгорненню, проектуються однією і хоча б екран (звичайний телевізійний екран показує подібні області з чересстрочным оновленням, що чергуються 50 разів у секунду).

Щоб кожен очей бачив свою картинку, використовуються окуляри з роздільними рідкокристалічними экранами-шторками (LCD-shutters). Можна зробити, щоб лише під впливом електричного струму рідкі кристали ставали то прозорими, то непроникними з тією ж частотою, з якою оновлюється зображення на екрані. Коли видимість одного очі заблоковано, інший бачить картинку і наоборот.

Лентикулярные системы.

Остання новинка фірми Sanyo — тривимірний екран, використовує принцип двоопуклої (лентикулярной) лінзи. Тут уже чітко непотрібні ніякі спеціальні окуляри. Двояковыпуклые лінзи складаються з багатьох рядів вертикальних лінз, так само як у гофрованого картону. Під них подкладывается кілька картинок, розділених на смуги і цілком покладених з чергуванням в вертикальному напрямі. Залежно від кута можна спостерігати серії вертикальних смуг, складових цілу, об'ємну картинку.

Нині фірма Sanyo зайнята виробництвом серії екранів різних розмірів, починаючи з величезних 70-дюймовых і закінчуючи переносними моделями розміром від 4 до 10 дюймів. Найбільший ефект досягається на екранах великих розмірів, але вони призначаються для комерційних тривимірних ігрових машин.

Xenovision

Набагато більше переконливою представляється технологія автостереоскопического дисплея, продемонстрована австралійської компанією Xenotech. Цю систему проектує два зображення, кожне для свого очі, крізь полупосеребренное дзеркало, розташоване перед глядачем, та був назад, на який відбиває екран. Проектори розташовані таким чином, що права картинка проектується на праве око, а ліва — на лівий. Фокус у цьому, щоб кожен очей бачив тільки те зображення, яке йому призначено, і цього використовується спеціальний матеріал, який відбиває світло назад, з точки 180(до. Якщо ваша очей розташований фронтально до подання променя, він вбачає лише відбиту картинку; друге око перебуває по кілька осторонь лінії ходу променя, і картинка нею не попадает.

Але коли його людина дивиться на екран, не залишається нерухомим (неминуче ерзает і крутить головою). Для компенсації руху, система оснащена пристроєм спостереження становищем очей глядача, що складається з слабкого джерела інфрачервоних променів і мініатюрною камери, спрямованої в наявності глядача. Камера зазначає інфрачервоні спалахи — обриси обличчя і відображення від роговиці - і посилає інформацію комп’ютера, який відстежує ситуацію і напрям очей глядача. Якщо очі змінюють своє становище, то відповідним чином змінюється від і становище проекторів і відбиває екрана, зберігаючи незмінним тангенс кута нахилу до лінії зору наблюдателя.

Система Xenovision (хоча б Xenotech) уперше було представленій у 1995 року на виставці корейської електроніки Korean Electronics Show, де були продемонстровані чотири дисплея розміром 30 дюймів. З того часу, де б не виставлялася цю систему, вона викликає бурю захоплення. Ось список фірм, лицензировавших неї. Очолює цей перелік Samsung, першим купивши ліцензію 1994 року, з ним йдуть Carl Zeiss в Німеччині, Resources Corporation Berhad з Малайзії, Будинок спецефектів ETAB Data AB з Швеції, і нещодавно до них долучилася велика японська компанія Tomen Corporation.

Зараз Xenotech розробляє дисплей для кількох глядачів, спирається той самий принцип. Але, щоправда, серйозні обмеження цього процесу — розмір екрана, кілька проекторів, комп’ютерне стеження тощо. буд. — означають, що, як більшість наявних 3D-технологий, ідея Xenovision більше адресований ринку розваг і мультимедіа, ніж для побутового телевидения.

Описувані вище системи, власне двомірні, створюють лише ілюзію об'ємного зображення. Зародок інший системи нещодавно було продемонстровано у програмі BBC «Світ завтра» (Tomorrow «p.s World). Але ця системи класне назва — «3D Vоlumeric Display Technology Background». Нині вона перебуває на стадії розробки в Військово-морському центрі управління, контролю й чужі спостереження за океаном США (Naval Command, Control and Ocean Surveilance Centre, NCCSC). У ньому з допомогою обертовою спіралі генерується зображення, що можна розглядати у трьох измерениях.

За суттю це рухомий проекційний екран, який за кожному обороті двічі сканує обшир изображения". Спираль сканує цілком усю стовп, і з завершенні повного обороту жодна точка внутрішнього простору іншого не обновленной.

До сформування у ньому зображення використовується лазерний сканер. Природно, до всього для цього стоїть проблема підвищення обчислювальних потужностей та питання передачі набору тривимірних графічних координат проектору, які мають відповідати переміщенню спирали.

Картинки, відтворювані цієї системою, генеруються комп’ютером. Як зніматися і проектуватися зображення з реальному житті, поки незрозуміло. Щоправда, цю систему не заглиблена у споживчий ринок, і його застосування швидше за все обмежиться моделюванням рельєфів поверхонь чи регулюванням руху повітряного транспорта,

6. Вимоги, які пред’являються системам стереоцветного телевидения.

Під час створення стереоцветной системи слід йти до гармонійного поєднання. Відтворення натуральної забарвлення, рельєфності предметів і глибини простору. Вимоги, які пред’являються відтворення рельєфності, будуть різними залежно від призначення системи: для промислових цілей або заради мовлення. У промислових установках просторові форми і величинам об'ємного зображення повинні відповідати реальним об'єктах та за необхідності повинні прагнути бути пропорційно зменшено чи збільшено переважають у всіх трьох измерениях.

Отже, з промисловою установках має приділятися особливе увагу ідентичності разверток передавальних і прийомних трубок, щоб забезпечити виконання зазначених вище требований.

Для художньої передачі необов’язково точне відтворення обсягу, а залежність від задуму режисера може бути кілька викривлена перспектива для підкреслення тієї чи іншої плану у просторі, для привернути увагу глядача саме до цієї маленької частини переданого изображения.

Вимоги, які пред’являються кольорового стереотелевидению з місця відтворення кольору, аналогічні вимогам до відповідним системам кольорового телебачення. У деяких промислових системах якість кольору може бути кілька снижено, якщо це справді дає значне спрощення апаратури [1].

7. Телебачення і голографія [5].

Стереоскопічні системи є базою до створення многоракурсных телевізійних систем, що дає змогу плавного бічного огляду (озирання) відтворювальних зображень. Об'ємні зображення можна спостерігати без спеціальних очок із різних ракурсів, зміщуючись щодо екрана всередині великий зони простору без втрати стереоэффекта.

Можна припустити, майбутнє телебачення — це голографічний телебачення, однак за реалізації голографічних телевізійних систем виникає багато технічних труднощів, пов’язаних, зокрема, з великою інформаційної ємністю голограм і високої удільної щільністю информации.

1. Способи отримання голограмм.

Голографія полягає в запису і наступному відновленні хвильового фронту розсіяного об'єктом світла. Перший етап використовує явище інтерференції при взаємодії двох когерентних пучків (рис. 1. 8). Лазерним світлом висвітлюють об'єкт і дзеркало. Світло, відбитий об'єктом (предметний хвильової фронт, предметний пучок) і дзеркалом (еталонний хвильової фронт, чи опорний пучок, чи когерентный фон), перетинається в певній галузі простору й взаємодіє між собою, створюючи просторове интерференционное полі, полі вузлів і пучностей, максимумів і мінімумів интенсивности.

Запис голограммы.

[pic]

Малюнок 1.8.

Якщо цього просторі помістити фоточувствительную середу, вона зареєструє частину акцій цього интерференционного поля. Така світлочутлива середовище після фотохимической обробки називається голограмою. У найпростішому разі голограма є чергування світлих і темних смуг. Кількість інтерференційних смуг, тобто кількість светло-темных пар ліній на одиницю довжини голограми, називається просторової частотой.

Відмінність голографічного процесу запису з звичайного фотографування у тому, що у голограмі записана як амплітудна, а й фазовая інформація, котре виражається у вигляді чергування за певним закону світлих і темних смуг. Звідси й походження слова «голографія»: від грецьких слів «олос» — повний — і «графо» — пишу, тобто запис повної інформації. Голографія була винайдено Дэннисом Габором. У 1947 року він запропонував, а 1948 року опублікував однолучевую схему для голографирования напівпрозорих пласких об'єктів. У 1961 року Эммет Лейт і Юріс Упатниекс вдосконалили вихідну схему Габора, запропонувавши свою двухлучевую (з похилим опорним променем) схему формування пласких голограм непрозорих тривимірних объектов.

Схема відновлення зображення з голограми показано на рис. 1.9.

Відновлення зображення з голограммы.

[pic]

Малюнок 1.9.

Простіший та перспективний метод отримання кольорових зображень грунтується на використанні об'ємних світлочутливих емульсій при формуванні тривимірних голограм. Цей метод формування тривимірних голограм, найповніше що відбивають оптичні властивості об'єкта, розробив радянський учений Юрію Миколайовичу Денисюк в 1962 году.

Для отримання тривимірної голограми об'єкт висвітлюють крізь об'ємну світлочутливу емульсію (рис. 1. 10). Світло відбивається від об'єкта (об'єктом є дзеркало) і, повертаючись тому, интерферирует з опорним пучком під кутами, близькими до 180(.

Одержання тривимірних голограм (чи відтворення з нього зображень (б).

[pic] а) б)

Малюнок 1. 10.

Площині пучностей і, площині почернения, розташовуючись по бісектрисі кута (між напрямами зустрічних пучків, будуть майже рівнобіжні площині голограми і буде віддалені друг від друга на расстояние:

d = ((2N sin (/2,

де n — показник заломлення світлочутливої емульсії, а (- довжина хвилі в воздухе.

2. Спроби побудови голографічних телевізійних систем.

Практична реалізація голографічної телевізійної системи зустрічає низку досить істотних труднощів. Один із запропонованих схем показано на рис. 1. 11.

Структурна схема голографічної телевізійної системы.

[pic]

Малюнок 1. 11.

Передана сцена висвітлюється або одним, або кількома взаємно когерентными лазерами. Світло, розсіяний об'єктами сцени що з опорним променем, потрапляє на анализирующее пристрій голографічної телевізійної камери, у якій картина інтерференційних світлових потоків перетвориться в послідовність електричних сигналів. Останні потім передаються по каналу зв’язку. На екрані приймального устрою з електричних сигналів формується голограма, яка за висвітленні її променем лазера відновлює рухаючись сюжет.

Та заодно неодмінною умовою служить наявність джерел лише когерентного випромінювання при висвітленні об'єкта, що обмежує зйомки рамками студии.

Також потрібно що дозволяє здатність голографічної системи вдвічі що перевищує нинішню. У зв’язку з цим робота разверток голографічної телевізійної системи повинен бути підвищена, що потягне підвищення необхідної смуги частот каналу зв’язку для передачі про изображении.

Питання шляхах побудови голографічних телевізійних систем досі пір ще вирішене. Розвиток голографічного телебачення може бути, очевидним, що двох напрямах. Одне їх них ставить за мету вдосконалення всіх його ланок (передавальний устрій, канал зв’язку, приймальне пристрій) до створення голографічних телевізійних систем. Другий напрямок у побудові проміжних паліативних систем, у яких нові якісних параметрів просторових зображень досягалися не надто дорогою ціною і який тому можуть бути реалізовані у недалекому будущем.

Нижче наводиться одне із варіантів схем побудови многоракурсных систем (рис. 1. 12).

Схема побудови многоракурсной телевізійної системи. [pic]

Малюнок 1. 12.

Усю схему можна розділити сталася на кілька частин, функції котрих цілком певні: зйомка об'єкта, передача зображень, суміщення зображень і селекція ракурсів. Зйомка об'єкта здійснюється шляхом розміщення по дузі АБ кількох передавальних камер. Формують телевізійні двухмерные зображення, відмінні друг від друга лише горизонтальним параллаксом. У статичних системах, котрі у реальному масштабі часу, можна використовувати одну камеру, послідовно переміщуючи її за дузі АБ на кутові інтервали ((.

Останнім часом труднощі, які під час створення практичних систем голографічного телебачення, послужили причиною розширення області досліджень дифракційних систем, у яких використовується як когерентний: але й частково когерентний і некогерентное висвітлення. [6]

Системи голографічного телебачення, створені нині, знаходять використання у різноманітних галузях людської деятельности.

На закінчення наведемо жодну з схем оптичної установки до створення голографічних зображень у сфері медицини, розробленої 1992 року (рис. 1. 13) [7].

Оптична установка до створення голографічних изображений.

[pic]

Малюнок 1. 13.

1. Розробка технічних требований.

2.1. Метод формування кольорового стереоизображения.

У цьому дипломному проекті розробляється метод формування кольорового стереоизображения з двох ПЗЗ матриць, рознесених на оптичний базис (65 мм.). Зчитування сигналів виробляється по черзі з частотою 100 гц в такий спосіб, що у вихідному видеосигнале є послідовність сигналів парних і непарних полів двох кадрів стереопары (рис. 2. 14).

Структура вихідного сигнала.

Малюнок 2. 14.

Горизонтальні драйвери обох ПЗЗ матриць працюють безупинно, будучи у своїй навантаженням на одне тимминг-генератора, який відпрацьовує імпульси зчитування для матриць. Отже, за такої схеми включення, необхідно додаткове посилення імпульсів зчитування, поданих через горизонтальні драйверы.

Вертикальні драйвери працюють по черзі і які з подвійною частотою (f = 100 гц), в такий спосіб збільшується ємність навантаження тимминг-генератора, що також потрібен враховувати в розрахунку схемы.

Сигнали з ПЗЗ матриць обробляються у двох видеотрактах, та був сумуються, створюючи вихідний компонентний сигнал із заданої амплитудой.

2.2. Вибір елементної базы.

Цей дипломний проект виходить з вже існуючої елементної базі, що дуже знижує вартість розроблюваної камеры.

Матриця є основним компонентом в камері, тому вибір елементної бази визначатиметься ею.

Фаворитом у сфері є фірма Sony, яка одній з перших освоїла би серійний випуск кольорових матричних ПЗЗ. Здебільшого сьогодні поширені матриці з діагоналлю 1/3 дюйма, отже, доцільно вибрати матриці саме такої габарита. Переваги датчиків 1/3 дюйма й у менших габаритах, масі, зменшенні ж розмірів та маси оптичної системы.

У технічному завданні число пікселів матриці визначено як 430 тис. Отже, можна вибрати стандартну кольорову матрицю ICX059AK, яка відповідає усе наше требованиям.

Вибравши матрицю, ми можемо відразу взяти й стандартну елементну базу для нее:

ICX059AK — CCD Area Image Sensor, 1/3 (, CCIR (датчик зображення на основі ПЗЗ матрицы)

CXD1159Q — CCD sync signal generator — NTSC and PAL (генератор сигналів синхронізації для ПЗЗ матрицы.)

CXD1265R — CCD timing pulse generator — NTSC, PAL, ETA and CCIR (тимминг-генератор .)

74AC04 (K1533ЛН1 — аналог) — горизонтальний драйвер

CXD1267AN — CCD clock driver IC (вертикальний драйвер)

CXA1390AR — CCD colour camera sample and hold colour separation (дискретизатор з запам’ятовуванням отсчетов колірного поділу кольоровому камере)

CXA1391R — CCD colour camera processor (видеопроцессор).

CXA 1392R — кодер PAL.

2.3. Вимоги до сигналам.

Коли щодо створення компонентного сигналу зі стереоэффектом ми застосовуємо дві ПЗЗ матриці типу ICX059AK, то, з норм на критичну частоту миготіння (у разі - кожному за очі) fкр = 48 гц, необхідно, щоб fп = 100 гц — частота полів і, fк = 50 гц — частота кадрів. Отже, при стандартизованому числі рядків розкладання fстр = 625 треба, щоб частота задає генератора малої розгорнення дорівнювала подвоєною стандартної: fген = fстр = 2(15 625 = 31 250 Гц

У результаті треба сформувати такі сигналы:

Комутація матриць здійснюється імпульсами із частотою полей.

Управління здійснюється цифровими сигналами TTL рівнів (логічний «0» — 0,4 У; логічна «1» — 2,4 В).

Вихідний сигнал розмахом 1 У створюється на навантаженні Rн = 75 Ом (ці величини стандартизированы).

Харчування комплекту мікросхем здійснюється джерела харчування нестабилизированного напруги Uпит = 12 В.

Температурні режими камери визначаються вимогами для ПЗЗ матриці: t (раб = - 10(С (+ 60(С t (хр = - 30(С (+ 80(С

Ця камера може працювати у вологості до 90%.

3. Розробка структурної схеми кольорової стереотелевизионной камеры.

Використовуючи результати досліджень у сфері стереотелевидения і останні технічні досягнення, можна побудувати безліч стереосистем з різними технічними характеристиками, зокрема і задовольняють нашим.

У цьому розробці пропонується створити стереотелекамеру, використовуючи як основи комплект елементної бази щодо звичайній кольорової телекамери фірми Sony з такими структурними змінами: як датчики стереопары використовуємо дві ПЗЗ матриці кольорового зображення зі строчно-кадровым перенесенням зарядів, кожна з яких формує сигнал зображення свого кадру — лівого чи правого; враховуючи викладене у минулому пункті, необхідно застосувати пари вертикальних і горизонтальних драйверів для ПЗЗ матриць; отримані з ПЗЗ матриць дві різні сигналу необхідно обробляти у двох однакових видеотрактах; як системи синхронізації та управління можна використовувати один комплект, оскільки вона має забезпечити синхронізацію і управління двома ідентичними видеотрактами. Система синхронізації складається з синхрогенератора і тимминг-генератора. Цю систему доповнять електронним комутатором, оскільки управляючі сигнали для вертикальних драйверів необхідно подавати по черзі із частотою 100 гц, щоб забезпечити принцип освіти стереопары; на виходах I і II видеотрактов ми маємо компонентные сигнали, які слід підсумувати. У цих цілях ми використовуємо акумулятор; нарешті, все блоки нашої телекамери необхідно запитывать джерела питания.

Структурна схема кольорової стереотелевизионной камери приведено на рис. 3. 15.

Структурна схема кольорової стереотелевизионной камеры.

.

Малюнок 3. 15.

4. Розробка функціональної схемы.

4.1. Загальні положения.

Під час розробки функціональної схеми умовимося, що використовуватимуть лише зарубіжну елементну базу.

У цьому розділі розглянуть функціональна схема лише одну видеотракта, оскільки другий є цілком ідентичним. Ми розглянемо пристрій функціональних вузлів, які входить у базовий комплект кольорової телекамери Sony, але в розробці є необхідними. Цими вузлами є електронний ключ для комутації управляючих сигналів для вертикальних драйверів і вихідний сумматор.

4.2. Опис функціональної схеми видеотракта.

Відеосигнал із виходу ПЗЗ матриці надходить одночасно на входи PG і DATA мікросхеми CXA1390, спрощена функціональна схема якої показано на рис. 4. 16.

Функціональна схема мікросхеми CXA1390.

CCD OUT

Малюнок 4. 16.

Вхідні частину цієї мікросхеми містить схему ДКВ (CDS). Ця схема варта вирівнювання трирівневого вихідного сигналу з ПЗЗ матриці. Трирівневість виходить внаслідок впливу імпульсів сброса.

На виході схеми CDS виходить широкосмуговий відеосигнал YH, який подається на керований підсилювач схеми АРУ (AGC). До їх посилення залежить від напруги АРУ. Потім сигнал YH подається для виходу мікросхеми YH OUT і одночасно на схему поділу, яка побудовано пристроях вибірки- зберігання (sample-and-hold (S/H)). Поділ на два каналу здійснюється шляхом вибірки з різних імпульсам XSHP і XSHD, що надходять на S/H. Дане поділ є попередньою й оприлюднювати отримані у результаті сигнали можна описати как:

n line (n + l) line (n + 2) line

S1: (Mg + Cy) / (G + Cy) / (Mg + Cy) / …

S2: (G + Ye) / (Mg + Ye) / (G + Ye) / …

Отримані сигнали S1 і S2 подаються відповідно на виходи S1 OUT і S2 OUT, та був на входи мікросхеми CXA1391 S1 IN і S2 IN відповідно. Одночасно сигнали S1 і S2 подаються на схему придушення кольоровості, туди само чинить і відеосигнал після схеми CDS. Основним елементом цієї схеми є елемент АБО (OR), не вдома якого утворюється сигнал CS. Це управляючий сигнал подолання кольоровості об'єктів, мають занадто велику яскравість. Цей управляючий сигнал надходить на вхід мікросхеми CS OUT.

Наступне ланка в видеотракте — мікросхема CXA1391, що є видеопроцессором. Її спрощена функціональна схема приведено малюнку 4. 17.

Функціональна схема мікросхеми CXA 1391.

Малюнок 4. 17.

Вхідними сигналами нею є S1, S2, минулий через фільтр нижніх частот (ФНЧ, чи LPF) і лінію затримки (ЛЗ, чи DL) широкосмуговий сигнал YH, і навіть управляючий сигнал CS. Отже, можна розгледіти три тракта:

1) тракт обробки сигналів S1 і S2;

2) тракт обробки широкосмугового сигналу яскравості YH;

3) тракт обробки управляючого сигналу CS.

Окремим внутрішнім трактом є тракт освіти сигналу вертикальної апертурной корекції (VAP). Розглянемо ці тракти по отдельности.

1. Тракт обробки сигналів S1 і S2.

Вхідні частина мікросхеми CXA1391 є схемою попереднього виділення квітів, що з сумматора і вычитателя. У цих дій зі сигналами S1 і S2 виходять сигнали C0 і Y0:

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) / …, інакше сигнали C0 і Y0 можна розписати как:

C0 = - (2B — G) / 2R — G / …

Y0 = 2R + 3G + 2B / 2R + 3G + 2B / …, отже, сигнал Y0 повторюється від рядки до строке.

Сигнали C0 і Y0 є вузькосмуговими, оскільки утворені вони з узкополосных сигналів S1 і S2. Сигнал C0 містить інформацію про кольорі, а сигнал Y0 — про яскравості. Ці сигнали надходять на виходи мікросхеми CXA1391 Y0 OUT і C0 OUT і далі подаються на мікросхему CXL1517, де зібрані лінії затримки. Тут сигнали затримуються на тривалість рядка (1H-DL) і чинять знову у видеопроцессор.

Спрощена функціональна схема мікросхеми CXL 1517 приведено на малюнку 4. 18.

Функціональна схема мікросхеми CXL 1517.

Малюнок 4. 18.

Нині вони називаються Y1 і C1. Після посилення сигнал кольоровості C1 надходить на мультиплексер (MPX), куди також надходить сигнал C0. Поскольку

(G + Ye) — (Mg + Cy) = - Cb и

(Mg + Ye) — (G + Cy) = Cr, можна записати сигнали C0 і C1 как

C0: — Cb / Cr / -Cb / Cr / …

C1: Cr / -Cb / Cr / -Cb / …

На виході MPX внаслідок комутації які чергуються сигналів Cr і -Cb отримуємо сигнали Cr і -Cb, які мають інформацію про червоному і синьому квітах соответственно:

Cr / Cr / Cr / Cr / …

-Cb / -Cb / -Cb / -Cb / …

Далі сигнали Cr і -Cb надходять на матрицю первинних квітів. Також туди надходить вузькосмуговий сигнал яскравості Y, необхідний матрицирования. Його освіту буде розглянуто далее.

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

Cr = 2R — G = (Mg + Ye) — (G + Cy)

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

На виході матриці первинних квітів утворюються вузькосмугові сигнали основних квітів R, G і B. Матрицирование проводиться у разі наступному алгоритму:

R 1 4 -1 Y

G = 1/10 2 -2 -2 Cr

B 1 -1 4 Cb

Сигнали R, G і B посилюються в підсилювачі балансу білого (WB) до необхідних значень подаються на колірної (-коректор з коефіцієнтами корекції (= 0,45 всім трьох квітів. На виході (-коректора виходять сигнали R — (, B — (і G — (.

Потім усі три сигналу надходять на матрицю цветоразностных сигналів MTX, де відбувається освіту двох цветоразностных сигналів R — Y і B — Y. Ці сигнали виходять з такого алгоритму:

R — Y 0,70 -0,59 -0,11 R

= G

B — Y -0,3 -0,59 0,59 B

Ці сигнали подаються на виходи мікросхеми R — Y OUT і B — Y OUT.

2. Тракт обробки широкосмугового сигналу яскравості YH.

Сигнал YH зі входу мікропроцесора надходить на (-коректор (який аналогічно (-коректора в тракті обробки сигналів кольоровості), а потім на DL однією рядок і LPF, які перебувають поза мікросхеми CXA1391. Далі сигнал YH знову в мікропроцесор, де, посилившись на підсилювачі GC, подається одночасно для виходу YH OUT 1 і акумулятор, який також надходить неприборканий сигнал YH. Через війну підсумовування виходить сигнал YH2, що йде для виходу мікросхеми YH OUT 2.

Нині можна розглянути тракт вертикальної апертурной корекції. Його основною частиною є блок KNEE & VAP, який подаються такі сигнали: вузькосмуговий сигнал Y0 — отриманих у результаті складання сигналів S1 і S2, Y1 — затриманий сигнал Y0, Y2 — затриманий один рядок сигнал Y1 (рис. 4. 19).

Апертурная корекція залежить від компресії великих викидів амплітуди сигналу. Для компресії застосовується операція экспонирования.

Функціональна схема блоку KNEE & VAP.

VCS = Y1 — ((Y0 + Y2)

Малюнок 4. 19.

Графічно функцію KNEE можна відобразити так:

Малюнок 4. 20.

Чим більший амплітуда вхідного сигналу, тим більше він компрессируется.

Вихідний сигнал VCS подається одночасно для виходу VAP OUT і акумулятор подолання великих викидів цветности.

3. Тракт обробки управляючого сигналу CS.

З входу мікросхеми CS IN сигнал подається на акумулятор, другою вході якої перебуває сигнал VCS.

Акумулятор побудований на логічному елементі И:

VCS

CS

Малюнок 4. 21.

Вихідний сигнал подається для виходу CS OUT.

Наступним функціональним блоком є мікросхема CXA1592, на якій побудовано кодер PАL. Спрощена функціональна схема цієї мікросхеми показано малюнку 4. 22.

Функціональна схема мікросхеми CXA1592.

Малюнок 4. 22.

Ця мікросхема задіяна частково, оскільки цветоразностные сигнали R-Y і B-Y не подаються на нее.

Сигнал YH2 подається на мікросхему CXA1592 одночасно на два входу, причому однією їх вона діє із. Це необхідне реалізації горизонтальній апертурной корекції (HAP). YH1 надходить на вхід мікросхеми CXA1592 і з затримкою. Усередині мікросхеми відбувається підсумовування сигналів YH1, YH2, який пережив функціональний вузол HAP, і сигналу VAP. Отриманий внаслідок підсумовування сигнал посилюється і відбувається через функціональні вузли, де щодо нього замішуються все необхідні синхроимпульсы, та був через акумулятор надходить для виходу мікросхеми CXA1592.

Нині ми розглянемо функціональний блок електронного ключа. Побудуємо електронний ключ з урахуванням трьох мультиплексоров SN74H257. Функціональна схема електронного ключа приведено малюнку 4. 23 [ 10 ].

Кожна з мікросхем складається з чотирьох двухвходовых селекторів- мультиплексоров із трьома станами не вдома. Кожен із чотирьох мультиплексоров має дві входу даних. Для вибору служить вхід вибору даних SED. Саме це вхід ми подаємо імпульси із частотою 50 гц з синхрогенератора. У час: коли на вхід SED подано напруга низького рівня, вибираються входи DN.0 одночасно всіх чотирьох мультиплексоров, а коли на вході SED виявляється напруга високого рівня, тоді вибираються входи DN.1 всіх чотирьох мультиплексоров одночасно. Інформація для виходу мікросхеми передається без инверсии.

На вхід дозволу EZ подається напруга високого рівня, цим дозволяємо прохід даних на виходи D0 — D3.

Функціональна схема електронного ключа з урахуванням мікросхеми SN74H257.

Малюнок 4. 23.

Застосовуваний з розробки акумулятор вихідних сигналів побудований двома корпусах мікросхем CD4052. Ці мікросхеми є демультиплексорами, що містять по 8 каналів комутації цифрових і аналогових сигналів, які організовані як четырехканальный диференціальний комутатор (рис. 4. 24) [ 13 ].

Цей демультиплексор управляється двухразрядным кодом (SEC і SED). На вхід дозволу SED подається напруга високого рівня, але в вхід дозволу SEC подається сигнал частотою 50 гц з синхрогенератора. Коли на вході SEC перебуває напруга з низьким потенціалом, вибираються входи 3C і 3D, а коли з великим — забезпечується комутація входів 4C і 4D.

Функціональна схема демультиплексора CD4052.

А

В

EI

Малюнок 4. 24.

Цей демультиплексор управляється двухразрядным кодом (SEC і SED). На вхід дозволу SED подається напруга високого рівня, але в вхід дозволу SEC подається сигнал частотою 50 гц з синхрогенератора. Коли на вході SEC перебуває напруга з низьким потенціалом, вибираються входи 3C і 3D, а коли з великим — забезпечується комутація входів 4C і 4D.

5. Розробка і розрахунок принципової схемы.

У описі схеми електричної принципової розглядатимуть лише один видеотракт, оскільки другий є цілком ідентичним. Також розглядатимуться ланцюга синхронізації, що є загальними обох видеотрактов, оконечные підсилювачі та Блок харчування телекамеры.

Відеосигнал із виходу ПЗЗ матриці ICX059AK (мікросхема D1) (ніжка 8) надходить на затвор польового транзистора 3SK133, включеного за схемою з загальним стоком. Його навантаженням є резистор R8. Напруга відеосигналу, снимаемое від цього резистора, подається через розділювальні конденсатори C22 і C23 на входи мікросхеми CXA1390AR (D9) (ніжки 37 і 38), у якій виробляється первинне кольороподіл й пожвавлення відеосигналу. Первинне кольороподіл здійснюється за імпульсам вибірки XSP1 і XSP2, подаваним з тимминг-генератора (мікросхема CXD1265R (D10)) на ніжки 40 і 42 відповідно. Працюючи телекамери в чорно-білому режимі ці імпульси відсутні. Відновлення рівнів сигналів здійснюється за імпульсам выборки-хранения XSHP і XSHD, вступників з тимминг-генератора на ніжки 34 і 35 соответственно.

Імпульси XSH1 і XSH2, що подаються на ніжки 1 і 48 відповідно, служать як напруги выборки-хранения при чорно-білому сигналі. Імпульси CLP1-CLP4 подаються попри всі мікросхеми видеотракта (крім CXL1517N (D13)) на відновлення рівня чорного в видеосигнале.

У мікросхемі CXA1390AR задіяна система придушення кольоровості, яка спрацьовує потрапляючи в кадр об'єктів, мають надмірну яскравість. Отриманий у результаті сигнал корекції CS надходить для виходу мікросхеми (ніжка 10). Рівень цього сигналу підтримується з допомогою конденсатора С38 і може регулюватися подборочным резистором R18.

Також у цієї мікросхемі передбачена система автоматичної регулювання рівня (АРУ (AGC)) сигналу. Максимальна величина амплітуди відеосигналу, до якої спрацьовувати схема AGС, встановлюється подборочным резистором R16. Чутливість AGC за сигналом корекції CS встановлюється подборочным резистором R24.

Широкосмуговий сигнал яскравості YH, отримуваний в мікросхемі CXA1390AR, надходить для виходу цієї мікросхеми (ніжка 3).

Отримані внаслідок попереднього поділу кольоровості сигнали S1 і S2 надходять через виходи мікросхеми CXA1390AR (ніжки 4 і п’яти відповідно) на входи видеопроцессора (мікросхема CXA1391R (D14)), туди само чинить через розділовий конденсатор С93 сигнал корекції SH і сигнал YH, котрий попередньо затримується на тривалість (, подбираемую при їх настроюванні, і відбувається через фільтр нижніх частот (ФНЧ (LPF), розрахунок якого «буде наведено далі). Вхідними ніжками тих сигналів є відповідно 49, 48, 16 і 64 ножки.

З сигналів S1 і S2 методами, описаними з розробки функціональної схеми, отримують два цветоразностных сигналу R-Y і B-Y. Необхідними елементами для тихий перетворень є три лінії затримки однією рядок, що побудовані на окремої мікросхемі CXL1517N. Затримуються: сигнал кольоровості C0, вузькосмуговий сигнал яскравості Y0 і він також затримується поки що не один рядок (Y1). Затримані сигнали з виходів мікросхеми CXL1517N (ніжки 9, 11 і 14) проходять через эмиттерные повторювачі (ЭП), зібрані на транзисторах BC205B, які посилюють їх за току і водночас є согласующими елементами (розрахунок ЭП буде приведено далее).

Необхідною управляючим сигналом є імпульсний сигнал ID, подвійний малої частоти, що надходить на ніжку 41 з тимминг- генератора.

Широкосмуговий сигнал яскравості YH2 задіяним у схемою горизонтальній апертурной корекції HAP, яка зараз переживає мікросхемі CXA1592R (D24). Для освіти сигналу YH2 необхідним елементом є лінія затримки однією рядок, яка винесено межі видеопроцессора. Лінії затримки то, можливо, наприклад, мікросхема CXL5504 чи будь-яка лінія затримки, аналогічна їй. Сигнал YH подають із ніжки 4 на лінію затримки, та був пропускається через ФНЧ й повертається на відеопроцесор на ніжку 2. У результаті отримані сигнали YH1 і YH2, який було створено результаті підсумовування YH і YH1, подаються на виходи ніжки 5 і шість соответственно.

Сигнал придушення кольоровості CS, який був просуммирован з сигналом VAP, отриманим не вдома схеми вертикальної апертурной корекції в видеопроцессоре, надходить для виходу (ніжка 24).

Відеопроцесор містить керовані лінії затримки. Потенциометром R35 можна регулювати час затримки сигналів С0 (кольоровості) і Y0 (вузькосмугового сигналу яскравості). Потенциометром R36 регулюється час затримки сигналів основних квітів R, G і B і сигналу придушення цветности.

Нижче приведено таблиця із зазначенням подборочных резисторів та зняття функцій, виконуваних ими.

|Подборочные резисторы |Функції | |R28, R29 |Установка амплітуди Y1 і Y2 | |R40 |Установка амплітуди С1 | |R41 |Установка амплітуди YH | |R52 |Установка амплітуди сигналу VAP | |R51, R66 |Установка амплітуд B і R | |R53 |Вольтодобавка VAP | |R68 |Регулювання схеми АББ (WB) | |R69, R70 |Рівні R-Y і B-Y | |R81 |Вольтодобавка до R, G і B | |R82 |Установка коефіцієнта (-корекції |

Таблиця 5.1.

Вихідні сигнали R-Y і B-Y з ніжок 19 і 20 видеопроцессора через розділювальні конденсатори C102 і С103 надходять на вихідний акумулятор, який комутирує сигнали кольоровості і яскравості із двох видеотрактов до одного стереоканал. Акумулятор побудований на мікросхемах CD4052 (D25 і D26). Цветоразностные сигнали R-Y і B-Y подаються на вхідні ніжки мікросхеми D26, 14 і одинадцять відповідно. Комутація сигналів в сумматоре здійснюється з допомогою імпульсів управління частотою 50 гц, що надходять на управляючий вхід SEC (ніжки 10) з синхрогенератора, у своїй другий управляючий вхід залишено открытым.

З виходу сумматора (ніжки 3 і 13) сигнали R-Y і B-Y подаються на ніжки 3 оконечных підсилювачів, зібраних на мікросхемах AD8041 (D16-D17). Підсилювачі охоплені 100-відсоткової негативною зворотної зв’язком (ООС). З виходів підсилювачів через розділювальні конденсатори С67, С68 і согласующие опору R44 і R45 сигнали R-Y і B-Y подаються на контакти 2 і трьох вихідного розняття X2. Резисторы R43, R44, R45 є согласующими з вихідними ланцюгами, які за завданням на дипломний проект мають опір R = 75 Ом. Відповідно, й інші резисторы мають опір 75 Ом.

Сигнал YH2 із виходу мікросхеми D14 подається через резистор R114 на входи мікросхеми D24, що є кодером PAL (ніжки 33 і 35). Причому на 35-ма ніжку сигнал YH2 подають із затримкою на 100 нс, яка потрібна на схеми горизонтальній апертурной корекції HAP (располагающийся всередині мікросхеми D24).

Сигнал YH1 подається на вхід мікросхеми D24 (ніжка 40) також із затримкою на 100 нс, ніж сталося неузгодженості у часі з сигналом YH2.

Сигнали YH1 і YH2, минулий через схему HAP, сумуються в кодере, де до них також замішується сигнал VAP, й у отриманий результаті сигнал замішуються всі необхідні синхроимпульсы. Підсумовування з сигналами кольоровості немає через їх відсутності у кодере, на виході мікросхеми D24 (ніжка 22) виходить компонентний яркостный сигнал Y. Цей сигнал, як і цветоразностный, надходить на акумулятор (мікросхема D25, ніжка 14), де підсумовується з сигналом яскравості другого видеотракта і далі подається на оконечный підсилювач (D15), де посилюється до амплітуди 1 У. З виходу кінцевого підсилювача (ніжка 6) через розділовий конденсатор С66 і согласующий резистор R43 сигнал яскравості подається на контакт 1 вихідного розняття X2.

Сигнал придушення кольоровості CS заводиться на вхід мікросхеми D24, ніжка 15, але з використовується, оскільки цветоразностные сигнали на мікросхему D24 не заводятся.

Розглянемо тепер ланцюга сигналів синхронізації, про які не згадувалося раніше. Спочатку розглядатимуться сигнали тимминг-генератора (мікросхема D10), та був синхрогенератора (мікросхема D18).

Ставить генератор зібрано на кварцовому резонаторе ZQ1 і вхідних ланцюгах тимминг-генератора. Частота задає генератора вибирається з розрахунку подвоєною стандартної і дорівнює 56,75 МГц. Сигнал цієї частоти подається на 64- ю ніжку тимминг-генератора.

З ніжки 22 імпульси скидання RG подаються через горизонтальні драйвери на ПЗЗ матриці. Туди подаються імпульси H1, H2, LH1, необхідних роботи ПЗЗ матриці, з ніжок 26, 27 і 23 соответственно.

З ніжок 31, 30, 32, 33, 34 і 35 на ПЗЗ матриці через електронний комутатор і вертикальні драйвери подаються імпульси XV1, XV2, XSG1, XV3, XSG2, XV4 соответственно.

Деякі управляючі імпульси, як, наприклад, BFG, XCK, CK та інші, може бути заведено на відповідні схеми, де їх використовуються, однак самі б ці схеми не будуть зайняті у роботі телекамери. Це пов’язано з можливістю модернізації телекамери в дальнейшем.

Синхрогенератор зібрано на мікросхемі CXD1159Q. На його входи (ніжки 22 і 23) надходить частота задає генератора (з ніжки 63 мікросхеми D10), з якої формуються синхроимпульсы частотою 50 гц (SYNC), зняті з ніжки 17. На вхід CLK1 (ніжка 6) надходить частота 28,375 МГц з тимминг- генератора (ніжка 57), з якої формуються що задають імпульси HD і VD, а також деякі імпульси для схем формування вікна і кодера PAL.

5.1. Розрахунок делителей напряжения.

У телекамері широко застосовуються делители напруги. При розрахунку делителей напруги нам здається, що вони будуть ідентичні і розраховані на вихідний напруга Uвых = 3 У при вхідному Uвх = 5 В.

Розрахунок проводиться у разі формулі дільника напряжения:

Uвых = Uвх (R2 / (R1 + R2))

У результаті отримуємо співвідношення резисторів в делителе:

R1 = 4 кОм

R2 = 6 кОм

5.2. Розрахунок эмиттерного повторителя (ЭП).

Як согласующих елементів після лінії затримок в мікросхемах D13, D19 використовуються эмиттерные повторители.

Принципова схема эмиттерного повторителя приведено на рис. 5. 25.

Принципова схема эмиттерного повторителя.

Малюнок 5. 25.

Вибираємо транзистор типу p-n-p: BC205VI.

Eпит = 5 У — напруга джерела питания;

Uкэ = 3 У — напруга коллектор-база;

Iэ = 3 мАЛО — струм эмиттера.

Зробимо розрахунок опору у ланцюзі эмиттера по формуле:

Rэ = (Епит — Uкэ) / Iэ Ом;

Rэ = (5 — 3) / 3 (10−3 = 666,6 Ом (667 Ом.

У робочій точці струм бази Iб розраховується через коефіцієнт передачі по току h21. h21 = 100. h21 = Ік / Iб (Iэ / Iб.

У результаті получаем:

Iб = Iэ / h21 = 3 (10−3 / 100 = 30 (10−5 А = 30 мкА.

Вихідний опір ЭП розраховується за формуле:

Rвых = m Iб / Iэ;

Rвых = 2 (30 (10−6 / 3−3 = 0,02 Ом.

Вхідний опір эмиттерного повторителя розраховується за формуле:

Rвх = rб + (1 + h21) (Rэ; де rб — опір бази транзистора.

Rвх = 10 + 101 (667 = 67 377 Ом (67,38 кОм.

5.3. Розрахунок фільтра нижніх частот (ФНЧ).

У схемою застосовані фільтри нижніх частот з смугою пропускання f = 13 МГц. Це подвоєна смуга звичайного телевізійного сигнала.

Розраховуємо ФНЧ з максимально пласкою характеристикою, навантажений лише з виході. Гранична частота смуги пропускання розраховується за формуле:

(з = 2 (f, де f — смуга пропускання в герцах (Гц).

У нашому випадку фільтр розраховується на подвійну смугу пропускання, оскільки частота полів становить 100 Гц.

(з = 2 (3,14 (13 (106 = 81,64 (106 рад/с.

На частоті рівної 1,5 (з коефіцієнт передачі може бути на 20 дБ менше, ніж смузі пропускания.

Оскільки нам невідомо вихідний опір попереднього каскаду і навантаження фільтра, примем:

Ri (1 Ом — вихідний опір попереднього каскаду (вихід мікросхеми CXL1517).

Rн (1000 Ом — опір навантаження ФНЧ.

Визначаємо порядок фільтра n:

1 / (1 + -(2N) (= 1,5 (з = 10−2; n = 5,648.

Виберемо найближче більше ціла кількість: n = 6.

На вході фільтра включений джерело напруги, розрахуємо його внутрішній опір по формуле:

R = Ri / Rн = 1/1000 (0.

Оскільки на вході фільтра включений джерело напруженості із r = 0 і n — парне, то використовуються табличні величини елементів для r = 0 і n = 6: c1 = 0,2588 l2 = 0,7579 c3 = 1,202 l4 = 1,553 c5 = 1,759 l6 = 1,553

Дані табличні значення пронормированы до Rн = 1 Ом.

Щоб отримати опір навантаження однакову 1000 Ом, необхідно все величини l помножити, проте величини з розділити на 1000. Щоб граничную частоту призвести до значенням 81,64 (106 рад/с, все величини l і з слід поділити цього число.

Остаточно значення величин будуть следующими:

C1 = 3,17 пФ

L2 = 9,28 мкГн

C3 = 14 пФ

L4 = 19 мкГн

C5 = 21,55 пФ

L6 = 19 мкГн

Схема розрахованого фільтра приведено на рис. 5. 26.

Схема ФНЧ.

Малюнок 5. 26.

5.4. Розрахунок блоку питания.

Розрахунок блоку харчування виробляється з потужності, споживаної схемою. На вхід блоку харчування ззовні подається напруга харчування +12 У через розняття X2. У схемою розроблюваної телекамери використовуються три різних напруги: +5 У, +15 У і -9 У. Ці напруги виробляє блок харчування. Відповідно, розрахунок споживаної потужності проводиться у разі трьом ланцюгах питания.

1) +5 В

По довідковим дані мікросхеми, маємо дані про їхнє споживаної мощности:

CXA1390 — 600 мВт (0,6 (2 = 1,2 Вт

CXA1391 — 690 мВт (0,69 (2 = 1,38 Вт

CXA1592 — 500 мВт (0,5 (2 = 1 Вт

CXD1265 — 500 мВт (0,5 Вт

CXD1159 — 250 мВт (0,25 Вт

CXL1517 — 350 мВт (0,35 (2 = 0,7 Вт

На інші елементи з довідкових даних є інформацію про токах споживання Iпотр, отже, згідно із законом Ома можна розрахувати споживану ними мощность.

Рпотр = Iпотр (Uпит

SN74AC04 — 40 мкА (40 (10−6 (5 (2 = 0,0004 Вт

BC205B — 3 мАЛО (3 (10−3 (5 (6 = 0,09 Вт

SN74H257 — 80 мкА (80 (10−6 (5 (3 = 0,0012 Вт

AD8041 — 50 мАЛО (50 (10−3 (5 (3 = 0,75 Вт

Світлодіод BLINK-LEDS — 20 мАЛО (20 (10−3 (5 = 0,1 Вт

Сумарна потужність по ланцюга харчування +5 У становить 6 Вт, тогда

Iпотр (= 1,2 Хіба вбирається у граничних значень струму для вихідного стабілізатора блоку харчування по ланцюга +5 У, зібраного на мікросхемі D22 (1,5 А).

2) Ланцюг -9 У і +15 У (розглядаються разом, оскільки микросхемы

CXD1267 і ICX059 харчуються обома напряжениями):

CXD1267 — 60 мВт (0,06 (2 = 0,12 Вт

ICX059 — 300 мВт (0,3 (2 = 0,6 Вт

Pпотр = (0,12 + 0,6) / 2 = 0,36 Вт

Отже, Iпотр = 0,04 А.

3) Ланцюг +15 В

CD4052 — 50 мкА (50 (10−6 (15 (2 = 0,0015 Вт

3SK133 — 2 мАЛО (2 (10−3 (15 (2 = 0,06 Вт

Pпотр = 0,0615 Вт

Отже, Iпотр = 4,1 (10−3 А.

У результаті, можна дійти невтішного висновку, що сумарні струми споживання і, відповідно, потужності становить допустимих для стандартного блоку харчування, що у кольорової відеокамері Sony, отже, можна його застосувати як блоку харчування з нашого разработке.

6. Розробка конструкции.

Усі функціональні блоки телекамери розташовуються двосторонній друкованої платі розміром 155(90 мм. Мініатюризація досягається з допомогою застосування сучасної елементної бази фірми Sony. Елементи схеми встановлюються обох сторони плати. Розведення ланцюгів харчування і спільного виробляється провідниками наскільки можна ширшими, ніж сигнальні цепи.

Плата кріпиться п’ятьма шурупами до більшості корпусу, має з'єднувальні струбцины, те щоб вихідний розняття, розняття харчування, світлодіод і вимикач потрапили до відповідні вирізи корпусу. Плата закривається верхньої кришкою, яка скріплюється з нижньої шістьма гвинтами діаметром М3.

Корпус виконано із горіхового металу, забарвлений в чорний чи білий колір. Товщина стінок корпусу — 1 мм.

У конструкції передбачені вимикач і світлодіод, який загоряється включення харчування. Вихідний розняття X1 є стандартний розняття для підключення до комп’ютера. За необхідності може поставлятися переходник.

Телекамера жорстко кріпиться на бинокулярном мікроскопі з допомогою металевого соединителя і що фіксує муфты.

Конструкція телекамери дозволяє захистити електричну схему від зовнішніх впливів, але різні динамічні впливу, і навіть підвищена температура і вологість можуть вивести їх із ладу, у посібнику з експлуатації вводиться пункт про дбайливого поводження з телекамерой.

Телекамери з механічними ушкодженнями корпуси та друкованої плати в гарантійний ремонт не принимаются.

7. Розрахунок надежности.

Надійність — це властивість приладу безвідмовно функціонувати у протягом заданого часу у певних експлуатаційних умовах. Орієнтовний розрахунок надійності залежить від перебування інтенсивності відмов устрою ((рис. 7. 27), часу безвідмовної роботи Т, і навіть ймовірності безвідмовної роботи протягом часу t [19].

Залежність інтенсивності відмов устрою (від времени.

Малюнок 7. 27.

Спочатку до розрахунку надійності необхідно ухвалити модель відмов электрорадиоэлементов. У радіоелектронної апаратурі моменти відмов формують потік сл3ча6ых подій (потік відмов). Відмови, виникаючі н6а етапі нормальної роботи устрою, є раптовими, не пов’язаними зі старінням і зносом. Потік раптових відмов добре описується моделлю найпростіших відмов, на яку характерні властивості ординарности, стаціонарності і відсутність последействия.

Властивість ординарности залежить від неможливості появи двох і більш відмов поодинці інтервалі часу про порівнянню з імовірністю появи одного відмови і виконується для первинних відмов. Стационарность потоку характеризується сталістю за середню кількість відмов поодинці інтервалі вре6мени, а відсутність післядії - незалежністю появи відмов поодинці інтервалі часу від появи відмов переважають у всіх попередніх інтервалах t.

Можливість безвідмовної роботи елемента розраховується за формуле:

t

Р (() = exp {- (((t) d t},

0 де ((t) — функція інтенсивності відмов. Позаяк у період нормальної роботи інтенсивність відмов вважатимуться постійної у часу, то вираз можна в виде:

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

Подальший розрахунок виробляється при наступних допущениях:

1) все однотипні елементи равноценны;

2) потік відмов простейший;

3) все елементи працюють у нормальному режиме;

4) відмова будь-якого елемента веде до відмови всієї системи, тобто проектоване пристрій вважаємо послідовним з погляду надежности.

Послідовне з'єднання елементів по надежности.

Малюнок 7. 28.

З огляду на незалежність відмов елементів, ймовірність безвідмовною роботи устрою равна:

N N

Р (t) = П Pi (t) = П e-t (i = e-t ((i = e-t (, i=1 i=1 де Р (t) — ймовірність безвідмовної роботи i-го елемента; (і - інтенсивність відмови i-го елемента; N — кількість елементів даного типу. Отже, розрахунок надійності устрою зводиться до вирахування сумарною середньої інтенсивності відмов. Для системи, має До типів елементів, получим:

N

((= (Ni (і, i=1 де ((- інтенсивність відмов цей системи; Ni — число елементів одного типу. Дані розрахунків інтенсивності відмов елементів наведені у таблиці 7.2.

Розрахунок інтенсивності відмов елементів. |N |Найменування |Кількість |(і, |Ni (і, час-1 | | | | |отказ. /час | | |1 |Мікросхеми |27 |10−7 |27 (10−7 | |2 |Резисторы |138 |2 (10−8 |296 (10−8 | |3 |Конденсатори |132 |10−7 |132 (10−7 | |4 |Поєднання пайки |1328 |5 (10−8 |6640 (10−8 | |5 |Розняття |2 |10−5 |2 (10−5 | |6 |Транзистори |8 |10−7 |8 (10−7 | |7 |Діоди |12 |10−7 |12 (10−7 |

Таблиця 7.2.

Загальна інтенсивність відмов устройства:

((= 1,072 (10−4 час-1.

Час безвідмовною работы:

Т = 1 / ((= 9323 часов.

Залежність ймовірності безвідмовної роботи Р (t) дана в таблиці 7.3.

Залежність ймовірності безвідмовної роботи від часу. |t, годину. |200 |1000 |2000 |3000 |4000 |8000 | |Р (t) |0,97 |0,83 |0,69 |0,57 |0,47 |0,22 |

Таблиця 7.3.

Як очевидно з таблиці, розроблювальне пристрій має задовільною надійністю. Визначають загальну інтенсивність відмов комутаційні елементи, надійність ж електронної частини висока завдяки застосуванню інтегральних мікросхем, безвідмовність яких наближено до безвідмовності одного елемента, які реалізовані функції дозволяють мінімізувати число елементів в целом.

8. Техніко-економічне обгрунтування науково-технічного проекта

«Кольорова стереотелевизионная камера» [17 ].

8.1. Концепция.

Людство історію розвитку прагнуло до відображенню і максимальної візуалізації навколишнього світу. Із початком розвитку фотографії люди прагнули до створення максимально природничих і «живих» зображень з допомогою висвітлення експозиції тощо. З появою кіно завдання змінилася, хоча крок до більш повного й точному відображенню об'єктів був сделан.

1950-го було вперше отримано стереозображення і розроблено перші методи отримання й поділу стереопары. Ера стереовидения почалася. І хоча основним продовжує залишатися звичайне кіно з допомогою дешевизни і простоти виробництва, але стереоизображения завжди незмінно залучали людей.

Розроблювана камера варта використання їх у стереомикроскопии, хоча сферу застосування подібних пристроїв набагато ширші. У зв’язку з тим, що це камера є частиною системи, прямих аналогів якої знайдено був, рівень конкурентоспроможності не рассчитывается.

8.2. Короткий технічне опис системы.

Система складається з стереомикроскопа, кольорової стереотелевизионной камери, й соединителя, з якого камера кріпиться до окулярам микроскопа.

По функціональної схемою розроблювана камера мало відрізняється від аналогічних систем, але, на відміну них, застосовується сучасна елементна база фірми Sony і оригінальний метод формування стереоизображения. Як датчиків зображення використовуються дві ПЗЗ матриці, розношені на оптичний базис (65 мм), зчитування сигналів виробляється по черзі із частотою 100 гц в такий спосіб, що у вихідному сигналі є послідовність сигналів парних і непарних полів двох кадрів стереопары (див. докладніше розділ «Розробка технічних вимог», пункт «Метод формування кольорового стереоизображения»).

Отже, при під'єднанні камери з допомогою соединителя до мікроскопу, має оптичну систему з формуванням стереоизображения безпосередньо для очей, ми можемо формувати відеозображення спостережуваного під мікроскопом об'єкта, причому при відтворенні даного зображення застосуванні кількох комплектів стереоочков для спостереження Україну як спостерігач можуть виступати одночасно кількох людей. Крім цього, сформований зображення можна транслювати чи записувати, як будь-який інший відеосигнал, що незаперечними достоїнствами системы.

8.3. Ринок і план маркетинга.

Нині відеосистеми дуже різноманітні і разноплановы. Розроблювана система як і можна застосовувати у різноманітних галузях науку й сферах производства.

Ринок потенційних споживачів можна сегментувати наступним образом:

1) науково-дослідні лабораторії і науково-дослідні інститути різних профилей;

2) медичні заклади (лаборатории);

3) виробництво, де необхідно спостереження обробкою чи процесом в стереорежиме у місцях, не доступних человеку;

4) сфера побутової видеосъемки.

Нині така видеосистема то, можливо конкурентоспроможної переважають у всіх перелічених вище областях.

При виборі цінової газової політики необхідно враховувати, що це система раніше не знаходила широко він, особливо у виробничих областях. Тому ціна системи грунтуватиметься реальну вартість її виробництва. У цьому проекті розглядатиметься ціноутворення лише стереотелевизионной камеры.

Для просування товару над ринком використовується реклама в газетах, спеціальних виданнях та глобальній інформаційної мережі Internet, для зацікавлені осіб проводяться демонстрации.

Здійснюється післяпродажне обслуговування продукту, проводяться консультації з оптимізації використання продукту. Надається гарантія на 1 год.

8.4. Производство.

Мета цього підрозділу — опис процесу виробництва нової продукції і на оцінка виробничих ресурсів, необхідних в організацію і виробництва продукции.

Місце розташування гаданого виробництва визначається виходячи из:

1) можливості оренди дома виробничих приміщень та необхідного технологічного оборудования;

2) близькості до потенційним потребителям;

3) доступність клієнтам (незакриті производства).

Як місця розташування виробництва можуть виступати різні науково-дослідні інститути (НДІ), медичні заклади і виробництва, випускають різну радіоелектронну апаратуру (РЭА).

Для організації технологічного процесу складання телекамер необхідно організувати або взяти у найм вже сформований монтажний дільницю із складанні РЭА.

Усі комплектуючі є купованими чи замовляються інших ділянках, що дозволяє уникнути механічних операцій, і навіть мінімізувати вартість основних засобів. Для розрахунку числа робочих місць і вартості необхідного устаткування треба знати технологічний цикл складання, який в таблиці 8.4.

Технологічний цикл складання. |N |Найменування операції |Необхідна |Час, | | | |устаткування |хв. | |1 |Комплектовочная: скомплектувати узлы|Монтажный стіл |30 | | |і деталі відповідно до вимог | | | | |креслення. | | | |2 |Монтажна: формування радіоелементів. |Напівавтомат для гибки|60 | | | |і обрізки висновків | | |3 |Монтажна: встановити елементи |Монтажний стіл, блок |90 | | |відповідно до монтажній схему, і |харчування, паяльник | | | |зробити пайку. | | | |4 |Складальна: обрамлення в несе |Монтажний стіл |30 | | |раму. |збирача | | |5 |Контрольно-регулировочная: настройка|Монтажный стіл |40 | | |вироби, зовнішній огляд. |настроювача, | | | | |осцилограф, | | | | |вольтметр, блок | | | | |харчування | | |6 |Комплектовочная: укомплектувати | |10 | | |телекамеру відповідної | | | | |документацією. | | |

Таблиця 8.4.

8.5. Організаційний план робіт з реалізації проекта.

У процесі вироблення організаційного плану робіт визначається перелік заходів, прогнозований період реалізації й необхідні ресурси. Як періоду виконання прийнято період рівний однієї тижню. Результати розробки організаційного плану робіт зведені в таблицю 8. 5, де також відбито трудомісткість проведених работ.

Організаційний план робіт. |Найменування етапів |Трудомісткість, чел. /нед. |Тривалість | |розробки | |робіт, нед. | | |Головний |Інженер | | | |фахівець | | | |Розробка і |1 |2 |1 | |твердження | | | | |технічного завдання| | | | |Розрахунок | |2 |1 | |планово-экономически| | | | |x показників | | | | |Теоретичні | |2 |2 | |розрахунки | | | | |Конструкторська | |1 |1 | |проробка | | | | |Виготовлення і |1 |2 |1 | |настроювання досвідченого | | | | |зразка | | | | |Налаштування, |1 |1 |1 | |тестування і | | | | |налагодження | | | | |Упорядкування |1 |2 |1 | |технічної | | | | |документації | | | | |Введення проекту |1 |1 |0,5 | |Разом |4,5 |14,5 |8,5 |

Таблиця 8.5.

8.6. Розрахунок собівартості разработки.

Визначення витрат за розробку виробляється шляхом складання кошторисної калькуляції за такими статтям расходов:

1) матеріали і куплені полуфабрикаты;

2) основна заробітна плата;

3) додаткова заробітна плата;

4) відрахування на соціальні нужды;

5) Витрати службові командировки;

6) інші прямі витрати й накладні расходы.

Розглянемо все наведені вище статті витрат подробнее.

1. Матеріали й куплені полуфабрикаты.

При складанні устрою здійснюється монтаж друкованої плати й на пайка радіоелементів, і навіть комплектація технічної документацією, тож використовуваними матеріалами ставляться припой, флюс і папір для принтера. Вартість матеріалів на одиницю вироби приведено в таблиці 8.6.

Розрахунок собівартості матеріалів. |Найменування |Позначення |Витрата |Ціна, р. |Сумма, р. | |Припой |ПОС-61 ГОСТ 21 930–76 |0,1 кг |50 |5 | |Флюс |Каніфоль соснова |0,05 кг |40 |2 | |Папір |А4 80 грн. 210×297 мм |50 л. |30 |3 |

Таблиця 8.6.

Разом на виріб, включаючи транспортні витрати (10% загальної вартості): Рм = 11 р.

Розрахунок витрат на комплектуючих представлено таблиці 8.7.

Розрахунок витрат на комплектуючих. |Найменування |Ціна за 1 прим., р. |Количество, прим. |Сума, р. | |Мікросхеми: | | | | | 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 друкована |30 |2 |60 | |Корпус і соединитель |180 |1 |180 |

Таблиця 8.7.

Кріплення й інші невраховані вироби — у статті неврахованих витрат (5%).

Разом: Рк = 2072 р.

2. Основна заробітна плата.

Розрахунок основний заробітної плати робітників зведений в таблицю 8.8.

Основна вести на одиницю продукції. |Спеціальність робочих |Номер |Тариф, |Час, |Сума, | | |операції |р. /час. |хв. |р. | |Комплектовщик-формовщик |1, 2, 6 |7 |100 |11,67 | |Радиомонтажник |3 |7,5 |90 |11,25 | |Складальник радіоапаратури |4 |7 |30 |3,5 | |Настроювач |5 |7,5 |40 |5 |

Таблиця 8.8.

Разом Рзор=31,42 р.

Основна заробітна плата період розробки і створення досвідченого зразка розраховується за формуле:

Рзор = Тсп Дск + Тинж Динж, де Тсп і Тинж — відповідно, трудомісткість виконання робіт з реалізації даної розробки головним і інженером, чел. /нед.

Рзор = 1890 + 5684 = 7574 р.

4. Додаткова заробітна плата.

Розмір додаткової зарплати учасників розробки та виробництва визначається вигляді відсотка основної зарплати по формуле:

Рзд = Рзор (Нд/100), де Нв — норматив додаткової зарплати, який установлюють на конкретному підприємстві, %.

У нашому випадку Нв = 20%, тогда

Рзд = 31,42 (0,2 (6,3 р.- на одиницю продукции.

Рзд = 7574 (0,2 (1515 р.- тимчасово разработки.

5. Відрахування на соціальні нужды.

Відрахування на соціальні потреби визначаються й у вигляді відсотків від основний зарплати по формуле:

Рсн = (Рзор + Рзд) ((Нсн / 100), де Нсн — сумарний норматив відрахувань, встановлюваних законодавством, %.

Нсн = 39%.

Рсн = 14,71 р. — на одиницю продукции.

Рсн = 3544,71 р. — тимчасово разработки.

6. Витрати службові командировки.

Видатків на службові відрядження нет.

7. Інші прямі витрати й накладні расходы.

У статтю включаються Витрати придбання спеціальної науково- технічної інформації управління і господарське обслуговування усім етапах разработки.

Величина цих витрат визначається відсотках основний рахунок і додаткової заробітної плати по формуле:

Рнр = (Рзор + Рзд) ((Ннр / 100), де Ннр — відсоток накладних витрат, який установлюють підприємством, %.

У нашому випадку Ннр = 15%.

Рнр = 5,658 р. — на одиницю продукции.

Рнр = 1363,35 р. — тимчасово разработки.

Приміщення, у яких розташовуватиметься створюване підприємство, беруться у найм разом із необхідним технологічним устаткуванням, отже, в калькуляцію накладних витрат можна зробити видатки орендної плати за надані виробничі приміщення, і навіть оборудование.

На кожну операцію приймемо норму виробничих приміщень 4 м², а норму орендної і щодо оплати м2 площі місяць — 60 р. Тоді орендної плати за приміщення розраховується за формуле:

Сарп = Тарп Sарп Рарп, де Тарп — час оренди (8,5 тижнів), Sарп — орендована площа, Рарп — місячний тариф за м2.

Сарп = 2,38 (24 (60 = 3427 р. — тимчасово разработки.

Сарп = 0,02 (24 (60 = 28,8 р. — на одиницю продукции.

Орендну плату за наданий технологічне обладнання та машинні годинник (під час роботи з електронно-обчислювальної машиною на етапах теоретичних розрахунків й моделювання) розраховується за формуле:

Саро = Таро Раро, де Таро — час експлуатації устаткування, Раро — тарифна ставка орендної плати (40 р. за робочий день).

Саро = 66,64 (40 = 2665,6 р. — тимчасово разработки.

Саро = 0,54 (40 = 21,5 р. — на одиницю продукции.

У результаті, накладні Витрати оренду приміщень та устаткування становитимуть: тимчасово розробки — 6092,6 р., на одиницю продукції - 50,3 р.

Що стосується договору на оренду з бартерним взаиморасчетом фінансові витрати з цим статтям скоротяться приблизно за 30%.

Разом стаття калькуляції витрат на прямі витрати й накладні витрати становитиме: тимчасово розробки — 7455,5 р., на одиницю продукції - 56 р.

З даних в таблиці 8.9 приведено калькуляція собівартості розробки та собівартості виробництва одиниці продукции.

Калькуляція собівартості. |Стаття витрат |Сума на од. |Сума на | | |вироби, р. |разр., р. | |Сировина й матеріали |11 |22 | |Куплені комплектуючі вироби |2072 |2072 | |Основна вести |31,42 |7574 | |Додаткова вести |6,3 |1515 | |Відрахування на соціальні потреби |14,71 |3544,71 | |Прямі витрати й накладні витрати |56 |7455,5 | |Разом собівартість |2191,43 |22 183,21 |

Таблиця 8.9.

8.7. Прогноз фінансових показателей.

Оцінимо фінансових витратах до трьох варіантів прогнозу виконання розробки — оптимістичного, реалістичного і пессимистического.

Оптимістичний варіант прогнозу передбачає, що систему була швидко і добре сприйнята над ринком і таким чином обсяг продажу вырос.

Песимістичний варіант прогнозу передбачає, що у ринку з’явилися конкурентні продукти, як і зорієнтовані даний сегмент, котрі зайняли вигідніше становище, ніж наша розробка. І тут задля зміцнення позицій над ринком необхідно виділити додаткові кошти на реклами, і навіть, можливо, знизити ціну товару. Через війну вжитих заходів буде дожидатися збільшення обсягу продаж.

Реалістичний прогноз: система посіла стійку конкурентоспроможну позицію над ринком і обсяг продажу вырос.

Очікувані значення зміни обсягів продажу по інтервалам інвестиційного періоду з урахуванням песимістичного, оптимістичного і реалістичного прогнозів, вирощених ході маркетингових досліджень, наведені у таблиці 8. 10. У результаті те, що життєвий цикл нашого роду продукції становить 2−4 року, виберемо інтервал інвестиційного періоду рівний 3 месяцам.

Очікувані обсяги продажу. |Показник |Варіант |Значення показника по інтервалам | | |прогнозу |інвестиційного періоду | | | |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 | |Ціна, тис. р. |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 | |Очікуваний |Оптимистическ|1 |10 |15 |25 |40 |40 |40 |30 |30 | |обсяг продажу |ий | | | | | | | | | | | |Пессимистичес|- |1 |5 |10 |15 |15 |15 |10 |5 | | |київ | | | | | | | | | | | |Реалистически|1 |5 |10 |20 |25 |25 |25 |20 |15 | | |і | | | | | | | | | |

Таблиця 8. 10.

З прогнозів можна дійти невтішного висновку, що виробничі потужності підприємства ні використовуватися повною мірою лише з виробництві телекамер. Передбачається, що що залишилося робочий час йде освоєння нових сегментів ринку, розробку й виробництво додаткових пристроїв та блоків на модернізацію системи загалом. Можлива організація додаткового виробництва були тільки телекамер чи його вузлів для поставки іншими підприємствами, які займаються, наприклад, виробництвом побутової стереотелевизионной аппаратуры.

8.8. Визначення потреби у початковому капитале.

З прогнозних оцінок обсягів продажу системи визначається потреба у початковому капіталі, необхідному для реалізації проекта.

Потреба основному капіталі формується рахунок коштів, витрачених розробці комплексу — 22 183,21 р.

Витрати розробці системи, і навіть на початкові запас матеріалів і рекламу передбачається покрити рахунок власних коштів предприятия.

8.9. Визначення виробничо-збутових издержек.

Производственно-сбытовые витрати складаються з змінних і постійних витрат. Вони визначаються з урахуванням песимістичного варіанта прогнозу реалізації комплекса.

Змінні витрати розраховуються на одиницю продаваної продукції, постійні - на прогноз обсягів продажу відповідних інтервалах інвестиційного периода.

До складу змінних витрат входят:

— витрати для закупівлі матеріалів та українських комплектуючих — 2083 р.

— основна додаткова вести — 37,72 р.

— відрахування на соціальні потреби — 14,71 р.

— прямі витрати й накладні витрати — 56 р.

Постійні витрати, пов’язані з виробництвом і які збутом продукції, беруть у себя:

— орендної плати за займані приміщення — 4320 р. за 1 інвестиційний період, і 34 560 р. за період производства.

— орендної плати за експлуатацію технологічного устаткування — 3360 р. за 1 інвестиційний період, і 26 880 р. за період производства.

— Витрати рекламу, що складуть 2000 р. на 1-ый інвестиційний період, з подальшим скороченням вкладень на 500 р. за кожен наступний период.

У зв’язку з тим, що під час маркетингових досліджень було винесено постанову по безкоштовному постпродажном обслуговуванні із залучення споживачів, то доцільно витрати для цієї послуги включити в постійні издержки.

Не виключено, що середні витрати часу для проведення цих робіт становитимуть однією систему 5 годин. З урахуванням наведеної раніше годинниковий ставки оплати праці, рівної 7,5 р., додаткової заробітної плати відрахувань на соціальні потреби, витрати з цього послугу з урахуванням песимістичного прогнозу збуту становитимуть, для одиницю продукції -61 р., але в період виробництва — 4794 р.

8. 10. Визначення порога беззбитковості прогнозованого производства.

Обсяг внутрішнього продажу системи, який би безубыточное виробництво, визначається підставі даних, отриманих для песимістичного варіанта прогнозу. У цьому производственно-сбытовые витрати становитимуть 12 786,5 р.

Визначається величина покриття постійних витрат по формуле:

Sпокр = Р — V C0, де Р — ринкова ціна системи, VC0 — перемінні витрати однією систему.

Sпокр = 808,57 р.

Мінімальний обсяг продажу, достатній щоб покрити валові витрати й забезпечити беззбитковість виробництва, визначається по формуле:

Qтб = F З / Sпокр, де FС — сума постійних витрат за песимістичним варіантом прогнозу за період інвестицій і собівартості разработки.

Qтб = 31 863,21 / 808,57 = 40 шт.

Отже, можна зробити попередній висновок, що з п’ятьма- го інтервалу реалізація системи на прогнозованому сегменті ринку навіть за прогнозованому песимістичний варіанті прогнозу обсягу продажу обіцяє бути безубыточным.

8. 11. Визначення поточних витрат і доходів по проекту.

Поточні доходи і визначаються на підставі песимістичних прогнозних оцінок, виходячи з того, що навіть коли у разі доходи будуть достатнім задля забезпечення ефективності проекту, то реалістичний варіант і більше, оптимістичний принесуть додаткові доходы.

Розрахунок прибутків і витрат від його запровадження приведено у таблиці 8. 11.

Доходи й витрати від його запровадження — песимістичний прогноз. |Статті |Значення показника по інтервалам інвестиційного періоду | | |0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 | |Очікувані |- |1 |5 |10 |15 |15 |15 |10 |5 | |обсяги продажу, | | | | | | | | | | |прим. | | | | | | | | | | |Ціна, тис. р. |- |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 | |Виручка від |- |3 |15 |30 |45 |45 |45 |30 |15 | |реалізації, | | | | | | | | | | |тис. р. | | | | | | | | | | |ПДВ (23%), т.р. |- |0,69 |3,45 |6,9 |10,35|10,35|10,35|6,9 |3,45 | |Производственно|9,87 |11,93|11,68|11,48|11,29|10,79|10,79|10,48|10,18| |-збутові | | | | | | | | | | |витрати тис. | | | | | | | | | | |р. | | | | | | | | | | |Балансова |- |- |- |11,62|23,36|23,86|23,86|12,62|1,37 | |прибуток, тис. | | | | | | | | | | |р. | | | | | | | | | | |Податок на |- |- |- |4,07 |8,18 |8,35 |8,35 |4,4 |0,48 | |прибуток, тис. | | | | | | | | | | |р. | | | | | | | | | | |Нераспределенна|- |- |- |7,55 |15,18|15,51|15,51|8,22 |0,89 | |я прибуток, тис.| | | | | | | | | | |р. | | | | | | | | | | |Падіння |9,87 |9,62 |0,13 | | | | | | |

Таблиця 8. 11.

8. 12. Прогноз руху грошової наличности.

Прогноз руху готівки виготовляють підставі даних здобутих у попередніх розрахунках. Надходження коштів від реалізації приймаються виходячи з песимістичного варіанта прогноза.

Результати підрахунків за прогнозом руху готівки зведені в таблицю 8. 12.

Прогноз руху готівки. |Показате-ли|Выруч-ка|Инвести-ции,|Издерж-ки,|Нало-ги|Чистый |Дисконти-ров| | |, тис. |тис. р. |тис. р. |, тис. |грошовий |анный | | |р. | | |р. |потік, тыс. |денежный | | | | | | |р. |потік, тис. | | | | | | | |р. | |Проектирова|228 |(22,183 |(98,5 |(86,24|43,24 |39,37 | |ние і | | | | | | | |виробництв| | | | | | | |про. | | | | | | |

Таблиця 8. 12.

8. 13. Оцінка економічну ефективність проекта.

Рентабельність інвестицій ROI визначається по формуле:

ROI ((1 (k Tинв) (ПЧt (0,24 = 24 (

Інтегральний економічний ефект визначається по формуле:

Тинв

NPV = (до + (Пч t + А t / (1 + r) t + до 1 + / (1 + r) Тинв t = 0

При ставці дисконтування r = 10% на рік, і за тривалості виробничого циклу 3 місяці, маємо наведену ставку дисконтування r = 2,5%, тоді інтегральний економічний ефект буде равен:

NPV = 41,37 тыс.р.

8. 14. Выводы.

Вироблені маркетингові дослідження та розрахунки показали, що розроблена система матиме певний попит у межах вибраних сегментів рынка.

Розрахунки довели, що з орієнтації на песимістичний варіант прогнозу виробництва, період повернути інвестиції становить близько 1,5 років, при загальному періоді інвестицій рівним 2 років, з рентабельністю 24 (

За більш сприятливою ситуації над ринком і здійснення реалістичних і оптимістичних оцінок очікується збільшення чистого грошового потоку і, рентабельності инвестиций.

Отже, реалізацію пілотного проекту економічно целесообразна.

9. Розробка заходів з охорони праці, довкілля та цивільну оборону (ГО).

1. Відомості про проектованої телекамере.

Розроблювана кольорова стереотелевизионная камера варта спільної з бинокулярными мікроскопами і є до створення компонентного кольорового стереотелевизионного сигналу. Конструктивно телекамера є дві з'єднані розніманням друковані плати, встановлювані в типовому корпусі телекамери. Елементної базою телекамери є напівпровідникові прилади малої потужності. Що Живить напруга 12 У подається на телекамеру через комутаційний розняття від зовнішнього джерела харчування, які входять у склад розроблюваної стереотелевизионной системы.

Відповідно до «Правилами устрою електроустановок» (ПУЭ п. 1.1.3.) пристрій належить до розряду електроустановок з напругою до 1000 У і III класу захисту від поразки електричним током.

Нижче наведені заходи щодо охорони праці з організацією виробництва розроблюваної телекамеры.

2. Электробезопасность.

Однією з особливостей поразки електричним струмом є відсутність зовнішніх ознак небезпеку, які людина могла б завчасно знайти з допомогою органів чувств.

Струм призводить до серйозних ушкодженням центральної нервової системи та таких життєво важливих органів, як серце й легкі. Тому другий особливістю впливу струму на людини тяжкість поражения.

Третя особливість поразки людини електричним струмом у тому, що струми промислової частоти силою в 10−25 мАЛО спроможні викликати інтенсивні судоми м’язів. Ступінь поразки електричним струмом багато в чому залежить від щільності й Бессарабської площі контакту людини з токоведущими частями.

Довкілля (вологість і температура повітря, наявність заземленных металевих конструкцій і підлоги, токопроводящей пилу й ін.) надає додаткове впливом геть умови електробезпеки. У виробничих приміщеннях підтримується мікроклімат відповідно ГОСТ 12.1. 005−88 (табл. № 1): поли є токонепроводящими, повітрі відсутня токопроводящая пил, відсутні сирість, і можливість одночасного торкнутися корпусам і заземленим металевим конструкціям, отже відповідно до ПУЭ п. 1.1. 13 приміщення належить до приміщенням без підвищеної опасности.

При налагоджувальних роботах використовуються прилади, які харчуються від мережі змінного струму 220 В 50 Гц з заземленої нейтралью. Опір заземлення на повинен перевищувати 4 Ом. У приладах має бути включено захисне зануление відповідно до ГОСТу 12.1. 030−81 ПУЭ 1.7.9.

Усі прилади й електроінструменти, використовувані при складанні та настроюванні телекамери ставляться до настановам з напругою до 1000 В.

Для пайки елементів використовувати паяльник, розрахований напруга 12 В потужністю 15Вт;

Монтаж та налаштування може здійснюватися персоналом у яких другу групу з техніці безпеки у приміщенні із підвищеною небезпекою поразки електричним током.

Электробезопасность в виробничих приміщеннях забезпечується такими захисними заходами: застосування ізоляції, недоступність токоведущих частин, застосування малих напруг, ізоляція електричних частин від земли.

3. Пожежна безопасность.

Відповідно до ОНТП 24−86 по вибухонебезпечності і прибуттям пожежної небезпеки приміщення належить до категорії «В».

По вибухонебезпечності приміщення належить до класу У — II a і з пожароопасности до класу П — II a. До цього класу ставляться приміщення, в яких небезпечні стану немає місця при нормальної експлуатації, а можливі тільки внаслідок аварії чи неисправностей.

Причиною виникнення пожежі під час використання електроустаткування є: електричні іскри, дуги, коротке замикання, перегрів приладів. У приміщенні задля унеможливлення пожежі відповідно до ГОСТу 12.1. 004−91 «Пожежна безпеку. Загальні вимоги.» передбачаються такі меры:

— застосовуються плавкі запобіжники захисту від короткого замыкания;

— наявні займисті матеріали зберігаються у спеціальному неспаленому шкафу;

— як індивідуального кошти гасіння пожеж передбачаються углекислотные вогнегасники ОУ-5; ОУ-8;

— з працівниками проводиться інструктаж пожежною безопасности;

— розроблено плану евакуації персоналу у разі пожара.

На етапі проектировки телекамери відповідно до ГОСТу 17.0. 88−71 з конструкції виключені легкозаймисті матеріали. Виникнення пожароопасных ситуацій малоймовірно також із причини малих споживаних потужностей у телекамере.

9.4. Санітарно-гігієнічні требования.

Під метеорологічними умовами виробничої середовища відповідно до ГОСТу 12.1. 005−88 розуміють поєднання температури, відносної вологості і швидкість руху повітря. Перелічені чинники надають значний вплив на функціональну діяльність людини, її самопочуття і душевному здоров'ї, а також надійність роботи засобів вимірювання. Особливо великий вплив на мікроклімат надають джерела теплоти, що у приміщенні [ 18 ].

Для оцінки метеорологічних умов у основних та виробничих приміщеннях виробляють вимірювати температуру, вологості, швидкість руху повітря, інтенсивності теплового випромінювання. Результати вимірів порівнюють з нормативами.

З метою створення нормальних умов персоналу встановлено норми виробничого мікроклімату (ГОСТ 12.1. 005−88). Ці норми встановлюють оптимальні і допустимі величини температури, вологості і швидкості руху повітря для робочої зони виробничих приміщень із урахуванням надлишку явного тепла, тяжкості виконуваної праці та сезонів года.

ГОСТ 12.1. 005−88 встановлює норми й підвищити вимоги до показанням мікроклімату і припустимий вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зоны.

Показниками, котрі характеризують мікроклімат, являются:

— температура воздуха;

— відносна влажность;

— швидкість руху воздуха;

— інтенсивність теплового излучения.

Оптимально допустимі показники для повітря робочої зони виробничого приміщення наведені у таблиці 9. 13.

Оптимально допустимі показники виробничого клімату. |Пери-од|Катего-р|Температура, З (|Відносить. |Швидкість | |року |іє робіт| |Важливість, % |руху, м/с | | | |Оптим. |Доп. |Оптим. |Доп. |Оптим. |Доп. | | | | |Верхн. |Нижн. | | | | | |Холодны|Легкая |20−23 |25 |19 |40−60 |75 |0,2 |0,2 | |і | | | | | | | | | |Теп-лый|Легкая |22−25 |26 |21 |40−60 |75 |0,2 |0,2 |

Таблиця 9. 13.

При монтажних роботах використовується оловянно-свинцовый припой ПОС-61 і каніфоль, у цілях зменшення концентрації шкідливих речовин у повітрі, робоче місце радиомонтажника має бути обладнано примусової вентиляцією (відповідно до ГОСТу 12.1. 005−88 концентрація свинцю помешкань має перевищувати 0,01 мг/м., а каніфолі - 30 мг/м.);

Шум у приміщенні ні перевищувати 75ДбА (ГОСТ 12.1. 003−83).

Інтенсивність теплового опромінення працюючих від нагрітих поверхонь устаткування освітлювальних приладів має перевищувати 70 ватт/м при величині опромінення поверхні від 25% до 50% на постійних робочих местах.

Загальна освітленість робочого місця відповідно до СНиП II-4−79 мусить бути не нижче 200 лк.

Оскільки всі операції з складанні та настроюванні телекамер виробляються в одному будинку, усі перелічені вище показники едиными.

9.5. Охорона навколишнього среды.

Загальні засади. [ 8 ].

Через війну розвитку науково-технічного прогресу, постійно дедалі більшого інтенсивності користування природних ресурсів, а як і дедалі більше істотного впливу результатів цієї бурхливої діяльності на довкілля, останнім часом гостро постало питання про розробку заходів щодо охорони природи, необхідних під час проектування і введення в експлуатацію нових устройств.

Під час розробки нових пристроїв необхідно послуговуватися останніми досягнення науку й техніки, дозволяють здійснити безвідходне виробництво чи застосовувати пристрої і механізми, щоб забезпечити мінімальне вплив на довкілля. Такий їхній підхід виходить з раціональному розміщення продуктивних сил, комплексному використанні природних ресурсів, запровадженні нових технологій, нейтралізації шкідливих для природи й людства побічних явищ господарської деятельности.

Заходи з охорони навколишнього среды.

Розроблювана кольорова стереотелевизионная камера варта роботи у комплексі з бінокулярним мікроскопом і різними пристроями відеоконтролю і запис видеоизображений.

Через війну використання цієї устрою, немає чинників, які впливають на довкілля. Проте за етапах виготовлення й утилізації можуть бути чинники, несприятливо що впливають навколишню середу. На етапі виробництва це у першу чергу пов’язана із необхідністю технологічної операції травлення під час виготовлення друкованих плат. Травлення друкованих плат закінчується промиванням в проточній воді. При цьому стічної воді збільшується концентрація домішок солей міді железа.

Ця вода представляє особливо небезпечні. Відповідно до нормативним вимогам гранично припустимі норми вмісту у водоймах міді становить 0,1 мг / л, заліза — 1 мг / л. [ 9 ].

Отже, стічна вода для підприємства, що виготовляє друковані плати, повинна піддаватися очищенні, із метою можливо застосування відстійників, конструкції яких вибирають з вимог продуктивності очищення. Очищення стічних вод мовби робити, як і, хімічним методом, наприклад перекладом розчинних солей міді заліза в нерозчинні, а обложені нерозчинні карбонаты — отфильтровывать.

Після закінчення терміну служби телекамери підлягають утилізації. Основними напрямами ліквідації і переробки твердих відходів (крім металевих відходів) є вивезення і поховання на полігонах, спалювання, складування і збереження біля промислового підприємства до появи нової технології переробки в корисні продукти (сырье).

Найраціональнішим методом ліквідації пластмасових відходів є високотемпературний нагрівання без доступу повітря (піроліз), в результаті чого з відходів пластмас в суміші коїться з іншими відходами (дерево, гума та інших.) отримують цінних харчів: пирокарбон, горючий на газ і рідку смолу.

Основний операцією первинної обробки металлотходов є сортування, розбирання і механічна обробка. Створюються спеціальні цеху для утилізації вторинних металлов.

Захист довкілля — це комплексна проблема: поруч із природоохоронними завданнями вона ще й соціально-економічну завдання — поліпшення умов життя, збереження його здоровья.

Заключение.

Отже, під час дипломного проектування отримані такі результати: обгрунтована структурна схема кольорової стереотелевизионной камери, розглянуті можливості її участі застосування і шляхом модернізації, розроблено технічні вимоги, розроблено й обгрунтована функціональна схема телекамери, зроблено розрахунки деяких елементів ланцюгів електричної схеми, зроблено орієнтовний розрахунок надійності, вироблено опис конструкції, визначено заходи щодо техніці безпеки і охорони праці, вироблено економічного обгрунтування розробки кольорової стереотелевизионной камеры.

Ця розробка є перспективної у створення стереотелевизионных систем на сучасної елементної базі. Отже, розроблений проект відповідає завданням на дипломне проектування, а також технічним требованиям.

1. Стереотелевидение (чорно-біле і кольорове). Під ред. П. В. Шмакова. М:

Зв’язок, 1968. 2. Колін К.Т., Аксентов Ю. В., Колпенская Е. Ю. Телебачення. Видання 2-ге, доповнене і перероблене. М: Зв’язок, 1972. 3. Домбругов Р. М. Телебачення. Київ: Вищу школу, 1988. 4. Г. Б. Богатов. Цвітне телебачення. Л: Наука, 1978. 5. Копилов П. М., Тачков О. Н. Телебачення і голографія. М: Зв’язок, 1976. 6. Світловий спектр і коррелятор структури зображення. Биковський Ю. ,

Любченко А., Макрилов Проте й ін. М: вид-во МІФІ, 1993. 7. Electronic Imaging //1992 — серпень — вип. 2 — N3. (США). 8. Проблеми розвитку безвідхідних виробництв Б. М. Ласкорин, Б. В. Громов,

О.П. Цыганков, В.М. Сенін. М.: Стройиздат 1985. 9. Кафаров В. В. Принципи створення безвідхідних хімічних виробництв М. :

Хімія 1984. 10. Логічні ІВ КР1533, КР1554. Довідник, ч.2. ТОВ «Біном», 1993. 11. Альбац М.Є. Довідник із розрахунку фільтрів і ліній затримки. М.: державне енергетичне видавництво «Ленінград», 1963. 12. В. А. Федоренко, А.І. Шошин. Довідник по машинобудівному черчению.

Л.: «Машинобудування», 1981. 13. В. Л. Шило. Популярні цифрові мікросхеми. М.: «Радіо і зв’язок», 1987. 14. Аналоги вітчизняних і зарубіжних транзисторів. Довідник. В.М.

Пєтухов. М.: «Кубк-а», 1997. 15. Телебачення / Під ред. В.Є. Джаконии. М.: «Радіо і зв’язок», 1986. 16. Петропавлівський В.А. та інших. Телевізійні передають камери. М.: «Радіо і зв’язок», 1988. 17. Васильєв А.В., Кноль А.І., Соколова Н. Д. Економічне обгрунтування науково-технічних проектів. Навчальний посібник. СПб: ГЭТУ, 1995. 18. Харкевич А. А. Правила устрою електроустановок. М.: 1988. 19. Надійність технічних систем. /Під ред. І.А. Ушакова. М.: «Радіо і зв’язок», 1985. 20. Методичні вказівки з виконання основних навчальних документов.

Навчальний посібник у двох частинах. /Під ред. В.І. Тимохіна. Л.: ЛЭТИ, 1981.

Стр.

Запровадження … …1

1. Особливості побудови стереотелевизионных систем … … …2

1. Зоровий орган як система зв’язку … … 2

2. Стереоэффект і пояснюються деякі властивості бинокулярного

Зору … 6

3. Засоби передачі стереопары … …8

4. Методи розподілу зображень … … … 9

5. Системи об'ємного телебачення … 11

6. Вимоги, які пред’являються системам стереоцветного телебачення … … 21

7. Телебачення і голографія … … 22

1. Способи отримання голограм … … 22

2. Спроби побудови голографічних телевізійних систем … 26

2. Розробка технічних вимог … … 29

1. Метод формування кольорового стереоизображения … … 29

2. Вибір елементної бази … 30

3. Вимоги до сигналам … …31

3. Розробка структурної схеми кольорової стереотелевизионной камери … … 33

4. Розробка функціональної схеми … …35

1. Загальні засади … 35

2. Опис функціональної схеми видеотракта … 35

5. Розробка і розрахунок принципової схеми … 46

1. Розрахунок делителей напруги … 51

2. Розрахунок эмиттерного повторителя (ЭП) … …52

3. Розрахунок фільтра нижніх частот (ФНЧ) … …53

4. Розрахунок блоку харчування … …55

6. Розробка конструкції … … …58

7. Розрахунок надійності … 59

8. Техніко-економічне обгрунтування проекту. …63

1. Концепція … 63

2. Короткий технічне опис системи … 63

3. Ринок і план маркетингу … 64

4. Виробництво … 65

5. Організаційний план робіт з реалізації проекту … … 67

6. Розрахунок собівартості розробки … …68

7. Прогноз фінансові показники … 73

8. Визначення потреби у початковому капіталі … …75

9. Визначення виробничо-збутових витрат … 75

10. Визначення порога беззбитковості прогнозованого виробництва … 76

11. Визначення поточних витрат і доходів у проекті … 77

12. Прогноз руху готівки …79

13. Оцінка економічну ефективність …79

14. Висновки … 80

9. Розробка заходи щодо охорони праці, довкілля та ДО … 81

1. Відомості про проектованої телекамері … 81

2. Электробезопасность … … 81

3. Пожежна безпеку … … 83

4. Санітарно-гігієнічні вимоги. … … 84

5. Охорона навколишнього середовища … 86

Укладання … … 88

Список літератури … …89

Зміст … 91

Додатка ----------------------- 1-е полі 1-го кадра

1-е полі 2-го кадра

2-е полі 1-го кадра

2-е полі 2-го кадра

t

t

t

t

t

t

t

HD

ПЗС-матрица II-го канала

ПЗС-матрица I-го канала

HD

VD

VD

Електронний ключ

Тимминг-

-генератор

Видеотракт II-го канала

Видеотракт I-го канала

ТИ

Синхро-генератор

Сумматор

Выход

S1

AGC

S/H

CDS

S2

S/H

OR

CS

Y1 OUT

Y2 IN

Y1 IN

C0 OUT

C1 IN

Y0 OUT

GC

GC

GC

R — Y

MPX

S1 IN

B — Y

S2 IN

Y0

YH2

KNEE & VAP

CS IN

YH1

(

VCS

GC

YH

VAP

CS

1H-DL

LPF

Y2 OUT

Y0 IN

1Y-DL

1Y-DL

1Y-DL

Y1 OUT

Y1 IN

C1 OUT

C0 IN

Y0

VCS

Y1

Y2

U вых

3−5%

U ном

1

CS OUT

Y

MOD

GC

WC

SETUP

SYNC

YH1

DL

HAP

YH2

GC

DL

VAP

DL

D0. 0

&

D0. 1

D0

1 Z

&

D1. 0

&

D1. 1

D1

1 Z

&

D2. 0

1 Z

&

D2. 1

D2

&

D3. 0

&

D3. 1

D3

1 Z

&

SED

1

1

EZ

1

Входы З 2 3 4

Uи.п.

Вихід С

Вихід D

1 2 3 4 Входи D

t

t

t

t

+ 12В

Выход

Вход

L6

L4

L2

Выход

Вход

C5

C3

C1

(

0

t

t2

Старение і износ

Нормальная работа

Приработка

t1

N

2

1

(N

(2

(1

(

AGC

Зрушення логічних уровней

Дешифратор

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой