рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Измеритель отношения сигнал/шум ТВ канала

Работа сделанна в 1996 году

Измеритель отношения сигнал/шум ТВ канала - Дипломный Проект, раздел Связь, - 1996 год - Министерство Образования Украины Киевский Политехнический Институт Кафедра Ин...

Министерство образования Украины Киевский политехнический институт Кафедра информационно - измерительной техники ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ Тема Модуль измерения отношения сигнал шум 1. Руководитель дипломного проекта Капитан Немо Защищен с оценкой . Выполнил Ленин В.И. Зачетная книжка 9100 г. Киев - 1996 г. 1.Наименование и область применения. Разрабатываемое СИ - модуль измерения отношения сигнал шум предназначено для применения в телевидении в качестве рабочего стационар-ного средства измерения и контроля параметров телевизионного сигнала монохромного телевидения на выходе любого источника видеосигнала.

Основанием для разработки является задание на дипломный проект, выданное на кафедре информационно-измерительной техники 3 апреля 1996г. Целью разработки является создание модуля измерения отношения сигнал шум в дальнейшем модуль измерения ОСШ ,более совершенного, экономичного и точного , чем используемый сейчас на телецентрах Украины модуль измерения соотношения сигнал шум ИСШ-4М, который является морально устаревшим и не удобным в обращении.

Данный модуль является необходимым при настройке параметров любого звена участка тракта изображения аппаратно-студийного комплекса телевизионного центра или передвижной телевизионной станции. Кроме того модуль измерения ОСШ может быть использован в лабораториях и на заводах-изготовителях при разработке и проверке телевизионной передающей аппаратуры.Источниками разработки является техническая документация ПО Оркан на модуль измерения отношения сигнал шум ИСШ-4М. 1. Требования к климатическим и механическим воздействиям. 1. Модуль измерения ОСШ должен соответствовать требованиям ГОСТ 15150-69 и 2 группы ГОСТ 22261-2. Модуль измерения ОСШ должен сохранять внешний вид и свои параметры в процессе воздействия следующих видов климатических и механических факторов, указанных в таблице 1, соответствующих климатическому исполнению УХЛ категории размещения 4.1 по ГОСТ 15150-69. Таб. 1. Влияющие факторы Рабочие условия Предельные условия эксплуатации Верхн. знач. Нижн. знач. Верхн. знач. Нижн. знач. Температура окружающего воздуха.

Со 1 Относительная влажность при t Cо 25 Атмосферное давление, кПа 106,7 86,3. Нормальные значения влияющих величин по ГОСТ 22261-82 температура окружающего воздуха - 20 о С5 относительная влажность ок-ружающего воздуха - 40-70 атмосферное давление - 88-104 кПа. 4. Модуль измерения ОСШ должен обеспечивать в рабочих условиях эксплуатации требуемые характеристики по истечении времени установления рабочего режима. 5. Время установления рабочего режима не должно быть более 10 секунд по ГОСТ 22261-6. Модуль измерения ОСШ должен допускать продолжительность непрерывной работы не менее 8 часов. 2. ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКТИВНОМУ УСТРОЙСТВУ. 1. Масса модуля измерения ОСШ должна быть не более 25 кг. 2.Модуль измерения ОСШ должен иметь габаритные размеры 482х177х415 мм для установки модуля в состав стойки контроля и измерений С-1459, применяемой на телецентрах Украины. 3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИ. Разрабатываемый модуль измерения ОСШ должен иметь такие технические характеристики 1. Рабочий диапазон частот измерения ОСШ должен соответствовать стандарту на видеосигнал 2. Измерение ОСШ полного телевизионного видеосигнала размахом 0,7В или видеосигнала без синхронасадки размахом 0,5-0,9 В вещательного стандарта разложения ГОСТ 7845-3. Входное сопротивление модуля измерения ОСШ в рабочей полосе частот - 75 Ом4. Наличие внутренней синхронизации от полного телевизионного видеосигнала, внешней синхронизации от сигнала синхронизации приемника, внешней синхронизации от строчных и кадровых синхронизирующих импульсов 5. Размах внешнего синхронизирующего сигнала должен быть 2-3 В отрицательной полярности 6. Входное сопротивление модуля измерения ОСШ по цепям синхронизации - 75 Ом7. Диапазон измерения отношения сигнал шум - 20-60 dB 8. Модуль измерения ОСШ должен обеспечивать измерения ОСШ на любой детали изображения в активной части растра 9. Модуль измерения ОСШ должен иметь выход на видеоконтрольное устройство видеосигнала, содержащего импульс яркостной метки для индикации детали изображения, на которой происходит измерение ОСШ . 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИ. Разрабатываемый модуль измерения ОСШ должен иметь такие метрологические характеристики 1.Предел относительной допускаемой основной погрешности где нормирующее значение ОСШ - результат измерения ОСШ. 2. Вариация показаний не должна превышать - 1,5 dB 3. Минимальная цена деления цифрового индикатора модуля измерения ОСШ - 0,1 dB 4. Время установления показаний модуля измерения ОСШ не более 45 секунд. 5. ТРЕБОВАНИЯ К НАДЕЖНОСТИ 5.5.1. По требованиям к надежности СИ модуль измерения ОСШ должен соответствовать требованиям ГОСТ 22261-2. Время безотказной работы модуля измерения ОСШ должно быть не менее 1500 часов. 3. Значение среднего ресурса должно быть не менее 5000 часов.

Ремонт и техническое обслуживание должны проводиться в бюро измерительной техники телецентра специально обученным персоналом. 4. Среднее время восстановления модуля измерения ОСШ должно быть не более 2 часов. 6. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ Модуль измерения ОСШ предназначен для эксплуатации в составе стойки измерений и контроля С-1459 и должен иметь разъем для приема входного сигнала совместимый со стандартным разъемом стойки.

Модуль измерения ОСШ должен быть смонтирован в стандартном корпусе, предназначенном для установки в ячейку стойки С-1459. Питание модуля осуществляется от сети переменного тока с напряжением 220В с частотой 50Гц 3 . 7. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ, ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ. 1. Наружные металлические части, оси органов управления и регулирования модуля измерения ОСШ, к которым имеется доступ снаружи, не должны находиться под напряжением относительно корпуса. 2. Корпус модуля измерения ОСШ должен иметь зажим или контакт защитного заземления. 5.7.3. Должна быть предусмотрена световая индикация включения сетевого выключателя. 5.8. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ КОНТРОЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МОДУЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСШ. Модуль измерения ОСШ должен обеспечивать возможность контроля метрологических характеристик в процессе изготовления и эксплуатации без необходимости демонтажа печатных плат, входящих в состав модуля измерения соотношения сигнал шум. 5.9.ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ И МЕТОДАМ ПОВЕРКИ. 5.9.1. На разрабатываемый модуль измерения ОСШ должна быть разработана поверочная схема по ГОСТ 8.061-72. 5.9.2. Для проверки модуля измерения ОСШ должна быть применена схема, параметры которой определяются по МИ 83-76. 5.9.3. При проведении поверки модуль измерения ОСШ условия окружающей среды должны быть нормальные. 1. Введение.

Разрабатываемое средство измерения - модуль измерения отношения сигнал шум в дальнейшем модуль измерения ОСШ является стационарным, рабочим средством измерения, предназначенное для замены морально устаревшего и не экономичного модуля измерения отношения сигнал шум ИСШ-4, методическая база которого легла в основу данного проекта. 2. Назначение и область применения разрабатываемого модуля измерения отношения сигнал шум. Модуль измерения ОСШ предназначен для автоматического цифрового измерения отношения размаха видеосигнала к эффективному значению помехи на деталях статического телевизионного изображения, а также в интервале кадрового гасящего импульса во время передачи телевизионной программы.

Величина отношения сигнал шум ОСШ может быть измерена относительно размаха видеосигнала между уровнями а гашения и белого б черного и белого в гашения и белого в интервале кадрового гасящего импульса.

Модуль измерения ОСШ может быть использован для измерения ОСШ в сигнале монохромного телевидения на выходе любого источника видеосигнала или любого участка тракта изображения аппаратно-студийного комплекса телевизионного центра или передвижной телевизионной станции в первичных сигналах R,G,B цветного телевидения на соответствующих выходах камерного канала или декодирующего устройства на выходе телекинопроекционной аппаратуры видеомагнитной записи на выходах оконечных и промежуточных пунктов телевизионных линий связи в процессе передачи телевизионной программы и при передаче типовых испытательных сигналов.

Кроме того модуль измерения ОСШ может быть использован в лабораториях и на заводах-изготовителях при разработке и проверке телевизионной передающей аппаратуры.

Предназначение данной разработки состоит в модернизации находящегося в эксплуатации на теле-визионных центрах Украины модуля измерения ОСШ - ИСШ-4, перевод блоков прибора на современную элементную базу с другими схематическими решениями, изменении функциональных и принципиальных схем блоков существенно влияющих на погрешность измерения. 3. Анализ метода определения отношения сигнал шум . Отношение сигнал шум в телевидении определяют как отношение размаха видеосигнала между уровнями белого и гашения или черного к эффективному значению шума . Отношение сигнал шум выражают в децибелах в соответствии с выражением 3.1 дБ 3.1 где Uc -размах видеосигнала Uэ.ш. -эффективная величина шума. Под эффективной величиной шума подразумевается средне-квадратическое значение амплитуды шума. Выражение 3.1 имеет в правой своей части две переменные величины, в следствии чего вычисления потребуют больших затрат, чем если бы в правой выражения 3.1 была бы одна переменная величина.

Поэтому есть смысл пронормировать одну из величин и таким образом облегчить процесс обработки информации.

Так как видеосигнал является более стационарным по сравнению с шумом, есть смысл нормировать именно его. Таким образом автоматическое поддержание постоянным размаха видеосигнала заменяет собой измерение размаха видеосигнала.

При этом измерение отношения сигнал шум сводится к измерению величины шума, и алгоритм 3.1 преобразуется в алгоритм 3.2 где Во -константа.

Обработка шума с целью определения эффективной величины шума в формуле 3.2 осуществляется с помощью стробоскопического метода 1 , суть которого состоит в выборке мгновенных некоррелированных значений шума с частотой повторения сигнала и в запоминании выбранных значений на время между выборками.

Таким образом, период выборки должен быть равен периоду повторения кадров, длительность интервала выборки должна быть менее длительности изображения.

Возможность использования стробоскопического метода основана на том, что шум принимается эргодическим стационарным случайным процессом, а статистические характеристики среднее значение и дисперсия такого случайного процесса, полученные в результате усреднения его во времени на отрезке реализации, совпадают с полученными в результате усреднения по совокупности его выборочных мгновенных значений.

Таким образом дальнейшее измерение эффективной величины шума производится в соответствии с алгоритмом 3.3 Uэш 3.3 где Uk - амплитуда k выборки k 1 n , а n - число выборок мгновенных некоррелированных значений за цикл измерения.

При использовании алгоритма 3.3 нет необходимости производить как промежуточную операцию определение среднего значения или центрирование шума. Алгоритм измерения ОСШ 3.2 принимает с учетом алгоритма 3.3 вид 3.4 где R 2В - константа.

Затем полученные результаты преобразуется в цифровой код и алгоритм 3.4 принимает вид , 3.5 где F -константа, К - коэффициент преобразования аналог-код. Таким образом данный алгоритм вычисления отношения сигнал шум является простым, эффективным, и удобным в реализации аппаратными средствами.

Так как целью разработки является модернизация модуля измерения ОСШ - ИСШ - 4 реализующего данный метод, то в основу разработки ложится именно этот метод. 4. Обзор и анализ аналогичных устройств.

Разрабатываемое СИ является прибором с узкой специализацией, предназначенное, в основном , только для работы в аппаратных телевизионных центров.

Поэтому дополнение его функций как измерителя отношения сигнал шум какими-либо дополнительными функциями является нецелесообразным, так как необходимость этих функций в условиях передвижных телестанций не велика, а в стационарных условиях вообще мала. Таким образом использование на телевидении Украины измерителя ОСШ фирмы Роде и Шварц Rohde Schwarz , превосходящего по своим характеристикам разрабатываемый модуль является непозволительной роскошью ввиду высокой стоимости, необходимости специальной подготовки оператора знание немецкого языка, вычислительной техники , специальной подготовки персонала для технического обслуживания на фоне более высокой, но не всегда необходимой, точности измерения и не всегда необходимой многофункциональности.

Таким образом можно прийти к выводу, что продукция таких известных производителей измерительной техники, как TESLA и HEWLETT-PACKARD не будет применяться в АСБ телецентров Украины пока не возникнет острая необходимость в приборах такой точности.

Альтернативой метода описанного выше может быть метод который решает задачу измерения ОСШ прямо.

Под этим подразумевается то, что для измерения ОСШ производится измерение амплитуды видеосигнала, одновременно измерение величины среднеквадратического значения амплитуды шума, затем производится операция деления результатов измерения, после чего производится накапливание и результатом измерения ОСШ принимается математическое ожидание совокупности результатов вычисления формулы 3.1 для каждой выборки.

Недостатки этого метода по сравнению с описаным выше методом очевидны необходимость двух измерительных каналов, что, естественно нежелательно с точки зрения надежности, схемотехники и даже экономики наличие операции деления в которой один операнд значительно больше другого как минимум в 10 раз , что приведет к увеличению погрешности также недостатком можно считать отсутствие преймуществ перед описаным выше методом.

Отечественным аналогом разрабатываемого модуля измерения ОСШ является прибор ИСШ-4. Структурная схема измерителя ИСШ-4 состоит из аналоговой измерительной части блоки усиления и модуляции , цифровой измерительной части блок автоматической регулировки усиления, арифметический блок , буферный счетчик, блок дешифраторов и вспомогательной части блок управления, блок выделения синхросигнала ,блок синхронизации . Структурная схема модуля измерения ОСШ изображена на рисунке 4.1. Функциональная схема модуля измерения ОСШ изображена на рисунке 4.2. Видеосигнал рис. 4.3 а со входа измерителя Вход видео поступает на входные каскады 1, где усиливается до требуемого для подачи на блок фильтра 11 уровня. С выхода блока фильтра 11 видеосигнал, отфильтрованный в требуемой полосе частот поступает на вход усилителя с регулируемым коэффициентом передачи 2, на выходе которого размах видеосигнала поддерживается постоянным и равным эталонной величине Во. Импульсный сигнал управления коэффициентом передачи усилителя 2 Сигнал АРУ формируется цифровым устройством АРУ 8 блока автоматической регулировки усиления в результате сравнения видеосигнала Видео сравн. с выхода усилителя 2 с эталонным напряжением Во. Автоматическое поддержание постоянным размаха видеосигнала входе измерительного тракта заменяет собой измерение размаха видеосигнала.

При этом измерение отношения сигнал шум сводиться к измерению величины шума, и алгоритм 3.1 преобразуется в алгоритм 3.2 . Видеосигнал, размах которого между уровнями гашения и белого или черного и белого равен величине Во, поступает через потенциометр оперативной калибровки Калибр на один вход строб-схемы 3. На другой вод схемы 3 с выхода формирователя поступают строб-импульсы рис.3г , частота повторения которых - 25Гц, а длительность - примерно 4 мкс. Местоположение строб-импульсов можно менять вручную в пределах всего растра.

Строб-импульсы подаются также на вход схемы замешивания метки 25 селектора, где суммируются с видесигналом.

С выхода схемы 25 видеосигнал поступает на коаксиальное гнездо Видео ВКУ , к которому подключается видеоконтрольное устройство ВКУ . Замешанный в видеосигнал строб-импульс индицируется на экране ВКУ в виде яркостной метки, по положению которой на растре определяют участок изображения, выбранный для измерения на нем уровня шума. Этот участок изображения должен иметь постоянную яркость на всем протяжении яркостной метки, а соответствующий участок видеосигнала - неизменный размах во временном интервале строб- импульса.

На выходе схемы 3 в интервале строб-импульса выделяется сигнал, представляющий собой пьедестал, размах которого пропорционален размаху видеосигнала в интервале стробирования, с наложенным на него шумом рис.4.3д . Пьедестал с наложенным на него шумом подается на усилитель 4, на входе которого происходит автокомпенсация пьедестала.

Стробирование видеосигнала с последующей автокомпенсацией пьедестала, т.е. с устранением информации о видеосигнале, позволяет выделить шум из видеосигнала, а также использовать линейную часть динамической характеристики каскадов 4 и 6 целиком для обработки шума. Обработка пакета шума на выходе усилителя 4 с целью определения эффективной величины шума в формуле 3.2 осуществляется с помощью стробоскопического метода, суть которого состоит в выборке мгновенных некоррелированных значений шума с частотой повторения сигнала и в запоминании выбранных значений на время между выборками.

Таким образом, период выборки должен быть равен периоду повторения кадров, длительность интервала выборки должна быть менее длительности элемента изображения.

Возможность использования стробоскопического метода основана на том, что шум является эргодическим стационарным случайным процессом, а статические характеристики среднее значение и дисперсия такого случайного процесса, полученные в результате усреднения его во времени на отрезке реализации, совпадают с полученными в результате усреднения по совокупности его выборочных мгновенных значений. Выборка мгновенных некоррелированных значений шума и запоминание их на время между выборками производится следующим образом.

Пакеты усиленного шума рис.4.3е с выхода каскада 4 поступают на один вход амплитудно-импульсного модулятора АИМ 6, на другой его вход поступают импульсы выборки с выхода формирователя 5 рис 4.3ж . Частота повторения импульсов выборки - 25Гц а длительность на уровне амплитуды - приблизительно 20нс. Формирователь 5 запускается строб-импульсами с выхода формирователя 7 и обеспечивает положение импульса выборки посередине временного интервала строб-импульса.

На выходе АИМ образуются импульсы, модулированные по амплитуде шумом рис.3 з , т.е. размах каждого из этих импульсов Uк пропорционален мгновенной величине шума в момент выборки UkUш.р-р где k 1 n, n - число выборок мгновенных значений некоррелированных значений за цикл измерения.

Модулированные шумом импульсы поступают на пиковый детектор 7, который осуществляет запоминание размаха каждого очередного импульса до прихода последующего, т.е. в момент прихода k-го импульса на выходе пикового детектора формируется напряжение Uk , а предыдущее напряжение принудительно сбрасывается рис.4.3и рис.4.4б . В момент прихода к 1 -ого импульса сбрасывается напряжение Uk и формируется Uk 1. Таким образом, на выходе детектора 7 формируется преобразованный шум - дискретный случайный процесс, име-ющий те же статистические характеристики среднее значение и дисперсию , что и шум на входе измерителя.

Дальнейшее измерение эффективной величины шума производится в соответствии с алгоритмом 3.3 , при использовании которого нет необходимости производить, как промежуточную операцию, определение среднего значения, или центрирование, преобразованного шума. Алгоритм измерения ОСШ 3.2 принимается с учетом алгоритма 3.3 вид 3.4 . Операция вычитания, возведения в квадрат, суммирование и логарифмирование в последовательности, определенной алгоритмом 3.4 , осуществляют цифровые блоки измерителя.

Предварительную трансформацию преобразованного шума в цифровой код производят широтно-импульсный модулятор 10, расположенный в блоке автоматической регулировки усиления, и преобразователь длительность-код 12, расположенный на плате вычитателя и квадратора арифметического блока.

Широтно-импульсный модулятор запускается строб-импульсами с выхода формирователя 9. На выходе модулятора 10 образуется широтно-модулированные импульсы рис.4.4в , длительность которых пропорциональна размаху преобразованного шума в момент запуска модулятора 10, т.е. 4.1 где к 1 n. Широтно-модулированные импульсы поступают на преобразователь длительность-код 12, на выходе которого формируется число-импульсный код шума, представляющий со- бой пачки рис.4.4г , число импульсов в которых Nk пропорционально величинам, т.е. с учетом 4.1 где К - коэффициент преобразования аналог-код. После преобразования аналог-код алгоритм 3.4 принимает вид где На выходе вычитателя 13 формируется число-импульсный код разности двух соседних кодов шума рис.4.4д , т.е. пачки, число импульсов в которых Nk определяется в соответствии с выражением 4.2 4.2 где к 1 n. Квадратор 14 производит возведение в квадрат число-импульсных кодов разностей, поступающих на его вход с выхода вычитателя 13. На входе квадратора 14 формируются пачки рис.4.4е , число импульсов в которых Nk определяется в соответствии с выражением 4.3 4.3 где к 1 n. С выхода квадратора число-импульсный код подается на вход буферного счетчика 17 блока дешифраторов.

Счетчик 17 выполняет две операции суммирование за цикл измерения накопление кода квадратов разностей N и деление накопленного числа импульсов на n, т.е. на выходе счетчика образуются импульсы, число которых за весь цикл измерения N определяется в соответствии с выражением . Логарифмирование числа N в соответствии с алгоритмом производится блоком дешифраторов, а затем дешифрированный код выводится на индикатор.

Не пригодность прибора ИСШ-4 заключается в его недостаточной точности, неэкономичности и сложности схемотехники, что затрудняет техническое обслуживание и ремонт. 5. Обоснование выбора структурной схемы модуля измерения ОСШ. Так как метод измерения в разрабатываемом приборе будет такой же как в приборе ИСШ-4, то принципиально схема не изменяется.

Структурная схема модуля измерения ОСШ изображена на рисунке 5.1. Для обеспечения точости обработки сигнала и требований предъявляемых в ТЗ к входным параметрам разрабатываемого прибора входной сигнал подается на элемент структурной схемы - входной усилитель.

Задачей которую должен решить этот блок является усиление входного сигнала и его отбор для дальнейшей обработки по выделению синхросигналов, а также обеспечение соответствия входного сопротивления и емкости данным указанным в ТЗ. Для обеспечения работы всей схемы обработки алгоритма 3.5 вводится блок выделения синхросигналов.

Блок выполняет задачу синхронизации всего процесса измерения либо с внешним источником синхронизации либо внутренне от импульсов синхронизации кадров и строчных синхроимпульсов входящих в состав полного видеосигнала.

В функции этого блока входит также вывод на внешнее видеоконтрольное устройство ВКУ яркостной метки, указывающей место растра, где происходит измерение величины ОСШ. Выходными сигналами блока является синхроимпульс строки в которой производится измерение величины ОСШ и синхроимпульс по которому производится стробирование сигнала.

После блока входного усилителя полный видеосигнал попадает на первый коммутатор, задачей которого является выделение из полного видеосигнала сигнала строки в которой производится измерение. Затем сигнал выделенной строки подается на устройство линейного сравнения и компенсации УЛСК которое производит нормировку в соответствии с формулой 3.2 и компенсацию величины Во в составе сигнала выделенной строки.

После этого сигнал подается на второй коммутатор, который должен произвести стробирование при поступлении синхронизирующего импульса от блока выделения синхро-сигналов.

Выходной величиной блока является Uk. Для обеспечения дальнейшей обработки выборок шума, которая является уже чисто математически-статистической, производится преобразование аналог-код. Для этого вводится блок аналого-цифрового преобразования АЦП результатом работы которого является код соответствующий Uk - Nk . В дальнейшем Nk подается на блок цифровой обработки и управления БЦОиУ . Функциями блока является накопление массива Nk, вычисление ОСШ по формуле 3.5 по совокупности выборок Nk, управление УЛСК , выдача результата измерения на отображающее устройство.

И последним блоком структурной схемы является устройство отображения результата измерения УОРИ . 6. Предварительный анализ погрешностей.Упрощенная структурная схема модуля измерения ОСШ для предварительного анализа погрешностей имеет вид где, 1 - входной усилитель 2 - коммутатор 1 3 - УЛСК 4 - коммутатор 2 5 - АЦП 6 - цифровой блок и блок индикации аддитивные приведенные погрешности i - го блока.

Структурная схема является разомкнутой. Уравнение преобразования для приведенной выше схемы имеет вид где К1 - К6 коэффициенты преобразования соответствующих блоков. Таким образом суммарная мультипликативная погрешность прибора равна где коэффициенты влияния соответствующего блока на погрешность в целом.Определим коэффициенты влияния первого блока на мультипликативную погрешность Аналогично . Для мультипликативных погрешностей Суммарная систематическая погрешность Суммарная случайная погрешность предварительно предположив нормальный закон распределения погрешностей блоков , где - среднеквадратическое отклонение случайной состав-ляющей мультипликативной погрешности i - блока коэффициент, учитывающий вид закона распределения и доверительную вероятность Р 0,997 k 3 . По требованию ТЗ предел относительной допускаемой основной погрешности где нормирующее значение ОСШ - результат измерения ОСШ. Общая допустимая мультипликативная погрешность Распределим мультипликативную составляющую погрешности таким образом Тогда мультипликативная составляющая систематической погрешности между блоками схемы распределена следующим образом Для аддитивной погрешности Uвх 0 где - аддитивная погрешность, действующая на вход i - го блока. Приведенная ко входу устройства аддитивная погрешность Относительная приведенная ко входу аддитивная погрешность Номинальные коэффициенты предачи блоков 2,4,5,6 равны 1. Тогда уравнение для аддитивной погрешности упрощается Основное влияние на общую аддитивную погрешность вносят так как в первом блоке происходит умножение на К1. Следовательно, основное внимание необходимо уделить уменьшению этой погрешности.

При номинальном значении Uвх т.е. при К3 1 где аддитивная погрешность i - го блока.

Случайную составляющюю аддитивной погрешности, предположив ее нормальный закон распределения можно найти как . Суммарная относительная аддитивная погрешность по ТЗ не должна превышать 1 . Распределим эту погрешность следующим образом определяется шумами и квантования определяется напряжением смещения операцион-ных усилителей и т.п Оцениваю вносимую индикатором результата измерения.

По требованиям ТЗ индикатор должен быть трехразрядным и цена разряда равняется 0,1 dB. Следовательно индикатор будет вно-сить погрешность квантования индикации результата измерения равную 0,25 . На основании предположений о законе распределения погрешности оцениваю необходимую разрядность АЦП Деление на 1,5 необходимо для того, чтобы остался запас по погрешности для остальных блоков и других составляющих.

Разрядность АЦП равна Итак, необходимая разрядность АЦП - 10 разрядов.

На остальные случайные составляющие аддитивной погрешности приходиться То есть необходимо, чтобы выполнялось условие Оценим допустимый уровень паразитных шумов максимальное значение на входе коммутаторов при Uвх ном 12В . Исходя из этих данных, можно выбрать элементарную базу коммутаторы и операционные усилители . Для систематической составляющей аддитивной погрешности Так как первый блок работает с малым входным сигналом, то Оценим требования к напряжению смещения нуля опера-ционных усилителей при Uвх ном 12 В во всем температурном диапазоне.

Аналогично определяется максимально допустимое остаточное напряжение на электронных ключах коммутатора 7. Разработка функциональной схемы модуля измерения ОСШ. Функциональная схема разрабатываемого модуля измерения ОСШ будет содержать многие общие с прибором ИСШ-4 детали, но ввиду изменения принципа обработки сигнала есть необходимость полностью пересмотреть функциональную схему измерительной части.

До какой-либо обработки видеосигнала предусматривается усиление его величины. Это необходимо для того, чтобы дальнейшая обработка производилась с сигналом достаточно большого уровня, что обеспечит большую точность при преобразовании сигнала другими блоками.Для этого на входе схемы установлен предварительный усилитель с фиксированным коэффициентом усиления.

Затем сигнал поступает на блок выделения синхросигналов и на устройство линейного сравнения и компенсации УДСК . Блок УЛСК состоит из дифференциального усилителя, компаратора напряжения КН , меры, генератора линейно изменяющегося напряжения ГЛИН , устройства выборки и хранения УВХ . Все эти элементы предназначены выполнить задачу приравнивания величины видеосигнала к постоянной величине Во. На этом этапе ведется обработка уже не полного видео сигнала, а только сигнала строки в которой производится измерение ОСШ. Поэтому перед входом дифференциального усилителя включается ключ, управляемый от блока выделения синхросигналов и открытый только на время прохождения сигнала строки в которой измеряется ОСШ. Автоматическое регулирование уровня сигнала строки происходит таким образом в начальном состоянии ГЛИН сброшен в ноль и на один вход дифференциального усилителя приходит ноль. Выход усилителя подключен ко входу компаратора напряжения, который сравнивает полученный сигнал с постоянной величиной Во. Cигнал несущий информацию сравнения управляет ГЛИНом. В тот момент когда сигнал строки станет равным Во, сигнал управления с компаратора пропадет и величина напряжения на выходе ГЛИНа будет храниться в УВХ до конца цикла измерения.

Таким образом пронормированный сигнал поступает в измерительный блок. Измерительный блок состоит из аналого-цифрового преобразователя АЦП , генератора опорного напряжения и генератора тактовых импульсов. Также для реализации стробоскопического метода перед АЦП стоит ключ управляемый от схемы перемещения по строке блока выделения синхросигналов.

После преобразования аналог-код информация о сигнале поступает в блок цифровой обработки сигнала состоящий из регистра хранения данных, арифметико-логического устройства АЛУ , постоянного запоминающего устройства ПЗУ , оперативного запоминающего устройства ОЗУ . В этом блоке происходит реализация алгоритма 3.5 и вычисление результата измерения, который в дальнейшем выводиться на отображающее устройство.

Функциональная схема модуля измерения ОСШ изображена на рисунке 7.1. 8.Разработка принципиальной схемы измерительного блока модуля измерения ОСШ. Входной усилитель состоит из усилителя с фиксированным коэффициентом усиления, который необходим для предва-рительного усиления полного видеосигнала. Такая необходимость обусловлена точностными требованиями, которые в дальнейшем будут предъявлены системе АРУ. Этот усилитель состоит из прецезионного усилителя, собранного на операционном усилителе ОУ . Для построения выбрана интегральная микросхема ИМС КР140УД1101, которая отвечает требованиям, предъявляемым к этому усилителю в связи с необходимостью работы в частотном диапазоне видеосигнала.

ИМС КР140УД1101 представляет собой быстро-действующий операционный усилитель, имеющий повышенную скорость нарастания выходного напряжения 50В мксек. и малое время установления.

Коэффициент усиления выбран равным 15. Это связано с необходимостью достичь на выходе усилителя амплитуды сигнала близко 12В. Так как стандартный уровень белого в видеосигнале равен 0,7В, коэффициент усиления равен .Принципиальная схема входного усилителя изображена на рисунке 8.1. Рисунок 8.1. Схема включения ОУ представляет собой неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления равным отношению . Исходя из R1 15Ком. Ком. Сопротивление R3 выбрано исходя из требования ТЗ о входном сопротивлении прибора.

Усиленный до необходимой величины сигнал подается на коммутатор, функция которого заключается в выделении из сигнала только части, которая несет в себе информацию строки в которой производится измерение ОСШ. В качестве такого ключа используется ключ на МДП-транзисторах с индуцированным затвором р-типа, который входит в состав микросхемы К547КП1А. Ключ управляется блоком выделения строки.

После коммутатора сигнал выделенной строки подается на схему устройства линейного сравнения и компенсации УЛСК . Принципиальная схема УЛСК изображена на рисунке 8.2. УЛСК состоит из дифференциального усилителя на ОУ DA2, в качестве которой также используется ИМС КР140УД1101, компаратора напряжения, источника напряжения Во, интегратора и устройства выборки и хранения.

Сигнал выделенной строки пройдя через дифференциальный усилитель подается на компаратор напряжения, в качестве которого используется ИМС К521СА4 DA3 . Компаратор срав-нивает значение сигнала с опорным напряжением, которое соответствует Во. В данном случае величина опорного напряжения выбрана равной 12В. Наличие опорного напряжения обеспечивает ИМС КР140УД17Б DA4 на которой собран высоко-стабильный источник опорного напряжения.

В случае если величина сигнала выделенной строки меньше Во компаратор вырабатывает сигнал, который запускает генератор линейно-изменяющегося напряжения ГЛИН который собран на ИМС КР140УД22 DA5 . Величину выходного напряжения ГЛИНа хранит устройство выборки и хранения на ИМС КР140УД1208 DA6 . Это напряжение поступает на один из дифференциальных входов ИМС DA2. Величина выходного напряжения на выходе DA2 равна 8.1 где напряжение поступаемое с ГЛИНа - напряжение на входе блока УЛСК. Так как напряжение Uару возрастает, возрастает и выходное напряжение и наступит момент, когда напряжения на входах уравняются и тогда устройство выборки и хранения зафиксирует величину напряжения до конца цикла измерения. Для того чтобы во время когда сигнал выделенной строки отсутствует ГЛИН не работал, предусмотрена блокировка выходов компаратора сигналом с блока выделения строки.

Величина резисторов R5,R6,R7,R8, которые влияют на коэф-фициент усиления дифференциального усилителя выбраны таковыми, что при величине Uвх 12В коэффициент усиления диф-ференциального усилителя равен 1. Исходя из формулы 8.1 при Uару 0 R5 R6 R7 R8 15Ком. Далее необходимо расчитать источник опорного напряжения на DA4. Величину выходного напряжения задают резисторы R9,R10,R11. Номинал резисторов находится по формуле В схеме применен стабилитрон КС147А, Величина этого резистора подбирается при настройке, поэтому в схему устанавливается подстроечный резистор.

Сигнал после дифференциального усилителя попадает на вход компаратора напряжения, где сравнивается с Во . Результат сравнения на выходе появляется в виде если , если если . Этот сигнал попадает на вход интегратора напряжения собран-ного на ОУ. Для уменьшения влияния шумов перед входом интегратора включена RС цепочка.

Функция устройства выборки и хранения состоит в том, чтобы в начале цикла измерения в течении определенного времени произвести подстройку системы, которая заключается в обеспечении амплитуды выделенной строки после дифференциального усилителя равной Во. Длительность цикла подстройки равна 5 секундам.

Частота кадровой развертки отечественного стандарта равна 50 Гц, за интервал между двумя кадровыми импульсами проходит 312,5 строк, вторая половина растра проходит в следующий интервал.

Из этого следует что определенная строка следует с частотой 25 Гц. Значит в течении интервала 5 сек. строка в которой проводится измерение появится 20 раз. Из этого следует, что скорость нарастания выходного напряжения ГЛИНа должна быть такой, чтобы к концу интервала в 5 сек. выходное напряжение ГЛИНа достигло максимума диапазона амплитуды 12В . Длительность импульса строки равна 60 мксек.Следовательно суммарное время работы ГЛИНа равно 1,2 мсек. Для сброса заряда конденсатора по окончанию цикла измерения предусматривается шунтирование его управляемым ключом.

Схема ГЛИНа представлена на рисунке. Необходимо расчитать параметры RС цепи образующей парралельную отрицательную обратную связь по напряжению.Выходное напряжение определяется выражением Приняв С 0,1мкФ определяю R Схема устройства хранения значения выходного напряжения ГЛИНа является типовой схемой включения микросхемы КР140УД1208 и описана в . После УЛСК пронормированный сигнал выделенной строки подается на инвертирующий вход дифференциальный усилитель также собранный на ИМС КР140УД1101. Задачей этого усилителя является компенсация в сигнале величины собственно видеосигнала и усиление оставшегося сигнала, являющегося по сути измеряемым шумом, до величины динамического диапазона аналого-цифрового преобразователя АЦП . Таким образом необ-ходимо определиться с выбором АЦП. Исходя из требований к быстродействию и к разрядности АЦП выбирается СБИС десяти разрядного АЦП считывания КМ1107ПВ6. Максимальная частота преобразования этой СБИС - 15 Мгц, диапазон входного напряжения 0 3В. Таким образом дифференциальный усилитель должен усилить компенсированный сигнал максимум до -3В. Принципиальная схема дифференциального усилителя показана на рисунке 8.3. Рисунок 8.3. Исходя из диапазона в котором будут производиться измерения ОСШ и величины видеосигнала можно сказать, что величина Uшум на данном этапе не будет превышать 1,2В. Значит коэффициент усиления должен составлять 2,5. Функция компенсации видеосигнала выполняется подачей на неинвертирующий вход дифференциального усилителя величины Во с источника опорного напряжения описанного выше. Величина резисторов R1,R2,R3,R4, которые влияют на коэф-фициент усиления дифференциального усилителя выбраны исходя из формулы R1 R3 7,5Ком R2 R4 3Ком. Схема включения АЦП является типовой и расчета не требует за исключением расчета источника опорного напряжения собранного аналогично источнику Во. Величину выходного напряжения задают резисторы R46,R47,R48. Номинал резисторов находится по формуле В схеме применен стабистор КС113А, Величина этого резистора подбирается при настройке, поэтому в схему устанавливается подстроечный резистор После АЦП происходит обработка сигнала уже в виде кода в цифровой части прибора.

Укрупненная функциональная схема блока цифровой обработки сигнала изображена на рисунке 8.4. где, ГТЧ генератор тактовой частоты АЛУ арифметико-логическое устройство УВВ устройство ввода-вывода ПЗУ постоянное запоминающее устройство ОЗУ оперативное запоминающее устройство.

Десятиразрядный код от АЦП постурает на входные регистры которые помимо функции хранения кода между выборками выполняют функцию мультиплексирования сигнала из 10 в 8. Функции ЦПУ, ОЗУ,ПЗУ,УВВ выполняет СБИС однокристаль-ной восьмиразрядной микро-ЭВМ КМ1816ВЕ48. Эта микросхема выбрана исходя из требований к объему ПЗУ, ОЗУ, а также, что не мало важно, то что эта СБИС имеет перепрограмируемое ПЗУ. Этот параметр имеет большое значение так как предполагается не большое количество изготовляемых приборов.

Десять разрядов кода с АЦП поступают на регистры и по заднему фронту строб-сигнала записываются и запоминаются до прихода следующего импульса.

Код считывается в однокристальную ЭВМ в такой последовательности по приходу сигнала с микро- ЭВМ на чтение памяти считывается младшие восемь разрядов разряды 9 и 10 выставляются на шину по приходу сигналаТ1 вместе с сигналом чтения памяти.

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

Микро-ЭВМ производит операции запоминания предыдущего значения NK, вычисление разности Nk и Nk-1, суммирование разностей, вычисление корня суммы и дальнейшие вычисления по формуле 3.5. Результат измерения появляется в виде 12 разрядного двоично-десятичного кода на выводах портов 1 и 2 микро-ЭВМ. Этот код подается на дешифраторы КР555ИД18 предназначенные для преобразования двоичного кода в код для семисегментных индикаторов АЛС324Б. 9. Анализ погрешности модуля измерения ОСШ. 9.1. Погрешность входного усилителя. 9.1.1.Погрешность от конечного усиления ОУ. Погрешность от конечного усиления определяется по формуле где К - коэффициент усиления на частотах измерения - коэффициент передачи обратной связи.

Коэффициент усиления ОУ КР140УД1101 на рабочей частоте равен 50000. Погрешность по характеру мультипликативная, систематическая. 9.1.2. Погрешность от напряжения смещения ОУ. Погрешность определяется по формуле . Для КР140УД1101 3мВ. Тогда Дополнительная температурная погрешность от дрейфа напряжения смещения ОУ равна где - температурный дрейф КР140УД1101 - 50 мкВ оС 5o где - минимальная, максимальная и нормальная рабочая температура окружающей среды соответственно. 9.4.Расчет погрешностей коммутатора. 9.4.1. Расчет погрешности от сопротивления открытого ключа.

Т.к. выходное сопротивление источника сигнала мало по сравнению с сопротивлением закрытого ключа Rз, то можно записать для коэффициента передачи коммутатора В идеальном случае Rо 0 R3 равно бесконечности и К 1. Тогда погрешность Для микросхемы К547КП1А Rо 100 Ом R3 20 Мом. Погрешность мультипликативная систематическая. 9.2.2.Расчет погрешности от закрытого ключа.

Коэффициент передачи равен В идеальном случае R3 равно бесконечности и К 0. Тогда Погрешность мультипликативная систематическая. 9.2.3.Погрешность от остаточного напряжения на ключах коммутатора.

Uост 10 мкВ для К547КП1А Тогда погрешность Эта погрешность носит характер аддитивной случайной. 9.3. Погрешности дифференциального усилителя. 9.3.1. Погрешность от разброса параметров резисторов обратной связи. Эту погрешность можно оценить, предположив нормальный закон распределения по формуле где погрешность i-го резистора.

При Погрешность мультипликативная систематическая. 9.3.2.Погрешность от конечного петлевого усиления.Погрешность от конечного петлевого усиления определяется по формуле где К - коэффициент усиления ОУ на рабочей частоте. 1 Погрешность мультипликативная систематическая. 9.3.3.Погрешность от напряжения смещения ОУ. Эта погрешность по характеру аддитивная, систематическая.

Для КР140УД1101 3мВ. Тогда Дополнительная температурная погрешность от дрейфа напряжения смещения ОУ равна где - температурный дрейф КР140УД1101 - 50 мкВ оС 5o где - минимальная, максимальная и нормальная рабочая температура окружающей среды соответственно. 9.4.Погрешность устройства сравнения.Вносимая устройством сравнения погрешность является аддитивной систематической и возникает она из-за напряжения смещения нуля микросхемы КФ1053СА1. Uсм 6мВ 9.5.Погрешность устройства выборки и хранения.

Эквивалентная схема устройства выборки и хранения УВХ представлена на рисунке 9.1. На схеме приняты следующие обозначения К - ключ Схр - емкость хранящего конденсатора R - эквивалентное сопротивление зарядной цепи Rвх - эквивалентное сопротивление нагрузки цепи ОУ - операционный усилитель. 9.4.1.Погрешность из-за недозаряда конденсатора . Заряд емкости происходит по закону где tинт - время интегрирования t R Схр. Емкость заряжается по этому закону до тех пор, пока выходное напряжение не станет равным входному, но с противоположным знаком.

Это задано резисторами обратной связи, не показанными на эквивалентной схеме. Погрешность из-за недозаряда конденсатора обусловлена конечным временем выборки tинт. По характеру погрешность мультипликативная случайная. 9.4.2. Погрешность из-за разряда конденсатора.Погрешность возникает из-за конечного времени обработки сигнала.

Ключ разомкнут и Схр разряжается на эквивалентное сопротивление Rэкв Rэкв где Rsw -сопротивление закрытого ключа порядка 50 Мом . Rвх -входное сопротивление ОУ для КР140УД22 Rвх 30Мом Rэкв Разряд Схр определяется формулой где tр - постоянная времени разрядной цепи Погрешность от разряда Схр за время tхр равна Погрешность мультипликативная систематическая.Аналогичным методом расчитывается погрешность собственно самого УВХ с той лишь разностью, что время хранения составляет 40сек, сопротивление ключевого транзистора выше и нет другого пути разряда . 9.5.Погрешности АЦП. 9.5.1.Погрешность от дискретности преобразования.

Погрешность определяется как погрешность по характеру аддитивная, случайная равномерный закон распределения . 9.5.2.Погрешность от нелинейности АЦП. Определяется по справочной литературе . Не превы-шает 0,012 . По характеру мультипликативная, систематическая. 9.5.3.Погрешность источника опорного напряжения АЦП. Погрешность определяется отклонением Uст от номиналь-ного зачения и температурной нестабильностью стабилитрона.

Разброс Uст может достигать 5 , но эта погрешность корректируется калибровкой. Дополнительная температурная погрешность равна где TKU - температурный коэффициент стабистора для стабистора КС113А TKU 5 10-4 5оС где - минимальная, максимальная и нормальная рабочая температура окружающей среды соответственно.Погрешность аддитивная, систематическая. 9.6.Суммирование погрешностей. 9.6.1.Суммирование мультипликативных погрешностей.

Для удобства суммирования сведем все мультипликативные погрешности в таблицу. Наименование.Значение, Примечание Погр.от конечного усиления входного усилителя 0,031 сист. Погр.от сопротивления открытого ключа. 0,005 сист. Погр.от сопротивления закрытого ключа. 0,005 сист Погр.от погрешности резисторов обратной связи 0,2 случ Погр.от конечного петлевого усиления ОУ 0,002 сист Погр от недозаряда конденсатора ГЛИН. 0,024 сист Погр от разряда конденсатора ГЛИН. 0,064 сист Погр от разряда конденсатора УВХ. 0,1 сист Погр от нелинейности АЦП 0,012 сист Погр от нестабильности ИОН 0,01 случ Для суммирования случайных составляющих мульти-пликативной погрешности определим их СКО с учетом закона распределения предполагается нормальный закон распределения Значение суммарного значения СКО мультипликативной погрешности определяется по формуле Систематическая составляющая мультипликативной погрешности определяется как алгебраическая сумма всех систематических погрешностей.

Погрешности ввиду их несущественности, не учитываются.

Оценку верхней границы суммарной мультипликативной погрешности дадим по формуле 9.6.1.Суммирование аддитивных погрешностей. Для удобства суммирования сведем все аддитивные погреш-ности в таблицу.Наименование Значение, Примечание 1 Погр от напряжения смещения входного усилителя. 0,42 сист 2 Погр от температурного дрейфа напряжения смещения 0,036 сист 3 Погр от остаточного напряжения на ключах 0,001 случ. 4 Погр от напряжения смещения дифф. усилителей 0,05 сист 5 Погр от температурного дрейфа напряжения смещения дифф. усилителей. 0,002 сист 6 Погррешность устройства сравнения 0,05 сист 7 Погр от дискретизации АЦП 0,05 сист 8 Погрешность ИОН. 0,025 случ. 9 Погрешность дискретизации резуль-тата измерения индикатором. 0,25 случ. Систематическая суммарная погрешность равна Таким образом погрешность не превышает заданную в ТЗ. 10.Метрологическое обеспечение.

В модуле измерения ОСШ предусмотрена градуировка и оперативная колибровка. Градуировка проводится на заводе - изготовителе после настройки модуля, и целью ее является учет величины F в алгоритме 3.5 . При градуировке на входе измерителя устанавливается градуировочная величина ОСШ и путем регулировки внутренних настроечных элементов добиваются показания, соответствующего поданному на вход значению ОСШ. После окончания градуировки определяют калибровочное число К, необходимое для оперативной калибровки измерителя в процессе эксплуатации, для чего на вход измерителя подается эталонный сигнал, иммитирующий шум. Результат измерения уровня иммитируемого шума является калибровочным числом К для данного измерителя.

Калибровочное число К заносится в паспорт прибора.

В прцессе эксплуатации прибора возможно изменение величины F по сравнению со значением, учтенным при градуировке. Эти изменения происходят за счет изменения условий эксплуатации, старения элементной базы и других причин.Компенсация дрейфа величины F осуществляется оперативной калибровкой.

Проводят измерение уровня иммитируемого шум . Причем, если результат измерения К не равен калибровочному значению, то изменяют коэффициент передачи измерительного тракта изменяют величину F до совпадения результатов.При проведении поверки модуля измерения отношения сигнал шум должны применятся контрольно-измерительная аппаратура, перечень которой приведен в приложении 2. При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия напряжение питающей сети должно быть 220В5 температура окружающей Среды - от 15 до 35 оС относительная влажность воздуха - не более 90 при температуре 30 оС атмосферное давление - 750 30 мм. рт. ст. 10.1.Определение метрологических параметров.

Схема подключения аппаратуры для определения погрешности измерения приведена на рисунке 10.1. Приборы установить в следующие режимы работы. Генератор импульсов Г5-26 установить в режим внешнего запуска и запускать его от строчных импульсов.Величина задержки момента запуска импульса 2 установить равной 20 мкс а длительность - 15 мкс. Переключатель полярности в положение положительной полярности.

Устанавливается амплитуда выходных импульсов генератора такой величины, чтобы вольтметр Щ1513 на входе измерителя показывал 0,7 В. Установить на выходе генератора Г2-37 амплитуду шума в 0,7В и контролировать эту величину на вольтметре В3-39. Изменяя параметры магазина сопротивлений не менее четырех измерений, затем изменить диапазон и повторить измерения.

По результатам измерений произвести вывод о соответствии модуля измерения ОСШ метрологическим параметрам. В случае превышения разности показаний прибора и установленным на магазине затуханием, хотя бы в одном измерении, более чем на 0,2 дБ, принимается решение о несоответствии прибора метрологическим характеристикам. 10.2. Определение разброса результатов ряда измерений вариация . Произвести подряд десять измерений одной и той же величины ОСШ, установленной на входе прибора.При этом следить за постоянством уровня шума и постоянством уровня импульсов.

На основании полученных результатов определить величину разброса результатов ряда измерений, которая не должна превышать 1,5 дБ, по формуле max - min , где max min - соответственно наибольший и наименьший из полученных результатов. Аннотация.В дипломной работе выполняется проектирование модуля измерения отношения сигнал шум - измерительного прибора предназначенного для эксплуатации в аппаратных телецентров Украины.

Этот прибор должен заменить находящийся сейчас в эксплуатации прибор ИСШ-4, который является не экономичным морально устаревшим и не достаточно точным. Summary. In the diplom work designing of a module of measurement of the attitude relation the signal noise - measuring device intended for operation in hardware broadcasting TV center of Ukraine is executed. This device should replace device Located now in operation ИСШ-4, which is not economic, out of date and not reasonably exact.Технико-экономическое обоснование.

Планирование организации конструкторских работ по теме Модуль измерения отношения сигнал-шум . Данный дипломный проект представляет собой усовершенствование модуля измерения отношения сигнал шум ИСШ4. Прибор предназначен для полуавтоматических измерений и контроля параметров телевизионного тракта аппаратно-студийного комплекса телевидения.Для расчета длительности и трудовых ресурсов комплекса работ по созданию и освоению новой техники применяются сетевые методы.

Весь комплекс работ представляется сетевым графиком - направленным гра-фом, на котором показаны работы и события. Этапы сетевого планирования расчленение всего комплекса работ на отдельные логически завершенные работы определение продолжительности работ и ресурсов для их выполнения используются нормативы и экс-пертные оценки Временные оценки дают эксперты, которые являются ответственными исполнителями работ и имеют большой опыт выполнения таких работ.Предполагается незави-симость экспертов.

При построении сетевого графика в начале составляется перечень работ. В нем указывается шифр работ, исполнители и их количество, затем определяется длительность работ по соответствующим нормативам.При отсутствии нормативов ожидаемое время выполнения работ tож определяется по двум оценкам времени, которые берутся из статистических данных по аналогичным работам или получаются в виде экспертных оценок различных специалистов, минимальной продолжительности работы оптимистическая оценка tmin и максимальной продолжительности пессимистическая оценка tmax . Минимальная продолжительность работы пред-полагает наличие самых благоприятных условий для ее выполнения.

Максимальная продолжительность опре-деляется с учетом возможности неблагоприятных усло-вий. Ожидаемое время выполнения работ определяется по формуле 3tmin 2tmax tож 5 Результаты расчетов ожидаемого времени заносим в таблицу 1. Следующим этапом построения сетевого графика является составление перечня событий табл. 3 . На основе таблицы 2 и таблицы 3 строится сетевой график см. рис На графике указывается продолжительность работ, номера событий и параметры событий.

Определяем параметры работ время раннего начала работы t pн Трi время раннего окончания работы tpo tpн tij время позднего окончания работы tпо Tпj время позднего начала работы tпн tпо - tij полный резерв времени Rij Tпi - Tpi - tij свободный резерв времени Rc Tрj - Tpi - tij где Тpi - ранний срок настурления события Tпi - поздный срок наступления события tIJ - длительность работы.

Таблица 1. Шифр работ Наименование работ.Исполнители Оценки экспертов. дни tож дни должн. кол-во 1 2 3 4 5 6 7 0 - 1 Разработка техни-ческого задания инж. руков. 2 2 12 7 8 10 11 10 11 10 1 - 2 Обзор и анализ су-ществующих решений инж. руков. 2 1 7 12 8 9 12 10 11 10 2 - 3 Обоснование прин-ципа работы ИОСШ инж. руков. 2 1 14 15 12 10 11 9 9 12 3 - 4 Разработка структурной схемы инж. руков. 2 1 16 15 15 14 13 12 12 14 4 - 5 Разработка функци-ональной схемы инж. руков. 2 1 9 9 14 10 12 14 14 12 5 - 6 Предварительный анализ погрешностей. инж. руков. 3 1 4 6 7 9 10 10 10 8 6 - 7 Доработка блока измерений. инж. руков. 2 1 11 11 12 10 9 8 8 10 7 - 10 Анализ погрешностей блока измерений. инж. руков. 2 0 11 10 12 12 13 11 12 12 10-11 Разработка принци-пиальной схемы БИ. инж. руков. 2 1 4 5 8 9 5 8 6 7 6 - 8 Подбор элементнои базы. инж. руков. 2 1 11 11 10 11 10 9 8 10 8 - 9 Разработка принци-пиальной схемы. инж. руков. 2 1 18 17 11 17 15 8 9 14 9 -11 Анализ погрешностей схемы. инж. руков. 3 1 11 11 12 10 9 8 8 10 11 - 12 Общий анализ погрешностей. инж. руков. 3 1 12 12 9 10 11 8 7 10 12 - 14 Разработка конструкции. инж. руков. 2 1 12 14 11 13 15 16 16 14 14 - 15 Расчет показателей надежности. инж. руков. 2 0 11 12 11 13 12 13 13 12 15 - 16 Технико-экономи-ческое обоснование. инж. руков. 2 1 15 9 14 10 16 7 7 12 12 - 13 Разработка монтаж- ной схемы. инж. руков. 1 0 4 6 4 5 4 5 4 5 13 - 16 Разводка печатных плат. инж. руков. 2 0 22 20 24 25 15 17 13 20 14 - 16 Разработка меропри-ятий по охране труда. инж. руков. 1 1 11 13 10 12 9 6 8 10 16 - 17 Оформление техни-ческой документации. инж. руков. 3 1 13 9 12 8 13 6 6 10 Содержание и параметры работ сетевого графика приведены в таблиуе 2, 3. Содержание и параметры работ сетевого графика.

Таблица 2. Шифр работ Наименование работ.

Продолж Исполнители.

Трудоемкость.Полный резерв времени дни. должн кол - во чел-дни дни. 0 - 1 Разработка техни-ческого задания 10 инж. руков 3 1 40 0 1 - 2 Обзор и анализ су-ществующих решений 10 инж. руков 2 1 30 0 2 - 3 Обоснование прин-ципа работы ИОСШ 12 инж. руков 2 1 36 0 3 - 4 Разработка структурной схемы 14 инж. руков 2 1 42 0 4 - 5 Разработка функци-ональной схемы 12 инж. руков 2 1 36 0 5 - 6 Предварительный анализ погрешностей. 8 инж. руков 3 1 32 0 6 - 7 Доработка блока измерений. 10 инж. руков 2 1 30 5 7 - 10 Анализ погрешностей блока измерений. 12 инж. руков 2 0 24 5 10-11 Разработка принци-пиальной схемы БИ. 7 инж. руков. 2 1 21 5 6 - 8 Подбор элементнои базы. 10 инж. руков. 3 0 30 0 8 - 9 Разработка принци-пиальной схемы. 14 инж. руков 2 1 42 0 9 -11 Анализ погрешностей схемы. 10 инж. руков 4 0 40 0 11 - 12 Общий анализ погрешностей. 10 инж. руков 3 1 40 0 12 - 13 Разработка монтаж- ной схемы. 5 инж. руков 1 0 5 13 13 - 16 Разводка печатных плат. 20 инж. руков 2 0 40 13 12 - 14 Разработка конструкции. 14 инж. руков 2 1 42 0 14 - 15 Расчет показателей надежности. 12 инж. руков 2 0 24 0 14 - 16 Разработка меропри-ятий по охране труда. 10 инж. руков 2 0 20 14 15 - 16 Технико-экономи-ческое обоснование. 12 инж. руков 2 1 36 0 16 - 17 Оформление техни-ческой документации. 10 инж. руков 3 1 40 0 Таблица 3. Шифр работ Продолж. дни. Время раннего начала работы Время раннего окончания работы Время позднего начала работы Время позднего окончания работы Полный резерв времени дни Свободн. резерв времени дни 0 - 1 10 0 10 0 10 0 0 1 - 2 10 10 20 10 20 0 0 2 - 3 12 20 32 20 32 0 0 3 - 4 14 32 46 32 46 0 0 4 - 5 12 46 58 46 58 0 0 5 - 6 8 58 66 58 66 0 0 6 - 7 10 66 76 71 81 5 0 7 - 10 12 76 88 81 93 5 0 10-11 7 88 95 93 100 5 5 6 - 8 10 66 76 66 76 0 0 8 - 9 14 76 90 76 90 0 0 9 -11 10 90 100 90 100 0 0 11 - 12 10 100 110 100 110 0 0 12 - 13 5 110 115 123 128 13 0 13 - 16 20 115 135 128 148 13 13 12 - 14 14 110 124 110 124 0 0 14 - 15 12 124 136 124 136 0 0 14 - 16 10 124 134 138 148 14 14 15 - 16 12 136 148 136 148 0 0 16 - 17 10 148 158 148 158 0 0 Сетевой график приведен на рисунке 1. После составления сетевого графика производится его анализ с целью выявления ошибок и уточнения последовательности работ.

При анализе решаются задачи обеспечения минимального срока выполнения всего комплекса работ и определение необходимого штата исполнителей с обеспечением их равномерной загрузки. После анализа производится оптимизация сетевого графика.

Анализ и оптимизация сетевого графика.

При оптимизации сетевого графика общий срок выполнения всего комплекса работ принимается равным длине критического пути. При таком варианте решения оптимизация проводится только по загрузке исполнителей изменяется число исполнителей на соответствующих работах при сохранении исходной трудоемкости в пределах резервов времени по работам, не лежащих на критическом пути, производится сдвиг сроков начала и окончания этих работ с целью получения равномерной загрузки исполнителей.

Оптимизация сетевого графика выполняется с целью минимизации и выравнивания потребностей в исполнителях.

Для этого построим карту проекта, которая содержит преобразованный сетевой график рис 2 . Оптимизация начинается с построения карты загрузки исполнителей, на которой указывается длительность и последовательность работ, а также трудоемкость их выполнения.

Карта содержит преобразованный сетевой график диаграмму занятости работников . При оптимизации сетевого графика по загрузке исполнителей выполняемые работы можно сдвигать вправо на более поздние сроки в пределах имеющихся резервов времени.

Нельзя нарушать последовательность и взаимосвязь работ. В случае изменения численности исполнителей конкретной работы, трудоемкость ее должна оставаться постоянной.

В данном случае для оптимизации могут быть выбраны лишь участки работ 6 - 7, 7 - 10, 10 - 11 и 14 - 16. Работа 10 - 11 обладает достаточным резервом времени чтобы вместо трех человек ее поручить двум. С целью равномерной загрузки исполнителей работа 14 - 16 сдвигается в пределах своего резерва времени на 12 дней, со сроком начала работ на 136 день. Определим среднее количество исполнителей, необходимое для выполнения разработки по формуле где n - количество работ сетевого графика Тij - продолжительность работы, дни rij - количество исполнителей работы, человек Ткр - продолжительность критического пути Тср - среднее количество исполнителей, человек Так как количество исполнителей не может быть дробным, то округляем Тср. Тср 4. В результате оптимизации мксимальное количество исполнителей сократилось с семи человек до шести и загруженность их стала более равномерной.

Оптимизированная карта проекта сетевого графика изображена на рисунке 3. Расчет затрат на опытно - конструкторскую разработку.

Затраты на разработку определяются путем составления калькуляции плановой себестоимости. Калькуляция является основным документом, на основании которого производится планирование и учет затрат на опытно - конструкторскую разработку.Калькуляцию плановой себестоимости составляют до начала выполнения работ, поэтому все расчеты в ней носят приближенный характер.

Калькуляция плановой себестоимости рассчитывается по таким статьям Заработная плата основная и дополнительная . Отчисления в фонд социального страхования, фонд занятости и фонд ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы. Материалы. Спецоборудование. Затраты на научные командировки. Прочие затраты. Накладные расходы. Оплата услуг сторонних организаций.Основная заработная плата рассчитывается на основе данных о трудоемкости выполняемых отдельных этапов разработки проекта, установленных ранее в сетевом графике и должностных окладов исполнителей.

Дневная зарплата определяется исходя из месячных окладов, учитывая, что условный месяц имеет продолжительность 21,2 дня при пятидневной рабочей неделе.Заработная плата исполнителей может быть рассчитана по формуле где n - количество категорий исполнителей Зdi - средняя заработная плата исполнителей первой категории за один день, крб. Тdi - количество дней работы исполнителей.

На должности руководителя находится инженер первой категории, а на должности инженера инженер второй категории.Для инженера первой категории при пятидневном рабочем режиме и заработной плате 17080000 крб. за месяц крб в день. Для инженера второй категории при пятидневном рабочем режиме и зароботной плате 13210000 крб. за месяц крб в день. Заработная плата исполнителей приведена в таблице 4. Таблица 4. Должность Трудоемкость, чел дн. Средняя дневная заработная плата, крб. Сумма, крб. Инженер 1- ой категории 143 805677 115211811 Инженер 2- ой категории 507 623113 315918291 Премия составляет 20 431130102 Зп 147438891 290993771 х 0,2 86226020 крб. Дополнительная заработная плата составляет 6,6 от основной Зо Ззар Зп 431130102 86226020 517356122 крб. Зд Зо х 0,066 517356122 х 0,066 34145504 крб. Зсум Зо Зд 526119194 34723866 551501626 крб. Отчисление в фонд занятости составляет 2 от Зсум Ззан Зо Зд х 0,02 517356122 34145504 х 0,02 11030032 крб. Отчисление в фонд Чернобыля 12 от Зсум ЗЧер Зо Зд х 0,12 517356122 34145504 х 0,12 66180195 крб. Отчисление в фонд пенсии 37 от Зсум Зпенс Зо Зд х 0,37 517356122 34145504 х 0,37 204055601 крб. Расчет материалов, необходимых для выполнения темы, приведен в таблице 5. Таблица 5. Наименование Количество, шт. Цена, крб. Сумма, крб. Бумага формата А - 4 500 5 000 2 500 000 Листы формата А - 1 15 130 000 1 950 000 Карандаши 15 30 000 450 000 Чертежный набор 2 2 000 000 4 000 000 Всего 8 900 000 В статью прочих затрат включаются затраты на обработку с помощью ЭВМ. Стоимость одного часа работы на ЭВМ IBM PC AT 386 Т 20 крб. Затраты на обработку информации с помощью ЭВМ Зобр t х С х Т где Т - время, необходимое для работы на ЭВМ, дни С - длительность смены, С 8 ч, Зобр. 12 х 8 х 20 1920 крб. Расходы на спецоборудование, на научные командировки, оплату услуг сторонних организаций не предусмотрены.

Накладные расходы составляют 5 . Смета затрат на опытно-конструкторскую разработку по теме Модуль измерения отношения сигнал-шум . Таблица 6. Статьи затрат.

Сумма,крб Удельный вес, Заработная плата 551501626 63,84 Отчисления. 281265828 32,56 Материалы. 8 900 000 1,03 Прочие расходы 1920 2,22 Накладные расходы 30 0,35 Итого 863867454 100,00 Прибыль 172773490,8 20 Всего стоимость работ 1036640945 7. Разработка функциональной схемы модуля измерения ОСШ. Функциональная схема разрабатываемого модуля измерения ОСШ будет содержать многие общие с прибором ИСШ-4 детали, но ввиду изменения принципа обработки сигнала есть необходимость полностью пересмотреть функциональную схему измерительной части.

До какой-либо обработки видеосигнала предусматривается усиление его величины.

Это необходимо для того, чтобы дальнейшая обработка производилась с сигналом достаточно большого уровня,.

– Конец работы –

Используемые теги: Измеритель, отношения, сигнал/шум, ТВ, канала0.075

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Измеритель отношения сигнал/шум ТВ канала

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Отличие трудовых отношений от отношений других отраслей права
По мнению Васильевой Елены Валерьевны, трудовые отношения берут начало от существовавшего в древнем Риме договора по найму способности к труду… Вслед за изменениями в общественных отношениях начало меняться и… По ранее действующему законодательству, в связи с ограниченным полем применения гражданского права, пересечение…

Экономические отношения как основа человеческой деятельности. Структура и закономерности развития эконом. отношений
Акционерная соб ть образуется в рез те выпуска акций и их продажи членам учредителям ЗАО и всем желающим ОАО... Арендная соб ть возн в рез те аренды трудовых коллективом имущ ва... Народная соб ть образ в рез те перехода всего им ва гос предп я в руки трудового коллектива или выкупа арендованного...

Национальные отношения в современном мире. Проблемы межнациональных отношений в нашей стране
Вместе с тем, существуют проверенные историческим опытом пути и методы решения национального вопроса, оптимизации национальных отношений. В системе… Вместе с тем, на формирование национальной идеи, политических установок,… Важнейшим выражением сущности национальных отношений является национальный вопрос. Национальный вопрос — это, прежде…

Лекция 5 Оптические каналы утечки информации. Материально-вещественный канал утечки информации
Структура и классификация оптических каналов утечки информации... Структура оптического канала утечки информации представлена на рисунке...

Пояснительная записка Основы психологии и этики деловых отношений деловых отношений
Пояснительная записка... Введение... Основы психологии и этики деловых отношений деловых отношений Раздел Психологические особенности личности современного работайка...

Экономические отношения как основа человеческой деятельности. Структура и закономерности развития эконом. отношений
Потребности осознанные желания и или нужды людей приобрести разнообразные товары и услуги которые доставляют им не только полезность но и... Ресурсы это Средства имеющиеся в наличии но к которым обращаются лишь при... Блага то что служит удовлетворению потребностей человека дает материальный достаок доставляет удовольствие...

Экономические отношения как основа человеческой деятельности. Структура и закономерности развития эконом. отношений
К экономическим агентам относят домашние хозяйства отдельных лиц и семей... Отличительная черта экономических агентов принятие и реализация самостоятельных решений в сфере хозяйственной деятельности...

Модуль измерения отношения сигнал/шум
Данный модуль является необходимым при настройке параметров любого звена (участка) тракта изображения аппаратно-студийного комплекса телевизионного… Источниками разработки является техническая документация ПО “Оркан” на модуль… С о + 25 + 10 + 40 + 1 Относительная влажность % ( при t= C о ) 60 ( 20 ) 80 ( 25 ) Атмосферное давление, кПа 106,7…

Понятия «общество» и «социальные отношения». Система социальных отношений
При этом отношения, будучи порождением деятельности, выступают ее необходимой общественной формой. Вообще любое взаимодействие людей неизбежно… И деятельность, и взаимодействие, и общественные отношения направлены прежде… Системный характер общества есть проявление системности окружающего мира. Он не оспаривался и не оспаривается никем из…

Основные принципы правового регулирования трудовых отношений и иных непосредственно связанных с ними отношений
Исходя из общепризнанных принципов и норм международного права и в... свобода труда включая право на труд который каждый свободно выбирает или на который свободно соглашается право...

0.034
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам