Засоби контролю і діагностики електронної побутової апаратури

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Засоби контролю і діагностики електронної

побутової апаратури (ЕПА)

1. Різновид апаратури контролю і діагностики

Для контролю і діагностики ЕПА використовують різну контрольно-вимірювальну апаратуру загального застосування та фахову діагностичну апаратуру. Як контрольно-вимірювальну апаратуру загального застосування використовують мультиметри, осцилографи, генератори, частотоміри, аналізатори спектра тощо.

Зазначена апаратура використовується для вимірювання окремих параметрів (струму, напруги, частоти, опору тощо) елементів, модулів і блоків електронної побутової апаратури з заданою похибкою.

Як фахова діагностична апаратура використовується апаратура, призначена для виконання комплексу спеціалізованих функцій контролю та діагностики одного різновиду ЕПА. Ця апаратура різноманітна за конструктивним виконанням та задачами контролю і діагностики, які вона виконує. В основу класифікації апаратури контролю і діагностики покладені такі ознаки:

- спосіб управління процесом контролю і діагностики;

- вид зв'язку контрольно-вимірювальної апаратури з діагностованого ЕПА;

- принцип побудови апаратури контролю і діагностики;

- вид обробки вимірювальної інформації;

- призначення апаратури контролю і діагностики;

- ступінь універсальності апаратури контролю і діагностики;

- вид подання результатів діагностування;

- порядок контролю параметрів діагностованої ЕПА.

За способом управління процесом діагностування розрізняють апаратуру:

- автоматичного контролю і діагностики;

- автоматизованого контролю і діагностики;

- ручного контролю і діагностики.

Апаратура автоматичного контролю і діагностики забезпечує проведення контролю і діагностики діагностованої ЕПА без безпосередньої участі людини. Така апаратура є програмно-керованою. Вона широко впроваджується у процес технічного обслуговування. Апаратура автоматизованого контролю і діагностики забезпечує проведення контролю і діагностики з частковою участю людини: частина програми діагностування реалізується автоматично, частина - руками.

Апаратура ручного контролю і діагностики забезпечує проведення контролю при безпосередній участі людини.

За видом зв'язку діагностованої ЕПА з апаратурою контролю та діагностики вона поділяється на автономну і вбудовану. Автономна апаратура контролю і діагностики характеризується тим, що її функціональні системи конструктивно об'єднанні та розміщені окремо від діагностованої електронної апаратури (ЕА).

Вбудована апаратура контролю і діагностики функціонально розміщена спільно з діагностованою ЕА.

За принципом побудови розрізнюють аналогову, дискретну і змішану апаратуру контролю і діагностики. Зазвичай за видом обробки вимірювальної інформації розрізнюють апаратуру контролю і діагностики з дискретною, аналоговою та змішаною обробкою інформації.

Дискретна обробка вимірювальної інформації в апаратурі контролю і діагностики - це перетворення всієї інформації до потрібного коду, виконання логічних і обчислювальних операцій з формування оцінок контрольованих параметрів та реєстрація результатів контролю і діагностики.

Як вихідний пристрій дискретної обробки інформації використовують дисплей.

Аналогова обробка вимірювальної інформації в апаратурі контролю і діагностики - це перетворення всієї вимірювальної інформації в аналоговий вид, виконання логічних операцій з формування оцінок контрольованих параметрів, вимірювання параметрів та реєстрація результатів діагностування. Як вихідні пристрої такої апаратури для подання і реєстрації результатів використовують світлові та інші табло.

Змішаний вид обробки являє собою поєднання дискретної та аналогової обробок вимірювальної інформації.

Апаратура контролю і діагностики може бути призначена для вирішення таких задач діагностування:

- контроль технічного стану, пошук несправностей;

- прогнозування технічного стану;

- оцінка поточної працездатності.

За ступенем універсальності апарата контролю і діагностики поділяється на спеціальну і універсальну.

Спеціальна апаратура призначена для діагностування електронної апаратури одного виду.

Розв'язанню цієї задачі підпорядковані внутрішня структура побудови апаратури і програма її роботи. Перевага - простота конструкцій.

Універсальна апаратура призначена для вирішення декількох задач діагностування різних типів ЕПА.

Це досягається вибором певної програми її роботи та структури побудови апаратури.

За видом подання результатів діагностування розрізняють апаратуру контролю з якісним і кількісним поданням і реєстрацією результатів.

Під час розробки окремих видів апаратури контролю і діагностики необхідно ураховувати різні фактори, які визначають технічні вимоги до неї.

Це:

- мета діагностування та призначення апаратури;

- вид зв'язку апаратури контролю і діагностики з діагностованою апаратурою;

- допустимий час контролю та діагностування;

- потрібна точність вимірювання параметрів;

- ступінь універсальності апаратури контролю і діагностики ;

- вид подання результатів контролю і діагностики;

- допустима вартість апаратури контролю і діагностики;

- простота управління та експлуатації апаратури контролю і діагностики.

2. Електронні датчики системи контролю і діагностики

Електронний датчик є первинним ланцюгом автоматичної системи контролю і діагностики, який забезпечує інформаційний зв'язок з технічними параметрами діагностованої ЕА. Датчиком у широкому розумінні цього слова називають функціональні елементи, які забезпечують пасивний або активний інформаційний зв'язок між діагностованою ЕА та системою контролю і діагностики. Датчики поділяються на пасивні й активні.

Пасивні датчики на разі є перетворювачем контрольованої величини у вихідний сигнал, який зручний для дистанційного передавання та подальшої обробки.

Активний датчик зазвичай являє собою генератор стимулів або формувальник фізичних впливів, сигнал якого приводить контрольований об'єкт до режиму, близько до робочого.

В автоматизованих системах контролю і діагностики найбільш розповсюджені електромеханічні та електронні датчики.

Електромеханічні датчики - це в основному перетворювачі неелектричних величин в електричні сигнали (наприклад, температура, тиск, вологість тощо).

Електронні датчики забезпечують узгоджений інформаційний активний або пасивний зв'язок між електричними, магнітними, радіочастотними параметрами діагностованого апарата та системою контролю і діагностики.

Діагностована апаратура та апаратура контролю і діагностики пов'язані між собою трьома видами зв'язку: інформаційним, конструктивним та енергетичним.

Інформаційна здатність датчика зазвичай залежить від похибки . Кількість інформації, яку видає датчик, можна визначити як:

, (1)

де г - відносна похибка датчика у відсотках.

З цього виразу видно, що із збільшенням похибки кількість інформації, отриманої від датчика, зменшується.

Конструктивні зв'язки визначаються розмірами датчика, з'єднувачами, зручністю обслуговування під час експлуатації.

Енергетичні зв'язки обумовлюються напругами живлення.

За призначенням датчики поділяються на тривеликих класи: інформаційні перетворювачі, датчики допускового контролю та генератори стимулюючих сигналів.

До вимірювальних перетворювачів відносять датчики, які з визначеною похибкою однозначно перетворюють одну величину (х) в іншу (у). За конструкцією ці датчики різноманітні - це напівпровідникові детектори, термопари у вигляді одного елемента, у вигляді складних пристроїв, які здійснюють багатофункціональні перетворення таких величин, як коефіцієнт шуму або коефіцієнт нерухомої хвилі напруги, до пропорціонального значення напруги. Вимірювальні перетворювачі наділені індикаторами, часто називають автономними вбудованими приладами.

Основну групу вимірювальних перетворювачів складають нормалізатори, масштабні перетворювачі, які реалізують функцію:

у = кх, (2)

де к - коефіцієнт передачі, який може бути >1 або <1.

Датчики допускового контролю використовуються у системах контролю і діагностики паралельної дії, коли кожен параметр безперервно контролюється датчиком за методом «в нормі»- «не в нормі». Вони розраховуються на вхідні сигнали у вигляді напруги постійного або змінного струму, відеоімпульсів позитивної полярності, а також часових інтервалів і частоти.

Генератори стимулюючих сигналів - це датчики, за допомогою яких виробляються контрольні сигнали, які діють на об'єкт діагностування та приводять його до режиму, близького до реального.

Зазвичай генератор стимулів видає калібрований за основними параметрами сигнал на вхід об'єкта діагностики, а на виході цього об'єкта встановлюється вимірювальний перетворювач, який перетворює сигнал генератора стимулів, що пройшов через об'єкт діагностування, до вигляду, зручного для опрацювання в системі контролю і діагностики.

Крім того, електронні датчики можна поділити за такими параметрами:

- конструкції;

- живлення (автономне, зовнішні);

- управління (керовані, некеровані);

- похибки (прецезіонні, робочі, індикаторні);

- вид вихідного сигналу (струмові, частотні, кодові);

- тип з'ємних елементів.

Незалежно від призначення і типу датчики мають задовольняти певним вимогам, таким, як забезпечення необхідної точності, швидкодії, надійності, стабільності характеристик, завадостійкості.

Вимоги до характеристик точності датчиків визначаються з ефективності всього процесу контролю і діагностики, яка оцінюється узагальненим інформаційно-статистичним критерієм:

(3)

де - ентропія об'єкта діагностики за і-м параметром до діагностування;

- ентропія об'єкта діагностики за і-м параметром після діагностування;

- апріорна і апостеріорна ймовірність безвідмовної роботи об'єкта діагностування за і-м параметром.

При визначенні ймовірності безвідмовної роботи необхідно враховувати ймовірність хибної Рі Р невиявленої відмови апарата діагностики.

Ймовірності хибної і невиявленої відмови Рі Р діагностованого об'єкта залежать від метрологічних і статистичних властивостей функціональних пристроїв системи контролю і діагностики, таких, як похибки вимірювання, закон розподілу похибки, ймовірності безвідмовної роботи апаратури контролю і діагностики.

Знаючи статистичні характеристики контрольованого параметра і похибки функціональних пристроїв системи контролю і діагностики, можна визначити значення допустимої похибки датчика через інформаційно-статистичний критерій.

Для вирішення задачі розподілу складових похибки між датчиком та іншими функціональними пристроями системи контролю і діагностики можна використати поняття метрологічної ентропії, яка для випадку рівноймовірних і незалежних сигналів може бути визначена як

, (4)

де - відносна похибка у відсотках;

А_max - роздільна здатність датчика.

Втрати інформації при використанні датчика з заданою похибкою можна виразити через інформаційний коефіцієнт корисної дії:

, ( 5)

де та - ентропія на виході і вході датчика.

Якщо припустити, що датчик має безмежно малу похибку, то інформаційний коефіцієнт корисної дії ідеального датчика:

, ( 6)

де Н_0і - метрологічна ентропія системи контролю і діагностики за і-м параметром.

Втрати інформації, обумовлені використанням датчика, можна обчислити у відносних одиницях за формулою:

. (7)

Знаючи відносні втрати інформації, можна визначити, яку долю сумарної похибки слід віднести на датчик при заданому значенні середніх витрат інформації за і-м параметром.

Реальне значення витрат інформації за формулою (7) може змінюватися в межах 1 …0,5.

Від закону розподілу випадкової похибки датчика, особливо коли вона є визначальною, істотно залежить правильність коректування допуска на параметр, а коректування обов'язково має проводитися після вибору датчика за похибкою.

У разі застосування датчиків велике значення мають питання гальванічного розв'язання входу і виходу датчика, а також забезпечення його завадостійкості.

Функцію перетворення датчика за визначених допущеннь можна подати квазілінійною залежністю

, (8)

де s - крутизна передаточної характеристики датчика, яка визначає його чутливість;

- початкове значення функції перетворення при x=0.

У реальних умовах поточне значення крутизни s=s_o(1-_s) та початкове значення функції перетворення відрізняється від їх номінальних значень s_o i у_о.

Тут і - абсолютна адитивна і відносна мультиплікативна похибки датчика.

Наявність цих похибок порушує однозначний зв'язок між вхідною і вихідною величинами датчика.

Причини нестабільності функції перетворення у і крутизна передаточної функції S можуть мати різні умови градуювання та експлуатації, тимчасову нестабільність схемних елементів, нестабільність напруги живлення тощо.

3. Датчики допускового контролю

Датчиком допускового контролю називають пристрої, які оцінюють вихідний сигнал за методом “менше - більше” або “менше - норма більше”.

Рисунок 1 - Структурна схема датчика допускового контролю

На порівняльний елемент автономного датчика допускового контролю (рис. 1) подається вхідний контрольований сигнал та напруга від опорного джерела. При цьому, якщо контрольований сигнал перевищує рівень опорної напруги, то на виході порівняльного елемента з'являється сигнал “більше”, який підсилюється, розширюється за довжиною і викликає спрацьовування індикаторного елемента. Часто до складу датчика допускового контролю входить і джерело живлення.

Датчики допускового контролю, призначені для роботи у системах вбудованого контролю з центральною індикацією, не мають автономних індикаторних елементів і джерел опорної напруги. Вихідний сигнал датчика в цьому випадку можна отримати у вигляді двох рівнів постійної напруги або відеоімпульсів. У більшості випадків стану контрольованого параметра “за нормою” відповідає відсутність сигналу на виході датчика, а стану ”не за нормою” - наявність сигналу.

Основу датчика допускового контролю складає порівняльний елемент, до найважливіших параметрів якого належать:

- поріг чутливості, тобто мінімальне значення порівняльних величин, яке спричиняє стійке спрацювання порівняльного елемента;

- нестабільність під дією зовнішніх факторів;

- швидкодія, яка визначає час запізнення вихідного сигналу відносно моменту порівняння вхідного і опорного сигналів.

Порівняльні схеми датчиків можуть бути виконані як на лінійних, так і на нелінійних елементах. Порівняльна діодна схема наведена на рис. 2

У початковому стані діод VD1запертий опорною напругою U_о. Якщо U_вхU_о діод відкривається і на навантаженні R_н з'являється напруга U_вих. У цій схемі напруга на виході U_вих. наростає повільно і момент порівняння фіксується нечітко. Застосування позитивного зворотного з'вязку усуває цей недолік схеми.

Рисунок 2 - Діодна схема порівняння

4. Датчики контролю чутливості приймальних пристроїв

апаратура електронна датчик контроль

Працездатність приймальних пристроїв оцінюють значенням реальної або граничної чутливості. В умовах експлуатації чутливість приймача може змінюватися в результаті відходу параметрів схеми внаслідок старіння або під впливом зовнішніх факторів, які приводять до збільшення власних шумів приймача. Ці зміни можуть бути визначені тільки вимірюванням. Гранична чутливість визначається власними шумами за допомогою каліброваного синусоїдального сигналу відповідної частоти, а також вимірюванням коефіцієнта шуму, який пов'язаний зі значенням граничної чутливості:

, (9)

де N_Ш - коефіцієнт шуму;

К - постійна Больцмана (1.3810^-23,Дж/^оК);

Т - абсолютна температура;

?f - смуга пропускання приймача, Гц.

Сигнал на вході приймача х(у) можна вважати рівним сумі корисного сигналу Х_С(t) зі спектральною щільністю W_С(w) і власних шумів приймача U_Ш(t), перерахованих до входу, зі спектральною щільністю W_Ш(w):

. (10)

Власні шуми спотворюють корисний сигнал, і їх значення визначають чутливість.

Схема контролю чутливості приймачам має містити генератор з каліброваним виходом, який на час вимірювання підключається до входу приймача, і вимірювач відношення сигнал/шум на виході.

Автоматичні методи контролю чутливості вимагають використання датчиків каліброваного (монохроматичного) сигналу або шумової напруги та перетворювача вихідної напруги приймача у постійну напругу, пропорційну значенню вимірювальної чутливості в мікровольтах або коефіцієнту шуму у децибелах.

Рисунок 3 - Структурна схема контролю чутливості приймача

У схемі контролю чутливості приймача (рис. 3) генератор каліброваного сигналу призначений для формування стабільної за рівнем і частотою напруги. За допомогою перехідного пристрою у вигляді спрямованого відгалужувача вихідний сигнал ГКС зменшується до значення, необхідного для визначення чутливості. Перемикаючи на вході і на виході схеми, синхронно підключають ГКС і одночасно підключають вимірювальний перетворювач до виходу приймача. Вимірювальний перетворювач видає інформацію про чутливість або про коефіцієнт шуму приймача і являє собою складний електронний пристрій. Процес вимірювання чутливості полягає у визначенні амплітуди вхідного сигналу, який збільшує вихідний сигнал приймача (в потрібну кількість разів) відносно його власних шумів.

При використанні як генератора каліброваного сигналу генераторів синусоїдних сигналів сумарна похибка контролю чутливості складає (1 - 2) дБ і визначається:

- похибкою встановлення початкового рівня генератора;

- стабільністю вихідної напруги генератора;

- похибкою калібрування;

- похибкою за рахунок розстроювання відносно несівної частоти;

- похибкою вимірювального перетворювача.

Використання генераторів шуму як ГКС дозволяє зменшити похибку вимірювання чутливості приймача до 0,25 дБ. При цьому сумарна похибка визначається:

- похибкою калібрування генератора шуму;

- нерівномірністю спектральної щільності генератора шуму;

- похибкою за рахунок відбиття у тракті;

- похибкою вимірювального перетворювача.

Таким чином, похибка вимірювання чутливості приймача переважно визначається типом генератора каліброваного сигналу (ГКС), який застосовується.

5. Комутаційні пристрої системи контролю і діагностики

У сучасних пристроях (системах) контролю і діагностики перемикання вхідних сигналів здійснюється автоматично за допомогою комутаційних пристроїв. Комутаційний пристрій можна розглядати як перетворювач інформації, розподіленої у просторі, до інформації в часі. Для багатоканальної комутації електричних сигналів застосовуються пристрої, побудовані на різних ключових елементах, стан та параметри яких можуть змінюватися у великих межах. Ідеальним є такий ключ, який не містить ніяких джерел сигналів і набуває у кінцевих своїх станах значення параметрів, які дорівнюють нулю або нескінченності; при цьому час перемикання дорівнює нулю. У комутаторі, побудованому на ідеальних ключах, не виникає викривлення при передаванні сигналів незалежно від їх виду та інших властивостей.

Основними параметрами комутаторів, які визначають його властивості, є:

- абсолютна похибка, що визначається як різниця сигналів на вході і виході комутатора:

, (11)

або його відносна похибка

; (12)

- кількість каналів комутатора;

- час перемикання одного каналу (швидкодія);

- вхідний і вихідний опір;

- вхідна ємність;

- надійність роботи комутатора.

Найбільш простими є комутатори, у яких виходи всіх каналів з'єднані паралельно. Входи такого комутатора пов'язані з виходом за рахунок ключових елементів (рис. 4).

У такій схемі кожен ключ має тільки два стани: відкритий і закритий. Управління станом ключів у таких комутаторах здійснюється зі входів управління У₁,У₂,...У_m. Зазвичай один канал комутатора знаходиться у замкненому, а решта - розімкненому стані.

Рисунок 4 - Структурна схема паралельного комутатора

Ключі комутатора взаємно впливають один на одного. Так, розімкнені канали сигналами та вихідними опорами впливають на замкнені канали. Цей вплив пропорційний кількості каналів, які знаходяться у розімкненому стані. При великій кількості каналів похибка комутатора може бути значною, і її слід враховувати. Для зменшення взаємного впливу в комутаторі окремі групи ключів з'єднуються в піраміду (ступені). Такі комутатори називають багатоступінчастими (пірамідальними). Основною функціональною одиницею багатоступінчастого комутатора є груповий комутатор, аналогічний за своїм станом та принципом роботи паралельному комутатору.

На рис. 5 наведена схема багатоступінчастого (пірамідального) комутатора.

Рисунок 5 - Структурна схема пірамідального комутатора

Загальна кількість каналів пірамідального комутатора

, (13)

де m - кількість каналів у груповому комутаторі;

n - кількість групових комутаторів.

Якщо всі групові комутатори управляються паралельно, то загальна кількість закритих каналів, що взаємодіють з відкритим

. (14)

З формули (14) видно, що у пірамідальному комутаторі кількість каналів, які взаємодіють між собою, суттєво менше, ніж у паралельному.

Розглянемо елементи ключових схем комутаторів.

У залежності від схемної побудови, ключі розрізняють за використаними у них напівпровідниковими елементами та способами управління. Найбільш розповсюдженими є ключі на діодах, біполярних і польових транзисторах.

Діодні ключі використовують для точного перемикання струмів та швидкого перемикання напруги. Перше використання пояснюється високою точністю діодних струмових ключів та легкістю управління ними. Перемикання напруги - це застосування пов'язане з появою діодів, з тонкою базою та діодів Шоткі, в яких слабко виявлені ефекти накопичення носіїв, а інерційність визначається процесом перезарядки бар'єрних ємностей. Наведемо схему діодного ключа струму (рис. 6).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6 - Схема діодного ключа струму

У діодному ключі струму при високому рівні напруги управління діод VD1 закритий, і струм джерела сигналу протікає через діод VD2 у навантаження. При низькому рівні напруги управління діод VD1 відкритий, а VD2 закритий. Практично необхідний перепад напруги управління на катоді VD1 складає 1,6-2 В. У поєднанні з добрими швидкісними якостями діодів і малим значенням опору навантаження R_Н це забезпечує більшу швидкість перемикання. Швидкість перемикання ключів на діодах Шотки складає (2-3) нс, а ключів на діодах з тонкою базою 3-5 нс.

Розглянутий діодний ключ може працювати і як ключ напруги (рис. 7).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 - Схема діодного ключа напруги

При цьому напруга зміщення ключа визначається різницею напруг зміщення окремих діодів, і у випадку використання погоджених діодних пар може бути порядку декількох мілівольт.

Ключі на біполярних транзисторах використовуються для перемикання як напруги, так і струму . У ключах напруги використовуються режим насичення в інверсному включенні транзистора (рис. 8). Ключі реалізуються як на одиночних транзисторах, так і на погоджених парах зустрічного включення двоемітерних транзисторів, які отримали назву інтегральних переривників.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8 - Схема ключа на біполярному транзисторі в інверсному підключенні

Ключі на одиночних транзисторах зазвичай мають управління за постійним струмом. Надмірний струм бази протікає в джерело сигналу, а тому, щоб статична похибка ключа була малою, малим має бути і вихідний опір джерела сигналу. Напруга зміщення таких ключів складає від 0,3 до 2 мВ, а прямий опір коливається від одиниць до десятків ОМ, час перемикання - біля 100 нс.

Велике розповсюдження отримали ключі на польових транзисторах з р-n переходами, якими управляють. Це обумовлено такими їх перевагами, як відсутність напруги зміщення, малі струми витоку і управління, добра сумісність з інтегральними технологіями. У ключах, як правило, використовуються транзистори з n - каналом, оскільки рухливість електронів більше рухливості дірок, що забезпечує у них менше значення прямого опору. Прямий опір для польових транзисторів складає 5 - 200 Ом.

Діод у схемі послідовного ключа на польовому транзисторі (рис. 9) забезпечує рівність нулю напруги затвор - витік відкритого транзистора за будь-яких вхідних сигналах. Це усуває модуляцію прямого опору вхідним сигналам.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9 - Схема послідовного ключа на польовому транзисторі

При використанні у схемі польового транзистора КП201Л ключ має такі характеристики:

- прямий опір близько 300 Ом;

- струм витоку закритого ключа - (2-10 )нА;

- час підключення - 1,5 мкс;

- час відключення - 1 мкс.

6. Апаратура контролю і діагностики ЕПА

Нині для контролю і діагностики електронно-побутової апаратури використовуються різні групи контрольно-вимірювальної апаратури:

- контрольно-вимірювальна апаратура загального застосування;

- спеціальні контрольно-вимірювальні прилади, установки, розроблені як вітчизняними підприємствами, так і іноземними, особливо фірмами Угорщини.

В свою чергу, спеціальну апаратуру контролю і діагностики ЕПА можна розділити на три великі групи:

- апаратура контролю і діагностики побутової телевізійної апаратури;

- апаратура контролю і діагностики приймально-підсилювальної апаратури;

- апаратура контролю і діагностики побутової апаратури запису- відтворення.

Крім того, апаратуру контролю і діагностики ЕПА поділяють на апаратуру для ремонту ЕПА у стаціонарних умовах (майстернях, центрах і для ремонту у замовника).

Процес діагностування контрольно-вимірювальною апаратурою загального застосування та спеціальною апаратурою контролю і діагностики більшого мірою виконується ручним способом. Це потребує великих затрат часу та високої кваліфікації обслуговуючого персоналу. Все це впливає на якість технічного обслуговування ЕПА. Для проведення контролю і діагностики ЕПА як контрольно-вимірювальну апаратуру загального застосування використовують раніше названі прилади. Зараз найбільш широке застосування отримали цифрові вимірювальні прилади. У них широко реалізуються досягнення сучасної радіоелектроніки.

Розглянемо призначення, принципи побудови та структурні схеми спеціальної контрольно-вимірювальної апаратури, яка використовується як для комплексної перевірки конкретної ЕА, так і для перевірки окремих її блоків.

6.1 Телевізійний комплексний генератор ТR-0660/К 116

Комплекс призначений для контролю і діагностики телевізійних приймачів кольорового зображення. Він забезпечує можливість одним комплексним приладам більшість вимірювань, необхідних у техніці кольорового телебачення. Генератор ТR-0660/К116. (рис. 10) складається з таких вузлів:

- цифрового синхронізатора ПАЛ - СЕКАМ ТR - 0725;

- генератора кольорових випробувальних таблиць ТR - 0862;

- кодуючого пристрою системи СЕКАМ ТR - 0895;

- програмованого блока телевізійних каналів ТR-0841.

Рисунок 10 - Структурна схема комплексного генератора ТR-0660/К116

Живлення всіх блоків комплексного генератора здійснюється від блока живлення (БЖ), розташованого у приладному корпусі.

1. Цифровий синхрогенератор ПАЛ - СЕКАМ ТR-0725 виробляє синхронізовані імпульси та імпульси, які управляють і гасять відповідно телевізійному стандарту 625 рядків, а також стробуючі сигнали розпізнавання кольору для телевізійних систем СЕКАМ і ПАЛ. Кварцова стабілізація частоти та система автоматичного підстроювання частоти (АПЧ) забезпечують високу точність і стабільність роботи синхрогенератора.

Генератор застосовується у наукових лабораторіях і телевізійних студіях для управління телевізійними системами, камерами, моніторами та іншими телевізійними приладами.

Генератор має модульну конструкцію, всі його вузли змонтовані у стандартному каркасі, який може бути розміщений в індивідуальному або комплексному вимірювальному приладі. Вихідні імпульсні сигнали синхрогенератора мають негативну полярність з рівнем логічного 0, який дорівнює 300 мВ, і рівнем логічної 1 від - 3,5 до 4,5 В; час наростання та спаду імпульсів не більше 300 нс; опір навантаження 75 Ом.

Синхрогенератор забезпечує видачу:

- симетричних прямокутних імпульсів з частотою прямування1,3125 МГц;

- стандартного повного синхронізуючого сигналу, який складається з рядкових синхронізуючих сигналів довжиною 4,5 - 4,9 мкс і частотою прямування 15625 Гц; передніх і задніх урівнюючих сигналів (по 5 шт.) довжиною 2,25 - 2,45 мкс та періодом повторення 32 мкс; кадрових синхронізуючих сигналів довжиною 160 мкс і частотою повторення 50 Гц; урізування в кадровому синхронізуючому сигналі (5 шт) довжиною 4,5 - 4,9 мкс і періодом повторення 32 мкс;

- симетричного прямокутного сигналу з частотою повторення 7812,5 Гц;

- рядкового сигналу, який гасить, довжиною 11,8 - 12,2 мкс і частотою повторення15625 Гц;

- кадрового сигналу, який гасить, довжиною 1600 мкс і частотою повторення 50 Гц;

- стандартного повного сигналу, який складається з рядкового та кадрових сигналів і виконують призначення гасіння;

- рядкового сигналу управління для передавальної телевізійної камери довжиною 6,5 - 7,1 мкс і частотою повторення 15625 Гц;

- кадрового сигналу управління для передавальної телевізійної камери довжиною 480 мкс і частотою повторення 50 Гц;

- стробувального сигналу розпізнавання кольору СЕКАМ довжиною 576 мкс і частотою повторення 50 Гц;

- стробувального сигналу розпізнавання кольору ПАЛ довжиною 2,02 - 2,48 мкс і частотою повторення 15625 Гц;

- кадрового допоміжного сигналу довжиною 160 мкс і частотою повторення 50 Гц.

2. Генератор кольорових випробувальних таблиць ТR-0862 виробляє складові кольору, які відповідають кольоровим випробувальним таблицям, тобто їх величини R,G,B, а також відповідні їм сигнали R-У, G-У, B-У та У. Сигнали мають високу точність і стабільність, що дозволяє досліджувати кольорові канали телевізорів.

Генератор використовується в дослідних лабораторіях, телевізійних станціях, підприємствах і фірмах для діагностики та ремонту кольорових телевізорів, моніторів і систем. Генератор ТR-0862 працює спільно з генератором ТR-0725, від якого отримує імпульси управління і запуску. Вихідні імпульсні сигнали генератора ТR-0862 мають позитивну полярність і при навантаженні 75 Ом повинні мати:

- початкові кольорові сигнали R, G, B та сигнали яскравості У розмахом від піка до піка 1 або 0,7 В з похибкою 2%, рівнем гасіння (050) мВ, довжиною переднього і заднього фронтів менше 100 нс;

- різниця сигналів кольору розмахом від піка до піка:

R- У- (1,40,84) В; G- У- (0,620,037) В; В- У- (1,780,1) В; довжиною переднього і заднього фронтів не більше 300 мс.

Генератор забезпечує в автоматичному або ручному управлінні формування таких випробувальних таблиць:

- вертикальні кольорові смуги з яскравістю, що убуває, у такій послідовності: біла, жовта, блакитна, зелена, пурпурна, червона, синя, чорна, біла;

- вертикальні кольорові смуги з послідовністю найбільшого стрибка яскравості (біла, пурпурна, червона, блакитна, синя, зелена, чорна, біла);

- вертикальні кольорові смуги з послідовністю найбільшого стрибка частоти (біла, синя, жовта, блакитна, червона, зелена, пурпурна, чорна, біла);

- сім горизонтальних кольорових смуг з послідовністю яскравостей, які убувають;

- у рядковому напрямку дев'ять, а в кадровому - сім розподілів з сигналом градації яскравості та пилкоподібним сигналом;

- біле поле;

- сітчасте поле з 18 вертикальних ліній і 14 горизонтальних білих ліній;

- точково-сітчасте поле з дев'яти вертикальних і семи горизонтальних ліній;

- сигнал градації і пилкоподібний сигнал.

3. Кодуючий пристрій системи СЕКАМ ТР-0895 виробляє з трьох кольорових сигналів R, G, B повний відеосигнал, що відповідає системі СЕКАМ. Кодуючий пристрій працює спільно з цифровим синхрогенератором ТR-0725 та генератором кольорових випробувальних таблиць ТР-0862.

Вихідний сигнал кодуючого пристрою - кодований за системою СЕКАМ повний кольоровий телевізійний відеосигнал з позитивною полярністю білого, наділений сигналами кольорового розпізнавання, синхронізуючими та сигналами гасіння. Розмах вихідного сигналу не менше 1,1 В за навантаженням 75 Ом, виміряний у максимальному положенні потенціометра для регулювання рівня між піком сигналу яскравості та піком синхронізуючого імпульса.

4. Блок телевізійних каналів ТR-0841, який програмується, призначений для отримання високочастотних сигналів і модуляції їх сигналами генераторів випробувальних таблиць, які створюють повний телевізійний відеосигнал. Вихідний сигнал блока містить несівну частоту, зображення, модульовану відеосигналом, і несівну частоту звука, модульовану за частотою зовнішнім або внутрішнім сигналом 1кГц.

Висока точність вихідних сигналів забезпечується сучасними ланцюгами автоматичного підстроювання частоти і фази, які управляються програмованим пристроєм запам'ятовування.

На вихід блока подається сигнал частоти різниці, призначений для перевірки каналу звука телевізійного приймача. Блок забезпечує формування і видачу 100 частот у діапазонах:

- проміжних частот (38 мГц і 38,9 мГц);

- в першому і другому діапазонах метрових хвиль - полоси частот 45,75 -95 мГц;

- у третьому діапазоні метрових хвиль - полоса частот 170 - 200 МГц;

- дециметрових хвиль - полоса частот 470 -860 МГц.

Із 100 формованих сигналів 14 є вимірювальними, розподіленими рівномірно в робочому діапазоні частот. Цифрове управління блоком дозволяє використовувати його як у автономному режимі, так і у системі обчислювальних машин.

6.2 Універсальний радіомультитестер ТR-0625/К088

Цей прилад призначений для діагностики і контролю радіоелектронної апаратури у замовника. Він містить вузли, необхідні для швидкого відшукування та усунення несправностей у радіомовних приймачах (рис.11).

Рисунок 11 - Структурна схема універсального радіомультитестера ТR-0625/К088

Для радіоприймачів, які перевіряють амплітудно-або частотно модульовані високочастотні сигнали виробляються в діапазоні частот 250кГц - 69 Мгц. Амплітудна і частотна модуляція здійснюється від внутрішнього низькочастотного генератора з частотою 1 кГц. Вихідна напруга високочастотних сигналів складає від 10 мкВ до 100мВ з декадним та плавним регулюванням у середині декад. Вихідна низькочастотна напруга з частотою 1кГц складає від 10 мВ до 1 В з плавним і декадним регулюванням.

6.3 Низькочастотний комплексний прилад ТR-0157

Цей прилад призначений для контролю, діагностики, налагодження та ремонту низькочастотної апаратури. Застосування приладів різного типу потребує більше уваги, а правильне з'єднання цих приладів займає більшу частину часу вимірів. При цьому узгодження різних параметрів і характеристик приладів ускладнює оцінку вимірювання та збільшує похибку. Для усунення цього і був розроблений добре узгоджений комплексний прилад, який включає в себе всі прилади, необхідні для контролю, діагностики та налагодження низькочастотних пристроїв.

До низькочастотних пристроїв відносяться підсилювачі, звукозаписувальні та звуковідтворювальні пристрої. Для перевірки цих пристроїв необхідні простий і точний вольтметр, звуковий генератор, частотомір і вимірювач спотворення. Ці прилади дозволяють отримати добре оцінювану картину якісних характеристик відтворювального звуку. Відповідно до цього, комплексний прилад включає такі блоки: електронний вольтметр ТR-1455, звуковий генератор ТR-0160, частотомір ТR-5551, вимірювач спотворення ТR-9650 та стабілізований блок живлення (рис. 12).

Рисунок 12 - Структурна схема низькочастотного комплексного приладу ТR-0157

Електронний вольтметр придатний для проведення вимірювання в електронних пристроях.

Звуковий генератор забезпечує видання повного діапазону звукових частот, у тому числі й нечутливі частоти, більші за 20 кГц, що дозволяє застосовувати цей прилад також для діагностики промислових і медичних апаратів. Частотомір низькочастотного комплексного приладу містить вимірювач коливання частоти і детонації, за допомогою якого можна швидко отримати кількісну оцінку одного з найважливіших якісних параметрів звуковідтворювальних пристроїв. Вимірювач спотворення має два режими роботи: на фіксованій і змінній частотах. У режимі фіксованої частоти вимірюються кількісні спотворення звукових генераторів або підсилювачів на заданих характерних частотах. У режимі змінної частоти вимірюються характерні спотворення звуковідтворювальних пристроїв поблизу заданої частоти.

Таким чином, за допомогою низькочастотного комплексного приладу ТR-0157 можуть бути виконані практично всі вимірювання в низькочастотних пристроях. Для повного комплекту вимірювання може бути потрібен осцилограф, який працює у низькочастотному діапазоні, за допомогою якого можна безпосередньо спостерігати форму сигналу. Вибір таких осцилографів великий.

6.4 Переносний прилад ТR-0827/А

Прилад призначений для контролю, діагностики і ремонту чорно-білих і кольорових телевізорів у замовника. Переносний малогабаритний телевізійний прилад (рис. 13) дозволяє подавати випробувальні сигнали на антенний вхід, на вхід проміжної частоти або відеовхід. Можлива подача сигналу і на звукові входи. Прилад дозволяє вимірювати постійні і змінні струми та напруги, коефіцієнти підсилення транзисторів, параметри опорів і провідностей, а також перевіряти діоди.

До складу малогабаритного переносного телевізійного приладу ТR-0827/А входять: відеоблок, високочастотний блок, селектор каналів, мультиметр і блок живлення.

Рисунок 13 - Структурна схема переносного приладу ТR0827/А

Відеоблок приладу забезпечує формування повного телевізійного відеосигналу, відповідного різним випробувальним таблицям, кодованого за системою СЕКАМ або ПАЛ, який включає імпульси синхронізації і гасіння. Крім того, у відеоблоці формуються різницево звукові частоти, модульовані від внутрішнього генератора з частотою 1кГц. Високочастотний блок забезпечує формування телевізійних високочастотних сигналів у діапазонах:

- проміжної частоти, першому і другому діапазонах метрових хвиль (38 -94) МГц;

- третьому діапазоні метрових хвиль (170 - 230) МГц;

- дециметрових хвиль (480 - 860) МГц.

Вибір частоти телевізійного каналу (однієї з 100 заздалегідь встановлених кодовим пристроєм) здійснюється селектором каналів.

Прилад забезпечує формування таких зображень:

- шахове поле:

- сітчасте поле (19 вертикальних і 15 горизонтальних ліній);

- сітчасте поле з точками;

- біле поле;

- чорне поле;

- дев'ять кольорових вертикальних смуг за яскравістю що убуває (біла - жовта - блакитна - зелена - пурпурна - червона - синя - чорна - біла),

- дев'ять кольорових вертикальних смуг за найбільшим стрибком частоти для системи СЕКАМ і за найбільшим стрибком фази для системи ПАЛ;

- сім горизонтальних смуг (біла - жовта - блакитна - зелена - пурпурна - червона - синя).

Блок живлення виробляє на виході постійні стабілізовані напруги 5 В і 12 В. Живлення блока здійснюється від мережі 220 В або 110 В.

Размещено на Allbest