Введение

Телевидение – самое эффективное и массовое средство передачи информации населению, мощное средство воспитания, распространения культуры, политических и научных новостей. Новые достижения науки и техники значительно расширяют возможности телевидения, ещё больше возрастает его значение в жизни общества.

Телевизионное вещание как основная область применения телевидение получит свое дальнейшее развитие. Поток массовой информации возрос настолько, что передать его только средствами печати и радио уже невозможно. Необходимо подключить к общей системе связи зрительный аппарат, с помощью которого человек воспринимает свыше 80% информации об окружающем мире, привела к мировому развитию телевидения.

Для создания телевидения необходимо было решить три важнейшие проблемы:

1. Преобразование лучистой (в частности световой) энергии в электрический сигнал

2. Передача электрических сигналов на расстоянии

3. Преобразование электрических сигналов в световые сигналы

Решение этих проблем оказалось возможным благодаря успехам физики конца XIX – начала XX столетий.

Идея создания первой телевизионной системы предложена в 1875 г. Дж. Керри (США).

Первые практические системы телевидения с механической разверткой были осуществлены в 1925 г. Дж.Бердом в Англии, Ф.Джеикийсом и в 1926 г. Л.С.Термеком в СССР.

Современный рынок России насыщен большим количеством телевизоров различных зарубежных фирм, не самых лучших по качеству:

1. Отсутствие документации

2. Отсутствие элементной базы

3. Низкое качество изготовления

Подделки под фирменную аппаратуру.

Радиоканал – является самым ответственным за качество приема, влияет на четкость, яркость, контрастность, воспроизведение цвета, звуковое сопровождение. Сигнал промежуточной частоты изображения и звука должен иметь определенную и стабильную амплитуду, так как и в дальнейшем, он подвергается амплитудному детектированию, качество которого во многом зависит от величины и стабильности модулированного сигнала. Кроме того,

форма АЧХ канала должна обеспечивать качественную обработку сигнала с учетом необходимого разделения сигналов звука и изображения и обеспечения четкости.

В современных телевизорах в одном модуле и, как правило, в одной микросхеме происходят усиление и обработка сигналов промежуточной частоты, выработка напряжения АРУ автоматической подстройки частоты гетеродина, детектирование видеосигнала, выделение второй промежуточной частоты звука. Такой многофункциональный модуль называется субмодулем радиоканала. В некоторых моделях телевизоров субмодуль радиоканала все чаще заменяется многофункциональной микросхемой–видеопроцессором. Несмотря на это, структурное построение канала и набор выполняемых им функций остаются практически неизменными.

Целью проекта является создание инструкции по регулировке радиоканала, подбор контрольно-измерительной аппаратуры, разработка автономного источника питания.

1 Описательная часть

1. Назначение телевизора SAMSUNG шасси KS-2A

Современные телевизор предназначены для приема и воспроизведения сигналов изображения и звукового сопровождения телевизионных передач в метровом и дециметровом диапазонах волн вещательного телевидения и каналов кабельного телевидения, систем цветного телевидения РАL, SЕСАМ и NТSС. В телевизорах предусмотрена возможность воспроизведения видеозаписей и запись по видеочастоте на видеомагнитофон и подключение других возможных источников видеосигналов по видеочастоте, а также запись на магнитофон сигналов звукового сопровождения. Телевизоры позволяют обрабатывать и воспроизводить информацию телетекста.

1.2 Общая характеристика телевизора SAMSUNG шасси KS-2A

   Базовое шасси KS2A конструктивно состоит из двух печатных плат - основной и кинескопа. На основную плату опционно устанавливается модуль "кадр в кадре" (PIP). Телевизоры на основе этого шасси могут принимать и обрабатывать сигналы вещательного телевидения звуковых стандартов B/G, I, L, D/K, М и систем цветности PAL/SECAM/NTSC 3.58/ 4.43 МГц. Особенность шасси состоит в том, что все основные его узлы выполнены на специализированных микросхемах фирмы MICRONAS. Система управления построена на микроконтроллере SDA55xx. Это телевизионный контроллер со встроенными функциями экранного меню (OSD) и телетекста, ядро которого - 8-битный процессор 8051. Видеотракт шасси реализован на микросхеме VDP3108B. Она имеет в своем составе мультисистемный декодер сигналов цветности, синхропроцессор, процессор RGB, формирователь "окна" для дополнительного изображения, переключатель видеосигналов и другие узлы. Звуковой тракт шасси построен на основе микросхемы MSP3410D, представляющей собой мультистандартный звуковой процессор, работающий со всеми аналоговыми звуковыми стандартами, а также с цифровым NICAM. Использование специализированных микросхем позволило уменьшить в схеме количество дискретных элементов и тем самым повысить надежность ее работы.

1.3 Описание конструкции телевизора SAMSUNG шасси KS-2A

В состав шасси входят:

- ВС02 – передняя часть корпуса;

- FC02 – задняя часть корпуса;

- МВ01 – материнская плата;

- YB01 – плата кинескопа;

- CRT – кинескоп;

- XSA05 – петля размагничивания;

- ХР801 – сетевой шнур;

- ВС641, ВС642 – динамические головки;

- DC01 – передняя крышка панели;

- SB01 – линза фотоприемника;

- РВ01 – кнопка включения

1.4 Принцип работы телевизора SAMSUNG шасси KS-2A

В телевизоре используется два последовательно соединенных селектора каналов (тюнера): один для сигналов диапазона метровых волн (МВ) – VHF, а другой – дециметровых (ДМВ) – UHF. Кроме того, имеется вариант со встроенным тюнером, выполненном в одном корпусе UHF/VHF.

Настройка тюнеров механическая, ручная.

Радиосигнал вещательного телевиденья с внешней или собственной антенны подается на вход тюнера UHF. При приеме в диапазоне МВ сигнал беспрепятственно проходит через указанный тюнер, а его обработка производится в тюнере VHF. При приеме же в диапазоне ДМВ сформированный на выходе тюнера UHF сигнал промежуточной частоты (ПЧ) дополнительно усиливается в тюнере VHF.

Сигнал ПЧ (IF) проходит через систему фильтров сосредоточенной селекций (ФСС), формирующих амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) канала, которая определяет избирательность телевизора.

Сформированный таким образом сигнал ПЧ поступает на усилительный каскад и фильтр ПАФ. После сигнал ПЧ поступает на выводы 1 и 28 микросхемы IC501 усиливается в усилителе промежуточной частоты сигнала изображения (УПЧИ) и после детектирования в видеодемодуляторе из него формируется полный видеосигнал (ПВС). Пройдя через предварительный видеоусилитель и инвертор шумов, этот сигнал через вывод 5 проходит на видеоусилитель, где он усиливается до уровня, необходимого для модуляций кинескопа, и подается на его катод.

В микросхеме имеется схема автоматической регулировки усиления (АРУ). Сформированное ею постоянное напряжение, зависящее от уровня сигнала, подается на цепи AGS на тюнер VHF.

Микросхемы IC501 содержит так же и канал сигналов звука.

Из ПВС, снимаемого с инвертора шумов, с помощью внешних фильтров выделяется сигнал ПЧ звука, который подается на усилитель промежуточной частоты сигналов звука (УПЧЗ), а затем детектируется ЧМ демодулятором сигналов звука. Полученный таким образом сигнал звуковой частоты (ЗЧ) предварительно усиливается, выводится из микросхемы и подается на регулятор громкости VR301. Далее сигнал усиливается усилителем мощности , выполненным на микросхеме IC301. Усиленный сигнал ЗЧ воздействует на динамическую головку, тем самым, осуществляя звуковое сопровождение.

Источник питания обеспечивает телевизор (включая и подогреватель кинескопа) стабилизированным напряжением 12 В. Он содержит понижающий трансформатор, мостовой выпрямитель с фильтром и

компенсационной транзисторный стабилизатор напряжения.

При питании от автономного источника постоянного тока (например, от автомобильного аккумулятора) напряжения через переключатель подается непосредственно на стабилизатор, при этом трансформатор, выпрямитель и фильтр отключается.

1.5 Описание схемы электрической принципиальной блока развертки

1.5.1 Видеотракт

    Сигнал с антенны поступает на вход всеволнового тюнера TUO1S, имеющего встроенный тракт ПЧ и цифровой синтезатор частоты. Тюнером управляет микроконтроллер (МК) IC901 по цифровой шине I2C. Сигналы управления SCL и SDA с выв. 5, 6 IC901 поступают на соответствующие выводы TUO1S.

    Для питания цифровой части схемы тюнера на него поступает напряжение +5 В от стабилизатора IC805. Кроме того, для питания аналоговой части на тюнер поступает напряжение +8 В от стабилизатора IC803 и напряжение +33 В от схемы строчной развертки.

    Полный цветовой видеосигнал снимается с выв. CVBS тюнера и поступает на вход видеопроцессора - выв. 63 IC201. На другие входы (выв. 61, 62, 64) поступают видеосигналы с соединителя SCART и сигнал яркости с S-входа. Затем видеосигнал проходит через мультиплексор, схему фиксации уровня, видеоусилитель и далее поступает на выв. 58 IC201. Отсюда он подается на соединитель SCART, на модули телетекста и PIP. Этот же сигнал внутри микросхемы IC201 преобразуется в цифровой вид и с помощью фильтров из него выделяются сигналы яркости и цветности, которые подаются на мульти-системный декодер цветности. Затем цветоразностные сигналы и сигнал яркости поступают на матрицу RGB. Выходные сигналы матрицы преобразуются с помощью ЦАП в аналоговые сигналы и поступают на один из входов переключателя источников видеосигналов (внутри IC201). На другие входы переключателя подаются видеосигналы с НЧ входа (выв. 45-48) и с модуля PIP.

    Выходные R, G, В-сигналы снимаются с выв. 37-39 IC201 через буферные усилители (Q202-Q204, Q206-Q210, Q213) и соединитель CN501 подаются на плату кинескопа, на которой размещены выходные видеоусилители. Для работы схемы регулировки темнового тока лучей кинескопа на выв. 26-28 IC201 с платы кинескопа (конт. 4 CN501) поступает сигнал обратной связи, пропорциональный току лучей кинескопа. IC201 корректирует в соответствии с ним уровень выходных сигналов. Микросхема IC201 питается от стабилизатора +5 В (IC804).

    В качестве выходных видеоусилителей используются микросхемы IC501-IC503 типа TDA6101Q. Указанные микросхемы работают в широком

диапазоне частот (9 МГц) и имеют измерительный выход для схемы автоматической регулировки темновых токов лучей кинескопа. В схеме эти выводы объединены, суммарный сигнал через конт. 4 CN501 подается на основную плату шасси, а оттуда - на выв. 28 IC201. Регулировочные элементы в схеме видеоусилителей отсутствуют. Регулировка баланса белого выполняется в сервисном режиме командами, поступающими от МК на IC201 по интерфейсу I2C. Видеоусилители питаются напряжениями +215 и +16,5 В, которые формирует схема строчной развертки.

1.5.2 Звуковой тракт

    Основа тракта - мультистандартный звуковой процессор IC601 типа MSP3410D. Аналоговый звуковой сигнал снимается с выв. MONO тюнера TUO1S и поступает на выв. 44 микросхемы IC601. На другие входы (выв. 39-42) подаются звуковые сигналы с НЧ входов. Микросхема управляется МК по цифровой шине I2C. Далее сигнал подвергается цифровой обработке и, в зависимости от входных сигналов, на выходах микросхемы (выв. 27, 28, 30, 31) формируются стерео или псевдостереосигналы. Кроме них микросхема формирует звуковые сигналы для сабвуфера (выв. 24, 25), но шасси не предусматривает его подключения. Поэтому сигналы через RC-фильтры подаются вместе с сигналами основных каналов на УМЗЧ. С выв. 27, 28 звуковые сигналы подаются на НЧ выход, а с выв. 30, 31 через переключатель IC603 сигналы поступают на вход УМЗЧ - выв. 4 и 12 IC602 типа TDA7297. Это двухканальный усилитель с выходной мощностью 2x15 Вт, который поддерживает дежурный режим и режим блокировки звука, имеет схему термозащиты. Выходные сигналы снимаются с выв. 1,2 и 14,15 УМЗЧ и через разъемы CN601/602 поступают на динамические головки.

    Для обработки стереофонического звукового сигнала с выв. 2\' IF тюнера снимается сигнал второй ПЧ звука и подается на один из аналоговых входов IC201 - выв. 47. Этот сигнал демодулируется, поступает на АЦП и далее обрабатывается так же, как и моносигнал. Для питания IC601 на ее выв. 16 подается напряжение +5 В от стабилизатора IC805. УМЗЧ IC602 питается напряжением +14 В (выв. 13, 3) с источника питания (ИП).

1.5.3 Микроконтроллер

    МК IC901 обеспечивает большинство функций по оперативному управлению всеми функциональными блоками телевизора. Кроме того, он имеет встроенный узел телетекста и обеспечивает сервисные регулировки телевизора на стадии его производства или после ремонта.

    МК имеет две цифровых шины I2С. Первая шина (выв. 5, 6) служит для управления многофункциональными микросхемами IC201 и IC601, а также для регулировки параметров изображения и звука в рабочем и диагностическом режимах. Вторая цифровая шина МК (выв. 5, 6)

подключена к микросхеме ЭСППЗУ IC902, в которой сохраняется информация о параметрах настройки (частота, диапазон, уровни громкости и т.д.).

    Назначение остальных выводов МК следующее:

выв. 1 - выход блокировки записи в ЭСППЗУ;

выв. 4 - тестовый вход;

выв. 7 - выход включения режима Standby и сброса звукового процессора IC601;

выв. 8 - выход начального сброса видеопроцессора IC201;

выв. 9,13, 37, 42 - напряжение питания 2,5 В;

выв. 10,14, 29, 36, 43 - общий;

выв. 11, 30 - напряжение питания 3,3 В;

выв. 15 - вход сигнала АПЧ (поступает от тюнера);

выв. 16,17 - входы контроля подключения соединителей SCART;

выв. 18 - вход управления от кнопок на передней панели;

выв. 19, 20 - входы арочных и кадровых импульсов для схемы OSD;

выв. 21 - подключения кнопки Power;

выв. 22 - подключения кнопки TV/VIDEO;

выв. 23 - вход сигнала защиты от рентгеновского излучения;

выв. 24 - вход сигналов управления с фотоприемника;

выв. 26, 26 - выходы управления индикатором Standby/Timer;

выв. 27, 28, 31, 32, 42, 46-48, 51, 52 - не используются;

выв. 33 - вход сигнала начального сброса;

выв. 34, 35 - выводы подключения кварцевого резонатора;

выв. 38-40 - выходы сигналов OSD/TXT;

выв. 41 - выход регулировки контрастности изображения OSD/TXT;

выв. 45 - выход гашения OSD/TXT;

выв. 49 - выход блокировки звука (высокий уровень - активный);

выв. 50 - выход включения телевизора (высокий уровень - активный).

    МК питается от стабилизатора +3,3 В (IC903).

1.5.4Сиихропроцессор, строчная и кадровая развертки

    Синхропроцессор входит в состав микросхемы IC201. Он выделяет из видеосигнала синхроимпульсы и формирует из них следующие сигналы:

импульсы запуска для схемы строчной развертки (выв. 50 IC201);

сигнал коррекции геометрических искажений растра "восток-запад" (выв. 32 IC201);

пилообразные импульсы для схемы кадровой развертки (выв. 31 IC201);

сигнал динамической фокусировки (выв. 34 IC201).

    Для работы синхропроцессора от схем строчной и кадровой развертки поступают импульсы обратного хода V-SYNC2 (выв. 11IC201) и H-SYNC (выв. 13 001). Одна из функций синхропроцессора - защита элементов строчной и кадровой развертки. Если поступление импульсов V-SYNC2 на вход IC201 прекращается, то он блокирует импульсы запуска строчной и кадровой развертки.

    Строчная развертка выполнена по стандартной двухкаскадной схеме с последовательным питанием выходного транзистора Q401 (рис. 1). Нагрузкой Q401 служат строчные катушки ОС и обмотка 1-3 ТДКС T444S. Сигнал коррекции "восток-запад" через усилитель на элементах IC401 и Q404 подается на диодный модулятор D409.

    Предварительный каскад на транзисторе Q402 питается напряжением +12 В, а выходной каскад (Q401) - напряжением В+, формируемым ИП.

   Часть энергии, запасенной ТДКС T444S во время обратного хода строчной развертки, используется для питания различных узлов телевизора. ТДКС формирует следующие напряжения:

H.V, FOCUS, SCREEN, HEATER для питания кинескопа;

+215 В, для питания видеоусилителей платы кинескопа;

+16,5 и -16,5 В, для питания выходного каскада кадровой развертки (IC301).

    Размах импульсов на обмотке 7-6 T444S контролируется схемой защиты от рентгеновского излучения. В аварийной ситуации схема на элементах CR02S, CR03S, DZR01S, QR01S, QR02S формирует низкий потенциал на выв. 23 IC901, после чего МК на выв. 50 переводит ИП в дежурный режим работы.

    Схема кадровой развертки реализована на микросхеме IC301 типа LA7845. В состав микросхемы входят усилитель, генератор импульсов обратного хода и схема термозащиты. Пилообразные импульсы запуска кадровой развертки VDP с выв. 31 IC201 поступают на выв. 5 IC301. К выходу микросхемы (выв. 2) подключены катушки кадровой ОС. Параллельно кадровой ОС включена демпфирующая цепь R305 R306 С305, устраняющая резонансный эффект в катушках.

    В случае неисправности в цепях кадровой развертки (короткое замыкание катушек и обрыв резистора R304) напряжение на выходе IC301 возрастает, стабилитроны D304-D306 начинают проводить ток, и выход микросхемы шунтируется. Это приводит к ее выключению, в результате IC201 блокирует импульсы запуска кадровой и строчной развертки.

Для питания IC301 на ее выв. 6 подается напряжение +16,5 В, а на выв. 1 - напряжение -16 В от схемы строчной развертки.

1.5.5 Источник питания

    Источник питания формирует стабилизированные вторичные напряжения: В+ (125...135 В, в зависимости от диагонали кинескопа), +14, +12, +8 и +5 В (два канала), необходимые для работы узлов телевизора в рабочем и дежурном режимах.

    Схема ИП представляет собой однотактный обратноходовый преобразователь и построена на основе ШИМ-контроллера со встроенным силовым ключом 1С801S типа KA3S1265R.

   В режиме начального запуска микросхема питается (выв. 3) от сети через гасящие резисторы R802-R804 и выпрямитель D801 С808, а в режиме стабилизации - от обмотки 8-9 трансформатора T801S и выпрямителя D803 С808. Для стабилизации выходных напряжений преобразователь охвачен обратной связью по напряжению. Это напряжение формирует прецизионный регулируемый стабилизатор DZ805, управляющий вход которого через делитель R819 R821 подключен к выходу канала В+. Напряжение обратной связи через гальваническую развязку, оптрон PC801S подается на вход усилителя сигнала ошибки - выв. 4 IC801S. Для управления преобразователем с обмотки 8-9 трансформатора T801S снимается сигнал, пропорциональный намагниченности его сердечника, и по цепи D804, R825, R808, R807 передается на выв. 5 микросхемы.

    Выпрямители вторичных каналов ИП выполнены по однополупериод-ной схеме. Канал +8 В и оба канала +5 В построены на интегральных стабилизаторах. Для реализации дежурного режима каналы +5 В (IC805) и +8 В (IC803) включаются сигналом POWER MK (выв. 50).

1.5.6 Модуль "кадр в кадре"

    Модуль выполнен на основе микросхемы ICPO1 типа SDA9388. Микросхема представляет собой однокристальный процессор обработки видеосигнала и формирования из него изображения "кадр в кадре". В состав входят АЦП, ЦАП, тактовый генератор (20,25 МГц), мультисистемный декодер сигналов цветности, матрица RGB, ОЗУ для хранения изображения PIP, аналоговый коммутатор и схема интерфейса I2C. Полный видеосигнал поступает на один из аналоговых входов - выв. 26 ICP01 и преобразуется в цифровой вид. Для работы синхронизации изображения PIP на выв. 3 и 4 ICP01 с конт. 7 и 8 CNP01 подаются строчные (HSYNC) и кадровые (VSYNC) импульсы. Вся дальнейшая обработка происходит с цифровым сигналом. Полученный RGB-сигнал подается на ЦАП, а с его выхода - на аналоговый коммутатор. На другой вход коммутатора (выв. 11-14 ICP01) поступает RGB-сигнал OSD/TXT. В зависимости от команды, приходящей от МК по цифровой шине I2C (выв. 5, 6 ICP01), на выходе микросхемы (выв. 16-18) формируются видеосигналы PIP, OSD или ТХТ. Эти сигналы через буферы QP01-QP03 и конт. 10-12 CNP01 поступают на основную плату шасси для дальнейшей обработки. Микросхема ICP01 питается напряжением +5 В от стабилизатора IC802.

2. Расчетная часть проекта

2.1Расчет радиоэлементов схемы электрической принципиальной

2.1.1 Расчет параметрического стабилизатора

Исходные данные:

1. U вых =12 В

2. I вых = 0.2 А

3. δн = δв = ±0,1

2.1.1.1 Выбираем по выходному напряжению 12 В стабилитрон Д814Г со следующими параметрами:

-I ст. max = 0.029 A

-I ст. min = 0.003 A

-U ст = 10-12 В

-R д = 30 Ом

2.1.1.2 Найти сопротивление резистора R1

2.1.1.3 Определить напряжение входа

2.1.1.4 Найти напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT1

- U = 60 B

- I = 400 мА

- P = 0.5 Bт

- h_21Э = 50

2.1.1.5 Найти мощность транзистора VT1

Вт

2.1.1.6 По мощности P_к(VT1)=3В, напряжениюU_кэ(VT1)=19В и току I_вых.max=0.2А выбрать транзистор VT1 КТ608Б со следующими справочными данными:

- U_кэ = 60 B

- I_к = 400 мА

- P_к = 0.5 Bт

- h_21э = 50

2.1.1.7 Найти ток резистора R2

А

2.1.1.8 Найти мощность транзистора VT2

Вт

2.1.1.9 Рассчитать сопротивление резистора R2

2.1.1.10 По мощности P_к(VT2)=0.12В, напряжениюU_кэ(VT2)=19В и току

А

выбрать транзистор VT2 КТ803А со следующими справочными данными:

-U_кэ = 60 В

-I_к = 10 А

- P_к = 60 Вт

-h_21э = 10

2.1.1.11 Найти максимальный входной ток

2.1.1.12 Определить коэффициент стабилизации

2.1.2 Расчет выпрямителя

Рисунок 3 - Выпрямитель

Исходные данные:

- U_вых = 10В

- I_вых = 1.08А

2.1.2.1 Определить максимальное обратное напряжение диода U_{обр.мах}

2.1.2.2 Определить максимальный ток диода для мостовой схемы I_d.мах

2.1.2.3 Определить напряжение обмотки трансформатора U₂

Выбирать диод КД202Б со следующими справочными данными: ------------напряжение обратное U_обр.max=15В

-ток диода максимальный I_д.max=0,8А

2.1.3 Расчет трансформатора

Рисунок 4 - Первичные и вторичные обмотки

Исходные данные:

- Напряжение первичной обмотки U₁ = 220В

- Ток первичной обмотки I₁ = 0,22А

- Напряжение вторичной обмотки U₂ = 10В

- Ток вторичной обмотки I₂ = 1,08А

- Напряжение вторичной обмотки U₃ = 36В - Ток вторичной обмотки I₃ = 1А

2.1.3.1 Определить типовую мощность трансформатора P_тип

2.1.3.2 Определить ток протекающий в первой обмотке I₁

По величине P_тип найти:

- значение магнитной индукции B=1,35Тл

- плотность тока δ=3,4А/мм²

- коэффициент заполнения медью k_м=0,3

- коэффициент заполнения сталью k_ст=0,94

- КПД η=0,8

2.1.3.3 Определить величину произведения сердечника на сечение окна магнитопровода S_ст · S_cк

По величине S_стS_ок выбрать магнитопровод Ш 16 16 со следующими данными:

- активное сечение стали S_ст = 5,82см²

- вес сердечника G_ст = 630гр

- ширина стержня a= 16мм

- высота окна h = 40мм

- ширина окна c = 16мм

- толщина b = 40мм

- S_стS_ок = 41см⁴

Рисунок 5 - Магнитопровод

По величине магнитной индукции B=1,3Тл определить удельные потери в стали

P_ст=3,2Вт/кг

q_ст=35ВА/кг

2.1.3.4 Найти полные потери в стали P_ст

2.1.3.5 Определить активную составляющую тока I_0а

2.1.3.6 По величине магнитной индукции определить удельную намагниченную мощность Q_ст

2.1.3.7 Определить реактивную составляющую тока холостого хода I_{0 р}

2.1.3.8 Определить ток холостого хода I₀

2.1.3.9 Определить относительное значение тока холостого хода I_0%

Величина I₀ лежит в пределах 30÷50%, поэтому выбор магнитопровода считается правильным и законченным.

Относительное падение напряжения

2.1.3.10 Определить число витков в обмотке

2.1.3.11 Определить сечение проводов обмоток S_пр при δ=3,4А/мм²

Выбрать стандартные диаметры проводов

1 обмотка → ПЭВ-2 → 0,2

2 обмотка → ПЭВ-2 → 0,2

3 обмотка → ПЭВ-2 → 0,59

Рисунок 6 - Заполнение магнитопровода медью

2.1.3.12 Определить допустимую осевую длину обмотки h_д

2.1.3.13 Определить число витков в одном слое

2.1.3.14 Определить число слоев N в каждой обмотке

Выбрать межслоевую и межобмоточную изоляцию. В качестве межслоевой рекомендуется выбирать кабельную бумагу (0,5 0,12 мм).

2.1.3.15 Определить радиальный размер катушки α

2.1.3.16 Радиальный размер катушки α

2.1.3.17 Определить зазор между катушкой и сердечником

где: с – ширина окна α – радиальный размер катушки.Зазор между катушкой и сердечником составляет 2,4 мм, что допустимо.

2.1.3.18 Определить среднюю длину витков каждой обмотки из рисунка

2.1.3.19 Вес меди каждой обмотки G_m

2.1.3.20 Определить потери в меди каждой обмотки P_m

где ρ=2,26 при t=20⁰

2.1.3.21 Определить суммарные потери в меди ∑P_m

2.1.3.22 Определить поверхность охлаждения катушки S_охл

2.1.3.23 Определить удельную поверхностную нагрузку катушки q

По кривым определить среднюю температуру перегрева обмоток катушек t=45⁰

2.1.3.24 Рабочая температура обмоток

2.2 Расчет надежности телевизора SAMSUNG шасси KS-2A

2.2.1 Расчет вероятности безотказной работы при t=20, t=50

Надёжность - свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени. Надёжность является комплексным свойством, которое обуславливается качественными характеристиками и количественными.

Для большинства элементов аппаратуры вероятность безотказной работы может быть подсчитана по формуле:

При последовательном соединении элементов в структурной схеме надёжности, аппаратура будет работать безотказно, если не произойдёт отказ первого элемента структурной схемы, второго, третьего и т. д. Для нахождения вероятности безотказной работы всей последовательной схемы необходимо, очевидно, перемножить вероятности безотказной работы всех её элементов, т.е.

где Р(t) - вероятность безотказной работы аппаратуры; р₁(t) , р₂(t) - вероятность безоткатной работы последовательно включенных в структурную схему элементов, λ= λ₁+ λ₂+…+λ_n –интенсивность отказов

аппаратуры, равная сумме интенсивностей отказов последовательно соединенных в структурной схеме элементов, е - основание натурального логарифма; t - заданное время работ схемы.

Наимено вание элемента	Тип	Конструкт тиваная характе ристика	Количество	Наименование значения определяющее надежность	Фактическое значение	Коэффициент нагрузки
Конденсаторы	Постоянные	Электроли тические	20	Uн=250 В	U=175 В	0,5
	Постоянные	Керамичес кие	37	Uн=25 В	U=15В	0,7
Резисто ры	62К	Проволочные	72	Pмакс=0,5 Вт	Р=0,3 Вт	0,7
Диоды	Выпрямительные	Полупроводниковые	34	Uн=15 В	U=7,5 В	0,2
Микросхемы	Tel	Аналоговые	7	Iвых=0,8 А Iвх=1,5 А N=16	Iвых=0,72 Iвх=1,35	0,9
Трансформаторы	Импульсный	Магнитодиэл-ий	3	Iн=32 мА	Iн=0,27 мА	0,9
Транзисторы	Биполярные	NPN кремниевые	6	Pмакс=830 мВт	Р=415 мВт	0,5
Дроссели	Ферромагнитные	Спиральная	15	Iн=0,320 А	Iн=0,288А	0,8
Плата	ОПП	Текстолитовая	1	-	-	0,5
Пайка	-	-	239	-	-	-

Таблица 1

Интенсивность отказов при заданном значении температуры окружающей среды и нагрузки определяется по формуле:

λ=λ₀*α

Расчет ожидаемой надежности аппаратуры (не резервированных блоков), предназначенной для работы в течении заданного времени с момента включения, ведется по следующей методике.

1. Анализируется принципиальная схема с точки зрения надежности:

а) составляется структурная схема блока (с точки зрения надежности). В структурную схему включаются все элементы принципиальной схемы, отказ которых приводит к отказу аппаратуры;

б) составляется таблица режимов работы элементов схемы и из приложений определяются значения λ – характеристик всех элементов.

2.Определяется ожидаемая интенсивность отказов аппаратуры или среднее время безотказной работы. Суммарная интенсивность отказов аппаратуры λ с учетом условий эксплуатации определяется по формуле . Если известно Тср для элементов, то с помощью формулы λ=1/Тср переходят к интенсивности отказов λ.

3.По формуле рассчитывается ожидаемая вероятность безотказной работы аппаратуры в течении заданного времени после включения.

Данные расчета интенсивности отказов при 20 ⁰С приведены в Таблице №2

Таблица №2

Наимено вание элемента	Тип	Конструкт тиваная характе ристика	Коэффициент нагрузки	Количество, n	Эксплуатационный коэффициент, α	Интенсивность отказов, λ0	λ2Э=λ0*α*N
Конденсаторы	Постоянные	Электроли тические	0,5	20	0,2	0,15*10^-6	0,6
	Постоянные	Керамичес кие	0,7	37	0,28	0,035*10^-6	0,36
Резисто ры	62К	Проволочные	0,2	72	1	0,2*10^-6	1,36
Диоды	Выпрямительные	Полупроводниковые	0,8	34	0,48	0,34*10^-6	2,45
Микросхемы	Tel	Аналоговые	0,5	7	0,9	0,74*10^-6	2,96
Трансформаторы	Импульсный	Магнитодиэл-ий	0,7	3	1,2	0,087*10^-6	7,52
Транзисторы	Биполярные	NPN кремниевые	0,9	6	0,4	0.013*10^-6	0,04
Дроссели	Ферромагнитные	Спиральная	0,9	15	1,3	0,2*10^-6	0,8
Плата	ОПП	Текстолитовая	0,5	1	0.01	0,7*10^-6	0,007
Пайка	-	-	-	239	1	0,01*10^-6	2,39

λ_2Э=λ₀*α*N

λ_2Э=0,15*10^-6 *0,2*20=0,6

λ_2Э =0,035*10^-6 *0,28*37=0,36

λ_2Э =0,2*10^-6 *1*72=1,36

λ_2Э =0,34*10^-6 *0,48*34=2,45

λ_2Э =0,74*10^-6 *0,9*7=296

λ_2Э =0,087*10^-6 *1,2*3=7,52

λ_2Э =0.013*10^-6 *0.4*6=0,04

λ_2Э =0,2*10^-6 *1,3*15=0,8

λ_2Э =0,7*10^-6 *0.01*1=0,007

Данные расчета интенсивности отказов при 60 ⁰С приведены в Таблице №3

Таблица №3

Наимено вание элемента	Тип	Конструкт тиваная характе ристика	Коэффициент нагрузки	Количество, n	Эксплуатационный коэффициент, α	Интенсивность отказов, λ0	λ2Э=λ0*α*N
Конденсаторы	Постоянные	Электроли тические	0,5	20	0,4	0,15*10^-6	1,2
	Постоянные	Керамичес кие	0,7	37	0,55	0,035*10^-6	0,71
Резисто ры	62К	Проволочные	0,2	72	1,4	0,2*10^-6	9,52
Диоды	Выпрямительные	Полупроводниковые	0,8	34	0.63	0,34*10^-6	3.21
Микросхемы	Tel	Аналоговые	0,5	7	1,7	0,74*10^-6	7,55
Трансформаторы	Импульсный	Магнитодиэл-ий	0.7	3	0,5	0,087*10^-6	3,13
Транзисторы	Биполярные	NPN кремниевые	0,9	6	0,4	0.013*10^-6	0,036
Дроссели	Ферромагнитные	Спиральная	0,9	15	1,9	0,2*10^-6	1,14
Плата	ОПП	Текстолитовая	0,5	1	0.01	0,7*10^-6	0,013
Пайка	-	-	-	239	1	0,01*10^-6	2,39

λ_2Э=λ₀*α*N

λ_2Э =0,15*10^-6 *0,4*20=1,2

λ_2Э =0,035*10^-6 *0,55*37=0,71

λ_2Э =0,2*10^-6 *1,4*72=9,57

λ_2Э =0,34*10^-6 *0,63*34=3,21

λ_2Э =0,74*10^-6 *1,7*7=7,55

λ_2Э =0,087*10^-6 *0,5*3=3,13

λ_2Э =0.013*10^-6 *0,4*6=0,036

λ_2Э =0,2*10^-6 *1,9*15=1,14

λ_2Э =0,7*10^-6 *0,01*1=0,013

λ_2Э =0,01*10^-6 *1*239=2,39

Время безотказной работы находится по формуле:

- при 20 ⁰С:

- при 60 ⁰С:

Рисунок 1 - График вероятности безотказной работы устройства при 20 и 60 ºC

2.2.2 Расчет ремонтопригодности

Ремонтопригодностью называется способность технического устройства к восстановлению в процессе эксплуатации.

Для оценки ремонтопригодности служит коэффициент готовности.

где Т_β - среднее время ремонта аппаратуры, ч; Кг - есть вероятность того, что в любой момент времени аппаратура исправна.

- при 20 ⁰С:

- при 60 ⁰С:

Количественный критерий надежности ремонтируемой аппаратуры определяется произведением вероятности исправного состояния в любой момент времени на вероятность безотказной работы в течении заданного времени, т.е.

R(t)=КгР(t)=[Tср/(Tср+Тβ)]е-^λt

- при 20 ⁰С:

=0,842

=0,72

=0,613

=0,5241

=0,4413

=0,3736

- при 60 ⁰С:

=0,7687

=0,6018

=0,4690

=0,3646

=0,2795

=0,2168

Рисунок 2 - Количественный критерий надежности

2.3 Расчет стоимости ремонта

N – это условное количество устройств, трудоемкость которых равна трудоемкости восстановления и ремонта всех устройств, закрепленных за участком.

N определяется исходя производственной мощности и рационального использования оборудования по формуле:

,где:

- коэффициент загрузки оборудования, принимаемый равным 0,8-0,85, что характеризует достаточно полное использование оборудования и наличие необходимого резерва времени;

- действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.;

шк - норма времени на ремонт блока, мин

Nгод округляется в большую сторону для удобства расчетов.

Действительный фонд времени работы оборудования определяется:

Fд = Fн* Ксм * (1 – α), час., где

Fн – номинальный фонд времени работы, т.е. время, которое может быть использовано в течение года при работе в одну смену, час.

Ксм – количество смен на участке Ксм = 1

- коэффициент переналадки и ремонта оборудования = 0,08-0,10

Fн = ((Дк – (Дв + Дпр)) * tн – (Дпв +Дппр) * tсокр, (час)

где

Дк – количество календарных дней в году (366);

Дв – количество выходных дней в году (105);

Дпр – количество праздничных дней в году (15);

tсм– продолжительность смены, час (8);

Дпв – предвыходные дни (52)

Дппр – предпраздничные дни (6);

tсокр – величина сокращения рабочего дня = 1 час.

Fн = ((366 – (105 + 15)) * 8 – (52 +6) * 1=1910, (час)

Fд = 1910* 1 * (1 – 0,1)=1719, час

2.Определение потребного количества рабочих мест и коэффициента загрузки

Где

Т - норма времени, мин.

Квн – коэффициент выполнения норм, принимается равным 1,0 – 1,1.

(должно получиться 1 рабочее место).

Расчётное количество рабочих мест (дробное) округляется в большую сторону, таким образом, получают принятое количество рабочих мест Sпр.

S_расч. = .шт

Коэффициент загрузки Кз на определяется по формуле:

К_з = ;

К_з = ;

3. Расчет численности основных рабочих

Расчёт численности производственных рабочих Росн производится для блока, исходя из трудоёмкости работ за год по формуле:

Где:

Квн – планируемый коэффициент выполнения норм, принимается равным

1,0 – 1,1

Fэф – эффективный годовой фонд времени рабочего, час

Эффективный годовой фонд времени производственного рабочего определяется:

Fэф = ((Дк – (Дв + Дпр+Дотп+Ддо+Дст+Дб+Дго)) * tн – (Дпв +Дппр) * tсокр,

где:

Дк – количество календарных дней в году;

Дв – количество выходных дней в году ;

Дпр – количество праздничных дней в году;

Дотп – количество дней очередного отпуска (28);

Ддо – количество дней дополнительного отпуска (3);

Дст – дни отпуска за стаж работы(2)

Дб – дни неявок по болезни (6)

Дго – дни выполнения гос. обязанностей (3)

tн – нормативная продолжительность рабочего дня (8,2 часа)

Дпв – предвыходные дни

Дппр – предпраздничные дни

tсокр – величина сокращения рабочего дня (1 час)

Fэф = ((366 – (105 + 15+28+3+2+6+3)) * 8 – (52 +6) * 1=1574

4. Расчет годового фонда заработной платы основных рабочих

а) Для оплаты труда рабочих применяется повременно – премиальная система заработной платы.

ФЗПповр. = Счас. * Fэф.*Росн / ŋ, руб.

где ŋ – коэффициент, учитывающий рост производительности труда рабочих за счет внедрения организационных технических мероприятий, принимать равным 1,05 – 1,08.

ФЗПповр. = 51,85*1574*1/1,05=77725,61 , руб.

б) Премии рабочим за выполнение количественных показателей и качество работ

Пр = ФЗПповр * Ппр% / 100; руб.

где Ппр% - процент премии, %, принимается равным 30 – 80%.

Пр = 77725,61 * 50 / 100=38862,8 ; руб.

в) Расчет общего годового ФЗП основных рабочих.

ФЗПосн = ФЗПповр + Пр; руб.

ФЗПосн = 77725,61 + 38862,8=116588,41; руб.

г) Расчет дополнительной заработной платы; %

Пдоп.зп% = (До * 100 / (Дк – Дв – Дпр – До)) + 1; %

Пдоп.зп% - процент дополнительной заработной платы; %

где Дк – календарные дни в году; дн., принимать равными 365 дн.

До – продолжительность оплачиваемого отпуска,

Дв – количество выходных дней.

Дпр – количество праздничных дней.

1% - на прочие оплачиваемые неявки.

Пдоп.зп% = (28 * 100 / (365 – 105 – 15 – 28)) + 1 = 13,9 %

ФЗПдоп. = Пдоп.зп% * ФЗПосн / 100, руб.

ФЗПдоп. = 13,9% * 116588,41 / 100=16205,79, руб.

д) Фонд оплаты труда основных рабочих с учетом районного коэффициента.

ФОТ осн. раб. = (ФЗПосн.общ + ФЗПдоп.) * Кур., руб.

Кур. – районный уральский коэффициент = 1,15.

ФОТ осн. раб. = (116588,41 + 16205,79) * 1,15=152713,31, руб

5. Расчет среднемесячной зарплаты рабочего:

ЗПср. осн = ФОТосн. раб. * К / (Росн * 12), руб.

где К – коэффициент, учитывающий выплаты из прибыли предприятия, принимается равным 1,1 – 1,2

ЗПср. осн = 152713,31 * 1,1 / (1 * 12)=13998,709, руб.

6. Расчет стоимости материалов на ремонт устройства

Таблица №4

№ п/п	Наименование комплектующих	Кол-во	Цена единицы, руб.	Общая стоимость, руб.
1	Конденсатор 470мк 16В	1	25	31
2	Транзистор KSD5703	1	39	41
3	Предохранитель FD401S	1	17	22
4	Резистор 4,7к	1	27	29
5	Микросхема IC801S	1	92	92
	ИТОГО	5	-	215

7. Расчет себестоимости и цены на ремонт устройства

Таблица №5

№	Статьи затрат	Условное обозначение	%	Сумма руб.	Методика расчета
1	Материалы и комплектующие	М
2	Основная ЗП рабочих	Зпосн		121,89	ФЗПосн *Кур/ Nгод
3	Дополнительная ЗП рабочих	Зпдоп		16,94	Зпдоп=Зпосн•%Зпдоп 100
4	Отчисления в социальные фонды	Осс	30	41,65	Осс=(Зпосн+ Зпдоп)•34/100
5	Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	РСЭО	50	60,94	РСЭО=Зпосн•%РСЭО 100
6	Цеховые расходы Цеховая себестоимость	Рцех Сцех	60	73,13 529,55	Рцех=Зпосн•%Рцех/100 Сцех=М+Зпосн+ Зпдоп+Осс+РСЭО+Рцех
7	Общепроизводственные расходы Производственная себестоимость	Робщ Спроиз	80	97,51 627,06	Робщ=Зпосн•%Робщ/100 Спроиз=Сцех+ +Робщ
8	Внепроизводственные расходы Полная себестоимость	Рвн Сполн	3	18,81 645,87	Рвн=Спроиз•%Рвн 100 Сполн=Спроиз+ +Рвн
9 10	Прибыль Цена ремонта	П Црем	20-30	129,17 775,04	П=Сполн•20,30 100 Црем=(Сполн+П)

Зпосн=116588,41*1,15/1100=121,89

Зпдоп=121,89*13,9/100=16,94

Осс=(121,89+16,94)*30/100=41,65

РСЭО=121,89*50/100=60,94

Рцех=121,89*%60/100=73,13

Сцех=215+121,89+16,94+41,65+60,94+73,13=529,55

Робщ=121,89*80/100=97,51

Спроиз=529,55+97,51=627,06

Рвн=627,06*3/100=18,81

Сполн=627,06+18,81=645,87

П=645.87*20/100=129,17

Црем=(645,87+129,17)=775,04

Себестоимость годового объема ремонтов устройств.

Сполн.год. = Сполн. * Nгод.; руб.

Сполн.год. = 645,87 * 1100=710457; руб.

Стоимость годового объема ремонтов устройств.

Цгод. = Црем * Nгод.; руб.

Цгод. = 775,04 * 1100=852544; руб.

8. Рентабельность одного ремонта

R = П * 100 / (Сполн. – М), %

R = 129,17 * 100 / (645,87– 215)=29,9, %

9. Определение безубыточности – позволяет рассчитать объем производства (критическую программу выпуска), при котором окупаются затраты на производство и реализацию продукции и предприятие начинает получать прибыль.

9.1. Переменные затраты определяются:

Спер. = (М + ЗПосн + ЗПдоп + Осс) * Nгод , руб.

Спер. = (215 + 121,89 + 16,94 + 41.65) * 1100=435028 , руб.

9.2. Постоянные затраты определяются:

Спост = (РСЭО + Рцех + Робщ + Рвн) * Nгод, руб.

Спост = (60,94 + 73.13 + 97,51 + 18,81) * 1100=275429, руб.

9.3. Точка безубыточности рассчитывается:

Тб = (Цгод. * Спост.) / (Цгод. – Спер.), руб.

Тб = (852544 * 275429) / (852544 –435028 )=562543, руб.

Тб = Тб (руб.) / Црем., шт. < Nпр

Тб = 562543 / 775,04=725,82, шт. < Nпр

Точка безубыточности в натуральном выражении (шт.) показывает то количество продукции, которое необходимо изготовить и реализовать, чтобы окупить затраты на производство и реализацию продукции и получать прибыль. По расчетам она должна быть меньше, чем годовая программа выпуска (Nпр).

Технологическая часть проекта

1. Инструкция по эксплуатации

Не допускайте попадания влаги внутрь телевизора. Повышенная влажность является причиной короткого замыкания, коррозии металла, которая в свою очередь приводит к снижению механической прочности, увеличению сопротивления контактных пар, а затем перегреву и обгоранию контактов и других нежелательных последствий, которые приводят к поломке телевизора или к уменьшению срока его службы.

Невозможно исключить попадания пыли внутрь корпуса телевизора. С течением времени пыль накапливается и является причиной ускорения износа элементов. Увеличивается паразитная емкость, что может стать причиной ухудшения четкости изображения телевизора. Уменьшаются поверхностные сопротивления изоляционных материалов, что приводит к ухудшению их качества, следовательно, вероятность пробоя увеличивается. Также пыль благоприятствует конденсации влаги. Для того чтобы избежать всех этих неблагоприятных последствий, необходимо регулярно чистить телевизор. Также следует проводить диагностику телевизора, так как неисправности легче предотвращать на ранних стадиях.

Насекомые являются серьезной проблемой для работоспособности телевизора. Они часто проникают внутрь, так как он является источником тепла. Попадание насекомых внутрь телевизора может привести к замыканию разных выводов силового транзистора, что в свою очередь приведет к перегоранию предохранителей или оплавлению проводов, также есть вероятность возгорания. Поэтому следует обработать внутренние стенки специальным средством.

При падении или другом механическом воздействии на телевизор необходимо убедиться, что кинескоп не поврежден, так как при этом нельзя включать телевизор.

При попадании влаги внутрь устройства следует снять заднюю стенку и просушить плату феном. При большом количестве влаги, попавшей внутрь, следует протереть спиртосодержащим раствором.

Аудиоаппаратуру лучше располагать на большом расстоянии от телевизора.

Лучше выключать телевизор специальной кнопкой, а не пультом, если

вы планируете надолго уходить из дома.

Корпус устройства следует протирать сначала влажной тряпкой, а потом сухой.

Протирать экран нужно только при выключенном телевизоре.

2. техническое обслуживание

  На шасси KS2A высокое напряжение не регулируется, а только контролируется. Сначала проверяют напряжение питания строчной развертки: на положительном выводе конденсатора С815 должно быть +125...135 В (в зависимости от диагонали кинескопа). Если отклонение напряжения превышает 10%, необходим ремонт ИП.

   Если ИП исправен, подключают киловольтметр ко второму аноду кинескопа и включают телевизор. Высокое напряжение должно быть равно 30 ±0,5 кВ при любых значениях яркости и контрастности. Если оно не соответствует приведенному выше значению, необходим ремонт телевизора.

Таблица №6

Диагональ кинескопа, дюйм	Параметры
	IBRM	WDRV	CDL	COLR G В (Smallest Value)
21 (PF/TOSHIBA)	220	35	180	65
21 (1,7R/SDI)	220	35	180	100
22,25 (1.7R/SDI)	220	35	200	150
15 (PF/SDI)	220	35	180	100