3.3. Проектування вихідного каскаду (емітерний повторювач)

Характер навантаження ФЕП визначається способом обробки і перетворення сигналу до виду зручного для передачі. це може бути діодний обмежувач амплітуди, чи навіть якийсь електромеханічний пристрій.

У випадку навантаження ФЕП на низькоомне навантаження з’являється потреба ще в одному каскаді — емітерному повторювачу. Завдяки низькому вихідному опору емітерний повторювач еквівалентний генератору напруги, яка мало змінюється при зміні опору навантаження (звичайно, до тих пір, поки опір навантаження буде набагато більше вихідного опору навантаження).

Схема емітерного повторювача:

                                               Рис. 10. Емітерний повторювач.

В якості транзистора можна використати транзистор того ж типу, що й у попередньому каскаді (П308).

В цьому випадку лінією навантаження виберемо відрізок NM΄ (див. рис. 7б).

Границі динамічної ділянки — точки С΄ і Д΄.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Режим спокою катодного повторювача — точка С΄. Для неї маємо:

;

(струм подільника напруги); тоді

;

;

Коефіцієнт передачі струму емітерним підсилювачем:

(мінімальне значення)

Коефіцієнт передачі напруги:

Вихідний опір ;

Якщо опір навантаження емітерного повторювача, тобто навантаження ФЕП складатиме Rн = 100 ом, то

Таким чином, остаточна схема ФЕП матиме такий вигляд:

                    Рис. 11. Принципова схема ФЕП.

3.4.  Проектування джерела живлення для електронної апаратури факсимільного зв’язку

До джерела живлення ставляться такі основні вимоги:

1.  Сумарний струм всіх споживачів  (максимальне значення)

2.  Напруга, яку повинно забезпечити джерело U = 12 ± 1 В (в інтервалі струмів від 50 до 300 мА).

3.  Коливання напруги U при допустимих змінах напруги і частоти в електричній мережі 220В, 50Гц повинні не перевищувати 1В.

4.  Величина пульсацій і наводок в напрузі джерела не повинні перевищувати допустиме значення Кп = 1,0%

Виберемо схему випрямляча.

Для заданих параметрів найдоцільніше буде використати 2-х тактну схему 1-фазного живлення (мостова схема Греца), див. рис. 12.

Рис. 21. Схема випрямляча.

Сила струму, випрямленого кожним діодом в схемі Греца не перевищує 150 мА. За цим значенням вибираємо тип діодів Д1-Д4 — Д226Д. Для цих діодів допустимий випрямлений струм може досягати 300 мА, а допустима напруга складає 100В (при цьому середнє значення зворотнього струму не перевищує 0,1 мА). Допустима температура оточуючого середовища від –60°С до +80°С.

Для подальших розрахунків визначаємо номінальний опір навантаження джерела

Для зменшення пульсацій вихідної напруги необхідно застосувати  зглажуючий фільтр. Оскільки  — величина не мала, то в якості фільтра найкраще вибрати ємкісний фільтр.

Ємність конденсатора для фільтра треба вибрати так, щоб , як правило для забезпечення Кп = 0,01 .

Для 2-х тактної схеми, що на рис. 1, ця умова рівносильна вимозі

при , з попереднього виразу отримаємо робочу формулу:

, де С1 виражено в мкФ, а Rн —в кОм.

Обчислюємо  

Промисловість випускає електролітичні конденсатори з номіналом 2000 мкФ х 25В.

Отже, в якості С1 можна використати 2 запаралелені конденсатори 2000 мкФ, 25В.

Для утримання вихідної напруги 12 ± 1 В, за умов коливання напруги змінного струму в мережі 220В, 50 Гц і за умов зміни Rн в схемі джерела слід передбачити стабілізатор. Для U = 12В є стабілітрон типу Д815Д, для якого Uвих ном.=10,8÷13,2В, а діапазон зміни струму при стабілізації від 25мА до 650мА, що повністю перекриває заданий діапазон 50÷300 мА.

Схема параметричного стабілізатора на кремнієвому стабілітроні Д815Д показана на рис. 2:

Рис.13. Схема параметричного стабілізатора на кремнієвому стабілітроні.

Опір RБ обчислюється за такою формулою:

;

(На вході стабілітрона напруга на 2,2 В більша ніж на виході.)

Таким чином, схема джерела живлення буде мати такий вигляд:

Рис. 14. Принципова схема джерела живлення.

Номінальна напруга на вторинній обмотці трансформатора має бути

14,2В + 3В = 17,2В

Отже коефіцієнт трансформації  

З наведених розрахунків випливають вимоги до силового трансформатора: Він має бути розрахований на потужність Вт. Кількість витків в обмотках повинна забезпечити пониження напруги в 12,8 разів.

Запобіжник Пр повинен спрацьовувати при струмах КЗ не більше 0,1А

3.5. Розробка друкованої плати

Виготовлення друкованих плат має виконуватися відповідно до технологічного процесу, прийнятому на заводі-виготовлювачу, що забезпечує виконання усіх вимог креслення і технічних умов.

До друкованих плат пред'являються наступні вимоги: поверхня друкованих плат не повинна мати здуттів, сторонніх включень, відколів, вибоїв, тріщин і розшарувань матеріалу підстави, що знижують електричний опір і міцність ізоляції.

Одиночні вкраплення металу і сліди його видалення на вільних від провідників ділянках, поверхневі відколи і просвітлення діелектрика, ореоли, що виникають у результаті механічної обробки, допускаються, якщо відстань від провідника до зазначеного дефекту складає не менш 0,3 мм. Допускаються також окремі ганджі діелектрика, виявлені після травлення і передбачені технічними умовами на фольговані матеріали.

Матеріал основи друкованих плат має бути таким, щоб при механічній обробці (свердління, штампування, розпилювання), не утворювалися тріщини, розщеплення, відшарування та інші несприятливі явища, що впливають на експлуатаційні властивості, а також на електричні параметри плат.

Ширина друкованих провідників і відстань між ними установлюються вимогами креслення.

Друковані провідники повинні бути з рівними краями. Колір мідного провідника може бути від ясно-рожевого до темно-рожевого. В окремих випадках допускаються нерівності по краях провідників, що не зменшують мінімальної ширини провідників і відстані між ними, передбачені кресленням. Відхилення розмірів контактної площадки від креслення по чи ширині довжині можливо, але при цьому відстань до найближчих чи провідників контактних площадок у будь-якім місці повинне бути не менш мінімальних величин, обговорених у кресленні.

Товщина шару міді, осадженої на всіх металізованих ділянках друкованої плати (фотоелектрохімічний метод), має бути в межах 40—100 мкм, а на лініях землі, екранах і провідниках, що лежать по краях плати, вона допускається до150 мкм.

Сучасні промислові способи виготовлення друкованих плат засновані на використанні фольгованих діелектриків,  тобто на одержанні токопровідного малюнка схеми методом травлення. Всі різновиди способів зводяться до одержання малюнка фото способом або трафаретним друком.

Існує 2 основних промислових способа виготовлення друкованих плат:      

1.    Травлення фольгованого діелектрика без металізації отворів. Застосовується, головним чином, для виготовлення односторонніх друкованих плат.

2.    Травлення двостороннього фольгованого діелектрика з електрохімічною металізацією отворів.

Застосовується для виготовлення двосторонніх друкованих плат.

При виготовленні односторонніх друкованих плат для нанесення малюнка схеми широко використовується метод трафаретного або сітчастого друку і наступне травлення фольги. Виготовлення друкованих плат таким способом одержало в промисловості назву сітково-хімічний метод.

Плати, що виготовляються з однобічногофольгованого гетинаксу знаходять найбільше широке застосування в конструкціях побутової радіоелектронної апаратури.

При масовому виробництві друкованих плат з однобічного фольгованого діелектрика, застосовується сітково-хімічний спосіб. Як правило, виготовлення плат здійснюється на універсальних механізованих лініях, що складаються з окремих автоматів і напівавтоматів, послідовно виконуючі операції технологічного процесу.

Весь процес виготовлення плат складається з наступних основних технологічних операцій:

1.    Розкрій матеріалу і виготовлення заготівок плат.

2.    Нанесення малюнка схеми кислотостійкою фарбою. 

3.    Травлення схеми.

4.    Видалення захисного шару фарби.

5.    Крацовка.

6.    Нанесення захисної епоксидної маски.

7.    Гаряче лудіння місць пайки.

8.    Штампування.

9.    Маркування.

Різання матеріалу на технологічні заготівки (смуги) здійснюється на дискових ножицях.

Зі смуг матеріалу на кривошипному пресі штампуються технологічні заготівки  плат.  Вони мають технологічний припуск 2—6 мм по контуру. У заготівках одночасно вирубуються технологічні базові отвори, що у більшості випадків у готових друкованих блоках служать кріпильними.

Заготівки плат надходять на автомат сіткографічного друку.

Сіткографічний верстат-автомат має два завантажувальних бункери. Заготівки по одній штуці забираються двостороннім вакуумним столом, який подає їх під сітку-трафарет. Як тільки заготовка встала в робочу позицію, автоматично здійснюється рух ракеля, що продавлює фарбу крізь сітку-трафарет. Після цього стіл повертається, забираючи плату з-під сітки-трафарету, вакуум знімається і плата з нанесеним малюнком по лотку спадає в сушило.

Плати з нанесеним малюнком піддаються травленню, що виконується на спеціальному напівавтоматичному агрегаті. Травлення здійснюється розчином хлорного заліза з щільністю 1,35—1,40.

На агрегаті виконуються наступні операції:

а) витравлювання фольги в місцях, не захищених фарбою;

б) видалення залишків травлячого розчину із плат методом обдуву струменем повітря;

в) промивання плат водою;

г) сушіння плат струменем гарячого (60—70° С) повітря.

Наступна операція — видалення кислотостійкої захисної фарби.

Видаляти фарбу можна різними органічними розчинниками: ацетоном, розчинником № 646, уайт-спіритом, дихлоретаном, трихлоретиленом, та ін. Однак усі процеси з перерахованими розчинниками шкідливі для організму людини, пожежо- та вибухонебезпечні. Тому при масовому механізованому чи автоматизованому виробництві не доцільно і небезпечно використовувати органічні розчинники.

У промисловості розроблено і застосовується спосіб видалення фарби гідропульпою, за принципом гідропіскоструминної обробки. Спеціальний напівавтоматичний агрегат робить видалення фарби струменем водно-піщаної пульпи, що надходить із сопла спеціальної гідрогармати, під тиском 1,5 атм. У гідропіскоструминній камері видаляється фарба, потім плати послідовно потрапляють у камеру промивання і сушки. Такий спосіб видалення фарби цілком виключає всі неприємності зазначених хімічних способів. Крім цього, одночасно з фарбою з друкованих провідників видаляється окисна плівка.

Після видалення фарби плати проходять операцію крацовки з метою видалення всіх забруднень і окислів з поверхні друкованих провідників, а також для надання платі товарного вигляду і підготовки її до нанесення епоксидної маски.

Наступна операція технологічного процесу — нанесення термостійкої захисної епоксидної маски. Епоксидна маска забезпечує захист друкованих провідників плати від облудіння і термоудару в процесі групової пайки, захищає провідники від корозії і поліпшує електроізоляційні властивості друкованої плати. Епоксидна маска наноситься методом сіткографії (трафаретного друку), так само як наноситься малюнок схеми.

Після нанесення епоксидної маски і полімеризації, плати надходять на автоматичний агрегат гарячого лудіння.

На цьому агрегаті плати проходять операції лудіння, промивання і сушіння.     

Наступною операцією обробки плати є операція розкриття монтажних отворів. Ця операція здійснюється методом штампування на кривошипних пресах, одночасно вирубується 100 і більш отворів.

Щоб уникнути сколів й утворення ореолів навколо отворів питомий тиск притискної плати штампа має бути не менш 200 кг/см2. Після вирубання отворів на плати наносяться монтажні позначення методом сіткографії білою фарбою на епоксидній основі.

Описана технологія й устаткування для виробництва друкованих плат з однобічного фольгованого гетинаксу широко застосовується вже багато років широко застосовується у промисловості.

Таким чином, друковані плати для ФЕП та блоку живлення будуть мати такий вигляд:

Рис. 15а. Друкована плата для ФЕП.

Рис. 15Б. Друкована плата для блоку живлення.

4. Дискретизація і кодування сигналу зображення. Манчестерський код.

Для представлення зображення у вигляді набору цифр (кодових комбінацій), необхідно здійснити дискретизацію вихідного (аналогового) сигналу за часом і рівнем.

Дискретизація сигналу за часом базується на теоремі Котельникова — Найквіста: безперервну функцію x(t), спектр якої обмежений частотою Fт можна представити послідовністю миттєвих значень х(ti) у моменти дискретизації ti=i/2Fт, зміщені на інтервали, кратні величині Те=0,5/Fт. Однак реальні сигнали мають необмежений спектр, тому практично відновлення сигналу рядом Котельникова відбувається з визначеною похибкою. Для її зменшення крок дискретизації беруть меншим, наприклад,     ti = (0,5÷0,25)i/2Fт.

У випадку передачі двох градаційних (графічних) зображень задача квантування вирішується просто, оскільки сигнал є дворівневим. Квантування здійснюється найпростішим формуючим пристроєм, наприклад тригером. Таке квантування виробляється для зручності передачі навіть в аналогових системах. Якщо цифровій передачі піддається напівтонове зображення, то задача квантування стає значно складніше.

Експериментально були отримані кількості рівнів квантування напівтонових зображень, при яких спостерігачі оцінюють зображення як гарні. Це — 64, 128 і 256 фіксованих рівнів яскравості. При меншому числі градацій через східчасті перепади яскравості виникають помилкові контури. Їх частково можна усунути, додавши до квантованного зображення невеликий флуктуаційний шум. При цьому на кожнім рядку сходинки квантування будуть зміщені і помилковий контур буде розбитий. Око не зможе просумувати перепади яскравості на послідовних рядках, об'єднавши їх у контур. Задачі оптимального квантування і дискретизації цілком ще не вирішені через їхню складність, а також відсутність об'єктивного і зручного критерію оцінки якості відновлених зображень.

Шенон ввів поняття кількісної міри невизначенності сигналу — ентропії і пов’язаної з ним зміни невизначенності.

Носій інформації — сигнал — має випадкову форму і природу. На основі поняття ентропії введено характеристики сигналів та інформаційних систем. Одна з них — це швидкість створення інформації на виході системи h – біт/сек.

Одним із найважливіших завдань є розробка спеціальних коректуючих кодів. Вони дозволяють виявляти і виправляти помилки.

Існує 2 фундаментальні теореми:

1. Для каналу, який не вносить перешкоди при передачі сигналу:

При передачі сигналу, його можна закодувати таким чином, щоб середнє число елементів коду, який належить на 1 елемент алфавіту, було мінімальним.

Цей мінімум визначається ентропією джерела, яка характеризує його стстистичні властивості. Таке кодування називається ефективним статистичним кодуванням.

При відсутності шумів потрібно забезпечити без надмірне кодування, передаючи найбільш вірогідні відліки та ділянки інформації найкоротшими кодовими символами.

2. Для каналу із спотвореннями існує спосіб кодування з виправленням помилок за рахунок надмірності, при якій буде передаватися інформація із будь-якою високою достовірнітю. Тобто з малою ймовірністю помилок, незважаючи на шуми в каналі. При цьому швидкість передачі Н на повинна перевищувати пропускну здатність каналу зв’язку.

Існує велика кількіть завадостійких кодів. Серед них розглянемо манчестерський код.

В цьому коді кожний розряд двійкового початкового коду записується в вигляді 2-х елементів

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5