Курсовой проект - АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
создание документов онлайн
Документы и бланки онлайн

Обследовать

Администрация
Механический Электроника
биологии
география
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина
музыка
образование
психология
разное басни загадки журналистика известные личности спортивный
художественная культура
экономика


Курсовой проект - АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

разное


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 932


дтхзйе дплхнеофщ

ТАЙНА ТУНГУССКОГО МЕТЕОРИТА
КАТАСТРОФА НА ХОДЫНСКОМ ПОЛЕ
НЕФТЕПРОВОД
ПАРОВОЙ МОЛОТ
ВРАГ НАРОДА ФАКТЫ И ДОКУМЕНТЫ
Если деградирует среда обитания
СТРАШИСЬ ПРОБУЖДЕНЬЯ ЛАВИНЫ УЖАСНОЙ…
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ РАКЕТА
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
СИМВОЛИКА ЦВЕТА
 

 Министерство высшего и среднего специального образования России

Уральский Государственный Технический Университет

     им. С.М. Кирова

  

Курсовой проект

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

Оглавление

1.     Статья из журнала[1]: Устройство «кадр в кадре»

2.     Статья из журнала[2]: Модуль «кадр в кадре» на микросхемах SDA90**

3.     Элементная база

4.    Расчет диаметра D контактных площадок

5.     Список литератур


1.   Устройство «кадр в кадре»

Устройство «кадр в кадре» (PIP) позволяет получать на экране телевизора на каком-нибудь месте основного изображения одно или несколько дополнительных изображений уменьшенного размера, т.е. одновременно с приемом основной программы с помощью устройства PIP можно просматривать на этом же экране и другие программы. Источниками сигналов для устройства PIP могут служить дополнительный радиоканал, видеомагнитофон, проигрыватель видеодисков или телевизионная камера.



В основе устройства PIP лежит использование узлов памяти на строку и на поле, а также цифровая обработка сигнала.

Использование в устройстве PIP узла памяти на поле позволяет создавать ряд специальных дополнительных эффектов: неподвижный кадр, мозаичное изображение (за счет уменьшения разрядности), зум-эффект, получение нескольких неподвижных фаз одного из изображений, режим яркостного ключа, когда сквозь малое изображение видны наиболее яркие участки основного изображения и т.д.

Рассмотрим особенности основных узлов устройства PIP. Входное устройство включает в себя аналоговый узел и АЦП. На вход АЦП поступают сигналы R, G, B, или Y, U, V от одного из нескольких источников (предпочтительно использование сигналов Y, U, V, так как это позволяет сократить объем памяти). Выходной сигнал- цифровой. Для выбора источника сигналов необходим электронный коммутатор. Возможны два основных варианта выполнения входного устройства. В первом выбранная группа аналоговых сигналов мультиплексируется и поступает на вход одиночного АЦП. Во втором используется три АЦП: свой для каждой компоненты входного сигнала. При этом мультиплексор не требуется. Дискретизация сигналов тремя АЦП позволяет снизить тактовую частоту по сравнению с мультиплексированием и использованием одиночного АЦП.

Вводимое и основное изображение практически всегда асинхронны. Поэтому в канале PIP требуется автономный синхроселектор и формирователь трехуровневого сигнала SSC.

Малое изображение, как правило, равно1/4 или 1/3 по ширине и по высоте от основного (1/16 или 1/9 по площади). Последний формат удобнее с точки зрения упрощения дальнейшей обработки. Активный интервал строки основного изображения равен 52 мкс. Если использовать для дискретизации стандартную тактовую частоту 13,5 МГц, то для составляющей яркости на длине активного интервала строки уложится 52*13,5=702 отсчета. Для формата 1/3 число отсчетов малого изображения может быть сокращено до 702/3=234. Разрядность АЦП обычно равна 5 или 6. Число отсчетов в строке малого изображения может быть уменьшено, но тогда абсолютная четкость на малом изображении будет меньше, чем на основном.

В настоящее время в Европе три фирмы серийно выпускают микросхемы для устройств PIP(эти данные могли уже устареть, так как статья за 1995 год): Philips, Siemens и ITT- Intermetall (в статье не рассмотрены микросхемы азиатских фирм, например Toshiba). Эти микросхемы обычно изготавливают по субмикронной технологии структуры КМОП.

Комплект микросхем для устройства PIP фирмы Philips включают АЦП с аналоговой периферией TDA8706, контроллер SAB9070 и внешнее ЗУ на поле. Особенность комплекта – использование мультиплексированного сигнала Y, U, V, одиночного АЦП и внешнего узла наращиваемой памяти на поле.

Фирма Siemens разработала два комплекта СБИС для устройства PIP . Комплект первого поколения содержит три микросхемы: строенный АЦП SDA9087 , контроллер SDA9088 (с узлом внутренней памяти на поле) и тактовый генератор SDA9086 . Комплект позволяет получить одно изображение с масштабом 1/3 или 1/4 .

Большинство европейских телевизионных фирм в своих разработках используют микросхемы для устройства PIP  фирмы Siemens. Причины этого - высокая четкость дополнительного изображения , встроенный узел памяти и управления по стандартной шине I2C. [1]

2.  Модуль «кадр в кадре» на микросхемах SDA90**

Принципиальная схема относительно простого модуля PIP (кадр в кадре) изображен в файле 111.sch . Его подключают к входам R, G, B декодера телевизора, а источниками сигналов могут служить видеомагнитофон, видеокамера или проигрыватель видеодисков. Для просмотра содержания телевизионных программ можно использовать радиоканал видеомагнитофона. Декодер модуля собран на микросхемах TDA4650 (DA1) и TDA4660 (DA2), выполняющих функции линии задержки. Для управления модулем необходим или отдельный микропроцессор с выходом на шину I2C, или доработанный блок управления телевизора.

На входе модуля предусмотрен электронный коммутатор на транзисторах VT1 и VT2 , который позволяет выбирать один из двух внешних видеосигналов. Управление коммутатором обеспечивается через один из портов процессора и резистор R9.

Сигнал цветности выделяется полосовым фильтром L1C6C15C16. В режиме СЕКАМ фильтр настроен на частоту 4,286 Мгц. Шунтирующий резистор R5 обеспечивает его добротность около 16. Декодер обрабатывает также сигналы систем ПАЛ и НТСЦ-4,43. При этом полоса пропускания фильтра расширяется, так как ключевой транзистор VT3 подключает к нему резистор R4. В декодере использован только один кварцевый резонатор на удвоенную частоту цветовой поднесущей ПАЛ (8,8672 МГц). Микросхема задержки DA2 имеет номинальное напряжение 5В. для этого применен тот же источник, что и для цифровых микросхем DD1 и DD2. Если вместо TDA4660 использована микросхема TDA2661 , от ее вывода 13 следует отключить цепь R20C32.

В канале яркости применяется фильтр нижних частот L4C38 , обеспечивающим полосу пропускания около 3 МГц.

Яркостный и два цветоразностных сигнала малого изображения поступают на микросхему DD1 (SDA9087) , содержащую три раздельных АЦП. Образцовые напряжения для компараторов АЦП обеспечиваются на выводах 12 и 13 внешним делителем R54-R56/. Нижнее образцовое напряжение равно 2В, а верхнее-3В. Следовательно, рабочий раствор входной амплитудной характеристики АЦП равен 1В. Для подстройки размахов дискретизируемых сигналов до этого значения служат подстроечные резисторы R29, R32 и R36 , включенные в базовые цепи транзисторов VT6-VT8 эмиттерных повторителей.

Для того чтобы обеспечить совпадение во времени яркостного и цветоразностных сигналов, в микросхеме предусмотрена управляемая линия задержки. Необходимое значение времени задержки определяется делителями R57R58 и R59R60 , которыми задают на выводах 20 (U20) и 21 (U21) напряжения, где 0<U1<0,8B; 2B<U2<2,75B; 4B<U3<5B.

Напряжение на выводе 25 микросхемы DD1 определяет требуемую полярность подаваемых на микросхему цветоразностных сигналов. Если декодер формирует цветоразностные сигналы положительной полярности, вывод 25 соединяют с общим проводом. Если полярность цветоразностных сигналов отрицательна, как в нашем случае, на вывод 25 подают напряжение +5В.

Сигналы вводимого и основного изображения в телевизоре практически всегда асинхронны. Поэтому для формирования компонентов малого изображения необходимы строчные и кадровые импульсы, которые вырабатываются в отдельном синхроселекторе DA3 на микросхеме TDA2579 . Вместо нее можно использовать и другие аналогичные микросхемы, например, К174ХА11, КР1021ХА2 и т.д. Чтобы эти микросхемы формировали все три составляющих сигнала SSC , необходим блок строчной развертки или его эквивалент (одновибратор). Но в нашем случае достаточно, чтобы в сигнале SSC присутствовали лишь две составляющие – строчный строб-импульс и кадровый гасящий импульс. Поэтому микросхема DA3 работает без дополнительного одновибратора. Сигнал SSC , синхронный с вводимым изображением и не содержащий строчных гасящих импульсов, подается на микросхему DA1 декодера и на вывод 22 микросхемы DD1 устройства PIP . размах последнего сигнала не должен превышать 5В (уровень ТТЛ). Поэтому включен делитель R47R48.

С выводов 1-5 и 6-9 микросхемы DD1 на микросхему DD2 поступают цифровой сигнал яркости и мультиплексированные цветоразностные сигналы. Кроме того, с вывода 10 микросхемы DD1 на вывод 18 микросхемы проходит тактовый сигнал записи в память частотой 13,5 МГц, а с вывода 24 на вывод 1 соответственно – строчные импульсы вводимого изображения.

Микросхема SDA9088 содержит полевую память RAM на 167,9 килобайта, строчные регистры памяти и контроллер, необходимый для адресации, управления формирования рамки и т.д. Контроллер организован так, что считывание из памяти совершенно не зависит от процесса записи. Для управления этими процессами требуется два тактовых сигнала частотой 13,5 МГц. Один из них должен быть синхронным с вводимым изображением, а с другой – с основным изображением. Кроме того, необходимы строчные и кадровые импульсы как вводимого, так и основного изображения. Тактовый сигнал для вводимого изображения формируется в микросхеме DD1 . Кадровые импульсы вводимого изображения приходят с вывода 3 микросхемы DA3 на вывод 2 микросхемы DD2.

Для формирования тактового сигнала частотой 13,5 МГц для основного изображения, кратного его строчной частоте, использовано дополнительное устройство ФАПЧ на микросхеме DD3 (SDA9086-3). Микросхема содержит ГУН частотой 27 МГц, делитель на 2 с драйвером, делитель на 864, фазовый детектор, генератор тока и преобразователь тока/напряжение. Постоянная времени устройства ФАПЧ определяется внешней RC- цепью, подключенной к выводу 3 микросхемы. Если устройство PIP используют в телевизоре повышенного качества с кадровой частотой 100 Гц и строчной частотой 31,25 кГц, вывод 6 микросхемы DD3 отключают от общего провода и подают на него напряжение +5В. Меняя напряжение на выводе 1, можно изменять требования к амплитуде подаваемых на микросхему строчных импульсов основного изображения (уровни ТТЛ или SSC).

В любом случае на микросхему SDA9088 подают не импульсы SSC основного изображения, а раздельно строчные и кадровые импульсы. Строчные импульсы, вернее строчные стробирующие импульсы, выделяются каскадом на транзисторе VT11 и стабилитроне VD1. Кадровые гасящие импульсы формируются узлом на транзисторах VT9, VT10 с интегрирующей цепью R73C75R74.

С выводов микросхемы DD2 снимаются сигналы R, G и B (выводы 5-7) и бланкирующие (фаст-бланк) импульсы FB (вывод 9), переключающие коммутатор в декодере телевизора и выводящие на его экран дополнительное изображение. При необходимости командой по цифровой шине изменяют режим работы микросхемы SDA9088 так, что на ее выходах будут формироваться сигналы Y, U, V.

Большинством функций устройства PIP управляют по цифровой шине I2C . Провода шины подключены к выводам 16 (данные SDA) и 17 (тактовые импульсы SCA) микросхемы DD2. Шина соединяет микропроцессор в блоке управления со всеми микросхемами, которыми он управляет. Каждая из этих микросхем, в том числе и SDA9088, содержит интерфейс шины, состоящий из приемника и передатчика. Устройства, охваченные шиной, подразделяют на ведущие и ведомые (master и slave). Ведомая микросхема может работать как передатчик (сообщать ответ).

Катушки L1 и L2 имеют индуктивность11мкГн. Они содержат по 40 витков провода ПЭВ-2 0,1, намотанного на каркасе диаметром 5 мм и снабженного подстроечником из феррита диаметром 3 и длиной 9 мм.

Налаживание модуля начинают с декодерной части. На вход AV1 (разъем Х1) должен поступать полный цветовой телевизионный сигнал  СЕКАМ с модуляцией цветными полосами (перемычка П1 удалена). Подав на вход Uвх напряжение +5В, убеждаются, что коммутатор на транзисторах VT1, VT2 работает. Затем подбирают резистор R35 так, чтобы постоянное напряжение на выводе 5 микросхемы DA3 было равно 2,5В. На ее выводе 17 должны присутствовать строчные стробирующие и кадровые импульсы, причем синхронизируют развертку осциллографа, вращая движок подстроечного резистора R40 (частота строк). Подключив делительную головку осциллографа к выводу 15 микросхемы DA1, вращают подстроечник катушки L1 до получения минимальной амплитудной модуляции пакетов цветовой поднесущей. Убеждаются, что на выводе присутствует сигнал B-Y. Вращая подстроечник катушки L2, совмещают сигнал на белой и черной полосах с уровнем черного. Переключают осциллограф на вывод 1 микросхемы, где должен быть сигнал R-Y. Подстраивают нулевую точку дискриминатора подстроечным резистором R24.

После этого подают на вход модуля сигнал ПАЛ и вставляют перемычку П1(у себя я перемычку заменяю на разъем СНП-2). На выводах 1 и 3 микросхемы появляются осциллограммы в виде движущихся фигур Лиссажу. Вращают ротор подстроечного конденсатора С19 до остановки осциллограмм. На эмиттерах транзисторов VT6 и VT7 должны быть цветоразностные сигналы примерно с одинаковыми амплитудами в режимах СЕКАМ и ПАЛ. На эмиттере транзистора VT8 должен быть сигнал яркости с подавленной цветовой поднесущей. Вращая движки подстроечных резисторов R29, R32, и R36, устанавливают размахи сигналов на выводах 17, 18 и 19 микросхемы DD1 равными 1В. Подают на вход SSC с телевизора. На выводе 8 микросхемы DD3  должны быть строчные стробирующие импульсы, а на выводе 11 микросхемы DD2 – кадровые гасящие импульсы. На выводе 5 микросхемы DD3 присутствует тактовый сигнал 13,5 МГц с уровнем TTL.

Далее соединяют модуль через шину I2C с цифровым блоком управления и отрабатывают программное обеспечение. Большинство параметров, заносимых в регистры микросхемы SDA9088 , должно быть запрограммировано в ПЗУ. В качестве оперативных целесообразно оставить только (1) включение и выключение PIP; (2) изменение места, где выводится дополнительное изображение; (3) изменение размера дополнительного изображения (1/9 и 1/16); (4) остановка изображения и (5) изменение цвета рамки.

Модуль может быть подключен к любому телевизору, имеющему быстродействующий коммутатор сигналов R, G, B, начиная с телевизора ЗУСЦТ с модулем цветности МЦ31. При этом требуется отдельный цифровой блок управления с пультом.

После получения на экране телевизора малого изображения необходимо проверить точность совмещения сигналов яркости и цветности и при необходимости скорректировать номиналы резисторов R57-R60. [2]

3.  Элементная база

 

Обозначение, имя файла *.SYM

номинал

Наименование

Имя файла *.PRT

лит-ра

DA1

TDA4650

28А

DA2

TDA4660

16

DA3

TDA2579

18

DD1

SDA9087

28B

DD2

SDA9088

28C

DD3

SDA9086

8

VD1

KC156A

KC156A

[3]

VT1, VT2, VT3, VT4, VT6, VT7, VT8, VT9, VT10, VT11

KT3102A

KT3102A

[3]

VT5

KT3107A

KT3107A

[3]

L1, L2

11мкГн

КИВП1-11

KIBP1

[4]

L3, L5, L6, L7, L8, L9

10мкГн

Д1-0,6-10±5

D1-06-10

[4]

L4

180мкГн

Д2-0,1-180±5

D2-01-180

[4]

X1

CHO51-4/69ґ9B-14

CHO51-4

[3]

X2

CHO51-10/69ґ9B-14

CHO51-10

[3]



П1

СНП-2

CNP-2

[3]

ZQ1

8,8Мгц

РК-М1

PK-M1

[6]

С2, С3, С12

10мкґ16В

К50-20

K50-20

[3]

С5, С11, С31, С34, С35, С43, С44, С46, С48, С50, С56, С57, С59,С60, С62, С64, С65, С70, С76, С78,

1ґ6,8В; 2,2мкґ6,8; 22мкґ6,8В; 47мкґ6,8В;

100мкґ6,8В

1мкґ16В; 2,2мкґ16В; 10мкґ6,8В; 20мкґ16В;

100мкґ16В;

K53-27

K53-27-1

K53-27-2

K53-27-3

K53-27-4

K53-27-5

K53-27-6

[3]

C1, C4, C10, C14, C17, C18, C20, C21, C22, C23, C24, C25, C27, C28, C29, C30, C32, C33, C36, C38, C39, C40, C42, C45, C47, C49, C51, C52, C53, C54, C58, C61, C63, C66, C67, C68, C69, C71, C72, C73, C74

0,1мкФ; 0,2мкФ; 0,33мкФ; 0,01мкФ; 0,022мкФ;

0,047мкФ; 27пФ;

33пФ; 43пФ;80пФ

К73-11

K73-11-1

K73-11-2

K73-11-3

K73-11-4

[3]

C6, C7, C8, C9, C13, C15, C16, C26, C37, C41, C55, C75, C77

120пФ; 150пФ; 180пФ; 680пФ; 1000пФ; 1200пФ; 2200пФ; 2700пФ

ПМ-2

PM-2-1

PM-2-2

PM-2-3

PM-2-4

[3]

R24, R29, R32, R36, R40

2,2 кОм; 4,7 кОм; 10 кОм;

470 Ом;

СП3-27

CP3-27

[3]

R1-R23, R25, R26, R27, R28, R30, R31, R33, R34, R35, R37,R38,R39, R41-R78

1кОм, 3,6кОм, 6,2кОм, 10кОм 18кОм, 47кОм,

10 Ом, 43 Ом, 150 Ом,

 240 Ом, 510 Ом, 820Ом,

 910 Ом

ОМЛТ-0,125

OMLT

[3]

Файл перекрестных ссылок 111.FIL – содержит: <количество однотипных элементов> <имя> <имя файла корпуса *.PRT> <имя файла символа *.SYM>.

Файл 111.PKG- это база данных печатной платы, в которой расположены корпуса компонентов, содержащиеся в базе данных принципиальной электрической схемы (111.SCH), из которой перенесены также все электрические связи и информация о компонентах.

Файл 111.PCB- это база данных печатной платы, в которой содержится следующая информация: контур печатной платы (150ґ200 мм), выводы компонентов, переходные отверстия, проводники и многое другое. Стратегия трассировки в файле- 12.CTL.

4.  Расчет диаметра D контактных площадок


D=(d+DdВ.О)+2b+DtВ.О+2Ddтр+(Td2+TD2+DtП.О2)1/2


d- диаметр отверстия;  d=dвывода+0,2

DdВ.О- верхнее предельное отклонение диаметра отверстия

b- гарантийный поясок

DtВ.О- верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки

Td- допуск расположения осей отверстий

TD- допуск расположения центров контактных площадок

DtП.О- нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки

Диаметр выводов, мм

Тип пина

Диаметр отверстия,

мм

Файл контактной площадки, *.PS

Диаметр контактной площадки, мм

0

0

0,6

C10R6; N10R6

1,0

0,3

3

0,5

C11R5; N11R5

1,1

0,4

4

0,6

C12R6; N11R6

1,2

0,5

5

0,7

C13R7; N13R7

1,3

0,6

6

0,8

C14R8; N14R8

1,4

0,8

8

1,0

C16R10; N16R10

1,6

0,9

9

1,1

C18R11; N18R11

1,8

1,0

10

1,2

C19R12; N19R12

1,9

2,7

27

2,9

C36R29; N36R29

3,6

3,0

30

3,2

C39R32; N39R32

3,9

D0,3=(0,5+0)+2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=1,1

D0,4=(0,6+0)+2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=1,2

D0,5=(0,7+0)+2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=1,3

D0,6=(0,8+0) +2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=1,4

D0,8=(1,0+0) +2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=1,6

D0,9=(1,1+0,05)+2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=1,8

D1,0=(1,2+0,05)+2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=1,9

D2,7=(2,9+0,05)+2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=3,6

D3,0=(3,2+0,05)+2*0,1+0,1+2*0,03+(0,12+0,22+(-0,1)2)1/2=3,9

Файл специальных символов – 111.SSF содержит: <тип> <статус> <имя файла контактной площадки>, где C- подключенная контактная площадка, N- не подключенная контактная площадка.

5. Список литературы

1.     Массовый ежемесячный радиотехнический журнал Радио №5, 1995.-11стр. Устройство «Кадр в кадре»/ Б. Хохлов, Москва.

2.     Массовый ежемесячный радиотехнический журнал Радио №11, 1995.-7стр. Модуль «Кадр в кадре» на микросхемах SDA90**/ Б. Хохлов, Москва.

3.     Справочник разработчика и конструктора РЭА. Элементная база/ М.Ю. Масленников и др.–1993.-кн.1, кн.2-299с.

4.     Индуктивные элементы радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / И.Н. Сидоров, М.Ф. Биннатов, Л. Г. Шведова. - Радио и связь, 1992. – 288с.: ил.

5.     Аналоговые интегральные схемы: Справочник / А.Л. Булычев, В.И. Галкин, В.А. Прохоренко. – 2-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Беларусь, 1993. – 382с.: черт.

6.     Справочник по кварцевым резонаторам / В.Г. Андросова, В.Н. Банков, А.Н. Дикиджи и др.; Под ред. П.Г. Позднякова.- М.: Связь, 1978.- 288с.:ил.

7.    Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Э.Т.               Романычева, А.К. Иванова, А.С. Куликов и др.; Под ред. Э.Т. Романычевой. - 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Радио и связь, 1989.- 448с.: ил.