1. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. А.Н.ТУПОЛЕВА
А.Ф.АГЛИУЛЛИН, Н. В. ДОРОГОВ,
О. Г. МОРОЗОВ
Проектирование информационных
систем (эндоскопическая хирургия)
Методические указания по лабораторным работам №001-004
КАЗАНЬ
2010

2. Лабораторная работа №1
Коррекция цветоразностных сигналов
• Цель работы. Изучение принципов
повышения четкости границ между деталями
изображения.
• Домашнее задание. По рекомендованному
списку литературы и настоящему
методическому указанию, необходимо
изучить принцип повышения четкости границ
между деталями изображения. Изучению
подлежит блок: СКЦ.

3. Субмодуль коррекции
сигналов цветности СКЦ-45
Входной
эмиттерный
повторитель
1
1
Аналоговый ключ
6
Выходной
эмиттерный
повторитель
14
Каскад дифференцирования
и двухполупериодного
выпрямления
4
4
8
9
6
Входной
эмиттерный
повторитель
2
2
Аналоговый ключ
7
Каскад дифференцирования
и двухполупериодного
выпрямления
5
3
Фильтр высоких
частот
8
5
Входной
эмиттерный
повторитель
3
17
+12 В
10
18
13
Регулятор
задержки
11
14
15
180 нс
13
7
Компаратор
12
Выходной
эмиттерный
повторитель
16
Гираторная линия задержки
9
Регулятор
задержки
10
Выходной
эмиттерный
повторитель
15
Выходной
эмиттерный
повторитель
17
11
12

4. •
СКЦ предназначен для повышения
четкости границ между деталями
изображения за счет уменьшения
длительности цветовых переходов, а
также для осуществления необходимой
задержки сигнала яркости.
•
СКЦ собран на основе микросхемы
обострителя фронтов цветоразностных
сигналов К174ХА27 (зарубежный
аналог TDA4565).

5. Диаграмма коррекции фронтов
цветоразностных сигналов
U
а
0
б
0
Uп
0
0
0
Uп
в
г
д
t
t
t
t
t

6. Порядок выполнения
•
•
•
•
•
•
•
•
1. Изучить принципиальную схему блока СКЦ.
2. Опираясь на принципиальную схему, в отчете нарисовать
структурную схему коррекции цветоразностных сигналов.
Ключевые элементы схемы выделить из общей структурной
схемы.
3. На стенде тренажере определить контрольные точки,
относящиеся к коррекции цветоразностных сигналов и добавить
их на структурную схему (п.2).
4. Включить генератор телевизионных сигналов в режим –
вертикальные полосы (цвет включен).
5. Снять осциллограммы цветоразностных сигналов до
коррекции и зарисовать их.
6. Снять осциллограммы цветоразностных сигналов после
коррекции и зарисовать их.
7. Сделать письменные выводы.
8. Ответить на контрольные вопросы.

7. Лабораторная работа №2
Формирование полного цветного телевизионного сигнала
• Цель работы. Изучение формирования
полного цветного телевизионного сигнала.
• Домашнее задание. По рекомендованному
списку литературы и настоящему
методическому указанию, необходимо
изучить принцип формирования полного
цветного телевизионного сигнала. Изучению
подлежат блоки тюнера и видеопроцессора

8. Теоретическая часть
1. Субмодуль декодера цветности СД-45
• Двухстандартный декодер цветности
предназначен для декодирования
сигналов цветности, передаваемых в
системах цветного телевидения SECAM
PAL
и PAL

9. . Функциональная схема ИМС D1
типа К174ХА32
14
23
22
21
12
20
Схема
отрицательной
обратной связи
3
15
Регулируемый
усилитель
1
Схема
автоматической
регулировки
усиления
2
16
28
27
26
25
Схема выбора
стандарта
4
+12 В
13
9
7
8
Усилитель
сигналов
цветности
8
5
6
4
2
Схема опорных
сигналов SECAM
12
1
Схема опознавания и
цветовой
синхронизации
5
Схема
гашения
9
3
10
11
Генератор
ФАПЧ
стандартов
PAL NTSC
7
18
Демодуляторы
13
Матрица сигналов
цветности и
электронный
коммутатор
10
Регулятор
цветового тона
NTSC
6
19
Выходной
каскад
15
Переключатель
11
17
Схема обработки
трехуровневого
импульса
14
24

10. Ультразвуковая линия задержки
1
3
2

11. Порядок выполнения
•
•
•
•
•
•
•
•
1. Изучить принципиальные схемы блоков СК-М, СК-Д, СМРК.
2. Опираясь на принципиальную схему, в отчете нарисовать
структурную схему формирования полного цветного телевизионного
сигнала. Ключевые элементы схемы выделить из общей структурной
схемы.
3. На стенде тренажере определить контрольные точки, относящиеся к
формированию полного цветного телевизионного сигнала и добавить
их на структурную схему (п.2).
4. Включить генератор телевизионных сигналов в режим –
вертикальные полосы (цвет включен).
5. Снять осциллограмму полного цветного телевизионного сигнала и
зарисовать его.
6. Включить генератор телевизионных сигналов в режим –
вертикальные полосы (цвет отключен).
7. Снять осциллограмму полного цветного телевизионного сигнала и
зарисовать его.
8. Сделать письменные выводы.

12. Лабораторная работа №003
Декодирование информации, записанной на компактдиске
• Цель работы:
• -проследить формирование цифровых
аудиосигналов.
• -преобразование цифровых
аудиосигналов в аналоговые сигналы;
• - проследить сигнала автофокусировки;
• - проследить сигналы отслеживания
точное сопровождение лазерного луча
по дорожке записи диска.

13. Демодуляция EFM сигналов
СПЛ
ЛОС
САРТ
УП (EFM)
ФД
ERC
ТС
СИБ
Д (EFM)
ЦФДМ
ЦАП
ЦАП
ДСКД
ПУ
ПД
СГ
СК
Л
У
У
П
УСВКД
Рис.3.1.Процесс декодирования в проигрывателе КД:
СПЛ – схема питания лазера; ЛОС – лазерная оптическая система; САРТ – система автофокусировки и радиального трекинга; ТС – тактовая
схема; СГ – синхрогенератор; УП – усилитель предварительный; Д – демодулятор; ERC – декодер проверочных битов; СИБ – схема
интерполяции и блокировки; ЦФД – цифровой фильтр и демультиплексор; Л и П – левый и правый выходные сигналы; ДСКД – декодер сигналов
контроля и дисплея; ПУ и ПД – панели управления и дисплея; СК – системный контроллер; УСВКД – усилитель двигателя вращения КД

14. Декодер в проигрывателе КД выполняет следующие
функций
∀ − восстановление тактового сигнала данных;
∀ − восстановление синхронизирующего образа из
потока данных для синхронизации всей системы;
∀ − демодуляция EFM-сигнала;
∀ − разделение цифровых сигналов на
аудиоинформацию и информацию субкода;
∀ − восстановление первоначальной
последовательности (деперемежение);
∀ − коррекция ошибок;
∀ − интерполяция цифровых сигналов;
∀ − демультиплексирование цифровых сигналов;
∀ − восстановление цифрового аудиосигнала в
первоначальный аналоговый аудиосигнал.

15. ≈ 600мВ
3Т 5Т
4Т 6Т
7Т 9Т
8Т 10Т
11Т
Рис.3.2. Сигнал EFM на выходе УП

16. CIRC-декодер
• •
••
•
Исходная
форма
•
• •
••
•
• • •
•
•
• • • •
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Выборка
данных на КД
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Данные после
прочтения
Выпадение
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Данные после
деперемежения
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Выпадение
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Выпадение
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
а
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
б
Рис. 3.3. Принцип чередования (перемещения) и деперемежения:
а − без чередования, б − с чередованием

17. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• Просмотреть сигналы автофокусировки,
радиального трекинга, цифровые
аудиосигналы с помощью
осциллографа по контрольным точкам.
Зарисовать осциллограммы
полученные в контрольных точках.

18. Лабораторная работа № 004
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ФИЗИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙС
ПОМОЩЬЮ ВОЛОКОННЫХ РЕШЕТОК БРЭГГА
•
Цель работы. Изучение и исследование структуры волоконных
решеток Брэгга, характеристик спектрограмм, полученных с
волоконно-оптических датчиков (ВОД), распределенных в
структуре фюзеляжа ЛА, методов их инициализации. Работа в
представленном варианте выполняется в виртуальном режиме
на основе пакета AQ Optical Spectrum Analyzer и подготовлена
для режима дистанционного автоматизированного
лабораторного эксперимента.
• Домашнее задание. По рекомендованному списку литературы
и настоящим методическим указаниям необходимо
ознакомиться со структурой волоконных решеток Брэгга,
изучить принцип формирования спектрограмм при регистрации
физических воздействий.

19. Однородная брэгговская решетка с постоянной амплитудой
изменения показателя преломления и периодом

20. Кривая для ненапряженного спектра

21. Кривая для однородно напряженной ВРБ. ε=10-3.

22. Кривая для однородно напряженной ВРБ. ε=10-2.

23. Кривая для однородно напряженной ВРБ. ε=2⋅10-2

24. Кривая для однородно напряженной ВРБ. ε=10-2.

25. Рис. 4.5. Кривая для однородно напряженной ВРБ. ε=2⋅10-2.

26. Линейное напряжение для случая, когда максимальное
напряжение имеет место в конце решетки. ε=10-3

27. Линейное напряжение в конце решетки. ε=10-2

28. Линейное напряжение для случая, когда линейное напряжение имеет место в
конце решетки. ε =10-1

29. Напряжение имеет такое распределение синусоидальной
кривой, при котором средняя секция обладает наибольшим
напряжением ε=10-3

30. Напряжение имеет такое распределение синусоидальной кривой, при
котором средняя секция обладает наибольшим напряжением ε=10-2

31. Напряжение имеет такое распределение синусоидальной кривой, при котором
средняя секция обладает наибольшим напряжением ε=10-1

32. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 1. Подготовка к работе
• 1. Ознакомиться с пакетом AQ Optical
Spectrum Analyzer и содержанием
директорий А и Б файлов для
проведения исследований.
• 2. Ознакомиться с процедурой открытия
файлов и информацией,
предоставляемой в окнах интерфейса
пакета.

33. 2. Исследование спектрограмм решеток Брэгга ЦВО РАН
• З а д а н и е 1:
∀ − открыть файл A/1.txt;
∀ − инициализировать спектрограмму ненапряженной
решетки Брэгга, сравнивая ее с паспортом решетки,
полученным в ЦВО РАН;
∀ − в таблице Excel построить спектрограмму решетки;
∀ − открыть файлы A/2.txt – A/6.txt и повторить
процедуры для той же таблицы Excel для решетки
Брэгга с различными видами напряжений;
∀ − объяснить полученные результаты, сравнивая их с
характеристиками решеток Брэгга, приведенных на
рис.2-12.

34. 3. Исследование спектрограмм решеток Брэгга ПГАТИ
• З а д а н и е 2:
∀ − открыть файл Б/1.txt;
∀ − инициализировать спектрограмму решетки Брэгга,
сравнивая ее с паспортом решетки, полученным в
ПГАТИ;
∀ − в таблице Excel построить спектрограмму решетки;
∀ − открыть файлы Б/2.txt – Б/6.txt и повторить
процедуры для той же таблицы Excel для решетки
Брэгга с различными видами напряжений;
∀ − объяснить полученные результаты, сравнивая их с
характеристиками решеток Брэгга, приведенных на
рис.2-12.

35. Список использованной
литературы
•
•
•
•
•
•
•
Новаченко И.В., Телец В.А. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры.
Дополнение второе: Справочник.– М.: Радио и связь, 1991.- 272 с.: ил.
Энциклопедия ремонта: Микросхемы для современных импортных
телевизоров. Выпуск.1. – М.: ДОДЭКА, 1997.- 288 с.
Справочное пособие по ремонту и регулировке цветных телевизоров IV-го и
V-го поколений /А.В.Александров, А.И.Акимов. – М.: Артемида, 1993.- 186 с.:
ил.
Бродский М.А. Бытовая радиоэлектронная аппаратура. – Минск: Полымя,
1994. – 351 с.: ил.
Соколов В.С., Пичугин Ю.И. Ремонт цветных стационарных телевизоров
4УСЦТ: Справочное пособие. – М.: Радио и связь, 1994.- 264 с.: ил.
Пескин А.Е., Войцеховский Д.В. Декодирующие устройства зарубежных
цветных телевизоров: Справочное пособие.- М.:Радио и связь, 1992.- 176 с.
Игумнов Д.В., Королев Г.В., Громов И.С. Основы микроэлектроники: Учебник
для техникумов по специальности «Производство изделий электронной
техники». - М.: Высшая школа, 1991.- 254 с.: ил.