Mieszkanie i ogrzewanie: Uklad testowy

Mieszkanie i ogrzewanie: Uklad testowy
 Wadliwy moze byc kazdy projekt lub kazdy etap produkcji kazdego przedmiotu. Koszt strat na kazdym kolejnym etapie projektowania, produkcji i serwisu rosnie wielokrotnie.
Zlej jakosci produkcja jest w Polsce powodem poteznych strat i czynnikiem obnizenia dobrobytu. 
Wyroby ze stali a szczegolnie samochody rdzewieje na potege. Polska stal jest podlej jakosci. Nie sa przestrzegane wymagania technologii stali a sama technologia jest archaiczna.  Mierne jest tez lakierowanie samochodow i przygotowanie blach.  Zlej jakosci stal mocno obniza ceny eksportowanych wyrobow i pogarsza opinie o nich.
Jestesmy za biedni na produkowanie bubli - "jednorazowek". Na przyklad butow. Maszyna testujaca trwalosc uzywania butow jest stosunkowo  prosta w budowie.  Gdy testowanym butom odklei sie podeszwa trzeba ustalic powod tego i blyskawicznie wprowadzic zmiany w produkcji. Bez szybkiego – wydajnego testowania informacje o wadach butow otrzymamy dopiero od reklamujacych nabywcow jako "musztarde po obiedzie". W tescie mozna tez dodatkowo uzyc wody.
Najtrudniejsza jest w testerze realizacja sensora uszkodzenia buta. Bez sensora konieczna jest ciagla lub okresowa  obserwacja przez czlowieka. Test mozna rejestrowac na magnetowidzie wielokrotnie nadpisujac wczesniejszy zbedny juz zapis. Maszyne taka mozna wykonac nawet w dobrze wyposazonym warsztacie.
N.B.W cywilizowanym swiecie sa normy okreslajace wytrzymalosc butow i sposob jej testowania.
Takze test trwalosci zamka w drzwiach samochodu nie jest skomplikowany.   

Wyprodukowane diody, tranzystory... uklady scalone sa wstepnie testowane na "waflu" ( nazwa od podobienstwa wygladu ) przed pocieciem plytki. Koncowo uklady sa testowane po pocieciu plytki i zamontowaniu chipow w obudowach jako ze chip w trakcie montazu moze byc uszkodzony. Montowane sa w obudowach  tylko chipy wstepnie sprawne. Uniwersalne stanowisko testowe z wieloma przyrzadami moze byc mierne i bardzo drogie. Stad popularne sa dedykowane rozwiazania ukladow testowych.

 Obecnie uklady elektroniczne sa automatycznie montowane na plytach drukowanych. Elementy mocy umieszczane sa w plastikowych obudowach pozwalajacyh na montaz automatyczny i minimalizacje ilosci drogiej ludzkiej pracy.
Srednio skomplikowany masowo produkowany odbiornik TVC ma okolo 600 elementow elektronicznych zas luksusowy ponad 1000 elementow.
Automatycznie lub recznie zmontowany system moze byc niesprawy z powodu wadliwosci uzytych elementow, pomylkach w obsadzie oraz wadach plyty drukowanej PCB i jej lutowania.
Caly system produkcyjny pracuje ze sporzezeniami zwrotnym. Gdy element X jest za czesto wadliwy trzeba go reklamowac u dostawcy a u siebie momentalnie podjac jego dodatkowe testowanie  jako ze producent wade poprawi po czasie lub nowa dostawe otrzymamy od zmienionego producenta. Gdy za czeste sa zwarcia na PCB lub wadliwe lutowania trzeba poprawic projekt PCB i proces lutowania.
O ile wady w czesci sygnalowej urzadzen nie inicjuja kaskady uszkodzen to wady w czesci energoelektronicznej kazdego urzadzenia inicjuja kaskade uszkodzen  i moga byc nawet niebezpieczne dla personelu. Totez stosuje sie specjalne pomyslowe metody uruchamiania ukladow energoelektronicznych. Gdy tylko po wlaczeniu nie zgadza sie sygnatura napiec i pradow zasilanie jest momentalnie odciete.
Nawet najlepsi producenci nie testuja 100% parametrow odbiornkow TVC dlatego ze jest ich wszystkich przerazajaco duzo.
Gdy elektronike TVC uda sie uruchomic i wyregulowac jest on nastrajany ( w odbiornikach z synteza czestotliwosci PLL czestotliwosci stacji mozna automatycznie programatorem umiescic w pamieci nieulotnej montowanej na PCB odbiornika ) na sygnaly z generatorow sygnalow testowych  i stacji telewizyjnych. Z uwagi na utrudniajace proces interakcje - zaleznosci regulacji, bardzo wazne jest wstepne ustawienie potencjometrow i rdzeni obwodow LC na typowe pozycje po regulacji. Podejmowane sa proby automatyzacji regulacji ale jest to zadanie trudne do realizacji.  Czesc parametrow jest automatycznie szybko mierzona. Po minimalnych 30-60 minutach pracy, "nagrzania" TVC testujacy odbioru pracownik wybiera po kolei wszystkie kanaly. W Europie potezny Philips oferuje znakomite generatory sygnalu testowego TVC. Poszczegolne sygnaly sluza do oceny roznych parametrow. Doswiadczony pracownik odrzuca odbiorniki ktore przeszly automatyczne pomiary ! Jeden z sygnalow testowych jest na niskim zakresie VHF i celowo ma maly poziom. Od razu widac zaklocenia emitowane przez wadliwy zasilacz impulsowy czy wzbudzajacy sie wzmacniacz Audio czy wzmaczniacz mocy odchylania pionowego.  Trzy sygnaly w sasiednich kanalach od razu demaskuja wady glowicy i toru IF.

 Komputer PC po wlaczeniu wykonuje POST, Power On Self Test. Moglby on byc szczelniejszy ale odbylo by sie to kosztem czasu testu. Test taki jest wiec wynikiem kompromisow.

Wyprodukowany komputerek sterujacy silnik samochodowy ECU testuje sie na skomputeryzowanym modelu silnika spalinowego. Test powinin byc jak najbardziej szczelny dlatego ze wada wykryta przez uzytkownika wygeneruje duze koszty naprawy gwarancyjnej. 

Zalaczane co jakis czas minikomputery sterujace rakiety balistyczne ICBM  wykonuja swoj POST, oraz testuja wszystkie binarne i analogowe  I/O. Wykryta jakakolwiek niespojnosc w stanach jest Alarmowana i wyklucza jednostke z uzycia.     

Odpowiedz ciaglego regulatora PI – PID na skok jednostkowy w otwartej petli jest ogolnie znana.
Oczywiscie lepszy jest calosciowy test (  obejmuje on funkcjonalnosc Anty Wind Up ) w zamknietej petli regulacji. Taki  uklad testowy jest duzo trudniejszy w budowie.
  Ale regulator krokowy PI-PID ma taka odpowiedz dac razem z calkujacym aktuatorem. Wyjsciem  fizycznego aktuatora czyli silnika dwufazowego z przekladnia jest trzpien operujacy zaworem. Pomocniczym wyjsciem jest wyjscie rownolegle operowanego  potencjometru.
Gdy nie mamy fizycznego aktuatora musimy zastosowac jego model.

Zachowanie kompletnego ( wejscie jest z sensora PT100 lub tranzystora ) regulatora krokowego latwo obserwowac. Oczywiscie  z dodatkowymi przyrzadami . Zamiast glownego bledu Err podajemy sygnal z potencjometru a voltomierzem obserwujemy sygnal bledu wewnetrznej petli E. Powoli powiekszajac wartosc bezwgledna Err ( raz  w jednym a potem w drugim kierunku dla kompletnosci testu ) zadziala przekaznik trojpolozeniowy i w obu topologiach blad E po akcji korekcyjnej powinien byc mocno zmniejszony, najlepiej do zera. Sygnal testowy mozna tez podac do "sensora". Przykladowo zamiast sensora PT100 dajemy dokladny rezystor 120 Ohm odpowiadajacy temperaturze sensora ca 52.5 C i rezystancje ta manipulujemy potencjometrem w obu kierunkach. W przypadku gdy aktywne jest calkowanie co okreslony czas regulator wygeneruje impuls.
Oczywiscie uklad testowy nie musi byc z fizycznym aktuatorem. Sygnaly  wyjsciowe regulatora "+1 /-1"  o napieciu 220 Vac poprzez uklad izolujacy moga byc podane do integratora o czasie przestawiania takim jak naped "zaworu" a sygnal z integratora ( to odpowiednik sygnalu z potencjometru i zawodu  elektroserwozaworu ) do podwojnej lub potrojnej inercji jako obiektu cieplnego a napiecie z tego symulatora obiektu podano rezystorem  do rezystora udajacego wejsciowy sensor PT100 lub inny. Sygnatura jest czas regulacji "obiektu" na skok wartosci zadanej. Jesli regulator nie jest rodzaju wbudowanego musi miec optymalnie ustawione wzmocnienie K, czas calkowania Ti i nieczulosc N. Licznikiem mozna tez zmierzyc ilosc wygenerowanych impulsow
    
Kompletny Test regulatora.
Regulator ma miec dynamike ustawiona dla konkretnego ( symulowanego ) obiektu. Gdy jako klucze stosowane sa tyrystory lub triaki mozna je w czasie testu silnie nagrzac suszarka do wlosow aby upewnic sie ze system ma duzy margines bezpieczenstwa na zaklocenia. Wzrost temperatury silnie obniza dynamiczna odpornosc zakloceniowa tyrystorow i triakow.
Obciazeniem dla wyjsc "-1/+1" czyli 220Vac kompletnego regulatora krokowego pracujacego w zamknitej petli sa alternatywnie:
1.Serwomotor z przekladnia z przelacznikami krancowymi i potencjometrem lub innym sensorem polozenia. Napiecie z suwaka zasilonego potencjometru lub innego sensora podajemy do 2-3 inercyjnego symulatora obiektu ( czyli w Wezle Cieplnym odpowiednika wymiennika ) a sygnal z niego poprzez rezystor do odpowieniego wartoscia, dokladnego rezystora zastepujacego sensor PT100. Petla regulacji jest w ten sposob zamknieta. Zamiast nominalnego zasilajacego napiecia sieciowego mozna uzyc podwyzszonego napiecia 250 Vac z autotransformatora aby sprawdzic czy system kluczy mocy ma wlasciwy margines. Przy obnizonym napieciu regulator tez musi dobrze dzialac. Aby upewnic sie ze wszystkie luty PCB sa poprawne nalezy w PCB stuknac rekojescia srubokreta.
Odpowiedz adaptacyjnego regulatora CWU musi byc niezmienna w funkcji temperatury wody sieciowej z elektrocieplowni. Uklad testowy jest bardziej skomplikowany i ma on osobny opis.

2.Dwa przekazniki ( lub lepiej styczniki ) na napiecie robocze 220 Vac. Ich styki podaja napiecie do ( dodatkowego ) integratora symulujacego calkowanie aktuatora. Sygnal z integrator podano do symulatora obiektu jak wczesniej. Mankamentem jest brak duzego napiecie ( circa 360V ) na drugim kluczu mocy  przy zalaczniu jednego z nich.
 
3.Dwie zarowki oswietleniowe. Zredukowany i wyprostowany prad zarowek podano do LED-ow izolujacych transoptorow, ktore daja sygnaly "-1/+1" do symulacyjnego integratora. Przy zasilaniu zarowek poprzez transformator bezpieczenstwa 220:220 Vac napiecie z nich poprzez diody 1N4007 mozna podac na wejscie (dodatkowego) integratora symulacyjnego. Sygnal z integratora podano do symulatora obiektu jak wczesniej.

Stany bliskie maksymalnemu i minimalnemu napieciu na wyjsciu integratora symulatora napedu czyli jego nasyceniu detekuja dwa komparatory czyli komparatory scalone , wzmacniacze operacyjne lub uklady dyskretne dajac sygnaly jak wylaczniki krancowe.   Sygnal wyjsciowy z integratora ze wzmacniaczem JFET ( jeden ze wzmacniaczy operacyjnych w kostce ) podano na kaskade dwoch inercji RC jako obiekt i dalej na wtornik na drugim wzmacniaczu operacyjnym a sygnal z niego poprzez wyliczony rezystor do wejscia regulatora w miejscu sensora PT100.  Poprzez niewielki kondensatorkiem podane jest tez do wejscia sensora zrozniczkowane ( taki efekt jak przeciek zaklocenia miedzy kablami ) zaklocenie polem sieciowym 50 Hz. Zalocenie to nie moze w zaden sposob sie manifestowac.  Gdy stosujemy kompletny naped integrator z komparatorami jest zbedny i napiecie z niego jest zastapione napieciem z suwaka potencjometru lub wyjsciem sensora polozenia. Konieczne moze byc dopasowanie sygnalow.

Kazdy test mozna zautomatyzowac  z uzyciem mikrokomputera. Ma to sens przy masowej produkcji. Produkcja maksymalnie 8 tysiecy rocznie wbudowanych kontrolerow do prefabrykowanych wezlow CO-CWU na pewno nie jest masowa !

Innowacyjny koncern Hewlett Packard swoje ( kupil ich projekt ) pierwsze minikomputery 2116 wypuszczone w 1967 roku dedykowal do systemow pomiarowych ze swoimi przyrzadami. Istotnie juz w tym okresie minikomputery staly sie przydatne do prowadzenia skomplikowanych testow jak na przyklad wszechstrony test silnika odrzutowego czy rakietowego na stanowisku.
Minikomputery linii 2100 to "podpompowane" do 16 bitow prymitywne 12 bitowe minikomputery DEC PDP-8 czyli faktycznie nic nadzwyczajnego. Od tego czasu mini a od niedawna mikrokomputery sa coraz czesciej stosowane w systemach pomiarowo – testowych.
Sygnaly z sensorow na stanowisku testowym silnika odrzutowego ( sygnal ciagu i drgan z mostka tensometrycznego, roznicowe sensory cisnienia, sensory obrotow ...  ) podano do przetwornika ADC z multiplexerem obslugiwanego przez kanal bezposredniego dostepu do pamieci DMA. Zadaniem programu jest m.in. okresowe zapisanie zestawu zmierzonych danych w RAM na twardy dysk.
W  czasie testu silnika uruchamiany sie wtrysk coraz wiekszej ilosci wody do strumienia powietrza wciaganego przez silnik az do zgaszenia silnika. Normy wymagaja bowiem duzej odpornosci silnika na ulewe. Inny test polega na wrzuceniu kurczka jako odpowiednika wciagniecia przez silnik lecacego ptaka.  Normy podaja jaki incydent ( mase ptaka ) silnik musi przezyc pracujac przy wznoszwniu z pelna moca.
Off – Line dane sa pozniej szczegolowo analizowane. Analiza fourierowska uzywajaca FFT pozwoli wykryc niebezpieczne rezonase lub jeszcze gorsze wibracje czyli nieliniowe rezonanse.
Silniki testowanej rakiety musza pracowac stabilnie w kazdych warunkach !
Na elementach nowego testowanego mostu umieszcza sie mostki tensometryczne i przy obciazonym - przeciazonym ciezarowkami moscie dokonuje pomiarow. Ale wszystkie katastrofy mostow byly dynamiczne. Stad lepszy jest test z "szerokopasmowym" zapisem informacji z tensometrow przy jezdzacych po testowanym moscie ciezarowkach. Takze dynamiczne dane moga byc okresowo zbierane z mostu w normalnej eksploatacji w szczycie ruchu.
Zapis przebiegu szybkich zjawisk nie jest latwy. Do obserwacji dzialania kompresujacego ladunku implozyjnego opracowywanej glowicy jadrowej zastosowano pionierskie "szybkostrzelne" kamery i promieniowanie rentgenowskie X. 

Pierwszy monolityczny wzmacniacz operacyjny uA702 wyprodukowano w 1963 roku a wiec przed era minikomputerow i mikrokomputerow stosowanych pozniej do sterowania i zbierania danych w systemach testujacych. W Application Note 24 koncernu National Semiconductor z 1968 roku opisano reczny  system do testowania wzmacniaczy operacyjnych. Nie jest on bynajmniej skomplikowany. Nie ma zadnych krytycznych czy drogich elementow.
Automatyczne testowanie mikroelektroniki z reguly nie jest skomplikowane ale jest to osobny temat.

Firma Analog Devices od 1980 roku ( "Analog Dialog" Vol 14 No2 ) proponuje system testowy LTS2000. W wersji podstawowej za 25 000 dolarow testuje on tylko wzmacniacze operacyjne. Zbudowany jest na srednio - malo wydajnym 16 bitowym procesorze TMS9901 ( jest to jeden ze slabszych w swiecie procesorow 16 bitowych ) z 64 K pamieci RAM. Przygotowany wczesniej program testowy dla danego przyrzadu (  OPA, DAC, ADC )  trzeba przeczytac z miekkiego dysku. System ma dwuliniowy wyswietlacz LED oraz do wyboru interfejs RS232 lub interface pomiarowy IEEE488. Jest zatem wizualnie dosc ubogi. Po zakupieniu i zamontowaniu dodatkowych kart mozna testowac przetworniki DAC i ADC za odpowiednio 3000 i 4000 kolejnych dolarow. Ceny te nie sa obnizane choc powinny bowiem ceny mikrokomputerow maleja. Ten system jest stosunkowo powolny w akcji testowej.

Karty z przetwornikami ADC-MUX i DAC do komputerow PC ( sa tez jak binarne I/O karty z portmai 8255 Nie ma niestety ukladow licznikowych ) nie sa wysokiej jakosci ale pozwalaja bez problemu stworzyc rozne skomputeryzowane systemy testujace. Nawet skomplikowane.

Generalnie oferowane systemy do testowania wyprodukowanej mikroelektroniki sa drogie a nawet bardzo drogie przy czym ich mozliwosci pomiarowe i testowe sa realnie bardzo ograniczone.
Tester do elementow duzej mocy jest horendalnie drogi.   
A testy sa potrzebne. Przykladowo wyprodukowany chip tranzystora mocy po testach na obudowie otrzymuje jedno z 32 (!) oznaczen w ramach amerykanskiej linii oznaczen 2NXXXX i europejskiej lini BDXXX. Kryteriami podzialu jest miedzy innymi wzmocnienie przy duzym pradzie kolektora. Przyrzady o za malym wzmocnieniu beda tranzystoramu o mniejszym katalogowym Icm. Kryterium kwalifikacji moze zawierac kombinacje  kilka parametrow. Przy duzym pradzie z rezystorem miedzy B-C mierzone jest napiecie Uce. Zawiera informacje o Ube ( nie moze byc za duze ) i wzmocnieniu pradowym. Kolejnym kryterium jest absorbowana lawinowo energia przy napiecieu Uceo  do momentu wejscia tranzystora w drugiej przebicie. Mala energia klasyfikuje przyrzad na mniejsza moc Pc. Kolejnym kryterium jest napiecie Uceo w czasie lawinowego przebicia. Dla tranzystorow mocy bardzo wazny jest wlasnie obszar pracy bezpiecznej SOA. Zaden z oferowanych systemow testowych nie oferuje testu az do wejscia w II przebicie i blyskawicznego wyjscia. Renomowane koncerny mikroelektroniczne same musialy wykonac swoje systemy testowe.
Zachowanie tranzystora co do II przebicia mozna juz ocenic z pomoca generatora, oscyloskopu, zasilacza i indukcyjnosci  Tranzystor KD503 Czechoslowackiej Tesli slusznie uchodzi za "pancerny" podczas gdy krajowe tranzystory BDY25 sa faktycznie slabeuszami. Slabe sa tez radzieckie tranzystory mocy. Znakomite sa tranzystory mocy Toshiby. Zatem trwajaca nowoczesna ofensywa eksportowa Japoni ma bardzo silne m.in. fundamenty mikroelektroniczne.  Takze ich stal jest dobrej jakosci. Sytuacja w Polsce jest diametralnie odmienna i beznadziejna slaba.
N.B. Cemi w czesci produktow tylko umieszcza zakupione za dolary chipy w obudowie !
Nowoczesne klucze energoelektroniczne musza miec testowany obszar pracy bezpiecznej na 100%.

Jako takie przestestowanie ukladu scalonego posredniej czestotliwosci do odbiornika TVC wymaga duzego zestawu drogich przyrzadow gdy tymczasem lepszy - szczelniejszy wyspecjalizowany tester mozna latwo wykonac.

Ilosc tranzystorow w cyfrowych ukladach scalonych rosnie szybko a znacznie wolniejszy jest postep w dziedzinie ukladow analogowych. W czesci funkcji analogowych moga byc uzyte malenkie tranzystory ale w innej czesci ( szumy lub wymagany poziom pradu wyjsciowego na pinie ukladu ) niestety nie moga i wymagane sa wieksze tranzystory zajmujace wiecej miejsca. Tymczasem juz obecnie mozna ( poza funkcjami mocy ) scalic w jednym ukladzie scalonym analogowa elektronike odbiornika TVC. System testowy do takiego wielofunkcyjnego ukladu jest sporym wyzwaniem. Zmiany w konstrukcji analogowego procesora TVC implikuja zmiany w systemie testowym. 
Stary demodulator fazowy FM i troche ulepszony detektor stosunkowy realizowane na elementach dyskretnych z dwoma zlozonymi, strojonymi  obwodami LC zostaly wyparte przez monolityczny  demodulator koincydencyjny pioniersko masowo zastosowany w ukladach TBA120 w torze IF fonii odbiornikow TV.  Ale gdy wymagane sa niskie znieksztalcenia nieliniowe nie wystarczy jeden prosty obwod LC ale musza byc zastosowane dwa ( strojone ) obwody LC. Zysk wiec w stosunku do detektora stosunkowego jest maly by nie powiedziec ze zaden. Przyszlym (?) rozwiazaniem monolitycznym moze byc demodulator z petla regulacji fazowej PLL. Czynnikiem limitujacym zastosowanie sa (A) szumy scalonego generatora RC i (B) niedokladnosc czestotliwosci spoczynkowej generatora w stosounku do czestotliwosci sygnalu. Teoretycznie demodulator PLL-FM ma mniejsze szumy i moze miec znikome znieksztalcenia nieliniowe.
Zatem rozwiazaniem generatora do demodulatora PLL-FM musi byc niskoimpedancyjny generator symetryczny z dosc  wysokim ( w stosunku do nieduzego napiecia zasilania 5-12V ) poziomem sygnalu. Uklad symetryczny o srednim poziomie mocy emituje bardzo male zaklocenia. Zasilanie musi byc stabilne i niskoszumne.
Temat ten jest eksplorowany na swiecie od lat. "Radiowieszczatielnyj UKW priem", L.Kononowicz, Moskwa, Energia 1977, podaje na stronie 128 kompletny schemat scalonego rozwiazania demodulatora PLL na 14 tranzystorach. Uklad jest zatem prosty i dziala.  Ma on umiarkowane szumy ale rozwiazanie autora jest o wiele lepsze i przede wszystkim jest symetryczne generujac male zaklocenia i bedac malo podatne na obce zaklocenia. Do poziomu szumow Hi-Fi niewiele brakuje i z pewnoscia inna osoba dostrzegla by jakis slaby punkt rozwiazania autora do poprawki. 
Problem rozrzutu czestotliwosci generatora mozna zaatakowac na wiele sposobow. Mozna na czas synchronizacji zmieniec stala czasowa filtru w petli. Detektor fazowo - czestotliwosciowy toleruje niedokladny generator ale przestrajanie w duzym zakresie powieksza szumy. Mozna zastosowac tryming rezystorow taki jaki stosowany jest we wzmacniaczach operacyjnych metoda przebijania bardzo delikatnych diod Zenera bocznikujacych rezystory. Kondensatory lub rezystory generatora mog byc przelaczane kluczami sterowanymi efektywnie przez zarzadzajacy TVC mikrokontroler. Zauwazmy ze nieomal za darmo demodulator taki mozna przelaczyc na czestotliwosci pracy 5, 5.5, 6 , 6.5 MHz standardow telewizyjnych z calego swiata w eksportowym odbiorniku wielosystemowym.
Autor wyprobowal wlasnego pomyslu niskoszumny generator  do monolitycznego scalenia jako element petli PLL. Jego szumy sa jednak wieksze niz detektora stosunkowego czy ukladu koincydencyjego ale niewiele wieksze i przy jakosci sygnalu polskiej telewizji bez znaczenia ! Monolityczny demodulator PLL - FM mozna tez zastosowac w dekoderze kolorow Secam a dodatkowa realizacji dekodowania standardu kodowania kolorow PAL jest w znikomej cenie.

N.B. Zwrocmy uwage ze stosowanie ukladu PLL w monolitycznym dekoderze stereofonicznym MPX zamiast ukladu ze strojonymi recznie obwodami LC przynioslo znakomita poprawe jakosci dekodera !  Strojenie stalo sie zbedne podobnie jak drogie obwody LC.
Demodulator PLL - "AM" 38-38.9 MHz doskonale nadaje sie do wysokiej jakosci detekcji zespolonego sygnalu telewizyjnego  z modulacja VSB i ukladu podstrajania ARCz.  Male tranzystory o wysokiej Ft doskonale nadaja sie do realizacji wzmacniacza czestotliwosci posredniej IF sygnalu telewizyjnego i sygnalu 6.5 MHz fonii. Cala elektronike "analogowa" odbiornika TV mozna by umiescic w obudowie PLCC68 jak procesor komputera PC AT. W calym tym procesorze dominuja uklady PLL ! Bardzo stabilne ( poprawa jakosci obrazu w stosunku do obecnych rozwiazan poprzez obnizeniu szumu fazowego odchylania ) sygnaly odchylania H ( kolejna petla PLL ) i V mozna wytworzyc z dodatkowym uzyciem licznikow. Mozna je gesto wykonac w uzywanej bipolarnej technologii w schematach  I2L. Technologia bipolarna jest niestety niezgodna z technologia CCD do monolitycznej lini opozniajacej 64 us mogacej zastapic  tradycyjna linie opozniajaca w dekoderze kolorow. Ale od czego sa wynalazcy ?
Nie ma jakis zasadniczych trudnosci ktorych nie mozna pokonac. Gdyby przykladowo okazalo sie ze mimo wszystko w wielofunkcyjnym ukladzie za duzy jest poziom zaklocen docierajacych do wejscia sygnalu IF z filtru SAW mozna w stopniu sterujacym filtr SAW za glowica VHF-UHF uzyc zamiast obecnego typowego tranzystora BF o czestotliwosci granicznej  Ft circa 500 MHz tranzystor szerokopasmowy o Ft= 5 GHz i duzo wiekszym wzmocnieniu sygnalu IF. Mozna tez scalic wzmacniacz dwustopniowy. Przy masowej produkcji roznica w cenie tranzystorow jest znikoma.  Z drugiej strony wieksze wzmocnienie zmniejszy wymagana ilosc stopni wzmocnienia IF w ukladzie scalonym.  
Zbudowanie systemu testowego do tak skomplikowanego ukladu wielofunkcyjnego ze standardowych przyrzadow jest calkowicie nierealne nawet abstrahujac od ich astronomicznej ceny. Ale wyspecjalizowany uklad testera kontrolowany mikrokomputerem jest jak najbardziej do szybkiego wykonania !
Przykladowy test w czesci demodulatora FM-PLL ma sygnal 6.5 MHz ( niskoszumny generator LC 6.5 MHz Clappa na jednym tranzystorze z uwagi na to ze sygnal wyjsciowy jest bardzo maly i zbedny jest bufor ) wpierw zmodulowany FM na 100% sygnalem akustycznym z przedzialu 1 - 10 KHz a nastepnie cisze. Sygnal z demodulatora PLL jest podany do aktywnego idealnego prostownika ( lub dwoch prymitywnych prostownikow osobno dla sygnalu 100% i ciszy ) i do komparatorow lub przetwornika ADC jesli system ma mikrokomputer sterujacy. Oczywiscie lepszy bylby pomiar zaklocen nieliniowych THD w 100% sygnale ale on musi byc zagwarantowany projektem IC. 

Najlepszym finalnym testerem jest ( zabezpieczony przed zniszczeniem czesci mocy ) uklad odbiornika TVC gdzie uklad ma pracowac !
Testy zawsze musza byc wycelowane w wystepujace wady. Niecelowe jest przeprowadzanie testow gdy wady ktore one maja ujawnic w ogole nie wystepuja.

Polska ma drogo kupiona licencyjna fabryke RCA kineskopow kolorowych PIL. Kineskop jest kluczowym elementem odbiornika TVC stanowiac do 40 % jego ceny. Produkcja kineskopow kolorowych odbywa sie w mini skali jak ma teoretyczne zdolnosci produkcyjne zakupionej  fabryki. Takze w mini skali produkowane sa odbiorniki kolorowe do ktorych (proste) uklady scalone trzeba slono przeplacajac ( amerykanskie emabargo technologiczne )  kupic za dolary na zachodzie. Z powodu nieudacznictwa i lenistwa CEMI tracimy realnie miliardy dolarow ! Trudno jest sprzedac odbiornik TVC na wrogim rynku Zachodu ale jest jeszcze caly swiat wlacznie z krajami RWPG a Czechoslowacka Tesla i RFT produkuja uklady scalone do TVC !

Zadany niskoczestotliwosciowy sygnal testowy ( m.in  badanie trwalosci elektroserwozaworu, praca systemu ) mozna uzyskac z szumu 1/F ( flicker noise ) m.in. z diody Zenera, tranzystora jako DZ i OPA. Najwieksze szumy napieciowe  typu 1/F maja wzmacniacze z wejsciowa para roznicowa Mosfetow jak dosc popularny i niedrogi CA3140. Natomiast typy bipolarne maja duze szumy pradowe 1/F. Wzmacniacz jako niskoczestotliwosciowe zrodlo szumow musi pracowac z bardzo duzym wzmocnieniem dla pradow i duza rezystancja ( zbocznikowane pojemnosciami dla minimalizacji sieciowego sygnalu 50 Hz ) na wejsciach  i wskazane jest ekranowanie lub staranna konstrukcja. Wzmacniacz musi byc rownowazony potencjometrem. W przypadku uzycia wejsciowych szumow pradowch potencjometr rownowazacy zmienia jeden z rezystorow wejsciowych tak aby spadki napiec na rezystorach przy odrobine roznych pradach polaryzacji wejsc byly takie same. Jeden z uzytych ukladow '741 ma niesamowicie duze szumy pradowe 1/F. Zrodlem szumu podobnego do 1/F moze tez byc "wpatrzony" w niebo fotorezystor i sygnalem jest  zmienne zachmurzenie.
Liniowy rejestr przesuwny takze z dodanym DAC-iem  moze byc  random generatorem. Najtansza jest realizacja programowa bowiem prosta sekwencja jest zapamietana w ROM mikrokontrolera

W regulatorach analogowych wzmocnienie ( zakres proporcjonalnosci to jego odwrotnosc ), stale czasowe calkowania i rozniczkowania, histereze , nieczulosc, zakres wyjscia od dolu i gory ...  ustawiane sa potencjometrami. Pojecie potencjometr jest bardzo szerokie. Sensory - potencjometry moga byc katowe lub liniowe o roznych charakterytykach i z odczepami na sciezce oporowej.
Drogie kilkunastobrotowe potencjometry z licznikiem i precyzyjna skala produkowano do maszyn analogowych. Jednak skala obowiazywala tylko bez obciazenia suwaka potencjometru  i dla precyzji  musial byc zastosowany precyzyjny wtornik na wzmacniaczu operacyjnym. Potencjometr taki kosztowal kilkadziesiat dolarow a wiec drogo. W precyzyjnych ukladach analogowych stosowane sa wieloobrotowe potencjometry montazowe. Prosty potencjometr montazowy PR jest dziesiec razy tanszy niz wielobrotowy potencjometr PR. Potencjometr montazowy wydaje sie elementem schylkowym. Przede wszystkim trzeba go ustawic po produkcji co zwiazane jest z kosztem. Przy regulacjach zaleznych ustawienie jest trudne. Jest tez stosunkowo awaryjny. W funkcji eliminacji napiecia niezrownowazenia wzmocniacza operacyjnego lepszy jest trimming rezystorow chipa na wyprodukowanym "waflu" jak w ukladzie OP-07 i podobnych. Jeszcze lepsza jest przyszlosciowa implementacja autozerowania ( w kilku wersjach ) w technologi CMOS.
Do regulacji glosnosci stosuje sie potencjometry o charakterystyce wykladniczej C aby razem z logarytmiczna charakterystyka sluchu uzyskac pozadna liniowa regulacje. Slyszalne sa roznice w niewspolbieznosci regulacji. Niewspolbieznosc podwojnego potencjometru stereofonicznego zastosowanego w ukladzie regulacji tonow gdzie regulacja jest nieliniowa daje troche rozne charakterystyki czestotliwosciowe dwoch kanalow co jest slyszalne
Marny kontakt suwaka ze sciezka oporowa daje "trzeszczenie". Moc strat typowych potencjometrow wynosi od 1/8 do 250 Watow ale sa tez konstrukcje wielokilowatowe.
Polozenie suwaka potencjometru drutowego jest skwantowane. Potencjometr mozna powtarzalnie ustawic z dokladnoscia kilku stopni z dostepnych co najwyzej 300 stopni obrotu.  Kwadraturowy, stykowy lub optoelektroniczny sensor kata o rozdzielczosci 64 pozycji moze procesorowi dac informacje tak samo dokladna jak potencjometr. W odbiorniku TVC glosnosc i pozostale parametry regulowana jest pilotem na co najmniej 16 poziomach co jest zupelnie wystarczajace. W zastosowaniach RTVC i AGD z mikrokontrolerem potencjometry uzytkownika sa juz zbedne !

Licencyjny regulator PID Vutronic ma dwa przelaczane zakresy proporcjonalnosci 1..100 % i 10..1000%. Zakres tych regulacji jest wiec bardzo szeroki i powstaje pytanie z jaka dokladnoscia maja byc nastawy regulatora PI - PID ?
Wezmy uklad regulacji z obiektem dwuinercyjnym i jeden biegun skrocmy regulatorem PI. Odpowiedz petli jest 2 rzedu. Przy wynikowym wzmocnieniu petli 2 razy dobroc aperiodycznej odpowiedzi wynosi Q=0.5 Zwiekszajac wzmocnienie petli pojawia sie przeregulowanie poczatkowo bardzo male ale przy wzmocnieniu 4 dobroc wynosi 0.707 a przeregulowanie wynosi 4.3%. Przy wzmocnieniu 8,  Q=1 a przeregulowanie wynosi ca 18%. W tej sytuacji regulacja wzmocnienia nie wydaje sie krytyczna.  Niestety z obiektem wyzszego rzedu sytuacja pod wzgledem wrazliwosci odpowiedzi jest o wiele  gorsza.
 
Procesory i mikrokontrolery  8 bitowe maja tylko najprostsze dzialania arytmetycze. Juz programowo zrealizowane mnozenie 16 x 16 jest powolne a co dopiero dzialania zmiennoprzecinkowe.
Optymalne wspolczyniki kazdego filtru cyfrowego – programowego trzeba skwantyzowac do uzywanego sprzetu. Temat kwantyzacji wspolczynnikow jest dobrze znany z teorii DSP.  
Z kolei bledy zaokraglen i obciec daja szumy filtrow czy innych algorytmow przetwarzania sygnalow.
Dla regulatorow PI – PID osmiobitowa rozdzielczosc wspolczynnikow wydaje sie wystarczajaca ale pod warunkiem ze ich zakres jest rozsadnie waski. Algorytm moze byc zatem szybki ale procesory 8 bitowe wydaja sie do obszaru regulacji za slabe.

Teoretycznie realizacja algorytmu PI-PID przez regulator programowy ( czyli cyfrowy) jest gorsza niz przez analogowy:
-Niedokladnosci wprowadzaja wejsciowe przetworniki ADC i wyjsciowy DAC
-Bledy wprowadza tez dyskretyzacja w czasie
-Mocno powiekszane sa przypadkowo probkowane zaklocenia, ktore z tego wzgledu trzeba zwalczac roznymi metodami
Jednak realizacja programowa ma wiele zalet:
-Sygnaly mozna prezentowac na lokalnym wyswietlaczu i niedrogo przesylac wszelkie informacje szeregowym interfejsem cyfrowym
-Latwe jest potencjalne ulepszenie algorytmow regulacji
-Latwa jest realizacja funkcji logicznych i czasowych
W praktyce przy dobrej realizacji kondycjonerow sygnalow i ADC regulator programowy moze byc lepszy niz analogowy.
-Znacznie dokladniejsze i powtarzalne  jest ustalenie parametrow i nie ma potencjometrow
-Mozna uzyc samonastrajania i adaptacji ale sa zbedne dla zastosowania wbudowanego
-Moga byc rozne konfiguracje regulatora do optymalnego wyboru
-Moze byc pare algorytmow Anty Wind - Up do wyboru
-Mozliwe jest na biezaco diagnozowanie sprawnosci systemu regulacji.

Oczywiscie "analogowych" parametrow do ustalenia w regulatorze programowym musi byc jak najmniej !