Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Katedra za optičko-elektronske uređaje i sisteme G.N. Gryazin

PRIMIJENJENI TELEVIZIJSKI SISTEMI

(BILJEŠKE S PREDAVANJA)

Sankt Peterburg

PREDGOVOR

5. METODOLOGIJA ZA PRORAČUN NAČINA RADA TV SISTEMA

PREDGOVOR

Televizijski sistemi, projektovani za opšti pregled prostora i traženje objekata od interesa za posmatrača u njemu, čine glavnu grupu primenjenih televizijskih sistema, kako po broju proizvedene i novoprojektovane opreme, tako i po raznovrsnosti zadataka. to rješava. Sistemi za nadzor (posmatranje) se koriste za vizuelno posmatranje i za automatsku detekciju i identifikaciju objekata i mogu biti crno-beli, stereoskopski, u boji, analogni ili digitalni.

Sa stanovišta ekonomske izvodljivosti, poželjno je da sistem može riješiti prilično širok spektar problema, odnosno da u velikoj mjeri bude univerzalan. To podrazumijeva potrebu za automatskim podešavanjem režima rada sistema prilikom promjene spoljni uslovi zapažanja kao što su osvjetljenje, udaljenost do objekta i drugo. Univerzalnost upotrebe karakteristična je uglavnom za takozvanu industrijsku televizijsku opremu, koja se obično proizvodi u serijama. Uz takvu opremu, grupa koja se razmatra uključuje specijalizovane sisteme: podvodni, niskoramski, foto-televizijski, termovizijski, spektrozonalni, itd. Način njihovog rada obično se bira na osnovu potrebe za rešavanjem relativno uskog spektra problema. .

1. INDUSTRIJSKE TV INSTALACIJE

Industrijske televizijske instalacije obično uključuju opremu dizajniranu za vizuelno posmatranje i kontrolu različitih vrsta objekata koji se nalaze na ulici, u radionicama, trgovačkim podovima, kancelarijama, operacionim salama banaka, metro stanicama itd. Svestranost PTU-ova omogućava im da se koriste u sistemima alarmni sustav, tehnički sistemi vida i kao senzori video signala mjernih sistema. Prepoznatljiva karakteristika PTU radi u standardnom načinu dekompozicije s isprepletenim skeniranjem. PTU su, u pravilu, dizajnirani za rad u vidljivom rasponu zračenja, ali neke modifikacije su dizajnirane za ultraljubičasto, infracrveno ili rendgensko područje.

Strukturni dijagrami modernih stručnih škola vrlo su raznoliki i razlikuju se uglavnom po skupu elemenata, čiji broj i namjena diktira izvršeni zadaci i prihvatljiva, sa stanovišta kupca, cijena opreme.

Na sl. Na slici 10.1 prikazan je dijagram instalacije, koji uključuje četiri predajne kamere (PC), dva video kontrolna uređaja (VCU), video rekorder (VM), dva kontrolna panela (PU) i video komutacioni centar (VCC). Na VKU2 možete istovremeno posmatrati slike sa sve četiri kamere, na VKU1 odabir slika sa bilo koje kamere se vrši ručno ili prema zadatom programu. Video rekorder je povezan sa bilo koje kontrolne table kako bi snimio objekat od interesa za posmatrača. Pored osnovnih elemenata, oprema može uključivati ​​uređaje za rotaciju kamere, video detektore uljeza, infracrvene iluminatore, uređaje za kamuflažu kamere itd. U zavisnosti od okruženje kamere mogu biti termostatski kontrolirane i postavljene u zapečaćena, zaštićena od prskanja prašine, rendgenskih zraka ili druga posebna kućišta.

Trenutno se i cijevi klase Vidicon i CCD matrice koriste kao fotokonvertori za kamere za prijenos PTU-ova. Potpuni TV signal generiran u kameri se prenosi putem kablovske linije komunikacija bilo u frekvencijskom opsegu koji zauzima video signal, ili amplitudnom modulacijom jedne od nosećih frekvencija standardizovanih u TV emitovanju. U potonjem slučaju moguće je koristiti obične televizore za reprodukciju slike, a dužina kabela može doseći jedan kilometar ili više.

PTU odašiljajuće kamere, u pravilu, proizvođači opremaju standardnim objektivima dizajniranim za upotrebu u fotografskoj i filmskoj opremi, iako se ova praksa ne može smatrati optimalnom sa tehničke tačke gledišta iz sljedećih razloga. Prvo, hromatske aberacije takvih sočiva se koriguju u području spektralne osjetljivosti filma, koja se značajno razlikuje od spektralne osjetljivosti većine televizijskih fotokonvertera. Drugo, pri razvoju foto i bioskopskih objektiva ne vodi se računa da se slika projektuje na fotoosjetljivo sočivo u televizijskim kamerama kroz prednje staklo sijalice odašiljačke cijevi ili zaštitno staklo CCD matrice. U ovom slučaju, svjetlosni snopovi koji upadaju pod uglovima u odnosu na optičku osu sočiva doživljavaju dodatno prelamanje, što pogoršava rezoluciju sistema. Ovaj fenomen je izraženiji što je ugao gledanja sočiva širi. S tim u vezi, domaća industrija je ovladala proizvodnjom brojnih sočiva posebno dizajniranih za emitovanje televizije, a oznaci se dodaje slovo "T", na primjer, "MIR-10T". Međutim, ova sočiva su prvenstveno dizajnirana za rad sa superortikon cijevima, koje imaju mnogo veću fotoosjetljivu površinu od vidikona i CCD matrica. Treba napomenuti da je dosadašnja praksa da se proizvode matrice sa ulazom od fiberglasa umjesto obično staklo, što olakšava njihovo povezivanje sa cevima za pojačavanje slike.

Prilikom usklađivanja parametara PTU predajne kamere sa uslovima njenog specifičnog rada, uvijek je potrebno odlučiti se o izboru objektiva ili da li objektiv ugrađen u kameru ispunjava zahtjeve koji proizilaze iz rješavanja postavljenih zadataka. Prije svega, izbor objektiva treba izvršiti na osnovu datog ili unaprijed izračunatog ugla gledanja kamere, povezanog s omjerom žižne daljine

gdje je bf širina slike na foto sloju, 0 je ugao gledanja u horizontalnoj ravni.

Isto tako

gdje je hf visina slike, b0 je ugao gledanja u vertikalnoj ravni.

Preliminarni odabir uglova c0 i b0 treba izvršiti uzimajući u obzir činjenicu da na rubovima vidnog polja slika ispada manje oštra i svijetla nego u centru, a ovaj fenomen ovisi i o žižnoj daljini i o relativni otvor blende D/f. Da biste odredili oštri ugao slike vp, možete koristiti empirijsku relaciju

Na osnovu izraza (10.1) i (10.2) konačno se utvrđuje traženi ugao gledanja sočiva i njegova žižna daljina, prema čemu se iz referentnih tabela bira odgovarajuće sočivo.

Vari-objektiv pruža određenu svestranost kamere za odašiljanje, omogućavajući joj da se lako kreće iz širokih vidnih polja, pružajući opšti pregled, do relativno uskih polja, olakšavajući identifikaciju objekta. Industrija proizvodi širok spektar varifokalnih sočiva pogodnih za upotrebu sa videokonferencijama sa ciljnom veličinom od 12,7x9,5. Ova sočiva imaju značajan raspon žižnih daljina. Međutim, treba imati na umu da upotreba varioptike značajno povećava dimenzije i težinu kamere, a ako postoji uređaj daljinski upravljač objektiva i komplikuje njegov dizajn. Alternativno rješenje u ovom slučaju bi bilo korištenje uskopoljskog sočiva i rotirajući uređaj, na koji je montirana kamera, omogućavajući dosljedan široki pregled prostora.

Praktično sve odašiljačke komore PTU-a opremljene su uređajima koji proširuju raspon emitirane svjetline. S tim u vezi, ističemo da dinamički raspon većine videokonferencija bez promjene načina rada obično ne prelazi 50 - 100, a CCD matrica - 1000. Istovremeno, za univerzalna primjena kamere za prenos će možda trebati proširenje dinamički raspon do 104-105. U tu svrhu videocon kamere koriste uređaje za automatsku regulaciju napona na signalnoj ploči, a CCD kamere koriste automatsku regulaciju vremena akumulacije punjenja. U oba slučaja preporučuje se i korištenje optičkih metoda: automatsko podešavanje otvora objektiva i podešavanje propuštanja specijalnih svjetlosnih filtera instaliranih ispred fotokonvertera. Radnja svih upravljačkih uređaja je osigurati da kada se osvjetljenje objekta promijeni unutar zadatog raspona, vrijednosti video signala ne prelaze trenutnu radnu površinu karakteristike fotonaponskog fotonaponskog signala, a signal od najlakše gradacije svjetline treba ostati približno konstantan. Imajte na umu da upotreba optičkih metoda i podešavanje vremena akumulacije naboja ima za cilj stabilizaciju ekspozicije koju prijavljuje fotonaponska ćelija, dok podešavanje potencijala signalne ploče vidikona dovodi do promjene položaja karakteristike svjetlosnog signala i njen nagib (slika 3.10), odnosno, u krajnjoj liniji, osetljivost cevi na svetlost.

Postoji nekoliko načina za automatsko podešavanje napona na vidicon signalnoj ploči kada se promijeni njezino osvjetljenje. Jedan od njih je ilustrovan krugom sa vršnim detektorom na ulazu (slika 10.2). Video signal sa zamahom od 1,5-2,0V se dovodi do vršnog detektora (diode VD1 i VD2 i kondenzator C2), napon iz kojeg se dovodi do baze pojačala jednosmerna struja, a sa izlaza potonjeg - na signalnu ploču vidikona. Povećanje osvjetljenja cijevi dovodi do povećanja nivoa video signala i napona na bazi tranzistora, što pomaže u smanjenju njegovog otpora i, posljedično, smanjenju napona na izlazu uređaja (Sl. 10.3). Otpornik R služi za uspostavljanje početnog napona na signalnoj ploči Usp. Nedostatak sklopa je opasnost od samopobude u pretpojačivaču, koji je spojen na krug za automatsko podešavanje. Da bi se otklonio ovaj nedostatak, preporučuje se uvođenje upravljačkog napona umjesto signalne ploče u katodu vidikona.

Za kontrolu otvora objektiva može se koristiti video signal koji se dovodi do vršnog detektora, konstantni napon iz kojeg se, nakon pojačanja, dovodi u uravnoteženi diferencijalni krug (slika 10.4). Kada se osvjetljenje fotokonvertera promijeni, mijenja se i signal, a na izlazu balansiranog kola formira se upravljački napon odgovarajućeg predznaka.

U razmatranim slučajevima stabilizacija signalne struje u granicama ± 20% se vrši kada se osvjetljenje objekta promijeni do 500 puta.

U širem rasponu promjena osvjetljenja (do približno 104 puta), vidikon struja se može stabilizirati korištenjem različitih elektro-optičkih filtera koji mijenjaju svoju transparentnost pod utjecajem napona koji se na njih primjenjuje. Svjetlosni filter čvrstog stanja koji radi korištenjem Kerrovog efekta karakterizira niska inercija, široke granice podešavanje prijenosa svjetlosti, ali zahtijeva visoke upravljačke napone (do 800 V) i ima visoku apsorpciju svjetlosti. Svjetlosni filteri bazirani na svjetlosno-hromnim materijalima, naprotiv, koji imaju veliku inerciju (do nekoliko sekundi) kontroliraju se niskim naponom, mjerenim u jedinicama volti.

U impulsnim sistemima izlazni signal se može stabilizirati promjenom trajanja ekspozicije fotokonvertera, za koji se ispred njega postavlja elektrooptički zatvarač. Kao potonje, možete koristiti elektronsko-optički pretvarač ili ćeliju s tekućim kristalima. U supersilicijumu se kao elektronski zatvarač koristi dio za prijenos slike, kojem se dodaje posebna elektroda.

Pogodno je podesiti vrijeme akumulacije punjenja kako bi se stabilizirala vrijednost video signala u CCD matricama automatska kontrola trajanje impulsa koji ulaze u sekciju za skladištenje. Na sl. 10.5, a predstavljen je kontrolni krug koji se koristi u kameri KTP-79 i omogućava vam stabilizaciju video signala kada se osvjetljenje matrice promijeni od 4 do 20 luksa.

Kolo generira impulse napona s trajanjem ovisno o veličini video signala koji dolazi na ulaz operativnog pojačala U1 sa izlaza video pojačala. Koristeći vršni detektor VD1, VD2, C5, video signal se pretvara u konstantni napon, koji se dovodi do jednosmjernog pojačala (operacijsko pojačalo U2). Izlaznim naponom upravlja otpornik R4, koji mijenja osjetljivost kola. Iz izlaza UPT-a napon se dovodi na neinvertirajući ulaz komparatora, napravljen na operacionom pojačalu U3. Invertujući ulaz komparatora prima napon pilastog oblika koji generiše rezervni generator sastavljen na tranzistorima VT1 i VT2 i kondenzatoru C6 (tranzistor VT2 služi za stabilizaciju struje punjenja kondenzatora kako bi se povećala linearnost pilastog napona). Generatorom pilastog napona upravljaju vertikalni prigušni impulsi U1, kao što je prikazano na sl. 10.5, b. U trenutku t1, dva napona U2 i U3 se upoređuju i na izlazu komparatora se generiše bipolarni kontrolni signal U4, koji se zatim ograničava diodom VD4 i pretvara u unipolarni signal U5.

Na broj automatski uređaji uređaji koji se koriste u PTU predajnim kamerama uključuju uređaje za automatsko fokusiranje sočiva kada se promijeni udaljenost do ravni posmatranja. Očigledno, preporučljivo je koristiti automatsko fokusiranje u slučajevima kada je dubina polja snimljenog prostora nedovoljna, na primjer, kada se koriste dugofokusne leće. Kriterijum za defokusiranje je obično informacija o oštrini ili detaljima slike, koja u video signalu odgovara nivou visokofrekventnih komponenti spektra. Da biste primili kontrolni signal (signal greške), navedene informacije moraju biti dostupne za najmanje dva položaja sočiva. Na sl. Slika 10.6 prikazuje blok dijagram sistema autofokusa u kojem je detalj slike sa više gradacija, definisan kao

gdje je Uc napon video signala, Tk je vrijeme kadra.

Princip rada sistema zasniva se na činjenici da kada je sočivo fokusirano, detalj slike treba da bude maksimalan. Video signal sa izlaza PC kamere se dovodi u oblikovač F, u kojem se operacije diferencijacije, pojačanja i ograničenja izvode u skladu sa zadatim pragom. Impulsni signali koji prelaze granični prag šalju se kroz djelitelj frekvencije do brojača C1 i C2. Razdjelnik frekvencije smanjuje broj impulsa napona na vrijednost koja odgovara kapacitivnosti brojača. Brojači se koriste za sumiranje impulsa i pohranjivanje Du vrijednosti. Brojač C1 pohranjuje vrijednosti detalja koje odgovaraju jednoj poziciji objektiva, a C2 brojač pohranjuje vrijednosti detalja koje odgovaraju drugoj poziciji. Da bi se dobila druga vrijednost, potrebno je sočivo pomjeriti na određenu udaljenost, što se radi periodičnim slanjem posebnog test signala. Obje vrijednosti detalja se međusobno uspoređuju u uređaju za poređenje CS i, ovisno o predznaku dobivenog rezultata, sočivo se kreće ili u istom smjeru ili u suprotnom smjeru pomoću CS aktuatora.

Nedostatak razmatranog uređaja je pogoršanje uslova posmatranja tokom testnih kretanja sočiva. Stoga se preporučuje da se u televizijskom senzoru, ako je moguće, obezbedi poseban kanal za autofokus.

Ako je posmatrač zainteresovan za jedan ili više specifičnih objekata, do kojih se udaljenost može promeniti bez obzira na opštu situaciju, može se koristiti metoda autofokusiranja sočiva zasnovana na upotrebi pulsirajućeg laserskog daljinomera. Poluprovodnički laser male snage šalje snop IR zraka male divergencije prema objektu. Reflektirani signal prima fotodetektor, a primljena informacija se nakon obrade koristi za generiranje kontrolnog signala.

Korištenje daljinomjera impulsnog svjetla u televizijskom senzoru u kombinaciji sa varifokalnim objektivom omogućava posebna podešavanja u cilju održavanja konstantne skale slike, tj. njegovu veličinu i implementaciju režima nadzora bez propusnog opsega u niskom kadru i pulsnom televizijski sistemi uz kontinuiranu promjenu udaljenosti do objekta. Održavanje odabrane skale slike pomaže u rješavanju problema detekcije, identifikacije i kontrole parametara različitih objekata, a neophodno je i pri korištenju televizijskog sistema za mapiranje područja, mjerenje područja zagađenja naftom u moru i rješavanje drugih probleme.

Na sl. Na slici 10.7 prikazan je blok dijagram uređaja za kontrolu zum objektiva koji omogućava održavanje konstantne skale slike promjenom žižne daljine, tj. ugao gledanja optičkog sistema. Ulazni impulsi koji dolaze iz svjetlosnog daljinomjera, između kojih je vremenski interval adekvatan udaljenosti do objekta, dovode se kroz FI oblikovač do okidača T. Na izlazu okidača formira se pravokutni impuls koji u CC koincidencijalni krug je ispunjen taktnim impulsima koji dolaze iz GI generatora. Rezultirajući nalet impulsa na izlazu koincidencijalnog kola se konvertuje pomoću SI brojača u binarni kod. Broj cifara brojača se mora odabrati u zavisnosti od zahtevane tačnosti pretvaranja udaljenosti do objekta u binarni kod. Digitalni signal se zatim dekodira u DAC i kontrolira u analognom obliku preko pojačala. pogonski uređaj PR zum objektiv VO.

Upotreba dvostruke konverzije u upravljačkom uređaju tipa “analogno-kod”, a zatim “kod-analogni” omogućava dovoljno jednostavnim sredstvima i sa zadatom preciznošću podesiti žižnu daljinu zum objektiva u širokom rasponu promjena u udaljenosti od televizijskog senzora do objekta promatranja.

OPIS ATV NADZORNOG SISTEMA U ATMOSFERI

Upotreba televizijske opreme za praćenje objekata koji se nalaze na otvorenom zahteva uzimanje u obzir uticaja atmosfere na domet posmatranja. Prilikom određivanja raspona promatranja udaljenih objekata, treba uzeti u obzir da je, prvo, oslabljena energija zračenja vazdušno okruženje i drugo, smanjuje se kontrast slike objekta na ulazu sistema. Ova posljednja okolnost je posljedica svojstva raspršenja atmosfere i, po pravilu, određuje raspon posmatranja h.

Kontrast na ulazu sistema za posmatranje je jednak

ili, pošto je L0=Es/r, Ln=Ew/r,

gdje je K0 kontrast objekta sa pozadinom, L0 je svjetlina objekta ili pozadine ( veća vrijednost), Ln - svjetlina zasićenog sloja atmosfere (svjetlina neba na horizontu), c - koeficijent refleksije objekta ili pozadine, w- - vremenski koeficijent, e - indikator slabljenja toka zračenja slojem atmosfere debljine 1 km, E - osvjetljenje objekta i pozadine.

Vremenski koeficijent w je omjer svjetline Ln neba na horizontu i svjetline horizontalne apsolutno bijele površine osvijetljene ukupnim dnevno svjetlo. Vremenski koeficijent zavisi od meteoroloških uslova i može biti manji ili više od jedan.

Iz druge jednačine se nalazi traženi raspon posmatranja:

Na sl. Slika 10.8 prikazuje izračunate grafikone koji odgovaraju izrazu (10.3).

2. PODVODNI TELEVIZIJSKI SISTEMI

Podvodna televizija se široko koristi za različita istraživanja mora. To uključuje potragu za potonulim brodovima i svim vrstama objekata, istraživanje morskog dna u obalnim područjima, proučavanje podvodne flore i faune, ispitivanje podvodnih objekata u izgradnji i u pogonu, uključujući brane hidroelektrana, hidraulične turbinske kotače itd. Ovi problemi se rješavaju uz pomoć specijalnih televizijskih sistema smještenih na podvodnim i površinskim plovilima, u batisferama i batiskafima. Treba napomenuti da je prve eksperimente u korištenju televizije za podvodna promatranja u SSSR-u izveo prof. P.V. Šmakov 1935. godine.

HIDROOPTIČKE KARAKTERISTIKE

Postojeći principi za konstruisanje podvodnih televizijskih sistema zasnivaju se na uzimanju u obzir optičkih svojstava vode, koja na jedinstven način određuju domet vida pod vodom. Prozirnost vode zavisi od mnogih faktora, kao što su dubina, doba godine, prisustvo planktona, struje itd.

U praksi se obično procjenjuje transparentnost vode maksimalna dubina, na kojem se standardni bijeli disk promjera 30 cm, spušten okomito na površinu mora, pokazuje izuzetno vidljivim. Uprkos subjektivnosti metode, ona se široko koristi u oceanografskim istraživanjima. Približni podaci o prozirnosti vode, mjereni pomoću bijelog diska, dati su u nastavku.

Maksimalna dubina vidljivosti bijelog diska, m

Bijelo more.................................................. 8

Baltičko more.................................................. 13

Barenčevo more.................................... 18

Crno more……………………………………….. 25

Indijski okean……………………………….. 50

Tihi okean……………………………………….. 59

Sargasko more………………………………….. 66

Objektivna karakteristika prozirnosti vode je koeficijent transparentnosti φ, određen Bouguerovim zakonom:

gdje su Cf i C0 svjetlosni tokovi koji prolaze kroz x sloj i upadni svjetlosni tokovi, respektivno, e je indikator slabljenja svjetlosti u vodi.

Formula (10.4) vrijedi za homogeni medij. Za nehomogenu sredinu, koeficijent slabljenja je funkcija udaljenosti, a zatim

gdje je l ukupna dužina sloja vode.

Indeks slabljenja e jednak je zbiru koeficijenata apsorpcije k i indikatora rasejanja y, tj. . Uzimajući logaritam izraza (10.4), dobijamo formulu za indeks slabljenja, ln/m

gdje su fp fr koeficijenti transparentnosti u prisustvu apsorpcije i raspršenja svjetlosti u vodi.

Postoji približna empirijska formula uspostavljena za bijelo svjetlo i koja povezuje indeks slabljenja s dubinom vidljivosti bijelog diska zu, uzeta u metrima:

U hidrooptičkim proračunima često se koristi koncept indeksa vertikalnog slabljenja prirodno svjetlo g, što je uvijek manje od eksponenta e: g = eP, gdje je P parametar koji ovisi o obliku indikatore raspršenja i tzv. vjerojatnosti opstanka fotona L. Indikator raspršenja je graf raspodjele svjetlosnih zraka raspršenih u vodi po uglovima. Slika 10.9 prikazuje primjere pokazatelja raspršenja normaliziranih na jedinicu na b = 90?, i prirodu promjene smjera svjetlosni tok Ts0 nakon prolaska kroz sloj vode. Kao što se može vidjeti sa slike, indikatori raspršivanja vode su izduženi u prednju hemisferu. Ova okolnost ima blagotvoran učinak na osvjetljavanje dubljih slojeva vode, jer raspršeni zraci stvaraju njihovo dodatno osvjetljenje.

Na sl. Slika 10.10 prikazuje spektralne krive indeksa slabljenja e, indeksa rasejanja y i indeksa apsorpcije k za Kaspijsko more. Iz grafikona e = f (l) proizilazi da plavi i zeleni zraci najmanje slabe svjetlost u vodi. Kratkotalasni dio spektra podliježe velikom slabljenju zbog jakog raspršenja, a dugovalni dio zbog jake apsorpcije.

Izražena svojstva raspršivanja vode dovode do značajnog slabljenja kontrasta kada se slika prenosi iz ravnine objekta u ravan fotokonvertera predajne televizijske kamere. Kontrast slike objekta sa pozadinom na ulazu fotokonvertera Kvh povezan je sa stvarnim kontrastom objekta K0 relacijom

gdje je Ed osvjetljenje fotokonvertera stvoreno raspršenom maglom, E0 je osvjetljenje fotokonvertera od objekta ili pozadine (veća vrijednost).

Osvetljenje iz izmaglice može se naći zbrajanjem povratnih tokova reflektovanih od osvetljenih slojeva vode debljine dz svaki i usmerenih prema fotoosetljivoj površini površine Sf:

gdje su udaljenosti z, h i h0 prikazane na sl. 10.11.

Funkcija integrand može se svesti na oblik

gdje je x(p) vrijednost indikatore raspršenja u smjeru p („nazad”), sob i D su propusnost i promjer ulazne zjenice sočiva, x je segment prikazan na sl. 10.11.

Osvetljenje dz sloja koji se nalazi na udaljenosti z od sočiva:

gdje je I0 intenzitet svjetlosti izvora svjetlosti u aksijalnom smjeru, lz = z/cosš aksijalna udaljenost od izvora do sloja dz.

Proračunske formule dobijene na osnovu izraza (10.5)-(10.7) date su u poglavlju 11.

Iz formule (10.7) proizilazi da osvjetljenje Ed ovisi ne samo o svojstvima raspršivanja vode, već i o relativnoj lokaciji izvora osvjetljenja objekta i odašiljačke kamere sa sočivom O (slika 10.11). Da bi se smanjio utjecaj zamagljenja, potrebno je smanjiti područje sjecišta vidnog polja sočiva i uzorka zračenja izvora osvjetljenja I (ovo područje je zasjenjeno na slici 10.11). Preporučljivo je da se izvor svjetlosti nalazi na udaljenosti ne manjoj od 2-3 metra od kamere. Na sl. 10.12 prikazuje grafikone koji karakterišu zavisnost Ed vrednosti. i Kin od udaljenosti između kamere i izvora svjetlosti b.

Prilikom promatranja objekta na pozadini mora, kontrast K0 se može izračunati pomoću formule

gdje je r0 koeficijent svjetline objekta, rm -: koeficijent svjetline mora, rm = 0,02-0,05.

Koeficijent svjetline mora podrazumijeva se kao omjer svjetline difuznog zračenja koje dolazi iz debljine mora neposredno ispod njegove površine pod datim kutom i svjetline idealne bijele mat površine osvijetljene prirodnom svjetlošću.

Značajan uticaj vodena sredina za promjenu skale slike koju emituje podvodni televizijski sistem. Ovaj fenomen se objašnjava razlikom u indeksima prelamanja vode n1 = 1,33 i zraka n3 = 1. Ako se odašiljačka komora smjesti u batisferu opremljenu ravnim otvorom, onda prema sl. 10.13. važiće sledeće relacije

gdje je n2 indeks prelamanja prozorskog stakla.

Iz toga slijedi da će ugao q1 biti manji od ugla q3, tj. Ugao gledanja odašiljačke kamere postavljene u vodu ispada manji od ugla gledanja iste kamere koja se nalazi u vazduhu. Ova okolnost dovodi do povećanja razmjera prenesene slike (slika 10.14). Promena ugla gledanja kamere koja prenosi zavisiće od njene apsolutne vrednosti u vazduhu. Ako je, na primjer, 2ts3 = 62? (tip sočiva Yu-12), tada za vodu 2 c1 = 44,6?, odnosno ugaono vidno polje kamere se smanjuje za 1,38 puta.

U slučajevima kada je smanjenje vidnog polja nepoželjno, preporučuje se korištenje sfernog iluminatora. U tom slučaju optički centar sočiva mora biti tačno poravnat sa centrom polumjera zakrivljenosti sfere, što predstavlja određene tehnološke poteškoće. Ako se oba centra ne poklapaju, pojavljuju se dodatna izobličenja, koja su posebno značajna za zrake koji upadaju pod velikim uglovima.

PRINCIPI IZGRADNJE PODVODNIH TELEVIZIJSKIH SISTEMA

U većini slučajeva, podvodni televizijski sistem treba da obezbedi maksimalni mogući domet posmatranja (sa izuzetkom nekih sistema za nadzor hidrauličnih konstrukcija i niza drugih). S obzirom na hidro optičke karakteristike Iz toga proizilazi da je za povećanje dometa prijenosa potrebno koristiti moćne izvore osvjetljenja objekata koji emituju svjetlosnu energiju u zeleno-plavom dijelu spektra, kao i poduzeti posebne mjere za smanjenje utjecaja raspršene izmaglice na kontrast prenesena slika. Ispunjavanje ovih uslova uvelike je olakšano upotrebom laserske tehnologije.

Postoje dva osnovna principa za konstruisanje laserskih televizijskih sistema: princip skeniranja laserski snop u objektnom prostoru i principu prostornih vrata. Princip skeniranja laserskog snopa implementiran je u sistemu „putujućeg snopa“, u kojem reflektovani signal prima fotodetektor sa jednim elementom, obično fotomultiplikator. Veličina dekompozicionog elementa će biti određena uglom početne divergencije laserskog snopa, a ugao gledanja uglom vidnog polja fotodetektora. Postoje sistemi u kojima se usko vidno polje fotodetektora skenira zajedno sa skeniranjem laserskog snopa. Veličina elementa će biti slična prethodnoj, a ugao gledanja će biti jednak kutu skeniranja.

Suština prostornog gajtinga je da se odabere oblast od interesa za posmatrača tako što će se osvetliti svetlosnim impulsima, čije trajanje se bira iz uslova

gdje je Dh dubina zatvorene površine prostora, c0 je brzina svjetlosti, h je udaljenost do zatvorene površine, tz je trajanje impulsa zatvarača.

Implementacija metode prostornog gajtinga vrši se zaključavanjem višeelementnog fotokonvertera sistema za cijelo vrijeme, osim za vrijeme direktne ekspozicije svjetlosnog impulsa reflektiranog sa date površine prostora na fotoosjetljivi element. U ovom slučaju, utjecaj raspršene magle na uređaj za pohranu fotokonvertera smanjuje se tokom vremena ekspozicije i povećava se kontrast ulazne slike.

Na sl. Na slici 10.15 prikazan je blok dijagram impulsnog laserskog televizijskog sistema koji radi na principu prostornog gajtinga, prema kojem se posmatrani objekat osvetljava svetlosnim fluksom koji emituje laser sa strane ogledala 1. Istovremeno, svetlo puls sa strane ogledala 2 stvara, koristeći foto glavu, električni impuls koji se pokreće nakon formiranja podesivog kola odgode. Odgođen za vrijeme jednako 2h/C0, impulsni signal, zauzvrat, pokreće uređaj za formiranje impulsa elektrooptičke kapije, uz pomoć kojeg se reguliše proces akumulacije u predajnoj cijevi PT ili CCD-a. Frekvencija laserskih svjetlosnih impulsa je sinhronizirana sa brzinom kadrova.

Za pulsne laserske televizijske sisteme mogu se koristiti dvije vrste zeleno-plavih lasera - plinski i solid-state. Gasni laseri na bazi inertnih gasova imaju visoku stopu ponavljanja, dostižući nekoliko hiljada impulsa u sekundi, ali relativno malu snagu impulsa (do nekoliko desetina kW) i nisku efikasnost. Najrasprostranjeniji laseri su staklo dopirano neodimijumom. Ovi laseri stvaraju svjetlosne impulse u trajanju od oko 10-20 ns sa stopom ponavljanja do 50-60 impulsa u sekundi. Talasna dužina emitovane energije je l = 1,06 mikrona, snaga impulsa je do 20 MW ili više. Da bi se dobila talasna dužina l = 0,53 μm, ovi impulsi se primenjuju na monokristale litijum niobata ili kalijum dihidrogen fosfata, koji imaju ulogu udvostručavača frekvencije. Snaga impulsa nakon udvostručavanja frekvencije zračenja (snaga drugog harmonika) se smanjuje na 1-2 MW.

Značajnu ulogu u sistemima koji se razmatraju igra trajanje gejt (stroboskopskog) impulsa tg. Najveća efikasnost sistema se postiže ako se ovaj impuls po trajanju poklopi sa emitovanim svetlosnim impulsom te. koji nakon povratka izlaže fotokonverter. U slučaju tz > te se povećava uticaj raspršene magle, što dovodi do smanjenja kontrasta ulazne slike. Ako tz< tэ, то часть энергии отраженного импульса будет расходоваться бесполезно, т. е. не участвовать в образовании зарядового рельефа на накопителе фотопреобразователя.

3. AVIONSKI TV SISTEMI

Na televizijske sisteme aviona(LA) uključuju sisteme smještene na avionima, helikopterima, umjetnim satelitima Zemlje (AES) i vozilima za duboki svemir. Funkcije koje obavljaju ovakvi sistemi su izuzetno raznolike. Korištenje televizije na atmosferskim zrakoplovima obično ima za cilj promatranje zemljine ili morske površine, traženje, otkrivanje i mjerenje određenih parametara pojedinačnih objekata ili fotografiranje područja područja. Oprema za svemirsku televiziju postala je široko rasprostranjena, pokrivajući sljedeća područja primjene:

svemirska video komunikacija (kosmovizija),

naučno istraživanje svemirskih objekata,

posmatranje Zemljinog oblaka i njegovo proučavanje prirodni resursi,

video nadzor funkcionisanja sistema letelica i upravljanje letelicama.

Svemirska video komunikacija uključuje razmjenu vizualnih informacija između svemirskih letjelica s ljudskom posadom s jedne strane i između svemirskih letjelica i Zemlje s druge strane.

Sistemi za naučna istraživanja i meteorološki sistemi se koriste za prikupljanje i prijenos televizijskih informacija iz bližih i daljih područja svemira na Zemlju. Nosioci takve opreme su sateliti i vozila dubokog svemira koja ne prevoze ljude. Naučno istraživanje svemira počelo je 1959. godine sa stanicom Luna-3, uz pomoć koje je bilo moguće dobiti slike daleke strane Mjeseca. Od 1965. godine počele su televizijske studije Marsa i Venere. 1986. godine u sklopu međunarodnog projekta Vega izvedeno je televizijsko snimanje Halejeve komete.

Svemirski programi za istraživanje prirodnih resursa Zemlje postali su široko rasprostranjeni. U te svrhe koriste se sateliti poput stanica Meteor-Nature, Kosmos, Saljut i Mir, te uređaji američke serije Landset. Problemi koji se rješavaju u okviru ovih programa grupisani su u četiri oblasti: oceanologija, hidrologija, geologija, šumarstvo i poljoprivreda. Za izvođenje raznih specifične zadatke opservacija i fotometrijska mjerenja, spektrozonalna televizijska oprema se široko koristi, što omogućava dobivanje informacija o objektima niskog kontrasta u raznim oblastima spektralni opseg zračenja.

Sistemi video telemetrije postali su neophodni, uz pomoć kojih se prati rad razni sistemi svemirski brod i kontrolu njegovog leta. U potonjem slučaju, uz pomoć televizije, automatski se određuju koordinate broda, vrši se njegovo slijetanje i manevriranje.

Posebno mjesto zauzima reemitovanje emitovanih i servisnih televizijskih programa pomoću satelitskih releja. U ovom slučaju, releji se mogu vršiti duž lanca Zemlja - Svemir - Zemlja, Svemir - Svemir - Zemlja i na druge načine.

Širina upotrebe avionskih televizijskih sistema, posebno u naučno istraživanje, predodređuje razliku u principima konstrukcije opreme i njenim karakteristikama. Tako sistemi dizajnirani za proučavanje Mjeseca moraju prenositi informacije pri osvjetljenosti njegove površine od 135 hiljada luksa do 0,75 luksa i kontrastima pojedinačnih objekata od 0,01 do? 1. Sistemi za posmatranje zemljine površine podležu nižim zahtevima za širinom dinamičkog opsega prenošenog sjaja, ali je od posebne važnosti potreba za posmatranjem u realnom vremenu.

Za pojedinca tehničke karakteristike Televizijski sistemi u avionu mogu se podijeliti u sljedeće grupe:

sa elektronskim i optičko-mehaničkim skeniranjem;

s uređajima za pohranu elektroničkog filma i fotografskog filma;

bez akumulacije energije, sa akumulacijom linije i osoblja;

pasivno i aktivno;

sa istovremenim i vremenski odvojenim procesima akumulacije i čitanja informacija;

širokopojasni i uskopojasni sistemi;

zatvoreno i otvoreno (sa radio komunikacijskom linijom).

Elektronski televizijski sistemi obuhvataju sve sisteme sa predajnim cevima i poluprovodničkim fotokonverterima, koji rade sa i bez skladištenja energije. Sistemi sa optičko-mehaničkim skeniranjem građeni su ili na principu skeniranja laserskog snopa u prostoru objekata (sistemi putujućih zraka), ili na principu mehaničkog skeniranja slike pomoću bubnjeva ogledala, rotirajućih prizmi itd. Optičko-mehanička skeniranja spadaju u kategoriju “sporih” skeniranja i koriste se uglavnom u uskopojasnim sistemima.

U sistemima za skladištenje energije koriste se i uređaji za skladištenje elektron-filma, koji se koriste u transmisionim cevima i poluprovodničkim fotokonverterima, i uređaji za skladištenje fotografskog filma. Potonji se koriste u foto-televizijskim sistemima, u kojima se slika objekta prvo snima na fotografski film, a zatim se, nakon obrade, čita mehanički ili elektronski i pretvara u video signal.

Na osnovu vremena akumulacije energije sistemi se dijele na sisteme bez akumulacije energije (disektorski, sa laserskim ili optičko-mehaničkim skeniranjem), sa linijskim i okvirnim akumulacijom. Linijsko skladištenje energije se koristi u sistemima za jednolinijsko skeniranje. Vertikalno skeniranje se u ovom slučaju vrši zbog translacionog kretanja aviona.

Televizijski sistemi aviona, kao i svi drugi optičko-elektronski sistemi, dijele se na aktivne i pasivne, tj. korištenjem umjetnog osvjetljenja objekta. Očigledno, pozadinsko osvjetljenje se može koristiti samo na relativno malim udaljenostima, karakterističnim samo za atmosferske avione.

Konvencionalni televizijski sistemi koji se koriste u radiodifuznoj i primenjenoj televiziji rade u režimu u kome se proces izlaganja slike fotoosetljivoj površini i proces prebacivanja cilja, praćen formiranjem video signala, odvijaju istovremeno. Međutim, u sistemima male slike, impulsa i fototelevizije ovi procesi se ispostavljaju vremenski razdvojeni: prvo je izložen element za skladištenje fotokonvertera (u impulsnim sistemima - kratkotrajno, u drugim slučajevima - bilo koji), zatim informacije se čitaju iz memorije i, na kraju, ako je potrebno, briše se preostali potencijal kako bi se pogon pripremio za novi ciklus rada.

Svi avionski televizijski sistemi se konvencionalno dijele na uskopojasne i širokopojasne, a granica između njih je postavljena na maksimalnu frekvenciju video signala od 100 kHz. Širokopojasni sistemi se uglavnom koriste za posmatranje zemljine površine i njenog oblaka sa aviona i satelita sa orbitama do 10 km. Uskopojasni televizijski sistemi se koriste za prenos informacija iz dubokog svemira, a smanjenje frekvencijskog opsega sa ograničenom snagom predajnika omogućava da se domet sistema poveća hiljadama puta.

Većina avionskih televizijskih sistema jeste otvorenog tipa, tj. služe za prenos informacija preko radio kanala. Međutim, mogu se koristiti i u avionima i svemirskim letjelicama. zatvoreni sistemi, obavljanje pomoćnih funkcija koje olakšavaju upravljanje nosiocem i prikupljanje naučnih informacija.

TELEVIZIJSKI SISTEMI LOW FRAME

Televizijski sistemi niskog kadra postali su široko rasprostranjeni kao sredstvo za posmatranje zemljine površine iz svemira i atmosferskih letelica. Sistemi sa niskim okvirom se takođe koriste u video telefonima i tehničkim sistemima za vid. Da biste razumjeli prednosti metode prijenosa slike s malim okvirom, podsjetite se da konvencionalni sistem sa više kadrova ima ogromnu propusnost: sa 5.105 elemenata slike i 10 gradacija svjetline koje svaki element može primiti, količina informacija preneta u 0,04 s ( vrijeme jednog okvira) je N = 5 105log210 vrata jedinice Tolika količina informacija, koju vizuelni analizator ne može da percipira u tako kratkom vremenskom periodu, budući da je vizuelni propusni opseg stotinama hiljada puta manji, prenosi se samo da bi se stvorila iluzija neprekidnog kretanja posmatranih objekata. i eliminiše treperenje reprodukovanih slika. Ako napustite ove zahtjeve, možete značajno smanjiti vrijeme prijenosa okvira povećanjem propusnost sistema, smanjujući propusni opseg frekvencija koje se emituju video i radio stazom i istovremeno povećavajući otpornost sistema na buku. U ovom slučaju se eliminiše međuokvirna korelacija, koja je jaka u sistemima sa više okvira.

Dakle, suština metode niskog kadra je akumulacija i prijenos samo onih slika koje se značajno razlikuju u semantičkom sadržaju. Primjer prijenosa slike u sistemu niskog kadra ilustrovan je na Sl. 10.16. Nosač koji se progresivno kreće (avion, helikopter) skenira zemljinu površinu u uzastopno lociranim dijelovima čija je vrijednost u smjeru kretanja l=VT, gdje je V brzina nosača, T je period ekspozicije fotokonvertera, jednako vremenu prenosa jednog kadra. Vrijeme ekspozicije fotokonvertera te je odabrano tako da brzo zamućenje slike, koje degradira njen kvalitet, ne prelazi određene unaprijed određene granice. Dakle, za datu oblast hvatanja posmatrane površine, brzina kadrova treba da bude jedinstveno određena brzinom nosača. Reprodukcija prenesenih slika vrši se na kineskopu s dugim naknadnim sjajem ili pomoću posebnog memorijskog uređaja.

Da bi se osigurao nesmetani rad sistema koji se razmatra, zgodno je koristiti zum objektiv. U slučaju promene visine leta h (slika 10.16), da bi se održala konstantna vrednost l, potrebno je promeniti žižnu daljinu zum objektiva f? u skladu sa formulom f?=dh/l, gdje je d veličina fotoosjetljive površine fotokonvertera. Ovo podešavanje se vrši automatski pomoću upravljačkog napona povezanog s promjenom udaljenosti h.

Ako se osim visine može mijenjati i brzina leta nosača, onda je za održavanje konstantne veličine posmatrane površine l potrebno pribjeći promjeni frekvencije ekspozicije fotopretvarača Fe, budući da je l = V/ Fe.

Automatsko podešavanje f vrijednosti? i Fe, provodi se pomoću posebne kontrolne jedinice, čiji algoritam funkcioniranja ovisi o sposobnosti da se frekvencija ekspozicije mijenja glatko ili diskretno. Ako su granice za promjenu frekvencije ekspozicije ograničene, što je tipično za mnoge aktivne sisteme, a brzina V postane pretjerana, tada je za osiguranje načina promatranja bez preskakanja potrebno povećati veličinu površine l, uz smanjenje skalu slike. Očigledno, ova operacija se izvodi smanjenjem žižne daljine f?.

Iz navedenog proizilazi da low-frame sistem spada u kategoriju uskopojasnih sistema sa akumulacijom okvir po kadar i odvojenim procesima snimanja i čitanja informacija, tj. akumulacija i prebacivanje potencijalnog reljefa u predajnoj cijevi. Za implementaciju ovog načina rada koriste se posebni vidikoni koji su u stanju da zadrže rasterećenje punjenja za cijelo vrijeme njegovog prebacivanja, tick i matrix CCD.

Metoda prijenosa slike niskog kadra implementirana je za dobijanje slika Mjeseca i Marsa, kao i oblačnog pokrivača Zemlje. Na sl. Na slici 10.17 prikazan je blok dijagram televizijske opreme instalirane na meteorološkim satelitima Meteor sistema. Sistem, dizajniran za snimanje oblaka na osvijetljenoj strani Zemlje, koristi dvije odašiljačke kamere na vidikonima sa memorijom, osiguravajući da sistem radi u režimu niskog kadra. Puni ciklus rada odašiljačke cijevi je 60 s: vrijeme ekspozicije je 0,025-0,04 s, vrijeme očitavanja informacija 10 s i vrijeme pripreme (brisanje reljefa preostalog potencijala) je 50 s. Frekvencijski opseg video puta je 15 kHz, opseg radne ekspozicije je 0,6-8 lx s.

Obje kamere su opremljene objektivima sa žižnom daljinom od 16 mm i omjerom otvora blende 1:3. Optičke ose kamera su nagnute jedna prema drugoj pod uglom od 19°, što osigurava da sistem u celini pokriva ugao gledanja od 76°. Da bi se proširio dinamički raspon prenesene svjetline, podešava se otvor blende svakog objektiva. Ova operacija se izvodi na komandu sa Zemlje ili iz posebne softverske kontrolne jedinice povezane sa senzorom položaja Sunca. Upravljačka jedinica je također dizajnirana za prikupljanje telemetrijskih informacija o stanju svih glavnih blokova televizijske opreme. Ova informacija se zatim snima na kasetofon i prenosi na Zemlju istovremeno sa video signalom.

Video signali sa izlaza kamera za odašiljanje ulaze preko prekidača u linearni pojačivač, gdje se miješaju servisni signali, uključujući i kodne poruke o broju svakog para slika, zatamnjujućih i sinhronizirajućih impulsa. S obzirom da se informacije na Zemlju prenose samo kada je satelit u zoni direktne radio vidljivosti, oprema uključuje uređaj za video snimanje (video rekorder) kojim upravlja softverska jedinica. Kako bi se smanjilo vrijeme komunikacijske sesije, čitanje informacija s magnetne trake je četiri puta brže od pisanja. Signal čitanja se dovodi do uređaja za oblikovanje radi korekcije frekvencije, a zatim do predajnika od 15 W. Slike primljene na tački tla se fotografišu sa ekrana uređaja za video nadzor. Rezolucija televizijske opreme omogućava razlikovanje područja na Zemlji veličine 1,2 km.

PHOTOTV SYSTEMS

Prilikom prenošenja signala pojedinačne slike iz aviona, foto-televizijski sistemi koji se sastoje od fotografske kamere, uređaja za automatsku obradu filma i uređaja za skeniranje slike postali su široko rasprostranjeni. Preostali uređaji povezani s generiranjem signala i njegovim prijenosom na zemlju slični su onima uključenim u low-frame sistem. Prednost foto-televizijskog sistema je visoka jasnoća rezultujuće slike zbog visokog kvaliteta fotografskog filma.

Nakon izlaganja i hemijski tretman Na fotografskim filmovima, pojedinačne slike se pomeraju u prozor okvira pomoću mehanizma za provlačenje 3 (slika 10.18) i istovremeno skeniraju metodom „putujućeg snopa“. Kada se film kontinuirano napreduje, skeniranje se vrši u jednoj liniji (single-line scanning), formiranoj na ekranu malog projekcionog kineskopa 1. Svetlosna tačka kroz sočivo 2 osvetljava film. Modulirani svjetlosni tok prikuplja kondenzator 4 i udara u fotokatodu PMT-a.

Rezolucija foto-televizijskog sistema biće određena kvalitetom fotografskog filma i veličinom analizirane svetlosne tačke. Širina spektra video signala ovisi o brzini napredovanja filma i trajanju linije, a oba parametra moraju biti međusobno usklađena tako da nema preklapajućih linija ili praznina između njih.

Prilikom snimanja terena iz aviona, slika na filmu postaje zamućena, što dovodi do pogoršanja kvalitete slike koja se prenosi. Smanjenje ove pojave postiže se smanjenjem vremena ekspozicije filma, što istovremeno povećava potrebu za osvjetljenjem objekta posmatranja. Prilikom proračuna uzmite u obzir fenomen brzog zamućenja na kvalitetu prenesene slike i odaberite optimalno vreme ekspozicija se može zasnivati ​​na analogiji sa elektronskim uređajem za skladištenje filma, kao što je prikazano u odjeljku 10.4.

SPEKTROZONSKI SISTEMI

Spektrozonalni sistemi se koriste za istovremeno dobijanje informacija o distribuciji radijantnog fluksa u dve ili više zona (regija) spektralnog talasnog opsega. U tom smislu, konvencionalni televizijski sistem treba klasifikovati kao sistem „jedno zone”. Spektrozonalni televizijski sistemi (SZTS) se široko koriste u svemirskoj televiziji za rješavanje kako opservacijskih (detekcija i identifikacija različitih objekata na Zemlji i svjetskim okeanima) tako i mjernih zadataka. Upotreba optičkog spektralnog filtriranja u SZTS omogućava povećanje kontrasta ulaznih slika odabranih objekata.

Direktni energetski kontrast slike svakog odabranog objekta u odnosu na okolnu pozadinu na ulazu fotokonvertera za jednu zonu jednak je

gdje su Wf i Wo energije zračenja na ulazu fotokonvertera iz pozadine i objekta, respektivno, po jednom elementu slike.

Energetske vrijednosti u opštem slučaju izražene su relacijama

gdje je CL max maksimalna spektralna gustina toka zračenja, W/μm; Tk - trajanje kadra; sfl i s0l - spektralni koeficijenti refleksije pozadine i objekta, respektivno; fl - spektralna propusnost atmosfere; fl0 - spektralna propusnost sočiva; Slz je spektralna osjetljivost zone prijenosa optičkog filtera.

Sve spektralne karakteristike koje se nalaze ispod integrala su relativne, tj. na maksimum svedeno na jedinstvo.

Dakle, vrijednosti ulaznih energija iz odabranih područja slike površine promatranja, od kojih se svako odlikuje vlastitim kontrastom, ovisit će o spektralnoj osjetljivosti zona prijenosa. Odabir radnih područja za posmatranje C3TS je važan i složen zadatak koji ima za cilj maksimiziranje ulaznih kontrasta odabranih objekata. U tom slučaju se mora uzeti u obzir oblik i širina karakteristika spektralne osjetljivosti svake zone i njena lokacija u spektralnom talasnom opsegu. Broj zona odgovara broju odabranih područja posmatrane slike i obično je jednak broju fotokonvertera u televizijskom sistemu. U ovom slučaju svi signali se obrađuju istovremeno, a rezultat se dobija u realnom vremenu. Ako je brzina sistema niska, možete se ograničiti na jedan fotokonverter sa zamjenjivim setom filtera. U ovom slučaju, simultana obrada signala zahtijeva uvođenje posebnog memorijskog uređaja u sistem.

SZTS veštačkog Zemljinog satelita "Landset-1" uključuje tri kamere, čije su optičke ose postavljene tako da se isti deo zemljine površine istovremeno projektuje na mete svih vidikona. Kamere rade u sledećim spektralnim zonama: 475 - 575 nm, 580 - 680 nm, 690 - 830 nm. Sa širinom posmatranog područja od 180 km, rezolucija na površini zemlje je 50 - 100 m.

4. TV SISTEMI ZA NADZOR BRZO POKRETNIH OBJEKATA I BRZIH PROCESA

Područja primjene televizijske opreme su izuzetno raznolika. Međutim, unatoč raznovrsnosti primjena i metoda konstrukcije, u većini slučajeva namijenjena je prenošenju slika objekata čiji se parametri, uključujući njihov položaj u prostoru, relativno sporo mijenjaju tokom vremena. U svakom slučaju, brzina njihove promjene obično je mnogo manja od brzine akvizicije informacija, koja je i u kinu i na televiziji određena brzinom kadrova.

Proširenje mogućnosti i opsega televizije u industriji, transportu i naučnim istraživanjima često dovodi do potrebe za dobijanjem video informacija iz različitih vrsta objekata koji se brzo kreću i o procesima koji brzo teku. Primjer je posmatranje, korištenjem televizijskih blistavih zraka, propelera brodova i aviona, turbinskih kotača i raznih rotirajućih ili vibrirajućih dijelova mašina i mehanizama. Zadatak automatske registracije brojeva je hitan Vozilo(automobili, željeznička kola itd.) tokom njihovog kretanja. U naučnim istraživanjima koristi se televizijsko snimanje tragova nuklearnih čestica i procesa koji se dešavaju u plazmi. Stvorene su instalacije koje omogućavaju ne samo posmatranje brzih procesa u varničnim komorama, već i merenje koordinata pojedinačnih čestica.

Slični dokumenti

Televizijski uređaji i sistemi. Principi isprepletenog skeniranja. Zahtjevi za blok dijagrame crno-bijelih televizora. Funkcionalne interakcije kanala i blokova tranzistorskog TV-a. Izgradnja kompatibilnih televizijskih sistema u boji.

sažetak, dodan 24.08.2015


Projektovanje kućne distributivne mreže za televizijski signal za stambeni objekat. Blok dijagram digitalnog sistema za prenos slikovnih i zvučnih signala. Osnovni parametri SNR RG11-M-Cu kabla. Specifikacije pojačalo

test, dodano 18.09.2012


Glavni elementi SCTV-a: prijem TV antene i pojačala, headends, pretvarači. Struktura sistema kablovska televizija, zahtjevi za kola. Osnovne metode informisanja povratne informacije. Raspodjela frekvencije signala.

sažetak, dodan 18.03.2011


Istorija pronalaska televizije - jednog od najvećih tehničkih izuma 20. veka. Principi prenosa slike na daljinu radio-elektronskim sredstvima. Muzejske kopije televizora. Generalizovani blok dijagram televizijskog sistema.

prezentacija, dodano 11.12.2014


Svrha televizijskog sistema je formiranje slike emitovane scene, namijenjene ljudskoj percepciji. Snabdijevanje signala sa izlaza uređaja za obradu i pojačavanje do analizatora. Formacija optička slika, elementi za cijepanje zraka.

sažetak, dodan 07.12.2010


Faze stvaranja 24-satnog televizijskog sistema: procjena end-to-end prijenosne funkcije sistema, domet signala, razvoj dizajna glavnih komponenti proizvoda, proizvodnja vakuumske ploče i elektron- optički pretvarač.

teza, dodana 24.11.2010


Postoje dvije glavne grupe rendgenskih televizijskih sistema (RTS): za fluoroskopiju i za radiografiju. Blok šema analognog RTS-a, uređaj elektronsko-optičkog pretvarača. Formiranje televizijskog rastera, strukturni dijagram video kanala.

test, dodano 13.01.2011


Projektovanje predajnika televizijske radio stanice sa odvojenim pojačavanjem audio signala (frekvencijska modulacija) i video signala sistema SECAM D/K. Određivanje broja stupnjeva pojačanja, odabir opcije redundanse za neprekidan rad.

kurs, dodato 25.06.2015


Opcije regulisani sistem, prijenosna i amplitudno-frekvencijska funkcija, graf proces tranzicije. Konstrukcija logaritamske karakteristike sistema automatskog upravljanja. Sinteza paralelne korektivne jedinice i softverskog uređaja.

kurs, dodato 20.10.2013


Karakteristike električnih shematski dijagram predajnik televizijskog sistema. Princip rada demodulatora. Pokazatelji i karakteristike štampana ploča. Izlazna snaga putanja slike i zvuka. Automatsko podešavanje nivoa snage.

Savremeni svijet je nezamisliv bez televizije, ona je u svakom domu, pa čak iu najudaljenijim kutovima. Naravno, knjige, bioskop i pozorište nisu prestali da postoje, kao što je predviđeno u jednom poznatom filmu, ali televizija ih je nesumnjivo istisnula i čvrsto se učvrstila u našem društvu. Svakodnevni život, postao je gotovo nezamjenjiv. Živimo u novom svijetu visoke tehnologije i brzine, a televizija je u njemu vrlo važna komunikacijska komponenta, veza sa ostatkom svijeta i pružanje informacija o njemu. Televizijska industrija se dinamično razvija kako bi zadovoljila potražnju i bila traženija, stvaraju se novi programi i filmovi, unapređuju se i razvijaju nove tehnologije prijenosa i obrade signala. Nove tehnologije su to uvele dodatne funkcije, na primjer, 3D format, mogućnost odabira jezika, titlovi, pristup internetu, teletekst itd. Moderna TV nije namjenjen samo za gledanje TV emisija, to je mnogo složeniji uređaj koji vam omogućava pristup globalnoj mreži, povezivanje sa mobilni telefoni, računare i druge uređaje.

Kakav će biti vaš televizor zavisi samo od vas, samo vi odlučujete šta, na kom uređaju, u kakvom kvalitetu, gde i kada želite da gledate. Zadatak televizijske mreže je da osigura ispunjenje postavljenih zadataka u najvećoj mogućoj mjeri, stoga svaki rad sa televizijskim mrežama (projektovanje i instalacija) nužno mora početi postavljanjem zadatka.

Svaki slabostrujni sistem će zadovoljiti potrebe Kupca i pružiti mu udobnost samo ako uzme u obzir sve njegove zahtjeve i čak „gleda“ malo unaprijed. Stručnjaci organizacije profesionalno se bave montažom sistemi niske struje, uvijek prati izglede za razvoj industrije, a posebno televizije, pazeći na novu opremu, nove formate i tehnologije. Stoga, rad sa takvim organizacijama omogućava Kupcu da prima kvalifikovane konsultacije i budite sigurni da će njegov televizijski sistem uzeti u obzir sve aktuelne formate i inovacije i kreiran uzimajući u obzir planirane izglede za razvoj televizijskih tehnologija.

Da bi ispravno postavio zadatak, Kupac, vođen svoje želje i znanja, kao i konsultacija sa specijalistima, mora odlučiti šta, u kakvom kvalitetu i na kojim uređajima želi da gleda. Sastav i struktura televizijske mreže će direktno zavisiti od vrste signala (analognog ili digitalnog) i od načina njegovog prenosa (zemaljski, satelitski, kablovski). Materijal predstavljen u ovom članku omogućit će vam da steknete opću sliku onoga što se događa na području moderne televizije, da se upoznate sa postojeće vrste i formate televizijskih signala, razumiju njihove međusobne razlike, nedostatke i prednosti, kao i načine njihovog prijenosa. Nadamo se da će vam ovo pomoći da se bolje snađete i odlučite o izboru sistema, načina ugradnje i opreme. Prikazane informacije su samo u informativne svrhe, a detaljnije informacije mogu se dobiti iz stručne literature, udžbenika i priručnika.

Televizijska mreža - ovo o Komunikacioni sistem za distribuciju televizijskog programa, uključuje sistem fizičkih komunikacionih kanala i komutatorske opreme koja implementira jedan ili drugi protokol za prenos podataka niskog nivoa.

Televizija se zasniva na prijenosu video i audio signala preko bežičnog ili kablovskog okruženja od izvora (emitera) do krajnjeg korisnika (TV, monitor, itd.). Televizijski signal može biti analogni ili digitalni.

Analogna televizija je televizijski sistem koji koristi analogni električni signal za prijem, prikaz i prijenos slike i zvuka, i dominantan je na zemaljskim kanalima u mnogim zemljama. Većina domaćih TV kanala emituje u analognom standardu, duplirajući emitovanje u digitalnim standardima putem kablovskih i satelitskih kanala

Ne ulazeći u nepotrebne tehničke detalje, objasnimo da se u analognoj televiziji u svakom trenutku prenosi informacija o svjetlini određene tačke na ekranu, u sljedećem trenutku - susjedne tačke itd. (oscilogram). Da bi to učinili, elektronski snop skenira sliku i pretvara je u elektronski puls, i obrađuje po određenom standardu, odnosno prema jasno utvrđenoj veličini, sa regulisanom učestalošću i redoslijedom. Trenutno u svijetu postoji tri glavna analogna standarda, koji se razlikuju po broju kadrova u sekundi, komponentama okvira i metodi kodiranja boja: PAL, NTSC i SECAM.

Postoje dva načina za formiranje slike - progresivna i isprepletena. Kod progresivne metode formiranja slike, svaki kadar sadrži sve linije slike, odnosno, na primjer, pri frekvenciji od 30 kadrova u sekundi, prikazat će se 30 punih kadrova. Kod isprepletenog načina prijenosa slike, parne linije originalne slike (puni okvir) će biti prikazane u parnim kadrovima, a neparne u neparnim kadrovima. Prepletena slika izgleda pomalo zamućeno u poređenju sa progresivnom slikom, ali može značajno smanjiti količinu informacija koje se prenose. Mnogi ljudi ne vole treperenje koje stvaraju isprepletene slike.

Progresivna slika je označena slovom p (progresivna), na primjer 720p. Prepletena slika – označena slovom I (prepletena), na primjer 1080i.

U Rusiji televizijski signal prenesena u SECAM standardu, slika se prikazuje u rezoluciji od 720 (768) sa 576 piksela na frekvenciji od 25 sličica u sekundi. Signal boje se prenosi u frekvencijskoj modulaciji (FM/FM), jedna komponenta boje u jednoj televizijskoj liniji, naizmenično.

Koristi se za prenos analognih televizijskih signala.zemaljski prijenos u zraku ikablovsko emitovanje.

Digitalna televizija zasniva se na tehnologiji prijenosa video i audio signala preko digitalnih kanala korištenjem kodiranja podataka i kompresije, za šta se koristi standard MPEG algoritam. Postoje tri načina za prijenos televizijskog signala:

Standardi digitalna televizija osnovana je od strane međunarodne organizacije ISO (International Organization for Standardization), koja obuhvata više od 100 zemalja. Trenutno su glavni standardi DVB - evropski standard, ATSC - američki, ISDB - japanski.

Na teritoriji Ruske Federacije najrasprostranjenija je grupa evropskih DVB formata; za kompresiju informacija koriste se standardi MPEG, MPEG-2 i MPEG-4, a ovisno o opsegu primjene dijele se na:

• Digitalna satelitska TV:
  • DVB-S - prijenos informacija putem satelita, koristi se kvadraturna fazna modulacija QPSK, 8-PSK, kvadraturna modulacija (16-QAM);
  • DVB-S2 - druga generacija DVB-S, omogućava korištenje dodatne vrste modulacija (QPSK, 8PSK, 16APSK ili 32APSK) povećava kapacitet komunikacionog kanala nekoliko puta;
• Digitalna kablovska televizija(upredeni par, koaksijalni i optički kabl):
  • DVB-C (kablovsko emitovanje) – prenos videa i zvuka, kao i Dodatne informacije preko kablovskih mreža, modulacije 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM ili 256-QAM;
  • DVB-C2 - digitalna kablovska televizija “druge generacije”, modulacija QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM, 4096-QAM;
• Digitalna zemaljska televizija (zemaljsko emitiranje):
  • DVB-T - prijenos videa i zvuka, kao i dodatnih informacija preko zemaljskih mreža zemaljska televizija(fiksni prijem), 16-QAM ili 64-QAM modulacija (ili QPSK) u kombinaciji sa COFDM;
  • DVB-T2 - “druga generacija” DVB-T, koristi nove modove modulacije i kodiranja kanala (QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM zajedno sa OFDM), što povećava kapacitet komunikacionog kanala u odnosu na DVB- T in dva puta, standard MPEG-4 video kompresije, brzina prijenosa do 50 Mbit/s. Ovaj standard nije kompatibilan sa DVB-T.
• mobilna TV:
  • DVB-H - analogni DVB-T za mobilni prijem, koristi OFDM modulaciju;
  • DVB-SH - satelitsko/zemaljsko emitovanje, sa mogućnošću mobilnog prijema. Prilika dijeljenje satelit i zemaljski sistemi koriste se komunikacije (tzv. hibridne mreže), QPSK, 8PSK, 16APSK modulacija;

Pouzdanost i kvalitet digitalni prenos signal je mnogo veći zbog mogućnosti provjere i vraćanja informacija, ali je prijenos takvog signala na velike udaljenosti mnogo teži od analognog.

Prednosti digitalne televizije u odnosu na analognu:

• Bolji kvalitet slike i zvuka;
• Odsustvo smetnji (mrebanje, pruge, poremećaj zvuka), odnosno slika ili postoji ili je nema, to je zbog mogućnosti regeneracije signala, do vrijednosti praga signal/šum;
• Smanjenje snage predajnika zbog drugih principa širenja signala;
• Povećanje broja TV programa koji se emituju u istom frekventnom opsegu zbog kodiranja i kompresije informacija;
• Sposobnost razvoja i kreiranja novih TV sistema sa novim standardima slike - HDTV (high-definition televizija);
• Kreiranje interaktivnih TV sistema, korišćenjem kojih gledalac ima mogućnost da utiče na emitovani program;
• Nove mogućnosti za snimanje i arhiviranje TV programa;
• Mogućnost odabira jezika i titlova prenošenjem dodatnih informacija uz video i audio signal;
• Značajno proširenje funkcionalnost studijska oprema itd.

Nedostacidigitalna televizija prije analogne, paradoksalno, prednosti leže - podaci se ili primaju sa 100% kvaliteta ili se vraćaju, ili se primaju loše s nemogućnošću oporavka:

• Kod zemaljskog digitalnog televizijskog emitovanja postoji oštro ograničeno područje pokrivenosti signalom unutar kojeg je prijem moguć. Ali ova teritorija jeste jednaka snaga predajnik je veći od onog u analognom sistemu;
• Opseg prijenosa digitalnog signala je znatno manji nego kod analognog signala;
• Digitalni signal začepljen smetnjama iznad granične vrijednosti ne može se vratiti, dok osoba (ne mašina) može percipirati čak i vrlo slab analogni signal opterećen smetnjama. Na primjer, u lošem vremenu (jaka kiša, vjetar ili snijeg), slika satelitska antena potpuno će nestati ili se raspasti u kvadrate, au slučaju analogne televizije doći će do smetnji (mrebanja, smetnji slike ili zvuka), ali će biti moguće percipirati informacije.

Televizija visoke definicije (HDTV) Televizija visoke definicije ili televizija visoke definicije je vrsta standarda televizijskog emitovanja sa povećanom vertikalnom i horizontalnom rezolucijom, koja omogućava prenos slike i zvuka većeg kvaliteta, jasnoća HDTV slike (broj tačaka koje čine sliku) je skoro 5 puta veći u odnosu na redovnu televiziju. Televizija visoke definicije (HDTV) se odnosi na digitalnu televiziju i zasniva se na DVB formatu.

Prema GOST 21879-88, televizija visoke definicije je televizijski sistem čija je vertikalna i horizontalna rezolucija približno udvostručena u odnosu na standardnu. Sadašnji GOST R 53533-2009 definiše televizijski sistem visoke definicije kao televizijski sistem, čiji se parametri biraju na osnovu udaljenosti posmatranja koja je jednaka tri visine posmatrane slike. Dakle, povećana jasnoća HDTV-a omogućava vam da gledate slike sa veće udaljenosti od televizije standardne rezolucije ili da koristite veće ekrane kada posmatrate sa iste udaljenosti. Istovremeno, linijska struktura slike i njena pojedinačni elementi ostati nevidljiv.

U svim formatima zemaljske televizije, omjer slike je 4:3. A televizija visoke definicije ima omjer širine i visine 16:9. Stoga će obična slika na HDTV TV-u ili biti razvučena po cijelom ekranu s izobličenim proporcijama, ili će biti obrađena posebnim algoritmom kako bi se ovo izobličenje minimiziralo, ili će TV prikazati prazne crne trake oko ivica.

Pretplatnici digitalne televizije mogu samostalno birati kako će prikazati standardnu ​​sliku 4:3 na HD TV-u, tj. može ili izrezati sliku na vrhu i dnu ili prikazati cijelu sliku, ali sa praznim trakama s lijeve i desne strane.

Prijenos HDTV signala Na velikim udaljenostima (od radiodifuzne stanice do prijemnika krajnjeg korisnika) koriste se tehnologije digitalnog televizijskog emitovanja, pri čemu se informacije prenose prvenstveno u komprimiranom kodiranom digitalnom obliku (MPEG-2 i MPEG-4 formati kompresije). Kompresija smanjuje zahtjeve za propusnim opsegom uz održavanje prihvatljivog kvaliteta slike i zvuka. Prijenos signala na kratkim udaljenostima (od prijemnika korisnika do displeja) vrši se u nekomprimiranom obliku preko digitalnih interfejsa (kablova) HDMI i DVI-D. Upotreba digitalnih sučelja omogućava vam da se u potpunosti riješite digitalno-analognih konverzija duž cijele putanje signala, međutim, dozvoljeno je i povezivanje preko komponentnih analognih sučelja (RGBHV i YPbPr).

Trenutno, najšire korištene međunarodne su: standard visoke rezolucije, od kojih jedan sadrži 1125, a drugi - 750 horizontalnih perioda skeniranja po jednom periodu kadra. Prvi podržava veličinu slike od 1920x1080 piksela sa različitim brzinama kadrova, dok drugi podržava 1280x720. Oba sistema su dizajnirana za omjer 16:9 sa kvadratnim pikselom.

• 1080i: isprepleteni standard sa brzinom kadrova od 25, 29,97 ili 30 fps;
• 1080p: Standard progresivnog skeniranja koji dozvoljava brzinu kadrova od 24, 25, 30, 50 ili 60 kadrova u sekundi i njihove frakcijske višekratnike od 1.001. U julu 2008, američki ATSC komitet, a nakon njega, u septembru 2009, evropski ETSI uključio je 1080p50 i 1080p60 formate (sa brzinom kadrova od 50 odnosno 60 u sekundi) u standarde televizijskog emitovanja. Ovi formati se mogu koristiti za prijem i prijenos opreme koja podržava H.264 kodiranje na nivou 4.1 i više.
• 720p: Standard progresivnog (isprepletenog) skeniranja koji dozvoljava brzinu kadrova od 50 ili 60 sličica u sekundi. Ovaj HDTV format se preporučuje kao standard za zemlje članice EBU-a, au Rusiji je klasifikovan kao televizija visoka definicija prema GOST R 53536-2009.

Ne postoji konsenzus o najboljem standardu. Vrhunski kvalitet slike pružaju standarde 1080p, ali su previše zahtjevne velika brzina prijenos podataka i pogodniji su za pohranjivanje nego za prijenos slika. Evropska radiodifuzna unija preferira da odredi format emitovanja navodeći rezoluciju i brzinu kadrova (ali ne pola kadra).

U odnosu na Rusiju, u skladu sa GOST R 53533-2009, koji definiše parametre digitalnih televizijskih sistema visoke definicije, moguće je reprodukovati slike širokog ekrana u formatu okvira 16:9 i rezoluciji 1920×1080. Također je moguće prikazati sliku s omjerom širine i visine od 16:10 i rezolucijom od 1920×1152, s dodatnim poljem (1920×72) za tekstualne informacije, ili omjerom širine i visine od 4:3 i rezolucijom od 1536 ×1152.

U julu 2012. godine, satelitski operater Tricolor TV pokrenuo je HD multipleks od 25 TV kanala visoke definicije. Takođe u julu 2012. godine, kablovski operater Dom ru počeo je da pruža usluge digitalne televizije visoke definicije u 19 gradova Rusije; od 2013. godine to već uključuje 50 HD televizijskih kanala visoke definicije u 2 paketa: osnovni i tematski. Beeline TV ima 40 HD kanala, Rostelecom ima 25, MTS ima 24, Akado ima 22, NTV Plus ima 20. Očekuje se da bi do 2014. godine ukupan broj TV kanala visoke definicije koji se emituju u Rusiji mogao dostići 80.

Instalacija televizijske mreže

Kao što je ranije pomenuto, analogni signal se prenosi preko koaksijalnog kabla, au kablovskim mrežama koje rade sa Ethernet protokolima, prenosi se obrađen u MPEG-2 i MPEG-4 formatu. Ovisno o vrsti signala i načinu njegovog prijenosa, prilikom izgradnje mreže koristit će se različiti prijenosni mediji i oprema.

U specijalizovanim kablovskim mrežama koje prenose velike tokove informacija, televizijski signal se emituje u formatu digitalne kompresije MPEG, MPEG-2 i MPEG-4; kao provodni medij se pretežno koriste upredena parica i optički kabl, jer je njihov propusni opseg širi od onaj koaksijalnog kabla. U "kućnim" mrežama, zaštićeni koaksijalni kabl. U odnosu na ovaj članak, „kućne“ mreže označavaju ožičenje od uređaja koji prima televizijski signal (zemaljska ili satelitska antena, kablovska mreža) do krajnjeg potrošača (TV, monitor ili drugi uređaj).

Za kvalitetnu sliku na uređaju krajnjeg korisnika (TV, monitor i sl.) potrebno je da televizijski signal zadovoljava određene parametre. Na primjer, na TV ulazu bi trebao biti u rasponu od 60 do 80 dB/µV. Ako je veći od 80 dB/µV, slika postaje “rarpana”, zvuk postaje “zujanje”, a ako je previše slabo - manje od 60 dB/µV - pojavljuje se "snijeg", boja nestaje i pojavljuje se zvučna pozadina. Ako nivo digitalnog signala padne ispod granične vrednosti, slike uopšte neće biti. Stoga je kod projektovanja i ugradnje televizijskih sistema jedan od glavnih zadataka održavanje potrebnog nivoa signala. U ove svrhe se izrađuju posebni proračuni uzimajući u obzir sve faktore koji utiču na nivo signala i odabiru se odgovarajuća oprema i kabl.

Sljedeći faktori utiču na kvalitet slike:

• dužina kabla i njegove karakteristike (vrsta, struktura, kvalitet);
• broj prekida i grananja do televizora (što manje, to bolje);
• završetak kabla (preklapanje);

Uglavnom se koristi za potrebe televizije (osim za glavno ožičenje) koaksijalni kabl- ovo je električni kabel, optimalan za prijenos visokofrekventnih signala, sastoji se od koaksijalno smještenog centralnog provodnika i ekrana, tako da se sve neželjene elektromagnetne smetnje induciraju samo u ekranu; ako je pravilno uzemljen, inducirani šum se isprazni kroz uzemljenje uređaja. Video signal prolazi kroz centralno jezgro, dok se ekran koristi za izjednačavanje nultog potencijala krajnjih uređaja. Preporuča se korištenje kabela pouzdanih proizvođača s obaveznim oznakama i karakterističnom impedancijom od 75 Ohma, jer su svi televizori i sklopni uređaji - pojačala, razdjelnici - dizajnirani za to. Poželjno je da promjer vanjskog omotača bude najmanje 6 mm, središnja jezgra i zaštitna pletenica su od električnog bakra. SAT 703B i DG 113 kablovi odgovaraju ovim zahtjevima, ali su prilično skupi. Najčešća i najpovoljnija opcija je RG 6U kabl, centralna jezgra je od čelika i obložena bakrom, ekran je od aluminijska folija i pletenice od legure bakra.

Spajanje razdjelnika podrazumijeva međuprekid u kablu; što je više prekida, to je veće slabljenje (gubitak) signala. Ako su krajevi kablova loše zaptiveni ili se koriste konektori lošeg kvaliteta, gubici signala mogu postati kritični i dovesti do kvara čitavog sistema.

Oprema televizijskog sistema (TV, razdjelnici, pojačala, itd.) se povezuje (prebacuje) na kabel pomoću F - konektora (konektora), to se naziva kablovska terminacija. F-konektori se razlikuju po načinu na koji su pričvršćeni na kabel - navojni ili presvučeni; i prečnik - za kabl različite debljine. Preporučljivo je koristiti samo visokokvalitetne konektore od provjerenih proizvođača, na primjer, ako matica F-konektora nije čvrsto pričvršćena za dio kabela, onda se slučajnom mehaničkom silom konektor može raspasti; ako je zakovan previše čvrsto, tada će konektor biti teško pravilno instalirati. Instalater ne mora nužno dobro poznavati i razumjeti svu opremu u sistemu, ali ako je kabl pravilno položen i završen (spojen), sistem će gotovo sigurno raditi savršeno.

Principi distribucije televizijskog signala do nekoliko potrošača

U današnje vrijeme rijetko možete vidjeti kuću u kojoj postoji samo jedan TV, najčešće je njihov broj ograničen samo brojem soba; postoji nekoliko načina za provođenje kabla:

• paralelno kolo ili ožičenje „zvezda” - tokom instalacije koriste se razdjelnici (razdjelnici ili razdjelnici) koji izvode jednaka podjela snaga ulaznog signala za 2, 3, 4, ali se mora uzeti u obzir da se sa svakim podjelom na 2, snaga signala na svakom izlazu smanjuje za 2 puta (sa 3,5 na 4,5 dB). Ova metoda ožičenja osigurava visoku uniformnost snage u televizijskom frekvencijskom opsegu i visoku izolaciju između terminala, ali zahtijeva više kablova;
• sekvencijalni krug - slavine se koriste prilikom ugradnje; televizijske slavine su povezane serijski (kaskadno) jedna za drugom. Ovo ožičenje osigurava neravnomjernu podelu signala. Lakši je za implementaciju i zahtijeva nešto manje kabela. Međutim, u ovoj shemi moguće je distribuirati signal na manji broj potrošača.
• kombinovano – obe metode se koriste istovremeno.

Ovi principi ožičenja televizijskog sistema pojavili su se u eri kada je postojala samo analogna televizija, ali se nisu suštinski promijenili. Naravno, tada je sve bilo mnogo jednostavnije, TV za stan ili privatna kuća Postojao je, u pravilu, samo jedan, tada je glavna stvar bila održavanje razine signala prilikom distribucije televizije sa zajedničke kolektivne antene, na primjer u hotelima ili stambenim zgradama. Sada se situacija značajno promijenila, pojavile su se satelitska i kablovska televizija, značajno se povećao broj televizora i drugih uređaja za gledanje televizije. Čudno je da ove promjene nisu utjecale na principe ožičenja; promijenila se samo količina sklopne opreme, njene kombinacije i karakteristike. Evo nekih od najčešćih primjera televizijskih sistema. Rezervirajmo unaprijed da su primjeri samo u informativne svrhe i da opisuju osnovne principe u pravi zivot na izbor opreme će uticati individualni dodatni faktori, kao što su:

• vrste signala – analogni ili digitalni ili oboje;
• nivo ulaznog signala - zavisi od kvaliteta, karakteristika, podešavanja skupne ili pojedinačne antene, fizičke lokacije objekta, nivoa signala kablovske mreže itd.
• slabljenje signala u kablu - zavisi od njegovog kvaliteta, dužine, broja komunikacionih uređaja, broja priključenih korisničkih uređaja;
• karakteristike dizajna prostorija;
• kvalitet i dizajn televizijskih utičnica, korištene opreme itd.

Ovo nisu svi faktori koje treba uzeti u obzir prilikom projektovanja i instaliranja televizijske mreže. Konačan rezultat umnogome će zavisiti od nivoa kvalifikacija projektanata i instalatera, posebno sada kada televizijski sistemi postaju sve složeniji, funkcionalniji i sve veći.

Najjednostavniji primjer: treba stambene zgrade od kablovski sistem ili zbirnu antenu za povezivanje dva televizora. Prema GOST 28324-89, nivo signala u kablovskoj mreži na korisničkoj utičnici (prikladan za stan) mora biti najmanje 75,2 dB/μV; preporučljivo je da na televizoru održavamo isti nivo.

• Paralelni dijagram ožičenja - pretpostavimo da su udaljenosti od tačke ulaza kabla u stan do svakog televizora približno iste i jednake oko 10 m. Izračunavamo gubitak signala: na razdjelniku za 2 izlaza - oko 3 dB; na kablu od 10 m (vrlo ovisi o frekvenciji, što je veća frekvencija, veće je slabljenje, smatrat ćemo maksimalne gubitke) - do 2 dB; TV utičnice– u prosjeku je oko 10 dB; Gubitak na sklopnim konektorima je oko 1 dB. Ukupno 16 dB. , tako da je nivo ulaznog signala na TV oko 59 dB, to je nisko, pa je potrebno dodatno ugraditi visokofrekventno pojačalo signala od najmanje 20 dB prije razdjelnika i postaviti ga na odgovarajući nivo pojačanja (cca 16 dV).
• Sekvencijalni dijagram ožičenja - pretpostavite da je prvi TV blizu tačke ulaska kabla u stan (do 10 m), a drugi mnogo dalje (do 50 m) sa sekvencijalno kolo kabl se dovodi do prvog izlaza televizijskog punkta, na ovoj lokaciji se postavlja slavina. Spojnica je dizajnirana da izjednači signal na svakoj televizijskoj tački. Balansirani signal iz “TAP” slavine se dovodi do prve televizijske utičnice sa kratkom dužinom kabla; na televizijsku utičnicu je utičnica sa dužom dužinom kabla povezana na prolazni “izlaz”. Na ovaj način, signali na krajnjim tačkama su balansirani. Računamo kolo i opremu: gubici na kablu do prve televizijske tačke su do 3 dB, do druge televizijske tačke 6 dB; na televizijskim utičnicama – 10 dB; na konektorima – 3 dB; spojnica sa minimalnim slabljenjem – 3 dB/m; Ukupno na prvoj televizijskoj tački 17 dB, na drugoj televizijskoj tački 20 dB. Iz ovoga proizilazi da treba izabrati sprežnik sa prigušenjem od 3 dB. Potrebno je ugraditi pojačalo signala od najmanje 20 dB i postaviti ga na odgovarajući nivo pojačanja. Sistem će izgledati ovako: signal će izaći iz pojačala sa nivoom od 95,2 dB/m, približiće se spojniku sa gubicima od oko 2 dB/m, od prvog TV-a signal će stići na nivou od 95.2-3(kabel)-4 (spojnik) -3 (prekidanje)-10(utičnica)=75.2 dB/m, drugi TV sa razdelnika će primiti signal jednak 95.2-1(prekidanje)-3(prekidanje) -6 (gubitak u kablu)-10 (utičnica) = 75,2 dB

U razgranatoj mreži, kada je potrebno ožičenje do 5 ili više potrošača, koriste se dodatna pojačala i kombinirani razdjelni krugovi na razdjelnicima i slavinama. Takve sheme zahtijevaju mjerenje i izračunavanje nivoa signala na svakom televizijskom kanalu, jer gubici u kablu i slavinama ovise o frekvenciji. Gubitak signala u kablu prečnika 6 mm, tipa AF113 ili 703-SAT, nije veći od 0,2 dB/m u UHF opsegu, za kabl tipa RG6U - ne više od 0,3 dB/m. Ugrubo, možemo procijeniti da se sa RG6U kablom sa nivoom ulaznog signala u UHF opsegu od 75 dB/μV može distribuirati na 4 potrošača sa maksimalnom dužinom odvoda od 15-20 m. Kada se koristi kabl tipa AF113 ili 703-SAT maksimalna dužina biće 30 m, a za kabl tipa CW41S (prečnik 3,6 mm) samo 10 m, što je obično nedovoljno. Domaći koaksijalni kabel, kao što je RK4-75-12, nije dizajniran za rad u UHF opsegu, osim toga, ima vrlo nisku zaštitnu sposobnost i nije preporučljivo koristiti ga za bilo kakvu distribuciju televizijskog signala.

Čak i na som jednostavan primjer jasno je da projektovanje i instaliranje televizijske mreže nije tako jednostavno kao što se čini na prvi pogled. Postoje još složenije sheme, na primjer, kada je potrebno spojiti signal zemaljske i satelitske antene u mrežu i distribuirati ga na nekoliko televizora. Postoje opcije za kombinovanje signala iz nekoliko satelitske antene i zemaljske, pa i dodatne kablovske televizije. Za implementaciju ovih šema koristi se opciona oprema, na primjer, specijalizovana pojačala, multiprekidači, prekidači (DiSEqC), diplekseri, itd. Ima dosta opreme i u svakom konkretan slučaj odabire se pojedinačno, uključujući uzimajući u obzir marku proizvođača i modifikaciju serije.

Oprema za televizijsku mrežu:

Metode polaganja TV kablovska u zatvorenom prostoru:

Prije početka radova na polaganju kablova u zatvorenom ili na otvorenom, potrebno je provjeriti kabel na lomove i oštećenja. Prilikom ugradnje bolje je koristiti cijele komade kabela, da biste to učinili, potrebno je unaprijed odrediti dužinu kabela do točke prvog spojnog spoja i odabrati zavojnicu odgovarajuće dužine kabela. Najčešće postoje uvale od 300 m, ali postoje i 100 i 500 m. Treba imati na umu da što je manje prekida kabla, to je bolji signal. Na mjestima prebacivanja, pri povlačenju kablova, bolje je ostaviti rezervu unaprijed kako bi se naknadno izbjeglo prekomjerno zatezanje kabela ili njegovo nakupljanje.

Prije početka radova na postavljanju televizijske mreže potrebno je ispitati predloženu trasu, identificirati teška mjesta, oštri uglovi, izbočine i drugi faktori koji mogu uticati na integritet kabla. Na takvim mjestima morate unaprijed razmisliti o tome kako instalirati i osigurati kabel. Za spoljna zaptivka kablovi, koriste se otvoreni i zatvoreni načini.

• Otvoren put kabl se izvodi zemljom, uglavnom uz fasade zgrada, krovove i druge konstrukcijske elemente, a dozvoljeno je i pričvršćivanje na kablove, ali posebnim pričvršćivačima i posebnom tehnologijom. Otvoren put omogućava vam da brzo i po relativno niskoj cijeni obavljate radove, kabel je lako dostupan za dijagnostiku i naknadno održavanje, ali ožičenje ne izgleda estetski ugodno, kabel je podložan slučajnom ili namjernom oštećenju.
• Na zatvoren način Kabl se polaže u posebne kablovske kanale na fasadi zgrade ili pod zemljom. Ova metoda garantuje veću sigurnost kablovske mreže, štiti kabl od oštećenja i neovlašćenog pristupa, ali je cena radova znatno skuplja, proces je radno intenzivniji i dugotrajniji, a naknadni pristup kablu radi dijagnostike a održavanje je teško. Vrlo često se dešava kada su prijemne satelitske i zemaljske antene postavljene na jednu zgradu (na primjer, vikendicu), a televizijska mreža je instalirana na nekoliko zgrada (na primjer, na glavnoj kući, gostinjskoj kući, kupatilu i stražarnica ili kuća za slugu). Instaliranje više antena i izrada izolovanih televizijskih mreža ponekad nije u funkciji, pa se stvara jedinstvena televizijska mreža, a prebacivanje sistema na ulici se vrši uglavnom na zatvoren način.

Nakon što odredite način instalacije, provjerite kabel i trasu, možete početi s radom. Dajmo malo praktične preporuke, na osnovu vlastitog iskustva, što može biti korisno pri postavljanju televizijske mreže na ulici:

• kabel koji se proteže od antene mora biti propisno osiguran i spriječen od savijanja i pretjeranog zatezanja, za to se kablovi povezuju i učvršćuju cijelom dužinom trase - na jarbolu, krovnim elementima, zidu, kablu itd.;
• kako bi se spriječilo moguće spuštanje kabela ispod vlastitu težinu, pri vertikalnom polaganju, kabl se fiksira u intervalima od 0,5 - 1 m;
• na krovovima, kabel se uglavnom pričvršćuje na visoke elemente ili ispod njega, kako ne bi ometao topljenje i čišćenje snijega i smanjio rizik od oštećenja kabela;
• mjesta na kojima je kabel spojen na antenu ili pretvarač moraju biti hermetički zatvoreni kako bi se izbjegao prodor vlage;
• ako je potrebno, raskrsnica sa električni kabl, preporučuje se postavljanje kabla televizijskog sistema ispod njega na udaljenosti od najmanje 2 m;
• u slučaju polaganja kabla u zemlju, kako bi se sprečila mogućnost oštećenja kabla usled kontakta sa heterogenim tlom (moguća je deformacija, pucanje kabla), preporučuje se polaganje na pješčani jastuk od 50 do 150 mm, a prvo ga pospite istim slojem pijeska, a zatim ga prekrijte glavnom zemljom. Dobro je kada se kabel polaže pod zemljom u posebnim cijevima, naravno da je skupo, ali u tim slučajevima kabel je zaštićen od svih vanjskih nepovoljnih uvjeta;
• Bolje je ostaviti malo labavosti između krajnjih točaka pričvršćivanja kabla, umjesto da ga previše zategnete, jer će u tom slučaju slabo reagirati na temperaturne fluktuacije i vibracije.

Kao sažetak navodimo glavne razloge kršenja ili lošeg rada televizijskih mreža:

• Televizijski sistem nije napravljen kvalitetno, na primjer, napravljene su greške u proračunu slabljenja signala, dijagram ožičenja i prekidača nije ispravno dizajniran, odabrana je neodgovarajuća oprema, kablovi i konektori;
• Kabl ne ispunjava zahtjeve sistema, na primjer, pogrešna kategorija, tip, kvalitet itd.;
• Rasklopna oprema ne zadovoljava sistemske zahtjeve u pogledu svojih karakteristika i/ili kvaliteta, možda jednostavno ne radi;
• Veoma nizak nivo ulaznog signala, koji se ne može povećati do nivoa potrebnog za pravilno funkcionisanje sistema;
• Završetak kabla je loše izveden, bio je pokvaren i/ili su korišteni konektori lošeg kvaliteta;
• Postoje slučajevi kada se nekoliko ili svi faktori javljaju istovremeno.

Instalacija televizijske mreže uopće nije tako jednostavna kao što se čini na prvi pogled. Spajanje televizora na gotovu utičnicu uopće nije isto što i stvaranje novi sistem ili poboljšati stari. Ovdje je važno uzeti u obzir i pravilno koristiti sve faktore, uključujući vrstu i način prijenosa signala, pravilan odabir medija za prijenos, sklopnu opremu, dijagram ožičenja i još mnogo toga. Što se televizija intenzivnije razvija, to je više novih kanala, formata emitovanja i dodatne funkcije, što televizori imaju više funkcija, to bi trebao biti viši nivo kvalifikacija stručnjaka uključenih u projektovanje i instalaciju televizijskih sistema.

Za nas su svaki Kupac i njegovi zahtevi za sistem individualni. Ne trudimo se da sve uklopimo standardna rješenja, iako imaju svoje mjesto, nastojimo stvoriti nešto novo, sa karakteristikama svojstvenim samo ovom sistemu karakteristične karakteristike. Naš cilj je stvoriti ekonomičan i funkcionalan sistem koji može maksimalno zadovoljiti, a na neki način čak i predvidjeti zahtjeve Kupca, kreirati udobne uslove rad sistema sa mini. U postizanju ovog cilja vodimo se stručnom edukacijom, dugogodišnjim iskustvom, praćenjem podataka o razvoju televizijskih i mrežnih tehnologija, i što je najvažnije, željom da stvorimo funkcionalan i koristan proizvod za ljude.

Televizija. Skup uređaja čije je djelovanje usmjereno na prijenos pokretnih slika i zvuka na daljinu je. U svakodnevnom životu to se odnosi na organizacije koje proizvode i distribuiraju televizijske programe. Televizijsko i radio emitovanje su najpopularnije sredstvo za širenje različitih vrsta informacija, kao i glavno sredstvo komunikacije.

Osnovni principi

Televizija se zasniva na principu prenošenja slike pomoću radio signala ili žica. Televizijski lanac uključuje nekoliko uređaja:
- predajna televizijska kamera koja pretvara sliku (dobijenu kroz sočivo) u televizijski video signal.
- telekino projektor koji pretvara “sliku” i zvuk na filmu u televizijski signal, kao i za prikazivanje filmova na televiziji.
- video rekorder je neophodan za snimanje i reprodukciju, po potrebi, video signala koji generiše televizijska kamera ili telekino projektor.
- video switcher vam omogućava prebacivanje između nekoliko izvora slike (kamera, videorekorder, itd.)
- predajnik koji prenosi žicom ili žicom, visokofrekventni signal simuliran televizijskim signalom
- prijemni uređaj - TV. Impulsi sinhronizacije iz video signala pomažu u ponovnom kreiranju televizijske slike na ekranu.

Da bi napravili TV emisiju, koriste audio zapis koji je sličan zapisu iz radio emisije. Prijenos zvuka se vrši preko odvojene frekvencije, obično koristeći frekvencijsku modulaciju, koristeći tehnologiju koja je slična FM radiju. Digitalna televizija radi sa višekanalnim zvukom, koji se prenosi istovremeno sa "slikom" u jednom toku podataka.

Televizijski standardi i sistemi

Televizijsko emitovanje ima svoj standard. Ovo je naziv zbira broja linija na koje se okvir rastavlja, učestalosti njegovih promjena ili polja s tipom skeniranja. U svijetu se koriste tri standarda, koji se koriste za analognu i digitalnu televiziju, sa standardnom definicijom. Standard digitalne televizije koristi digitalne anamorfne slike, koje su prilagođene današnjem omjeru 16:9.

Televizija visoke definicije (HDTV) zamjenjuje tradicionalne standarde. HDTV karakteriziraju dva glavna standarda dekompozicije.

Televizijski sistem je metoda koja omogućava kodiranje poruke u boji. Za televiziju standardne definicije postoje tri sistema prenosa boja: NTSC, PAL, SECAM.
Zemaljska televizija je sistem za prenos televizijskog signala do potrošača pomoću televizijskih tornjeva i predajnika (opseg 47-862 MHz). Za prijem signala koristi se unutrašnja ili vanjska antena.

Metoda odašiljanja televizijskog signala od odašiljačkog centra do potrošača, koji u tu svrhu koristi umjetne satelite smještene unutar geostacionarne orbite Zemlje u svemiru, iznad ekvatora, naziva se satelitska televizija. Imaju primopredajnu opremu. Ovaj sistem osigurava prijenos visokokvalitetnih televizijskih signala u područja koja se ne mogu pokriti tradicionalnom metodom.

Za prijenos analogne televizije putem satelita koristi se kodirani ili šifrirani oblik, u NTSC, PAL ili SECAM standardu.

Modulacija digitalnog televizijskog signala se vrši pomoću QPSK ili 8SPK. Digitalna televizija, posebno emitovana putem satelita, bazirana je na MPEG, DVB-S, DVB-S2.
Analogna televizija je sistem koji koristi analogni električni signal za prijem, izlaz i prijenos slike i zvuka. Prije pojave digitalne televizije, korišteni su analogni signali koji su se prenosili kablovskim ili radiom. Sada se vrši prelazak na digitalnu televiziju. Do 2015. Kina planira u potpunosti preći na ovu televiziju.

Digitalna televizija ima jednu glavnu prednost. Kvalitet slike i zvuka mu je mnogo veći od kvaliteta analogne televizije. Oslobodit će se i domet radio valova, što će omogućiti stvaranje nove bežične mreže.

Međutim, digitalna televizija ima i svoje nedostatke. Ima oštro ograničenje na području koje signal pokriva. Prijem se odvija u njoj. Međutim, i dalje je veći od analogne televizije, sa istom snagom predajnika. Još jedan nedostatak digitalne televizije je to što se „slika“ zaustavlja ili savija u „kvadrate“ kada je nivo dolaznog signala nizak.
Glavni standardi su DVB (evropski standard), ATSC (američki standard), ISDB (japanski standard).

Istorija pronalaska televizije

Televiziju niko nije izmislio. Osnova je otkriće fotoelektričnog efekta u selenu, koje je 1873. godine napravio Willoughby Smith. Zatim pronalazak diska za skeniranje (izumitelj Nipkov), koji je doveo do razvoja mehaničke televizije. Ova vrsta televizije bila je popularna prije Drugog svjetskog rata.

Prvi put u svijetu pokretnu sliku je 1923. prenio Charles Jenkins, koji je za prijenos koristio mehaničko skeniranje. Slika koju je prenio bila je silueta, bez polutonova. Sistem kojim su se prenosile polutonske slike izmišljen je 1926. godine.

U to vrijeme postojalo je nekoliko mehaničkih televizijskih sistema, ali nijedan od njih nije mogao konkurirati jeftinijim i pouzdanijim elektronskim sistemima.

Patent za tehnologiju elektronske televizije, koji se koristi do danas, dobio je profesor Boris Rosing. Bio je u stanju da prenese nepokretnu sliku na daljinu. Ovaj eksperiment je izveden 1911. Trebala mu je katodna cijev za reprodukciju slike; koristio je mehaničko skeniranje za prijenos.

B.P. Grabovsky i I.F. Belyansky su 1928. godine prikazali prvi prijenos slike koja se pokrenula u svijetu. Iako je slika bila gruba i nejasna (kako stoji u aktu koji je zabilježio rezultat), upravo se ovo iskustvo smatra rođenjem današnje elektronske televizije. Televizijski prijemnik koji je učestvovao u eksperimentu nazvan je "telefoto".

Pronalazak “ikonoskopa”, 1923. godine od strane V. Zvorykin, unio je jasnoću u sliku i odlučio sudbinu elektronske televizije. Ova cijev je omogućila organiziranje elektronskog televizijskog emitiranja. Prve emisije bile su podijeljene na 240 linija. Signal je primljen na udaljenosti do 100 km na televizorima koje proizvodi RCA.

Početak redovnog televizijskog emitovanja

Prva televizijska stanica, WCFL, pojavila se 1928. godine u Čikagu. Za prijenos slike i zvuka korišten je jedan raspon radio valova.

U Sovjetskom Savezu, mehanički televizijski standard (sa 30 linija rezolucije i brzinom kadrova od 12,5 u sekundi) postoji od 1931. godine. Nije bilo prijenosa zvuka. Redovno emitovanje počelo je 15. novembra 1934. godine - 12 puta mjesečno po 1 sat. Redovno elektronsko emitovanje televizije počelo je 1938. godine. Objavljeni su prvi modeli VRK televizora.

1939. godine počeo je da emituje televizijski centar na Šabolovki. U početku su programi bili 4 puta sedmično po 2 sata. Prvi elektronski TV, KVN-49, pojavio se 1949. godine. 1950. godine izumljen je daljinski upravljač koji je kablom povezan sa televizorom.

Godine 1953. počelo je emitovanje televizije u boji.

Snimanje TV programa na televiziji

Počelo je da se razvija redovno komercijalno televizijsko emitovanje. Postojala je potreba da se sačuvaju televizijski programi kako bi se kasnije emitovali i distribuirali. Prve televizijske stanice sa VHF opsegom imale su mali domet. Sredinom 50-ih godina počeli su se pojavljivati ​​radio-relejni dalekovodi za televizijske signale, što je omogućilo dopiranje do velike publike. U početku se za snimanje koristila tehnologija snimanja filma. Nakon stvaranja prvog videorekordera (1956.), postalo je lakše pohranjivati ​​televizijske programe. Današnji televizijski programi koriste digitalne tehnologije za snimanje i montažu videa. Danas su sastavni dio televizije.

Značaj televizije potvrđen je i ustanovljenjem Svjetskog dana televizije (21. novembra).

Emisione TVS karakteriše standardizacija parametara dekompozicije, signala, tipova modulacije, frekventnih opsega prenosa i prisutnosti zvuka. Televizijski programi kreiraju televizijski centri.

Televizijski programi koriste dvije noseće frekvencije. U skladu sa GOST 7845-79 o glavnim parametrima televizijskog sistema za emitovanje, jedan od njih - frekvencija nosioca slike - je amplituda modulisana televizijskim signalom u punoj boji, pri čemu minimalna amplituda nosioca odgovara nivou bele boje, a maksimalna na nivo signala

sinhronizacija U ovom slučaju, impulsni šum je manje uočljiv, jer se pojavljuje na slici uglavnom u obliku tamnih tačaka. Otpornost sinhronizacije na buku se povećava tokom prenosa signala koji emituju maksimalna snaga. Modulaciona karakteristika predajnika je potpunije iskorištena, budući da je korištenje njegovih nelinearnih sekcija dozvoljeno prilikom prijenosa sinkronizacijskih signala. Noseća frekvencija zvuka je modulirana u frekvenciji audio signalom

Razdvajanje frekvencija nosača zvuka i slike u različite zemlje drugačije. To je 6,5 MHz u zemljama članicama Međunarodne organizacije za radiodifuziju i televiziju, uključujući SSSR; 4,5 MHz - in Američki standard; 5,5 MHz - u nekim zemljama zapadna evropa i 6,0 MHz - u Engleskoj. Nosač slike je niže frekvencije od nosača zvuka.

Trenutno SSSR koristi 12 radio frekvencijskih kanala u metarskom opsegu talasnih dužina (48,5-230 MHz) i razvijaju se radiofrekventni kanali u decimetarskom opsegu (470-790 MHz). Zbog djelomične supresije donjih bočnih frekvencija signala radio slike, svakom kanalu je dodijeljen frekvencijski opseg od 8 MHz. U osnovi postoje dva standarda televizijskog skeniranja koji se koriste u svijetu: evropski 625 linija pri 25 sličica u sekundi i američki 525 linija pri 30 sličica u sekundi. Koristi se isprepletena dekompozicija sa dva polja po kadru i formatom 4/3 okvira.

Za televizijsko emitovanje standardizovana su tri televizijska sistema u boji: NTSC, SECAM i PAL. NTSC sistem je razvijen u SAD. Njegov standard je usvojen 1953. godine i kasnije je korišten u Japanu, Kanadi i drugim zemljama američkog kontinenta. Kao rezultat kasnijih istraživanja, sovjetski - Francuski sistem SECAM, usvojen za emitovanje u SSSR-u, Francuskoj, većini socijalističkih zemalja i nizu zemalja Sjeverne Afrike, te zapadnonjemački PAL sistem, korišten u nizu zapadnoevropskih zemalja. Redovno emitovanje u boji preko SECAM i PAL sistema počelo je 1967.

Na svim sistemima informacije o boji emituje se na podnosiocu koji se nalazi u visokofrekventnom dijelu spektra signala svjetline. Sistemi se međusobno razlikuju po metodama modulacije podnosača boje, vrsti signala razlike u boji i redosledu njihovog prenosa.

U NTSC i PAL sistemima, svaka linija prenosi dva signala razlike u boji (na primjer, ) istovremeno modulirajući istu frekvenciju podnosača u dva balansirana modulatora. Podnosač boje se dovodi do modulatora sa faznim pomakom od 90°, tj. u kvadraturi. Ova metoda dvostruke modulacije naziva se kvadraturna modulacija. Rezultat zamaha

dobijena sabiranjem dvije uravnoteženo-modulirane oscilacije u kvadraturi ispada da je modulirana po amplitudi i fazi.Tako je kvadraturna modulacija amplitudno-fazna modulacija, gdje amplituda nosi informaciju o zasićenosti boje, a faza - o njenoj boji ton. Razdvajanje signala na prijemnoj strani postiže se sinhronom detekcijom.

E signali se koriste kao signali razlike u boji u NTSC sistemu, au PAL sistemu - [vidi. (3.46) i (3.43)]. Karakteristična karakteristika PAL sistema, koja poboljšava njegove performanse u poređenju sa NTSC sistemom, je fazno prebacivanje podnosača boje u kanalu signala razlike crvene boje od linije do linije za ±90°.

U SECAM sistemu, signali se ne prenose istovremeno. Smjenjuju se od linije do linije, modulirajući frekvenciju nosača boje. Da bi se poboljšale karakteristike sistema, uvodi se amplituda pre-akcenta signala boje.

U opremi televizijskih centara koje koriste različite vrste izvori televizijskih signala: predajnici privatnika, filmski, dija i epi projektori, generatori elektronskih testnih stolova sa odgovarajućim kanalima za pojačavanje i obradu signala. Proces obrade počinje u predajnoj komori i nastavlja se u kanalu komore. Uključuje korekciju slabljenja visokofrekventnih komponenti signala u kablu kamere, izobličenja otvora blende i neujednačenosti signala u polju slike koje unosi fotonapon, kao i amplitudske karakteristike sistema, fiksiranje nivoa crne boje u signalu i mešanje prigušujućih impulsa obrnutim potezima skenira u kineskopu.

Svaki kanal sistema televizijskog emitovanja u boji završava se koderom i proizvodi kompletan televizijski signal u boji. Ovaj princip generiranja jednog signala omogućava univerzalnu kontrolu izlaznog radnog signala, koji bez dodatna obrada može se napajati preko radio predajnika.

Katedra za radio elektroniku

Sažetak na temu:

Formiranje slike u televizijskim sistemima

TV sistem

Lagano razdvajanje

TV sistem

Osnovna svrha televizijskih sistema je formiranje slika emitovanih scena na ekranu uređaja za reprodukciju u realnom vremenu ili korišćenjem video zapisa, obično na znatnoj udaljenosti od njih. U isto vrijeme, televizijske metode se široko koriste u sistemima za analizu slike kako bi se izvukle korisne informacije o objektima ili procesima koji se proučavaju.

Najčešći nosilac informacija za ljude o svijetu oko njih je vidljivo zračenje (područje spektra elektromagnetskih oscilacija s valnom dužinom X od približno 380 do 760 nm, direktno percipirano okom). Uz pomoć vizuelnog sistema, osoba prima najveću (do 80%) količinu informacija iz vanjskog svijeta. "Susedni" delovi optičkog spektra: infracrveni - 780...104 nm, ultraljubičasti - 5...380 nm, rendgenski - 0,01...5,00 nm, itd., takođe nose značajne informacije o okolnim objektima iu toku procesa, ali se ne može direktno uočiti okom (naznačene granice spektralnih sekcija su, naravno, proizvoljne). Za percepciju zračenja u ovim dijelovima spektra koriste se različite vrste transformacija nevidljive optičke slike u vidljivu - vizualizacija nevidljivih slika. Ova funkcionalna namjena TV C postala je jedna od najvažnijih u današnje vrijeme.

Kao primjer TVS-a, razmotrite sistem čija je svrha formiranje slike emitovane scene namijenjene ljudskoj percepciji. Dijagram takvog gorivnog sklopa prikazan je na slici 1. Izvor svjetlosti osvjetljava scenu koja se prenosi svjetlosnim tokom F0. Pokazalo se da je reflektirani svjetlosni tok F složena funkcija x, y, z koordinata prostora objekta, talasne dužine lambda zračenja i vremena t. Pomoću optičkog sistema (sočiva) formira se slika emitovane scene E (x, y, lambda, t) – raspodjela osvjetljenja u koordinatama x, y ravni slike. Ova slika je TVS ulazni signal. Koristeći fotoelektrični pretvarač (PVC), on se pretvara u električni signal (signal slike). Ovaj signal, nakon pojačanja i obrade, ulazi u komunikacioni kanal (radio kanal, kablovsku komunikacionu liniju itd., uključujući elemente za kodiranje i dekodiranje uređaja za prenos i prijem). Sa izlaza komunikacijskog kanala, signal se nakon dodatne obrade i pojačanja šalje u katodnu cijev (CRT) - kineskop. Slika emitovane scene se reprodukuje na CRT ekranu. Za sinhroni rad svih komponenti sistema koristi se generator sinhronog signala - sinhrogenerator, a u sistemu se koriste skener generatori za skretanje snopa elektrona fotonaponskih ćelija i CRT-ova.

U sistemima dizajniranim za automatsku analizu slike, signal sa izlaza uređaja za obradu i pojačavanje se dovodi u analizator, koji može biti računar opšte namene ili specijalizovani računar.

Takvi gorivni sklopovi često sadrže snimač signala slike, snimač podataka o objektima u polju slike ili aktuator (na primjer, u uređajima za kontrolu pokretnih objekata).

Dakle, u sistemima koji se razmatraju, kao iu bilo kojem drugom namijenjenom za prijenos informacija, obezbjeđuje se prisustvo nosioca informacija u čijim parametrima je kodirana poruka o prenošenoj sceni. Televizijski sistem je složen sistem za prijenos informacija sa više veza, čiji signal u različitim dijelovima može imati različitu fizičku prirodu (svjetlosni kvanti, elektroni, itd.).

Koji parametri signala - nosioca informacija - mogu se koristiti za prijenos poruka na TVS? To može biti vidljivo zračenje - bijela svjetlost sa ujednačenom ili približno ravnomjernom raspodjelom snage u spektru zračenja. Kao što je poznato, bijela svjetlost se može predstaviti kao zbir velikog broja monohromatskih komponenti sa nasumičnim amplitudama, frekvencijama, fazama, pravcima širenja i polarizacije. Iako je upotreba ovog zračenja ograničena zbog slučajnosti njegovih parametara, čak iu ovom slučaju moguće je dizajnirati prilično efikasne gorivne sklopove na osnovu modulacije parametara kao što su amplituda zračenja, njegov spektralni sastav i polarizacija.

Za svaki određeni trenutak u vremenu, odgovor solarne ćelije na utjecajno zračenje opisuje se ovisnošću njenog izlaznog signala s o funkciji raspodjele snage zračenja P (X), uzimajući u obzir spektralnu osjetljivost solarne ćelije:

Izlazni signal većine fotonaponskih ćelija, kao i reakcija ljudskog vidnog sistema (osjet), može se odrediti relacijom (1) sa odgovarajućom spektralnom osjetljivošću e (X) i normalizacijom osjeta. Za oko, ovo je spektralna osjetljivost ili kriva relativne vidljivosti v (A). Ispada da je osjećaj proporcionalan primijenjenom svjetlosnom toku

Optička slika

Ulazni signal gorivnog sklopa je ravna optička slika (slike) - E (x, y, ƴ, t). Dizajn bilo kojeg gorivnog sklopa uključuje analizu formiranja optičke slike na ulazu u sistem. Kvalitet generirane televizijske slike u velikoj mjeri je određen kvalitetom ulazne optičke slike. Bez uzimanja u obzir mehanizama njegove konstrukcije, nemoguće je ispravno interpretirati podatke o sceni koja se proučava u sistemima za automatsku analizu slike i sistemima tehničke vizije.

Da bismo razumjeli mehanizme formiranja ulazne slike, oslonićemo se na osnovne principe geometrijske optike. Objekt, na primjer, koji emituje (svijetli) ili reflektira, može se opisati funkcijom svjetline L (x, y, z, ƴ, t), gdje su x, y, z prostorne koordinate; ƴ - talasna dužina zračenja; t - vrijeme. Slično, ravna slika ovog objekta L (x, y, ƴ, t) može se opisati, posebno kao funkcija osvjetljenja E (x, y, ƴ, t), koju konstruira jedan ili drugi sistem snimanja u koordinatama x , y prostora slike.

Iz optike je poznato da je slika tačkastog objekta stvorena idealnim optičkim sistemom tačka u kojoj se konvergiraju zraci koji izlaze iz dotičnog tačkastog objekta. Ako svaku tačku na površini objekta koja reflektira svjetlost iz vanjskog izvora uzmemo kao lokalni izvor svjetlosti, tada skup slika tih tačaka daje optičku sliku objekta. Skup tačaka, čija se slika može dobiti pomoću sistema mapiranja, formira prostor objekata, a skup slika tačaka ovih objekata formira prostor slika.

U ovom slučaju, svjetlosni zraci se blago lome i apsorbiraju u mediju. Ovo omogućava generisanje slika koje adekvatno odražavaju svojstva emitovane (posmatrane) scene. U onim slučajevima kada ovi uslovi nisu ispunjeni, dolazi do određenih izobličenja svjetline, boje i geometrije. Na primjer, kada se iz aviona promatraju udaljeni planinski pejzaži ili površina Zemlje, dolazi do izobličenja boje i kontrasta zbog selektivne apsorpcije i raspršivanja svjetlosti u atmosferi (guste zelene površine poprimaju plavičastu nijansu, kontrasti objekata različite svjetline su smanjen). Zbog efekata uzrokovanih prelamanjem svjetlosti u atmosferi, na slici se javljaju geometrijska izobličenja, uključujući i kada se posmatraju okom. U potrebnim slučajevima posebno se uzimaju u obzir navedeni obrasci formiranja slike.

Geometrijska optika se ne zasniva samo na postulatu homogenosti sredine, već i na pravosti i međusobnoj nezavisnosti prostiranja svetlosnih snopova u njoj, reverzibilnosti putanje svetlosnih zraka, poznatim zakonima refleksije i prelamanja medija. svjetlost, Fermatov princip i zakon održanja energije.

Kao rezultat proračuna određuju se karakteristike mehaničke strukture uređaja i potrebne vrijednosti njihovih varijacija u procesu fokusiranja, promjene svjetline, spektralnog sastava i drugih parametara; biraju se optički elementi.

Proračun optičkog sklopa zasniva se na svojstvima kardinalnih tačaka, podacima o glavnoj i fokalnoj ravni, kao i žižnim daljinama. Zraka 1 (slika 2), paralelna sa optičkom osom sočiva, u prostoru slike 1" presecaće optičku osu u tački F". Ova tačka se naziva zadnji fokus sočiva i predstavlja sliku beskonačno udaljenog tačkastog objekta. U ovom trenutku se prikupljaju sve zrake koje se prostiru paralelno sa optičkom osom, uključujući zrak koji se poklapa sa optičkom osom, koji prolazi kroz žarišnu tačku bez promene smera svog širenja u optičkom sistemu.

Paralelne zrake, kada se šire u suprotnom smjeru (2 i 2"), skupljaju se u prednjoj fokusnoj tački F. Zraci 1 i 1" nazivaju se konjugati, njihov nastavak formira tačku N", koja leži u zadnjoj glavnoj ravni sočiva. (N" H"). Slično, tačka N koja leži u prednjoj glavnoj ravni (N H).

Najvažnija radna karakteristika objektiva je njegova žižna daljina f: prednja - od prednje glavne ravni do prednje tačke fokusa (f), pozadi - od zadnje glavne ravni do zadnje tačke fokusa f). Ravnine koje prolaze kroz žižne tačke F i F" okomite na optičku osu nazivaju se prednja i stražnja fokalna ravnina. Fokalne ravni su geometrijsko mjesto tačaka u kojima se snopovi paralelnih zraka prostora objekata proizvoljnog ugla nagiba do optičke ose sistema prikupljaju se, na primer, snop zraka L se prikuplja u tački L", koja leži u zadnjoj fokalnoj ravni.

Razmotrimo konstrukciju optičke slike scene na primjeru segmenta AB koji određuje položaj objekta (slika 3). Definišemo optički sistem položajem glavnih ravni F i F" žarišta F i F". Iz tačke B povlačimo zrake: 1, paralelnu optičkoj osi, i 2, koja prolazi kroz prednji fokus F sočiva. Prvi u prostoru slike će proći kroz stražnji fokus F" (l"), a drugi će se širiti paralelno sa optičkom osom (2"). Njihov presek B" formira sliku (konjugirana tačka) odgovarajuće tačke B od scenu. Slika tačke A, koja leži na optičkoj osi, može se dobiti povlačenjem okomice iz tačke B" na optičku os: tačka A" biće slika tačke L.

Možete ga pronaći i grafičkom konstrukcijom. Odaberimo proizvoljan zrak 3. Ovaj zrak će presjeći prednju glavnu ravan. Kroz prednji fokus F povlačimo okomicu na optičku os sočiva i iz tačke C njenog preseka sa zrakom 3 konstruišemo liniju (isprekidanu liniju 4) paralelnu optičkoj osi dok se ne preseca sa zadnjom glavnom ravninom. Ako se tačka C smatra izvorom svetlosti, koja se nalazi, kao što se može videti sa slike 1.3, u prednjoj žižnoj ravni, tada će zamišljena zraka 4 proći kroz zadnji fokus F", a zraka koja se širi iz tačke C duž put 3 će biti paralelan sa zrakom u prostoru slike 4" (pošto snop 3 i imaginarni snop 4 izlaze iz iste tačke C, koja leži u prednjoj fokalnoj ravni), tj. ovo je zrak 3". Njegov presek sa optičkom osom biće slika tačke A.

Dakle, ravan koja prolazi okomito na optičku osu sistema i uključuje segment AB" biće ravan oštre slike scene (ravan fokusa) koja sadrži sliku segmenta AB.

Slika 2. Kardinalne tačke optičkog sistema

Da biste odredili položaj ravni fokusiranja slike ili odgovarajućih konjugiranih tačaka u odnosu na prednji i stražnji fokus, možete koristiti analitičke odnose koji proizlaze iz Newtonove jednadžbe.

Da biste odredili žižne daljine i položaj glavnih ravni složenog optičkog sistema, razmotrite ulazni zrak 2, paralelan sa optičkom osom, i pratite, kao što je gore navedeno, njegov prolazak kroz složeni optički sistem. Označimo udaljenost snopa 2 od optičke ose h2. Kao rezultat konstrukcije, ustanovićemo da će na izlazu ovaj snop preseći optičku osu u tački F. Ova tačka će odrediti zadnju žižnu daljinu F - ekvivalentnu stražnju žižnu daljinu optičkog sistema koji se razmatra.

Za određivanje prednje žižne daljine fx, položaja žarišne tačke Fx i prednje glavne ravni Hb, putanju zraka treba konstruisati u suprotnom smjeru.

Dakle, složeni optički sistem koji se razmatra može se svesti na ekvivalentan i odrediti njegovi parametri koji se mogu koristiti za konstruisanje slike.

O konstrukciji slike ravne scene raspravljalo se gore. U procesu analize formiranja slike trodimenzionalne scene uvodi se pojam dubine slikanog prostora.

Ako uzmemo u obzir da fotoosjetljivi elementi TVS pretvarača slike imaju konačne dimenzije, na primjer 5 x 5, tada će se tačke 1,2,3 i svi elementi scene koji leže između ravnina H2 i H3 prenositi sa skoro ista oštrina ako su ispunjeni uslovi, tj. ako krugovi raspršenja ne prelaze dimenzije elementa dekompozicije pretvarača slike. Ravni H2 i H3 će ograničiti prostor objekata koji se prenose sa datom jasnoćom.

Rice. 3. Odrediti vidno polje optičkog sistema

Može se pokazati da je dubina prostora A3 (prema sočivu) manja od one udaljene od pokazivačke ravni (A2). Dubina snimljenog prostora raste sa povećanjem udaljenosti a do prenošenog objekta i sa smanjenjem promjera otvora D, što ograničava ulazni svjetlosni tok.

Uloga otvora blende, koja ograničava svjetlosni tok, značajna je u formiranju slike, ne samo u odnosu na dubinu prostora koji se prikazuje sa datom oštrinom. Otvori blende određuju i onaj dio scene u smjeru okomitom na optičku osu, koji se može prikazati na slici, tj. odrediti vidno polje optičkog sistema.

Pretpostavimo da je D (slika 3) stvarna dijafragma, koja ograničava snop svjetlosnih zraka uključenih u formiranje slike - otvor dijafragme, DxuD2 - slike ove dijafragme u prednjem i stražnjem dijelu optičkog sistem. Ako se Dy ili D2 zamijene stvarnim otvorima, oni će ograničiti svjetlosni tok na isti način kao i otvor D. Na osnovu toga, u optici se uvodi koncept ulazne zenice Di - prave rupe ili njene slike koja ograničava upadni svetlosni snop. Izlazna zenica D2 je slika ulazne zenice po celom sistemu.

Ulazna zenica definiše snop svetlosnih zraka uključenih u formiranje slike. Međutim, neće svi zraci svjetlosti koji prolaze kroz ulaznu zenicu proći kroz optički sistem. Zaista, snop iz tačke E će zaobići aktivni deo optičkog sistema i, kao što se može videti sa slike 3, biće apsorbovan okvirom O. Snop iz tačke C će samo delimično proći kroz sistem i stvoriti sliku sa smanjenim osvetljenjem. Tako će periferni dio slike biti zatamnjen zbog djelomične apsorpcije zraka; ovaj fenomen se naziva vinjetiranje. Pokazalo se da je vidno polje sistema u razmatranom slučaju ograničeno okvirom ulazne veze sistema. Vidno polje može biti ograničeno drugim elementima sistema ili posebno uvedenim otvorom za vidno polje.

Kvalitet televizijske slike je u velikoj mjeri određen osvjetljenjem optičke slike na ulazu pretvarača. Za izvršenje odgovarajućih proračuna potrebno je uspostaviti vezu između osvjetljenja slike Et i emitovane scene (objekta) Fo6.

1) svetlost ulazi u sistem u obliku paraksijalnih zraka;

2) snopovi prave male uglove sa optičkom osom sistema;

3) indeks prelamanja optičkih elemenata je konstantan za sve zrake, bez obzira na talasnu dužinu.

Neispunjavanje ovih uslova dovodi do pojave aberacija – izobličenja slike koju stvara optički sistem. Glavne aberacije se mogu podijeliti na monokromatske, koje se pojavljuju kada se koriste široke i uske monokromatske zrake izvan ose, i kromatske, koje nastaju kada sliku formiraju svjetlosni snopovi sa širokim rasponom valnih dužina.

S obzirom na to da se proračuni aberacija optičkih sistema odnose na posebne dijelove optike, ograničit ćemo se na navođenje onih od njih koji se mogu u većoj mjeri manifestirati prilikom formiranja optičke slike na ulazu gorivnog sklopa.

Paraksijalni snop, kao što je gore prikazano, daje sliku točkastog objekta A, na primjer smještenog na optičkoj osi, u obliku tačke A."

Zraci koji prolaze kroz udaljenije (periferne) zone, na primjer 2, 3,..., daće slike u tačkama A", A",... Lako je vidjeti da na bilo kojoj lokaciji fotoosjetljive površine Sunca ćeliju, tačka A će biti prikazana u obliku kruga raspršenja. Ova vrsta izobličenja se naziva sferna aberacija. Imajte na umu da se ova vrsta izobličenja ne manifestira samo na sfernim površinama sočiva. Lako je vidjeti da čak i kada tačka A nalazi se izvan optičke ose sistema, ova izobličenja se u potpunosti manifestuju.Pozitivna (kolektivna) i negativna (divergentna) sočiva imaju sferne aberacije različitih predznaka, ovo svojstvo se koristi za kompenzaciju izobličenja pri kreiranju optičkih sistema.

Za periferne zrake, monohromatske aberacije postaju složenije i transformišu se u složeniji oblik, u kojem se tačka prikazuje kao asimetrična tačka raspršenja - ove aberacije se nazivaju koma.

Ako zraci u prostoru objekata čine velike uglove sa optičkom osom, tada se na slici mogu uočiti karakteristična izobličenja uzrokovana činjenicom da uvećanje (3 zavisi od ugla koji formira snop zraka sa osom sistema, tj. razlikuje se za centralne i periferne dijelove slike. Ova izobličenja (izobličenja) dovode do zakrivljenosti pravih linija i posebno su uočljiva pri prenošenju rešetkastih struktura (izobličenja igle i bure). Ova izobličenja se moraju uzeti u obzir kod mjerenja TVS, kao i u emitovanoj TV pri prenosu objekata koji se nalaze na bliskoj udaljenosti od televizijske kamere.

Zrake koje izlaze iz tačaka objekta koje ne leže na osi optičkog sistema karakteriziraju izobličenja uzrokovana činjenicom da se zraci istog snopa, koji putuju u dvije međusobno okomite ravni, nakon prelamanja u optičkom sistemu ne prikupljaju. u jednoj tački, ali formiraju dvije žarišne tačke - pojavljuje se krug disperzije. Ova vrsta aberacije naziva se astigmatizam.

Specifična distorzija koja se javlja kada se koristi nemonohromatska svjetlost naziva se hromatska aberacija. Žižna daljina sočiva ne zavisi samo od zakrivljenosti njegovih prednjih i stražnjih površina.

U modernim sočivima hromatska aberacija se koriguje odabirom sočiva sa različitim indeksima prelamanja i disperzije (akromatski sistemi). Ako se korekcija vrši u tri dijela spektra, tada se zaostala aberacija naziva tercijarni spektar. U televiziji u boji koriste se sočiva sa visokim stepenom korekcije hromatskih aberacija. Imajte na umu da je razmatrana vrsta hromatske aberacije, koja se manifestuje na optičkoj osi, na periferiji slike dopunjena hromatskom aberacijom kosih svetlosnih snopova i hromatskim uvećanjem optičkog sistema.

Otklanjanje aberacija je moguće konstruisanjem složenih optičkih sistema. Prilikom rješavanja specifičnih problema snimanja, moguće je izračunati optički sistem bez prevazilaženja razumne komplikacije dizajna.

Najvažnija radna karakteristika optičkog sistema je njegova rezolucija, odnosno moć razlučivanja - sposobnost odvojene reprodukcije (razlučivanja) dve tačke koje se nalaze odvojeno na slici. U idealnom optičkom sistemu, granica rezolucije je postavljena difrakcijom svjetlosti. U stvarnim sistemima, rezolucija je određena njihovim aberacijama.

Televizijski uređaji koriste leće sa malim uglovima gledanja (manje od 15...20°), univerzalnim (20...60°) i širokougaonim (više od 60°). Prilikom dizajniranja televizijskih leća dizajniranih za rad s odašiljačkim cijevima i matricama (označenim simbolom "T"), uzima se u obzir prisutnost ravno-paralelne staklene ploče u optičkoj vezi - prednjoj ploči odašiljačke cijevi ili matrice. U gorivim sklopovima sa standardnim parametrima razlaganja (625/50/2:

1) koristite sočiva sa rezolucijom od 55 linija/mm i više u centru polja slike. U primijenjenim gorivim sklopovima često se koriste standardna fotografska sočiva.

Objektivi sa varijabilnom žižnom daljinom - varifokalna sočiva - široko se koriste u TVS-u, omogućavajući vam da promijenite skalu slike tokom prijenosa. Prilikom projektovanja varijabilnih sočiva, osigurava se visoka stabilnost položaja oštre ravni slike i konstantnost relativnog otvora blende pri promeni žižne daljine.

Lagano razdvajanje

Optičke veze pretvarača slike i uređaja za reprodukciju gorivih sklopova uključuju elemente razdvajanja snopa - dijeljenja svjetlosnih tokova na komponente koje imaju određena svojstva. Najčešće je to podjela svjetlosnog toka na dijelove koji se razlikuju po specifikacijama.

Fthral kompozicija. Uređaji za reprodukciju slike često koriste optičke sisteme koji obavljaju inverzni zadatak - sintetiziraju jednu sliku iz nekoliko originalnih.

Televizija u boji, bioskop i fotografija zasnovani su na trokomponentnoj teoriji vida boja, stoga se u pretvaračima slike postavlja zadatak podjele svjetlosnog toka na tri komponente koje imaju određene spektralne karakteristike, uz naknadno formiranje tri boje razdvojene. slike. Razdjelnici snopa televizijskih kamera za prijenos koriste optička kola na dikroičnim zrcalima ili prizmama.

Dikroična ogledala su staklene ploče obložene filmom različite debljine napravljenim od materijala s različitim indeksima prelamanja. Svjetlosni tok reflektiran od ogledala je zbir tokova reflektiranih od svake granice ovog ogledala, odvajajući medije s različitim indeksima loma. Za različite talasne dužine, uslovi refleksije su različiti. Odabirom materijala filma i njihove debljine moguće je dobiti zadane spektralne karakteristike refleksije i transmisije. Nije uvijek moguće proizvesti dikroična ogledala koja odgovaraju izračunatim spektralnim karakteristikama. U ovom slučaju, za korekciju se koriste dodatni apsorbirajući svjetlosni filteri s korektivnim spektralnim karakteristikama, koji se ugrađuju u svaki od tri kanala.

Jedna od značajnih karakteristika koja utiče na kvalitet generisane slike u boji je tačnost optičke registracije boja razdvojenih slika sa koordinatama televizijskih rastera pretvarača slike. Dozvoljena ukupna greška u registraciji uzrokovana nepreciznošću optičke registracije i neusklađenošću tri televizijska rastera, kako pokazuje analiza, ne bi trebala biti veća od (0,2...0,3)/5, gdje je 5 veličina dekompozicionog elementa. Ovo se postiže velikim uspjehom u prizmatičnim razdjelnicima zraka. Imaju čvršću strukturu, manji gubitak svjetlosti koji se javlja na sučelju zrak-staklo i omogućavaju preciznije optičko poravnanje uređaja. Na spojeve prizmatičnih komponenti nanose se dihroični slojevi ogledala, a u ravnini izlaznih prozora nanose se korektivni svjetlosni filteri. Složena putanja zraka osigurava istovremeno fokusiranje slika razdvojenih boja i malih dimenzija cijele jedinice za razdvajanje snopa. Takvi razdjelnici snopa koriste se u uređajima s konverterima slike u čvrstom stanju ugrađenim u ravni R, G, B lijepljenjem. Prizmatični razdjelnici zraka omogućavaju uvođenje dodatnih slika (optički test stol, različita pozadinska osvjetljenja, itd.).

Proračun optičke veze gorivnog sklopa mora biti striktno u skladu sa njegovim karakteristikama (u smislu rezolucije, geometrijskih izobličenja, tačnosti registracije slika razdvojenih boja, neravnomjernosti osvjetljenja po polju, itd.). U procesu projektovanja gorivnog sklopa, na osnovu gore navedenih podataka, biraju strukturu i karakteristike optičkog sistema, uključujući izbor sočiva, uređaja za razdvajanje snopa i drugih optičkih elemenata, usklađuju optički sistem i pretvarač slike u smislu osvetljenost, vidno polje i druge karakteristike, te se procenjuje kvalitet optičke slike na ulazu pretvarača i njen uticaj na kvalitet generisane televizijske slike, autofokus i sistemi automatske kontrole svetla.

Slični sažetci:

Značajke pinouta elektronsko-optičkih pretvarača, njihov izbor i upravljanje. Montaža jedinica kvantnog generatora. Osnovni zahtjevi za optički sistem kvantnog generatora čvrstog stanja. Podešavanje rezonatora sa daljinskim retrovizorima.

Defokusiranje, uzdužni pomak ravni slike. Sferna aberacija, imaju je sva sočiva sa sfernim površinama. Struktura snopa zraka u prisustvu kome. Uslovi aplanatizma i izoplanatizma. Abbeov zakon sinusa (uslov aplanatizma).

Proračun aberacija, određivanje referentne (idealne) tačke slike. Poprečne aberacije u sagitalnoj i meridionalnoj ravni. Kanonske koordinate zjenice. Talasna aberacija, odstupanje realnog talasnog fronta od idealnog.

Mikroskopske slike se snimaju u UV zracima na dva načina. U ravni formiranja slike u UV zracima se postavlja fluorescentni ekran, čiji fosfor, kada apsorbuje UV zrake, emituje svetlosne zrake u vidljivom opsegu.

Optički sistem. Optičke karakteristike uređaja i delova: žižne daljine vrhova, žižne daljine, radna rastojanja. Obrada delova optički instrumenti. Određivanje fotografske rezolucije. Mikrometarski okular. Kolimator.

Mjerenje optičkih karakteristika teleskopskih sistema. Mjerenje uvećanja teleskopskih sistema. Mjerenje uvećanja linearnim uvećanjem. Procjena kvaliteta slike teleskopskih i mikroskopskih sistema. Definicija vizuelne rezolucije

Karakteristike primjene: autokolimacijska cijev, dinamometri, Yudin uređaj, Abbe apertometar. Širokokutni kolimatori. Parametri goniometra. Greške u izradi optičkih delova uređaja i njihov uticaj na odstupanje parametara optičkih sistema.

Upotreba radarskih i optičkih termičkih sistema za traženje pravca. Borba za domet detekcije u razvoju toplotnih sistema za pronalaženje pravca i njihova upotreba za detekciju objekata zračenjem izduvnih gasova njihove motore i grijane dijelove.

Osnovni kontrolirani parametri elektronsko-optičkih pretvarača (EOC). Integralna osjetljivost (osjetljivost sa filterom) fotokatode, faktor konverzije, granica rezolucije, radna rezolucija, elektronsko-optičko uvećanje.

Tehnološki proces sklop sočiva, mehanička restauracija. Montaža sočiva velikih dimenzija sa dva sočiva. Kontrola kvaliteta i podešavanje sočiva teleskopskog sistema. Granica rezolucije i kvaliteta slike tačkastog izvora svjetlosti.

Parametri uređaja za noćno osmatranje koji su predmet kontrole. Mjerenje uvećanja uređaja. Merenje ugla vidnog polja instrumenta. Mjerenje granice rezolucije uređaja. Mjerenje radne rezolucije uređaja. Mjerenje opsega podešavanja dioptrije okulara.

Projekciona litografija. Prenošenje slike sa fotomaske na poluprovodničku podlogu pomoću optičkih sistema. Glavni zadatak projekcijske fotolitografije je da obezbijedi automatsku registraciju. Poređenje projekcijske litografije sa kontaktnom litografijom.

Optički dijagram stereo video kamere, njena struktura i komponente, princip rada i namjena. Parametri izvora prijemnika zračenja. Proračun dimenzija optičkog sistema. Proračun propusnosti, odnosa signal-šum. Opis dizajna.

Paralaksa i njena eliminacija. Uzdužna, poprečna, ugaona paralaksa. Ugao paralakse. Podešavanje optičkih instrumenata. Montaža teleskopskih uređaja. Otvor blende. Sighting and merni instrumenti. Fokalna ravan. Kolimator.