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 dizajnirana uglavnom za rad sa cijevima tipa superortikon, koje imaju značajno veća veličina fotosenzibilne površine 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 da osiguraju da kada se osvjetljenje objekta promijeni unutar zadatog raspona, vrijednosti video signala ne prelaze trenutno radno područje svjetlosno-signalne karakteristike fotonaponske ćelije , a signal najlakše gradacije svjetline trebao bi 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 sistemima niske frekvencije i pulsne televizije sa kontinuiranom promjenom 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). Iz sagledavanja hidrooptičkih karakteristika proizilazi da je za povećanje dometa prijenosa potrebno koristiti moćne izvore osvjetljenja objekta koji emituju svjetlosnu energiju u zeleno-plavom dijelu spektra, kao i obezbijediti posebne mjere. kako bi se smanjio utjecaj raspršene magle na kontrast slike koja se prenosi. 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 igraju 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 s više kadrova ima ogromnu propusnost: sa 5.105 elemenata slike i 10 gradacija svjetline koje svaki element može podnijeti, količina informacija prenesenih 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 eliminisala 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. Očitani signal se dovodi do uređaja za oblikovanje radi korekcije frekvencije, a zatim do 15 W predajnika. 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 visoka kvaliteta fotografski filmovi.

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 pomera, skeniranje se vrši u jednoj liniji (single-line scan), 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 je jednak

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 okvira; 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 pojačala.

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. Distribucija 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.

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 televizijskog sistema u boji završava se koderom i formira potpunu boju televizijski signal. Ovaj princip generiranja jednog signala omogućava univerzalnu kontrolu izlaznog radnog signala, koji bez dodatna obrada može se napajati preko radio predajnika.