Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στο http://www.allbest.ru/

Τμήμα Οπτικών-Ηλεκτρονικών Συσκευών και Συστημάτων Γ.Ν. Γρυαζίν

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΑ ΤΗΛΕΟΠΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

(ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΔΙΑΛΕΞΗΣ)

Αγία Πετρούπολη

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

5. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΤΡΟΠΟΥ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Τηλεοπτικού ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Τα τηλεοπτικά συστήματα, σχεδιασμένα για μια γενική επισκόπηση του χώρου και την αναζήτηση αντικειμένων που ενδιαφέρουν τον παρατηρητή σε αυτόν, αποτελούν την κύρια ομάδα εφαρμοζόμενων τηλεοπτικών συστημάτων, τόσο ως προς τον αριθμό του παραγόμενου και νεοσχεδιασμένου εξοπλισμού όσο και ως προς την ποικιλία των εργασιών λύνει. Τα συστήματα επιτήρησης (παρατήρησης) χρησιμοποιούνται για οπτική παρατήρηση και για αυτόματη ανίχνευση και αναγνώριση αντικειμένων και μπορεί να είναι ασπρόμαυρα, στερεοσκοπικά, έγχρωμα, αναλογικά ή ψηφιακά.

Από την άποψη της οικονομικής σκοπιμότητας, είναι επιθυμητό το σύστημα να μπορεί να λύσει ένα αρκετά ευρύ φάσμα προβλημάτων, δηλαδή να είναι σε μεγάλο βαθμό καθολικό. Αυτό συνεπάγεται την ανάγκη αυτόματης προσαρμογής του τρόπου λειτουργίας του συστήματος κατά την αλλαγή εξωτερικές συνθήκεςπαρατηρήσεις όπως ο φωτισμός, η απόσταση από το αντικείμενο και άλλα. Η καθολικότητα χρήσης είναι χαρακτηριστικό κυρίως του λεγόμενου βιομηχανικού τηλεοπτικού εξοπλισμού, ο οποίος συνήθως παράγεται σε σειρές. Μαζί με τέτοιο εξοπλισμό, η υπό εξέταση ομάδα περιλαμβάνει εξειδικευμένα συστήματα: υποβρύχια, χαμηλού κάδρου, φωτο-τηλεόραση, θερμική απεικόνιση, φασματοζωνική κ.λπ. Ο τρόπος λειτουργίας τους επιλέγεται συνήθως με βάση την ανάγκη επίλυσης ενός σχετικά στενού φάσματος προβλημάτων .

1. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ

Οι βιομηχανικές τηλεοπτικές εγκαταστάσεις περιλαμβάνουν συνήθως εξοπλισμό σχεδιασμένο για οπτική παρατήρηση και έλεγχο διαφόρων τύπων αντικειμένων που βρίσκονται στο δρόμο, σε εργαστήρια, ορόφους συναλλαγών, γραφεία, χειρουργεία τραπεζών, σταθμούς μετρό κ.λπ. Η ευελιξία των PTU επιτρέπει τη χρήση τους σε συστήματα ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΣ, τεχνικά συστήματα όρασης και ως αισθητήρες σημάτων βίντεο συστημάτων μέτρησης. Διακριτικό χαρακτηριστικόΤο PTU λειτουργεί σε τυπική λειτουργία αποσύνθεσης με πλεγμένη σάρωση. Τα PTU, κατά κανόνα, έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν στο ορατό εύρος ακτινοβολίας, αλλά ορισμένες τροποποιήσεις έχουν σχεδιαστεί για εύρος υπεριώδους, υπέρυθρης ακτινοβολίας ή ακτίνων Χ.

Τα δομικά διαγράμματα των σύγχρονων επαγγελματικών σχολών είναι πολύ διαφορετικά και διαφέρουν κυρίως ως προς το σύνολο των στοιχείων, ο αριθμός και ο σκοπός των οποίων υπαγορεύεται από τις εργασίες που εκτελούνται και το αποδεκτό, από την πλευρά του πελάτη, κόστος του εξοπλισμού.

Στο Σχ. Το σχήμα 10.1 δείχνει ένα διάγραμμα της εγκατάστασης, το οποίο περιλαμβάνει τέσσερις κάμερες εκπομπής (PC), δύο συσκευές ελέγχου βίντεο (VCU), μια συσκευή εγγραφής βίντεο (VM), δύο πίνακες ελέγχου (PU) και ένα κέντρο μεταγωγής βίντεο (VCC). Στο VKU2 μπορείτε να παρατηρήσετε ταυτόχρονα εικόνες και από τις τέσσερις κάμερες, στο VKU1 η επιλογή των εικόνων από οποιαδήποτε κάμερα πραγματοποιείται χειροκίνητα ή σύμφωνα με ένα δεδομένο πρόγραμμα. Η συσκευή εγγραφής βίντεο συνδέεται από οποιονδήποτε πίνακα ελέγχου για να καταγράψει το αντικείμενο που ενδιαφέρει τον παρατηρητή. Εκτός από τα βασικά στοιχεία, ο εξοπλισμός μπορεί να περιλαμβάνει περιστρεφόμενες συσκευές κάμερας, ανιχνευτές εισβολέων βίντεο, συσκευές φωτισμού υπερύθρων, συσκευές καμουφλάζ κάμερας κ.λπ. Εξαρτάται από περιβάλλονΟι κάμερες μπορούν να ελεγχθούν θερμοστατικά και να τοποθετηθούν σε σφραγισμένα, ανθεκτικά στη σκόνη, ανθεκτικά στις ακτίνες Χ ή σε άλλα ειδικά περιβλήματα.

Επί του παρόντος, τόσο οι σωλήνες κατηγορίας Vidicon όσο και οι μήτρες CCD χρησιμοποιούνται ως φωτομετατροπείς για τη μετάδοση καμερών PTU. Το πλήρες τηλεοπτικό σήμα που παράγεται στην κάμερα μεταδίδεται μέσω καλωδιακές γραμμέςεπικοινωνία είτε στην περιοχή συχνοτήτων που καταλαμβάνει το σήμα βίντεο είτε με διαμόρφωση πλάτους μιας από τις φέρουσες συχνότητες που τυποποιούνται στην τηλεοπτική μετάδοση. Στην τελευταία περίπτωση, είναι δυνατή η χρήση συνηθισμένων τηλεοράσεων για την αναπαραγωγή εικόνων και το μήκος του καλωδίου μπορεί να φτάσει το ένα χιλιόμετρο ή περισσότερο.

Οι κάμερες εκπομπής PTU, κατά κανόνα, είναι εξοπλισμένες από κατασκευαστές με τυπικούς φακούς σχεδιασμένους για χρήση σε εξοπλισμό φωτογραφίας και φιλμ, αν και αυτή η πρακτική δεν μπορεί να θεωρηθεί βέλτιστη από τεχνική άποψη για τους ακόλουθους λόγους. Πρώτον, οι χρωματικές εκτροπές τέτοιων φακών διορθώνονται στην περιοχή της φασματικής ευαισθησίας του φιλμ, η οποία διαφέρει σημαντικά από τη φασματική ευαισθησία των περισσότερων τηλεοπτικών φωτομετατροπέων. Δεύτερον, κατά την ανάπτυξη φωτογραφικών και κινηματογραφικών φακών, δεν λαμβάνεται υπόψη ότι η εικόνα προβάλλεται στον φωτοευαίσθητο φακό στις τηλεοπτικές κάμερες μέσω του μπροστινού γυαλιού του λαμπτήρα του σωλήνα εκπομπής ή του προστατευτικού γυαλιού της μήτρας CCD. Σε αυτή την περίπτωση, οι δέσμες φωτός που προσπίπτουν υπό γωνία προς τον οπτικό άξονα του φακού παρουσιάζουν πρόσθετη διάθλαση, η οποία επιδεινώνει την ανάλυση του συστήματος. Αυτό το φαινόμενο είναι πιο έντονο όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία θέασης του φακού. Από αυτή την άποψη, η εγχώρια βιομηχανία έχει κατακτήσει την παραγωγή ορισμένων φακών ειδικά σχεδιασμένων για τηλεοπτικές εκπομπές και το γράμμα "T" προστίθεται στην ονομασία, για παράδειγμα, "MIR-10T". Ωστόσο, αυτοί οι φακοί έχουν σχεδιαστεί κυρίως για να λειτουργούν με υπερορθικόν σωλήνες, οι οποίοι έχουν πολύ μεγαλύτερη φωτοευαίσθητη επιφάνεια από τις μήτρες vidicons και CCD. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η τρέχουσα πρακτική είναι η παραγωγή μητρών με είσοδο υαλοβάμβακα αντί για συνηθισμένο γυαλί, γεγονός που καθιστά εύκολη τη σύνδεσή τους με σωλήνες ενίσχυσης εικόνας.

Κατά τον συντονισμό των παραμέτρων μιας κάμερας εκπομπής PTU με τις συνθήκες της συγκεκριμένης λειτουργίας της, είναι πάντα απαραίτητο να αποφασίζετε για την επιλογή ενός φακού ή εάν ο φακός που είναι εγκατεστημένος στην κάμερα πληροί τις απαιτήσεις που προκύπτουν από την επίλυση των ανατεθέντων εργασιών. Πρώτα απ 'όλα, η επιλογή του φακού θα πρέπει να γίνεται με βάση τη δεδομένη ή προϋπολογισμένη γωνία θέασης της κάμερας, που σχετίζεται με την αναλογία εστιακής απόστασης

όπου bf είναι το πλάτος της εικόνας στο στρώμα φωτογραφίας, 0 είναι η γωνία θέασης στο οριζόντιο επίπεδο.

Επίσης

όπου hf είναι το ύψος της εικόνας, b0 είναι η γωνία θέασης στο κατακόρυφο επίπεδο.

Η προκαταρκτική επιλογή των γωνιών c0 και b0 θα πρέπει να γίνει λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι στα άκρα του οπτικού πεδίου η εικόνα αποδεικνύεται λιγότερο ευκρινής και φωτεινή από ό,τι στο κέντρο, και αυτό το φαινόμενο εξαρτάται τόσο από την εστιακή απόσταση όσο και από το σχετικό διάφραγμα D/f. Για να προσδιορίσετε την ευκρινή γωνία εικόνας vp, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την εμπειρική σχέση

Με βάση τις εκφράσεις (10.1) και (10.2), καθορίζεται τελικά η απαιτούμενη γωνία θέασης του φακού και η εστιακή του απόσταση, σύμφωνα με την οποία επιλέγεται ένας κατάλληλος φακός από τους πίνακες αναφοράς.

Ένας φακός vari-φακός παρέχει μια ορισμένη ευελιξία της κάμερας εκπομπής, επιτρέποντάς της να μετακινείται εύκολα από μεγάλα οπτικά πεδία, παρέχοντας μια γενική επισκόπηση, σε σχετικά στενά πεδία, διευκολύνοντας την αναγνώριση αντικειμένων. Η βιομηχανία παράγει μια ευρεία γκάμα φακών διαφορικής εστίασης κατάλληλων για χρήση με εικονοστοιχεία με μέγεθος στόχου 12,7x9,5. Αυτοί οι φακοί έχουν ένα σημαντικό εύρος εστιακών αποστάσεων. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η χρήση varioptics αυξάνει σημαντικά τις διαστάσεις και το βάρος της κάμερας και εάν υπάρχει συσκευή τηλεχειριστήριοφακό και περιπλέκει το σχεδιασμό του. Μια εναλλακτική λύση σε αυτή την περίπτωση θα ήταν η χρήση φακού στενού πεδίου και περιστρεφόμενη συσκευή, στο οποίο είναι τοποθετημένη μια κάμερα, επιτρέποντας μια σταθερή ευρεία προβολή του χώρου.

Πρακτικά όλοι οι θάλαμοι εκπομπής των PTU είναι εξοπλισμένοι με συσκευές που επεκτείνουν το εύρος της μεταδιδόμενης φωτεινότητας. Από αυτή την άποψη, επισημαίνουμε ότι το δυναμικό εύρος των περισσότερων εικονοστοιχείων χωρίς αλλαγή του τρόπου λειτουργίας συνήθως δεν υπερβαίνει τα 50 - 100 και οι πίνακες CCD - 1000. Ταυτόχρονα, για καθολική εφαρμογήοι κάμερες μετάδοσης μπορεί να χρειάζονται επέκταση δυναμικό εύροςμέχρι 104-105. Για το σκοπό αυτό, οι κάμερες videocon χρησιμοποιούν συσκευές αυτόματης ρύθμισης τάσης στην πλάκα σήματος και οι κάμερες CCD χρησιμοποιούν αυτόματη ρύθμιση του χρόνου συσσώρευσης φόρτισης. Και στις δύο περιπτώσεις, συνιστάται επίσης η χρήση οπτικών μεθόδων: αυτόματη ρύθμιση του διαφράγματος του φακού και ρύθμιση της μετάδοσης των ειδικών φίλτρων φωτός που είναι εγκατεστημένα μπροστά από τον φωτομετατροπέα. Η δράση όλων των συσκευών ελέγχου είναι να διασφαλίζουν ότι όταν ο φωτισμός ενός αντικειμένου αλλάζει μέσα σε ένα δεδομένο εύρος, οι τιμές του σήματος βίντεο δεν υπερβαίνουν την τρέχουσα περιοχή εργασίας του χαρακτηριστικού φωτεινού σήματος του φωτοβολταϊκού στοιχείου. , και το σήμα από την ελαφρύτερη διαβάθμιση φωτεινότητας θα πρέπει να παραμένει περίπου σταθερό. Σημειώστε ότι η χρήση οπτικών μεθόδων και η ρύθμιση του χρόνου συσσώρευσης φόρτισης αποσκοπούν στη σταθεροποίηση της έκθεσης που αναφέρεται από το φωτοβολταϊκό στοιχείο, ενώ η ρύθμιση του δυναμικού της πλάκας σήματος του vidicon οδηγεί σε αλλαγή της θέσης του χαρακτηριστικού σήματος φωτός και η κλίση του (Εικ. 3.10), δηλαδή, τελικά, η ευαισθησία του σωλήνα στο φως.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για αυτόματη ρύθμιση της τάσης στην πλάκα σήματος vidicon όταν αλλάζει ο φωτισμός της. Ένα από αυτά απεικονίζεται από ένα κύκλωμα με ανιχνευτή κορυφής στην είσοδο (Εικ. 10.2). Ένα σήμα βίντεο με αιώρηση 1,5-2,0 V παρέχεται στον ανιχνευτή αιχμής (δίοδοι VD1 και VD2 και πυκνωτής C2), η τάση από την οποία τροφοδοτείται στη βάση του ενισχυτή συνεχές ρεύμα, και από την έξοδο του τελευταίου - στην πλάκα σήματος του vidicon. Η αύξηση του φωτισμού του σωλήνα οδηγεί σε αύξηση του επιπέδου του σήματος βίντεο και της τάσης στη βάση του τρανζίστορ, γεγονός που βοηθά στη μείωση της αντίστασής του και, κατά συνέπεια, στη μείωση της τάσης στην έξοδο της συσκευής (Εικ. . 10.3). Η αντίσταση R χρησιμεύει για τη δημιουργία της αρχικής τάσης στην πλάκα σήματος Usp. Το μειονέκτημα του κυκλώματος είναι ο κίνδυνος αυτοδιέγερσης στον προενισχυτή, ο οποίος είναι συνδεδεμένος στο κύκλωμα αυτόματου συντονισμού. Για να εξαλειφθεί αυτό το μειονέκτημα, συνιστάται να εισάγετε μια τάση ελέγχου αντί για μια πλάκα σήματος στην κάθοδο του vidicon.

Για τον έλεγχο του ανοίγματος του φακού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα σήμα βίντεο, το οποίο παρέχεται σε έναν ανιχνευτή αιχμής, η σταθερή τάση από την οποία, μετά την ενίσχυση, παρέχεται σε ένα ισορροπημένο διαφορικό κύκλωμα (Εικ. 10.4). Όταν αλλάζει ο φωτισμός του φωτομετατροπέα, αλλάζει και το σήμα και σχηματίζεται τάση ελέγχου της αντίστοιχης πινακίδας στην έξοδο του ισορροπημένου κυκλώματος.

Στις εξεταζόμενες περιπτώσεις, η σταθεροποίηση του ρεύματος σήματος εντός ± 20% πραγματοποιείται όταν ο φωτισμός του αντικειμένου αλλάζει έως και 500 φορές.

Μέσα σε ένα ευρύτερο εύρος αλλαγών φωτισμού (έως περίπου 104 φορές), το ρεύμα vidicon μπορεί να σταθεροποιηθεί χρησιμοποιώντας διάφορα ηλεκτροοπτικά φίλτρα που αλλάζουν τη διαφάνειά τους υπό την επίδραση της τάσης που εφαρμόζεται σε αυτά. Ένα φίλτρο φωτός στερεάς κατάστασης που λειτουργεί με το φαινόμενο Kerr χαρακτηρίζεται από χαμηλή αδράνεια, ευρεία όριαρύθμιση της μετάδοσης του φωτός, αλλά απαιτεί υψηλές τάσεις ελέγχου (έως 800 V) και έχει υψηλή απορρόφηση φωτός. Τα φίλτρα φωτός που βασίζονται σε ελαφροχρωμικά υλικά, αντίθετα, έχουν υψηλή αδράνεια (έως αρκετά δευτερόλεπτα) ελέγχονται από χαμηλές τάσεις, μετρούμενες σε μονάδες βολτ.

Στα παλμικά συστήματα, το σήμα εξόδου μπορεί να σταθεροποιηθεί αλλάζοντας τη διάρκεια έκθεσης του φωτομετατροπέα, για τον οποίο τοποθετείται ηλεκτρο-οπτικό κλείστρο μπροστά του. Ως το τελευταίο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν ηλεκτρονιο-οπτικό μετατροπέα ή μια κυψέλη υγρών κρυστάλλων. Στο υπερπυρίτιο, ένα τμήμα μεταφοράς εικόνας χρησιμοποιείται ως ηλεκτρονικό κλείστρο, στο οποίο προστίθεται ένα ειδικό ηλεκτρόδιο.

Είναι βολικό να ρυθμίσετε τον χρόνο συσσώρευσης φόρτισης για να σταθεροποιήσετε την τιμή του σήματος βίντεο σε πίνακες CCD κατά αυτόματο έλεγχοτη διάρκεια των παλμών που εισέρχονται στο τμήμα αποθήκευσης. Στο Σχ. 10.5 και παρουσιάζεται το κύκλωμα ελέγχου που χρησιμοποιείται στην κάμερα KTP-79 και σας επιτρέπει να σταθεροποιήσετε το σήμα βίντεο όταν ο φωτισμός της μήτρας αλλάζει από 4 σε 20 lux.

Το κύκλωμα παράγει παλμούς τάσης με διάρκεια ανάλογα με το μέγεθος του σήματος βίντεο που φτάνει στην είσοδο του λειτουργικού ενισχυτή U1 από την έξοδο του ενισχυτή βίντεο. Χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή αιχμής VD1, VD2, C5, το σήμα βίντεο μετατρέπεται σε σταθερή τάση, η οποία τροφοδοτείται σε έναν ενισχυτή συνεχούς ρεύματος (λειτουργικός ενισχυτής U2). Η τάση εξόδου ελέγχεται από την αντίσταση R4, η οποία αλλάζει την ευαισθησία του κυκλώματος. Από την έξοδο του UPT, η τάση τροφοδοτείται στη μη αντιστρεπτική είσοδο του συγκριτή, που γίνεται στον λειτουργικό ενισχυτή U3. Η είσοδος αναστροφής του συγκριτή λαμβάνει μια τάση πριονωτή που παράγεται από μια γεννήτρια αναμονής συναρμολογημένη στα τρανζίστορ VT1 και VT2 και στον πυκνωτή C6 (το τρανζίστορ VT2 χρησιμεύει για τη σταθεροποίηση του ρεύματος φόρτισης του πυκνωτή προκειμένου να αυξηθεί η γραμμικότητα της τάσης του πριονιού). Η πριονωτή γεννήτρια τάσης ελέγχεται από κάθετους παλμούς απόσβεσης U1, όπως φαίνεται στο Σχ. 10,5, β. Τη χρονική στιγμή t1, συγκρίνονται δύο τάσεις U2 και U3 και ένα διπολικό σήμα ελέγχου U4 παράγεται στην έξοδο του συγκριτή, το οποίο στη συνέχεια περιορίζεται από τη δίοδο VD4 και μετατρέπεται σε μονοπολικό σήμα U5.

Στον αριθμό αυτόματες συσκευέςΟι συσκευές που χρησιμοποιούνται σε κάμερες εκπομπής PTU περιλαμβάνουν συσκευές αυτόματης εστίασης του φακού όταν αλλάζει η απόσταση από το επίπεδο παρατήρησης. Προφανώς, συνιστάται η χρήση αυτόματης εστίασης σε περιπτώσεις όπου το βάθος πεδίου του απεικονιζόμενου χώρου είναι ανεπαρκές, για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείτε φακούς μεγάλης εστιακής απόστασης. Το κριτήριο για την αποεστίαση είναι συνήθως πληροφορίες σχετικά με την ευκρίνεια ή τη λεπτομέρεια της εικόνας, η οποία στο σήμα βίντεο αντιστοιχεί στο επίπεδο των στοιχείων υψηλής συχνότητας του φάσματος. Για να λάβετε ένα σήμα ελέγχου (σήμα σφάλματος), οι καθορισμένες πληροφορίες πρέπει να είναι διαθέσιμες για τουλάχιστον δύο θέσεις φακού. Στο Σχ. Το σχήμα 10.6 δείχνει ένα μπλοκ διάγραμμα ενός συστήματος αυτόματης εστίασης στο οποίο η λεπτομέρεια μιας εικόνας πολλαπλών διαβαθμίσεων, που ορίζεται ως

όπου Uc είναι η τάση του σήματος βίντεο, Tk είναι ο χρόνος καρέ.

Η αρχή λειτουργίας του συστήματος βασίζεται στο γεγονός ότι όταν ο φακός είναι εστιασμένος, η λεπτομέρεια της εικόνας πρέπει να είναι μέγιστη. Το σήμα βίντεο από την έξοδο της κάμερας υπολογιστή τροφοδοτείται στον διαμορφωτή Ф, στον οποίο οι λειτουργίες διαφοροποίησης, ενίσχυσης και περιορισμού εκτελούνται σύμφωνα με ένα δεδομένο όριο. Τα σήματα παλμών που υπερβαίνουν το περιοριστικό όριο αποστέλλονται μέσω του διαιρέτη συχνότητας στους μετρητές C1 και C2. Ο διαιρέτης συχνότητας μειώνει τον αριθμό των παλμών τάσης σε μια τιμή που αντιστοιχεί στην χωρητικότητα των μετρητών. Οι μετρητές χρησιμοποιούνται για την άθροιση των παλμών και την αποθήκευση της τιμής Du. Ο μετρητής C1 αποθηκεύει τις τιμές λεπτομέρειας που αντιστοιχούν σε μια θέση φακού και ο μετρητής C2 αποθηκεύει τις τιμές λεπτομέρειας που αντιστοιχούν σε μια άλλη θέση. Για να αποκτήσετε τη δεύτερη τιμή, είναι απαραίτητο να μετακινήσετε τον φακό σε μια ορισμένη απόσταση, η οποία γίνεται με περιοδική αποστολή ενός ειδικού σήματος δοκιμής. Και οι δύο τιμές λεπτομέρειας συγκρίνονται μεταξύ τους στη συσκευή σύγκρισης CS και, ανάλογα με το πρόσημο του αποτελέσματος που προκύπτει, ο φακός κινείται είτε προς την ίδια κατεύθυνση είτε προς την αντίθετη κατεύθυνση χρησιμοποιώντας τον ενεργοποιητή CS.

Το μειονέκτημα της εξεταζόμενης συσκευής είναι η επιδείνωση των συνθηκών παρατήρησης κατά τις δοκιμαστικές κινήσεις του φακού. Επομένως, συνιστάται η παροχή ενός ξεχωριστού καναλιού αυτόματης εστίασης στον αισθητήρα τηλεόρασης, εάν είναι δυνατόν.

Εάν ο παρατηρητής ενδιαφέρεται για ένα ή περισσότερα συγκεκριμένα αντικείμενα, η απόσταση στα οποία μπορεί να αλλάξει ανεξάρτητα από τη γενική κατάσταση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μέθοδος αυτόματης εστίασης φακού που βασίζεται στη χρήση ενός παλμικού μετρητή απόστασης λέιζερ. Ένα λέιζερ ημιαγωγών χαμηλής ισχύος στέλνει μια δέσμη ακτίνων IR χαμηλής απόκλισης προς ένα αντικείμενο. Το ανακλώμενο σήμα λαμβάνεται από έναν φωτοανιχνευτή και οι λαμβανόμενες πληροφορίες, μετά την επεξεργασία, χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός σήματος ελέγχου.

Η χρήση ενός μετρητή απόστασης παλμικού φωτός σε έναν αισθητήρα τηλεόρασης σε συνδυασμό με έναν διαφοροποιημένο φακό επιτρέπει ειδικές ρυθμίσεις που στοχεύουν στη διατήρηση μιας σταθερής κλίμακας εικόνας, π.χ. το μέγεθός του και η εφαρμογή της λειτουργίας επιτήρησης χωρίς εύρος ζώνης σε χαμηλό καρέ και παλμικό τηλεοπτικά συστήματαμε συνεχή αλλαγή της απόστασης από το αντικείμενο. Η διατήρηση της επιλεγμένης κλίμακας εικόνας βοηθά στην επίλυση των προβλημάτων ανίχνευσης, αναγνώρισης και ελέγχου των παραμέτρων διαφόρων αντικειμένων και είναι επίσης απαραίτητη κατά τη χρήση ενός τηλεοπτικού συστήματος για τη χαρτογράφηση της περιοχής, τη μέτρηση της περιοχής της πετρελαϊκής ρύπανσης στη θάλασσα και την επίλυση άλλων προβλήματα.

Στο Σχ. Το σχήμα 10.7 δείχνει ένα μπλοκ διάγραμμα μιας συσκευής ελέγχου φακού ζουμ, το οποίο καθιστά δυνατή τη διατήρηση μιας σταθερής κλίμακας εικόνας αλλάζοντας την εστιακή απόσταση, δηλ. γωνία θέασης του οπτικού συστήματος. Οι παλμοί εισόδου που προέρχονται από τον αποστασιόμετρο φωτός, το χρονικό διάστημα μεταξύ του οποίου είναι αρκετό για την απόσταση από το αντικείμενο, τροφοδοτούνται μέσω του διαμορφωτή FI στη σκανδάλη Τ. Στην έξοδο της σκανδάλης, σχηματίζεται ένας ορθογώνιος παλμός, ο οποίος στο CC Το κύκλωμα σύμπτωσης είναι γεμάτο με παλμούς ρολογιού που προέρχονται από τη γεννήτρια GI. Η προκύπτουσα έκρηξη παλμών στην έξοδο του κυκλώματος σύμπτωσης μετατρέπεται χρησιμοποιώντας έναν μετρητή SI σε δυαδικό κώδικα. Ο αριθμός των ψηφίων του μετρητή πρέπει να επιλεγεί ανάλογα με την απαιτούμενη ακρίβεια μετατροπής της απόστασης από το αντικείμενο σε δυαδικό κώδικα. Το ψηφιακό σήμα στη συνέχεια αποκωδικοποιείται σε DAC και ελέγχεται σε αναλογική μορφή μέσω ενός ενισχυτή. συσκευή οδήγησηςΦακός ζουμ PR VO.

Η χρήση διπλής μετατροπής στη συσκευή ελέγχου τύπου "αναλογικό σε κώδικα" και στη συνέχεια "κώδικας σε αναλογικό" επιτρέπει επαρκή με απλά μέσακαι με δεδομένη ακρίβεια προσαρμόστε την εστιακή απόσταση του φακού ζουμ σε ένα ευρύ φάσμα αλλαγών στις αποστάσεις από τον αισθητήρα τηλεόρασης έως το αντικείμενο παρατήρησης.

ΣΕΙΡΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ ATV ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ

Η χρήση τηλεοπτικού εξοπλισμού για την παρακολούθηση αντικειμένων που βρίσκονται σε εξωτερικό χώρο απαιτεί να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση της ατμόσφαιρας στο εύρος παρατήρησης. Κατά τον προσδιορισμό του εύρους παρατήρησης για μακρινά αντικείμενα, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι, πρώτον, η ενέργεια ακτινοβολίας εξασθενεί ατμοσφαιρικό περιβάλλονκαι, δεύτερον, η αντίθεση της εικόνας του αντικειμένου στην είσοδο του συστήματος μειώνεται. Η τελευταία περίσταση οφείλεται στην ιδιότητα σκέδασης της ατμόσφαιρας και, κατά κανόνα, καθορίζει το εύρος παρατήρησης h.

Η αντίθεση στην είσοδο του συστήματος παρατήρησης είναι ίση με

ή, αφού L0=Eс/р, Lн=Ew/р,

όπου K0 είναι η αντίθεση του αντικειμένου με το φόντο, L0 είναι η φωτεινότητα του αντικειμένου ή του φόντου ( υψηλότερη τιμή), Lн - φωτεινότητα του κορεσμένου στρώματος της ατμόσφαιρας (φωτεινότητα του ουρανού στον ορίζοντα), c - συντελεστής ανάκλασης του αντικειμένου ή του φόντου, w- - συντελεστής καιρού, e - δείκτης εξασθένησης της ροής ακτινοβολίας από ένα στρώμα της ατμόσφαιρας πάχους 1 km, E - φωτισμός του αντικειμένου και του φόντου.

Ο συντελεστής καιρού w είναι ο λόγος της φωτεινότητας Ln του ουρανού στον ορίζοντα προς τη φωτεινότητα μιας οριζόντιας απολύτως λευκής επιφάνειας που φωτίζεται από το σύνολο φως ημέρας. Ο συντελεστής του καιρού εξαρτάται από τις μετεωρολογικές συνθήκες και μπορεί να είναι είτε μικρότερος είτε μεγαλύτερος από ένα.

Από τη δεύτερη εξίσωση βρίσκεται το απαιτούμενο εύρος παρατήρησης:

Στο Σχ. Το σχήμα 10.8 δείχνει τα υπολογισμένα γραφήματα που αντιστοιχούν στην έκφραση (10.3).

2. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΠΟΒΡΥΧΙΑΣ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ

Η υποβρύχια τηλεόραση χρησιμοποιείται ευρέως για διάφορες θαλάσσιες έρευνες. Αυτές περιλαμβάνουν την αναζήτηση βυθισμένων πλοίων και κάθε είδους αντικειμένων, την έρευνα του βυθού σε παράκτιες περιοχές, τη μελέτη υποθαλάσσιας χλωρίδας και πανίδας, την εξέταση υποθαλάσσιων κατασκευών υπό κατασκευή και λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένων υδροηλεκτρικών φραγμάτων, τροχών υδραυλικών στροβίλων κ.λπ. Αυτά τα προβλήματα επιλύονται με τη βοήθεια ειδικών συστημάτων τηλεόρασης που βρίσκονται σε υποβρύχια και επιφανειακά σκάφη, σε βαθύσφαρες και βαθύσκαφες. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα πρώτα πειράματα στη χρήση της τηλεόρασης για υποβρύχιες παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν στην ΕΣΣΔ από τον καθηγητή. P.V. Shmakov το 1935.

ΥΔΡΟΟΠΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

Οι υπάρχουσες αρχές για την κατασκευή συστημάτων υποβρύχιας τηλεόρασης βασίζονται στη συνεκτίμηση των οπτικών ιδιοτήτων του νερού, οι οποίες καθορίζουν μοναδικά το εύρος της όρασης κάτω από το νερό. Η διαφάνεια του νερού εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως το βάθος, την εποχή του χρόνου, την παρουσία πλαγκτού, τα ρεύματα κ.λπ.

Στην πράξη, η διαφάνεια του νερού συνήθως αξιολογείται μέγιστο βάθος, στον οποίο ένας τυπικός λευκός δίσκος με διάμετρο 30 cm, χαμηλωμένος κάθετα στην επιφάνεια της θάλασσας, αποδεικνύεται εξαιρετικά ορατός. Παρά την υποκειμενικότητα της μεθόδου, χρησιμοποιείται ευρέως στην ωκεανογραφική έρευνα. Τα κατά προσέγγιση δεδομένα σχετικά με τη διαφάνεια του νερού, μετρημένα με χρήση λευκού δίσκου, δίνονται παρακάτω.

Μέγιστο βάθος ορατότητας του λευκού δίσκου, m

Λευκή Θάλασσα................................................ 8

Βαλτική Θάλασσα.......................................... 13

Θάλασσα Μπαρέντσεβο...................................................... 18

Μαύρη Θάλασσα……………………………….. 25

Ινδικός Ωκεανός………………………….. 50

Ειρηνικός Ωκεανός…………………………….. 59

Θάλασσα των Σαργασσών………………………… 66

Ένα αντικειμενικό χαρακτηριστικό της διαφάνειας του νερού είναι ο συντελεστής διαφάνειας φ, που καθορίζεται από το νόμο του Bouguer:

όπου Cf και C0 είναι οι ροές φωτός που διέρχονται από το στρώμα x και οι ροές προσπίπτοντος φωτός, αντίστοιχα, το e είναι ο δείκτης της εξασθένησης του φωτός στο νερό.

Ο τύπος (10.4) ισχύει για ένα ομοιογενές μέσο. Για ένα ανομοιογενές μέσο, ​​ο συντελεστής εξασθένησης είναι συνάρτηση της απόστασης και μετά

όπου l είναι το συνολικό μήκος του στρώματος νερού.

Ο δείκτης εξασθένησης e είναι ίσος με το άθροισμα των συντελεστών απορρόφησης k και των δεικτών σκέδασης y, δηλ. . Λαμβάνοντας τον λογάριθμο της έκφρασης (10.4), παίρνουμε τον τύπο για τον δείκτη εξασθένησης, ln/m

όπου fp fr είναι οι συντελεστές διαφάνειας παρουσία απορρόφησης και σκέδασης φωτός στο νερό.

Υπάρχει ένας προσεγγιστικός εμπειρικός τύπος που καθιερώθηκε για το λευκό φως και σχετίζει τον δείκτη εξασθένησης με το βάθος ορατότητας του λευκού δίσκου zу, σε μέτρα:

Σε υδροοπτικούς υπολογισμούς, χρησιμοποιείται συχνά η έννοια του κατακόρυφου δείκτη εξασθένησης φυσικό φως g, που είναι πάντα μικρότερος από τον εκθέτη e: g = eP, όπου P είναι μια παράμετρος που εξαρτάται από το σχήμα του δείκτη σκέδασης και τη λεγόμενη πιθανότητα επιβίωσης του φωτονίου L. Ο δείκτης σκέδασης είναι το γράφημα της κατανομής των ακτίνων φωτός που είναι διάσπαρτες στο νερό κατά γωνίες. Το σχήμα 10.9 δείχνει παραδείγματα δεικτών σκέδασης κανονικοποιημένων σε μονάδα στο b = 90?, και τη φύση της αλλαγής στην κατεύθυνση φωτεινή ροή Ts0 αφού περάσει από ένα στρώμα νερού. Όπως φαίνεται από το σχήμα, οι δείκτες σκέδασης του νερού είναι επιμήκεις στο μπροστινό ημισφαίριο. Αυτή η περίσταση έχει ευεργετική επίδραση στον φωτισμό βαθύτερων στρωμάτων νερού, αφού οι διάσπαρτες ακτίνες δημιουργούν τον πρόσθετο φωτισμό τους.

Στο Σχ. Το σχήμα 10.10 δείχνει τις φασματικές καμπύλες του δείκτη εξασθένησης e, του δείκτη σκέδασης y και του δείκτη απορρόφησης k για την Κασπία Θάλασσα. Από το γράφημα e = f (l) προκύπτει ότι οι μπλε και οι πράσινες ακτίνες υφίστανται τη μικρότερη εξασθένηση του φωτός στο νερό. Το τμήμα μικρού μήκους κύματος του φάσματος υφίσταται μεγάλη εξασθένηση λόγω ισχυρής σκέδασης και το τμήμα μεγάλου μήκους κύματος λόγω ισχυρής απορρόφησης.

Οι έντονες ιδιότητες σκέδασης του νερού οδηγούν σε σημαντική εξασθένηση της αντίθεσης όταν η εικόνα μεταφέρεται από το επίπεδο του αντικειμένου στο επίπεδο του φωτομετατροπέα της τηλεοπτικής κάμερας εκπομπής. Η αντίθεση της εικόνας του αντικειμένου με το φόντο στην είσοδο του φωτομετατροπέα Kvh σχετίζεται με την πραγματική αντίθεση του αντικειμένου K0 από τη σχέση

όπου Ed είναι ο φωτισμός του φωτομετατροπέα που δημιουργείται από την ομίχλη σκέδασης, E0 είναι ο φωτισμός του φωτομετατροπέα από το αντικείμενο ή το φόντο (υψηλότερη τιμή).

Ο φωτισμός από την ομίχλη μπορεί να βρεθεί αθροίζοντας τις ροές προς τα πίσω που ανακλώνται από φωτισμένα στρώματα νερού με πάχος dz το καθένα και κατευθύνονται προς μια φωτοευαίσθητη επιφάνεια με εμβαδόν Sf:

όπου οι αποστάσεις z, h και h0 φαίνονται στο Σχ. 10.11.

Η συνάρτηση ολοκλήρωσης μπορεί να αναχθεί στη μορφή

όπου x(p) είναι η τιμή του δείκτη σκέδασης προς την κατεύθυνση p ("πίσω"), sob και D είναι η μετάδοση και η διάμετρος της κόρης εισόδου του φακού, x είναι το τμήμα που φαίνεται στο Σχ. 10.11.

Φωτισμός του στρώματος dz που βρίσκεται σε απόσταση z από τον φακό:

όπου I0 είναι η φωτεινή ένταση της φωτεινής πηγής στην αξονική διεύθυνση, lz = z/cosш είναι η αξονική απόσταση από την πηγή στο στρώμα dz.

Οι τύποι υπολογισμού που ελήφθησαν με βάση τις εκφράσεις (10.5)-(10.7) δίνονται στο Κεφάλαιο 11.

Από τον τύπο (10.7) προκύπτει ότι ο φωτισμός Ed εξαρτάται όχι μόνο από τις ιδιότητες σκέδασης του νερού, αλλά και από τη σχετική θέση της πηγής φωτισμού του αντικειμένου και της κάμερας εκπομπής με φακό O (Εικ. 10.11). Για να μειωθεί η επίδραση της ομίχλης, είναι απαραίτητο να μειωθεί η περιοχή τομής του οπτικού πεδίου του φακού και το σχέδιο ακτινοβολίας της πηγής φωτισμού I (αυτή η περιοχή είναι σκιασμένη στο Σχ. 10.11). Συνιστάται η πηγή φωτός να βρίσκεται σε απόσταση όχι πιο κοντά από 2-3 μέτρα από την κάμερα. Στο Σχ. Το 10.12 δείχνει γραφήματα που χαρακτηρίζουν την εξάρτηση των τιμών Ed. και Kin από την απόσταση μεταξύ της κάμερας και της πηγής φωτός β.

Όταν παρατηρείτε ένα αντικείμενο με φόντο τη θάλασσα, η αντίθεση K0 μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο

όπου r0 είναι ο συντελεστής φωτεινότητας του αντικειμένου, rm -: ο συντελεστής φωτεινότητας της θάλασσας, rm = 0,02-0,05.

Ο συντελεστής φωτεινότητας της θάλασσας νοείται ως ο λόγος της φωτεινότητας της διάχυτης ακτινοβολίας που προέρχεται από το πάχος της θάλασσας ακριβώς κάτω από την επιφάνειά της σε μια δεδομένη γωνία προς τη φωτεινότητα μιας ιδανικής λευκής ματ επιφάνειας που φωτίζεται από φυσικό φως.

Σημαντική επιρροή υδάτινο περιβάλλονγια να αλλάξετε την κλίμακα της εικόνας που μεταδίδεται από το υποβρύχιο σύστημα τηλεόρασης. Αυτό το φαινόμενο εξηγείται από τη διαφορά στους δείκτες διάθλασης του νερού n1 = 1,33 και του αέρα n3 = 1. Εάν ο θάλαμος εκπομπής τοποθετηθεί σε μια σφαίρα λουτρού εξοπλισμένη με μια επίπεδη θυρίδα, τότε σύμφωνα με το Σχ. 10.13 θα ισχύουν οι παρακάτω σχέσεις

όπου n2 είναι ο δείκτης διάθλασης του τζαμιού του παραθύρου.

Από αυτό προκύπτει ότι η γωνία q1 θα είναι μικρότερη από τη γωνία q3, δηλ. Η γωνία θέασης μιας κάμερας εκπομπής τοποθετημένης στο νερό αποδεικνύεται μικρότερη από τη γωνία θέασης της ίδιας κάμερας που βρίσκεται στον αέρα. Αυτή η περίσταση οδηγεί σε αύξηση της κλίμακας της μεταδιδόμενης εικόνας (Εικ. 10.14). Η αλλαγή στη γωνία θέασης της κάμερας εκπομπής θα εξαρτηθεί από την απόλυτη τιμή της στον αέρα. Αν, για παράδειγμα, 2ts3 = 62; (τύπος φακού Yu-12), τότε για νερό 2 c1 = 44,6?, δηλαδή, το γωνιακό οπτικό πεδίο της κάμερας μειώνεται κατά 1,38 φορές.

Σε περιπτώσεις όπου η μείωση του οπτικού πεδίου είναι ανεπιθύμητη, συνιστάται η χρήση σφαιρικού φωτιστικού. Σε αυτή την περίπτωση, το οπτικό κέντρο του φακού πρέπει να είναι ακριβώς ευθυγραμμισμένο με το κέντρο της ακτίνας καμπυλότητας της σφαίρας, γεγονός που παρουσιάζει ορισμένες τεχνολογικές δυσκολίες. Εάν και τα δύο κέντρα δεν συμπίπτουν, εμφανίζονται πρόσθετες παραμορφώσεις, οι οποίες είναι ιδιαίτερα σημαντικές για ακτίνες που προσπίπτουν σε μεγάλες γωνίες.

ΑΡΧΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΥΠΟΒΑΛΙΑΣ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ

Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα σύστημα υποβρύχιας τηλεόρασης θα πρέπει να παρέχει το μέγιστο δυνατό εύρος παρατήρησης (με εξαίρεση ορισμένα συστήματα επιτήρησης για υδραυλικές κατασκευές και ορισμένα άλλα). Από την εξέταση της υδροηλεκτρικής οπτικά χαρακτηριστικάΕπομένως, για να αυξηθεί το εύρος μετάδοσης, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ισχυρές πηγές φωτισμού αντικειμένων που εκπέμπουν φωτεινή ενέργεια στο πράσινο-μπλε τμήμα του φάσματος, καθώς και να ληφθούν ειδικά μέτρα για τη μείωση της επίδρασης της σκέδασης θολότητας στην αντίθεση του μεταδιδόμενη εικόνα. Η εκπλήρωση αυτών των προϋποθέσεων διευκολύνεται σε μεγάλο βαθμό από τη χρήση τεχνολογίας λέιζερ.

Υπάρχουν δύο βασικές αρχές για την κατασκευή συστημάτων τηλεόρασης λέιζερ: η αρχή της σάρωσης ακτίνα λέηζερστον χώρο των αντικειμένων και την αρχή της χωρικής πύλης. Η αρχή της σάρωσης μιας δέσμης λέιζερ εφαρμόζεται σε ένα σύστημα «ταξιδεύουσας δέσμης», στο οποίο το ανακλώμενο σήμα λαμβάνεται από έναν φωτοανιχνευτή ενός στοιχείου, συνήθως έναν φωτοπολλαπλασιαστή. Το μέγεθος του στοιχείου αποσύνθεσης θα καθοριστεί από τη γωνία αρχικής απόκλισης της δέσμης λέιζερ και η γωνία θέασης από τη γωνία του οπτικού πεδίου του φωτοανιχνευτή. Υπάρχουν συστήματα στα οποία το στενό οπτικό πεδίο του φωτοανιχνευτή σαρώνεται σε συνδυασμό με τη σάρωση της δέσμης λέιζερ. Το μέγεθος του στοιχείου θα είναι παρόμοιο με το προηγούμενο και η γωνία θέασης θα είναι ίση με τη γωνία σάρωσης.

Η ουσία της χωρικής πύλης είναι να επιλέξετε μια περιοχή χώρου που ενδιαφέρει τον παρατηρητή φωτίζοντάς την με παλμούς φωτός, η διάρκεια της οποίας επιλέγεται από τις συνθήκες

όπου Δh είναι το βάθος της περιφραγμένης περιοχής του χώρου, c0 είναι η ταχύτητα του φωτός, h είναι η απόσταση από την περιφραγμένη περιοχή, tz είναι η διάρκεια του παλμού του κλείστρου.

Η εφαρμογή της μεθόδου χωρικής πύλης πραγματοποιείται με κλείδωμα του πολυστοιχειακού φωτομετατροπέα του συστήματος για όλη την ώρα, εκτός από το χρόνο άμεσης έκθεσης του παλμού φωτός που ανακλάται από μια δεδομένη περιοχή του χώρου στο φωτοευαίσθητο στοιχείο. Σε αυτήν την περίπτωση, η επίδραση της θολότητας σκέδασης στη συσκευή αποθήκευσης φωτομετατροπέα μειώνεται με το χρόνο έκθεσης και η αντίθεση της εικόνας εισόδου αυξάνεται.

Στο Σχ. Το σχήμα 10.15 δείχνει ένα μπλοκ διάγραμμα ενός συστήματος παλμικής τηλεόρασης λέιζερ που λειτουργεί με την αρχή της χωρικής πύλης, σύμφωνα με το οποίο το παρατηρούμενο αντικείμενο φωτίζεται από μια ροή φωτός που εκπέμπεται από ένα λέιζερ από την πλευρά του καθρέφτη 1. Ταυτόχρονα, ένα φως Ο παλμός από την πλευρά του καθρέφτη 2 δημιουργεί, χρησιμοποιώντας μια κεφαλή φωτογραφίας, έναν ηλεκτρικό παλμό που ενεργοποιεί μετά το σχηματισμό ρυθμιζόμενο κύκλωμα καθυστέρησης. Καθυστέρηση για χρόνο ίσο με 2h/C0, το σήμα παλμού, με τη σειρά του, ενεργοποιεί την ηλεκτρο-οπτική συσκευή σχηματισμού παλμών πύλης, με τη βοήθεια της οποίας ρυθμίζεται η διαδικασία συσσώρευσης στον σωλήνα εκπομπής του PT ή του CCD. Η συχνότητα των παλμών φωτός λέιζερ συγχρονίζεται με τον ρυθμό καρέ.

Για συστήματα παλμικής τηλεόρασης λέιζερ, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο τύποι λέιζερ πράσινου-μπλε - αερίου και στερεάς κατάστασης. Τα λέιζερ αερίου που βασίζονται σε αδρανή αέρια έχουν υψηλό ρυθμό επανάληψης, φθάνοντας πολλές χιλιάδες παλμούς ανά δευτερόλεπτο, αλλά σχετικά χαμηλή ισχύ παλμού (έως αρκετές δεκάδες kW) και χαμηλή απόδοση. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα λέιζερ είναι γυαλί εμποτισμένο με νεοδύμιο. Αυτά τα λέιζερ παράγουν παλμούς φωτός με διάρκεια περίπου 10-20 ns με ρυθμό επανάληψης έως 50-60 παλμούς ανά δευτερόλεπτο. Το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ενέργειας είναι l = 1,06 microns, η ισχύς παλμού είναι έως 20 MW ή περισσότερο. Για να ληφθεί ένα μήκος κύματος l = 0,53 μm, αυτοί οι παλμοί εφαρμόζονται σε μονοκρυστάλλους νιοβικού λιθίου ή διόξινο φωσφορικό κάλιο, που παίζουν το ρόλο του διπλασιαστή συχνότητας. Η ισχύς παλμού μετά τον διπλασιασμό της συχνότητας ακτινοβολίας (δεύτερη αρμονική ισχύς) μειώνεται στα 1-2 MW.

Σημαντικό ρόλο στα υπό εξέταση συστήματα παίζει η διάρκεια του παλμού της πύλης (strobe) tg. Η μεγαλύτερη απόδοση του συστήματος επιτυγχάνεται εάν αυτός ο παλμός συμπίπτει σε διάρκεια με τον εκπεμπόμενο παλμό φωτός te. που μετά την επιστροφή εκθέτει τον φωτομετατροπέα. Στην περίπτωση tз > te, η επίδραση της σκέδασης θολότητας αυξάνεται, οδηγώντας σε μείωση της αντίθεσης της εικόνας εισόδου. Αν tз< tэ, то часть энергии отраженного импульса будет расходоваться бесполезно, т. е. не участвовать в образовании зарядового рельефа на накопителе фотопреобразователя.

3. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ

Στα τηλεοπτικά συστήματα αεροσκάφος(LA) περιλαμβάνουν συστήματα που βρίσκονται σε αεροπλάνα, ελικόπτερα, τεχνητούς δορυφόρους της Γης (AES) και οχήματα βαθέων διαστημάτων. Οι λειτουργίες που εκτελούνται από τέτοια συστήματα είναι εξαιρετικά διαφορετικές. Η χρήση της τηλεόρασης σε ατμοσφαιρικά αεροσκάφη συνήθως επιδιώκει τους στόχους της παρατήρησης της επιφάνειας της γης ή της θάλασσας, της αναζήτησης, της ανίχνευσης και της μέτρησης ορισμένων παραμέτρων μεμονωμένων αντικειμένων ή της φωτογράφισης περιοχών της περιοχής. Ο εξοπλισμός διαστημικής τηλεόρασης έχει γίνει ευρέως διαδεδομένος, καλύπτοντας τους ακόλουθους τομείς εφαρμογής:

διαστημική επικοινωνία μέσω βίντεο (cosmovision),

επιστημονική έρευνα αντικειμένων στο διάστημα,

παρατήρηση της νεφοκάλυψης της Γης και μελέτη της φυσικοί πόροι,

παρακολούθηση μέσω βίντεο της λειτουργίας των συστημάτων διαστημικών σκαφών και έλεγχος των διαστημικών σκαφών.

Η διαστημική επικοινωνία μέσω βίντεο περιλαμβάνει την ανταλλαγή οπτικών πληροφοριών μεταξύ επανδρωμένων διαστημικών σκαφών από τη μία πλευρά και μεταξύ διαστημικών σκαφών και της Γης από την άλλη.

Συστήματα επιστημονικής έρευνας και μετεωρολογικά συστήματα χρησιμοποιούνται για τη συλλογή και μετάδοση τηλεοπτικών πληροφοριών από κοντινές και μακρινές περιοχές του διαστήματος στη Γη. Οι φορείς αυτού του εξοπλισμού είναι δορυφόροι και οχήματα βαθέων διαστημάτων που δεν μεταφέρουν ανθρώπους. Η επιστημονική εξερεύνηση του διαστήματος ξεκίνησε το 1959 με τον σταθμό Luna-3, με τη βοήθεια του οποίου ήταν δυνατή η λήψη εικόνων από την μακρινή πλευρά της Σελήνης. Από το 1965 ξεκίνησαν οι τηλεοπτικές μελέτες του Άρη και της Αφροδίτης. Το 1986, τα τηλεοπτικά γυρίσματα του κομήτη του Halley πραγματοποιήθηκαν ως μέρος του διεθνούς έργου Vega.

Τα διαστημικά προγράμματα για την εξερεύνηση των φυσικών πόρων της Γης έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται δορυφόροι όπως οι σταθμοί Meteor-Nature, Kosmos, Salyut και Mir και συσκευές της σειράς American Landset. Τα προβλήματα που επιλύονται στο πλαίσιο αυτών των προγραμμάτων ομαδοποιούνται σε τέσσερις τομείς: ωκεανολογία, υδρολογία, γεωλογία, δασοκομία και γεωργία. Να εκτελέσει διάφορα συγκεκριμένα καθήκονταπαρατήρηση και φωτομετρικές μετρήσεις, ο φασματοζωνικός τηλεοπτικός εξοπλισμός χρησιμοποιείται ευρέως, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη πληροφοριών σχετικά με αντικείμενα χαμηλής αντίθεσης σε διάφορες περιοχέςφασματική περιοχή ακτινοβολίας.

Τα συστήματα τηλεμετρίας βίντεο έχουν γίνει απαραίτητα, με τη βοήθεια των οποίων παρακολουθείται η εργασία διάφορα συστήματα ΔΙΑΣΤΗΜΟΠΛΟΙΟκαι τον έλεγχο της πτήσης του. Στην τελευταία περίπτωση, με τη βοήθεια της τηλεόρασης, καθορίζονται αυτόματα οι συντεταγμένες του πλοίου, εκτελούνται η προσγείωση και οι ελιγμοί του.

Ξεχωριστή θέση κατέχει η αναμετάδοση τηλεοπτικών προγραμμάτων εκπομπής και εξυπηρέτησης με χρήση δορυφορικών ρελέ. Σε αυτή την περίπτωση, η αναμετάδοση μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά μήκος της αλυσίδας Γη - Διάστημα - Γη, Διάστημα - Διάστημα - Γη και άλλους τρόπους.

Το εύρος χρήσης των τηλεοπτικών συστημάτων αεροσκαφών, ειδικά σε επιστημονική έρευνα, προκαθορίζει τη διαφορά στις αρχές κατασκευής του εξοπλισμού και των χαρακτηριστικών του. Έτσι, τα συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για τη μελέτη της Σελήνης πρέπει να μεταδίδουν πληροφορίες κατά το φωτισμό της επιφάνειάς της από 135 χιλιάδες lux σε 0,75 lux και αντιθέσεις μεμονωμένων αντικειμένων από 0,01 έως? 1. Τα συστήματα για την προβολή της επιφάνειας της γης υπόκεινται σε χαμηλότερες απαιτήσεις για το εύρος του δυναμικού εύρους της εκπεμπόμενης φωτεινότητας, αλλά η ανάγκη για παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο είναι ιδιαίτερης σημασίας.

Για ατομικό τεχνικά χαρακτηριστικάΤα συστήματα τηλεόρασης αεροσκαφών μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:

με ηλεκτρονικές και οπτικο-μηχανικές σαρώσεις.

με συσκευές αποθήκευσης ηλεκτρονικών φιλμ και φωτογραφικών ταινιών·

χωρίς συσσώρευση ενέργειας, με συσσώρευση γραμμής και προσωπικού.

παθητικό και ενεργητικό.

με ταυτόχρονες και χρονικά διαχωρισμένες διαδικασίες συσσώρευσης και ανάγνωσης πληροφοριών.

ευρυζωνικά και στενοζωνικά συστήματα·

κλειστό και ανοιχτό (με γραμμή ραδιοεπικοινωνίας).

Τα συστήματα ηλεκτρονικής τηλεόρασης περιλαμβάνουν όλα τα συστήματα με σωλήνες εκπομπής και φωτομετατροπείς στερεάς κατάστασης, που λειτουργούν τόσο με όσο και χωρίς αποθήκευση ενέργειας. Τα συστήματα με οπτικο-μηχανική σάρωση είναι κατασκευασμένα είτε με βάση την αρχή της σάρωσης μιας δέσμης λέιζερ στο χώρο των αντικειμένων (συστήματα ταξιδιού δέσμης), είτε με την αρχή της μηχανικής σάρωσης μιας εικόνας χρησιμοποιώντας τύμπανα καθρέφτη, περιστρεφόμενα πρίσματα κ.λπ. Οι οπτικο-μηχανικές σαρώσεις ανήκουν στην κατηγορία των «αργών» σαρώσεων και χρησιμοποιούνται κυρίως σε συστήματα στενής ζώνης.

Στα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, χρησιμοποιούνται τόσο συσκευές αποθήκευσης φιλμ ηλεκτρονίων, που χρησιμοποιούνται σε σωλήνες μετάδοσης και φωτομετατροπείς στερεάς κατάστασης, όσο και συσκευές αποθήκευσης φωτογραφικών φιλμ. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται σε συστήματα φωτοτηλεόρασης, στα οποία η εικόνα ενός αντικειμένου καταγράφεται πρώτα σε φωτογραφικό φιλμ και στη συνέχεια, μετά την επεξεργασία του, διαβάζεται μηχανικά ή ηλεκτρονικά και μετατρέπεται σε σήμα βίντεο.

Με βάση το χρόνο συσσώρευσης ενέργειας, τα συστήματα χωρίζονται σε συστήματα χωρίς συσσώρευση ενέργειας (διατομέας, με λέιζερ ή οπτικο-μηχανική σάρωση), με συσσώρευση γραμμής και πλαισίου. Η αποθήκευση ενέργειας γραμμής χρησιμοποιείται σε συστήματα σάρωσης μονής γραμμής. Η κάθετη σάρωση σε αυτή την περίπτωση πραγματοποιείται λόγω της μεταφορικής κίνησης του αεροσκάφους.

Τα συστήματα τηλεόρασης αεροσκαφών, όπως και κάθε άλλο οπτικο-ηλεκτρονικό σύστημα, χωρίζονται σε ενεργητικά και παθητικά, δηλ. χρησιμοποιώντας τεχνητό φωτισμό του αντικειμένου. Προφανώς, ο οπίσθιος φωτισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε σχετικά μικρές αποστάσεις, χαρακτηριστικό μόνο των ατμοσφαιρικών αεροσκαφών.

Τα συμβατικά τηλεοπτικά συστήματα που χρησιμοποιούνται στη μετάδοση και την εφαρμοσμένη τηλεόραση λειτουργούν με τρόπο όπου η διαδικασία έκθεσης μιας εικόνας σε μια φωτοευαίσθητη επιφάνεια και η διαδικασία εναλλαγής στόχου, συνοδευόμενη από το σχηματισμό σήματος βίντεο, συμβαίνουν ταυτόχρονα. Ωστόσο, σε συστήματα μικρού κάδρου, παλμικής και φωτογραφικής τηλεόρασης, αυτές οι διεργασίες αποδεικνύεται ότι διαχωρίζονται χρονικά: πρώτον, το στοιχείο αποθήκευσης του φωτομετατροπέα εκτίθεται (σε ​​παλμικά συστήματα - βραχυπρόθεσμα, σε άλλες περιπτώσεις - οποιοδήποτε), Στη συνέχεια, οι πληροφορίες διαβάζονται από τη μνήμη και, τέλος, εάν είναι απαραίτητο, το υπολειπόμενο δυναμικό διαγράφεται ανακούφιση για να προετοιμαστεί η μονάδα δίσκου για έναν νέο κύκλο λειτουργίας.

Όλα τα τηλεοπτικά συστήματα αεροσκαφών χωρίζονται συμβατικά σε στενής ζώνης και ευρυζωνικότητας και το όριο μεταξύ τους ορίζεται σε μέγιστη συχνότητα σήματος βίντεο 100 kHz. Τα ευρυζωνικά συστήματα χρησιμοποιούνται κυρίως για την παρατήρηση της επιφάνειας της γης και της νεφοκάλυψης της από αεροσκάφη και δορυφόρους με τροχιές έως 10 km. Τα συστήματα τηλεόρασης στενής ζώνης χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση πληροφοριών από το βαθύ διάστημα και η μείωση της ζώνης συχνοτήτων με περιορισμένη ισχύ πομπού καθιστά δυνατή την αύξηση της εμβέλειας του συστήματος κατά χιλιάδες φορές.

Τα περισσότερα τηλεοπτικά συστήματα αεροσκαφών είναι ανοιχτού τύπου, δηλ. χρησιμεύουν για τη μετάδοση πληροφοριών μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού. Ωστόσο, σε αεροσκάφη και διαστημόπλοια, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν. κλειστά συστήματα, εκτελώντας βοηθητικές λειτουργίες που διευκολύνουν τη διαχείριση του φορέα και τη συλλογή επιστημονικών πληροφοριών.

ΤΗΛΕΟΠΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΧΑΜΗΛΟΥ ΚΑΡΕ

Τα συστήματα τηλεόρασης χαμηλού κάδρου έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα ως μέσο παρατήρησης της επιφάνειας της γης από το διάστημα και τα ατμοσφαιρικά αεροσκάφη. Τα συστήματα χαμηλού καρέ χρησιμοποιούνται επίσης σε βιντεοτηλέφωνα και τεχνικά συστήματα όρασης. Για να κατανοήσετε τα πλεονεκτήματα της μεθόδου μετάδοσης εικόνας με μικρό καρέ, θυμηθείτε ότι ένα συμβατικό σύστημα πολλαπλών καρέ έχει τεράστια απόδοση: με 5.105 στοιχεία εικόνας και 10 διαβαθμίσεις φωτεινότητας που μπορεί να λάβει κάθε στοιχείο, η ποσότητα πληροφοριών που μεταδίδεται σε 0,04 δευτερόλεπτα ( ο χρόνος ενός πλαισίου) είναι N = 5 πόρτες 105log210 μονάδες Ένας τέτοιος όγκος πληροφοριών, που δεν μπορεί να γίνει αντιληπτός από τον οπτικό αναλυτή σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα, καθώς το οπτικό εύρος ζώνης είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές μικρότερο, μεταδίδεται μόνο για να δημιουργήσει την ψευδαίσθηση της συνεχούς κίνησης των παρατηρούμενων αντικειμένων και να εξαλείψει το τρεμόπαιγμα των αναπαραγόμενων εικόνων. Εάν εγκαταλείψετε αυτές τις απαιτήσεις, μπορείτε να μειώσετε σημαντικά τον χρόνο μετάδοσης πλαισίου αυξάνοντας διακίνησησυστήματα, μειώνοντας το εύρος ζώνης των συχνοτήτων που μεταδίδονται από τη διαδρομή βίντεο και ραδιοφώνου και ταυτόχρονα αυξάνοντας την θόρυβο του συστήματος. Σε αυτή την περίπτωση, η σύνδεση συσχέτισης μεταξύ πλαισίων, η οποία είναι ισχυρή σε συστήματα πολλαπλών πλαισίων, εξαλείφεται.

Έτσι, η ουσία της μεθόδου χαμηλού καρέ είναι η συσσώρευση και μετάδοση μόνο εκείνων των εικόνων που διαφέρουν σημαντικά ως προς το σημασιολογικό περιεχόμενο. Ένα παράδειγμα μετάδοσης εικόνας σε σύστημα χαμηλού καρέ απεικονίζεται στο Σχ. 10.16. Ένας προοδευτικά κινούμενος φορέας (αεροπλάνο, ελικόπτερο) σαρώνει την επιφάνεια της γης σε διαδοχικά τοποθετημένα τμήματα, η τιμή των οποίων στην κατεύθυνση κίνησης είναι l=VT, όπου V είναι η ταχύτητα του φορέα, T είναι η περίοδος έκθεσης του φωτομετατροπέα, ίσο με το χρόνο μετάδοσης ενός καρέ. Ο χρόνος έκθεσης του φωτομετατροπέα επιλέγεται έτσι ώστε το θάμπωμα υψηλής ταχύτητας της εικόνας, το οποίο υποβαθμίζει την ποιότητά της, να μην υπερβαίνει ορισμένα προκαθορισμένα όρια. Έτσι, για μια δεδομένη περιοχή σύλληψης της παρατηρούμενης επιφάνειας, ο ρυθμός καρέ θα πρέπει να καθορίζεται μοναδικά από την ταχύτητα του φορέα. Η αναπαραγωγή των μεταδιδόμενων εικόνων πραγματοποιείται σε κινοσκόπιο με μακρά μεταλάμψη ή με χρήση ειδικής συσκευής μνήμης.

Για να διασφαλιστεί η απρόσκοπτη λειτουργία του υπό εξέταση συστήματος, είναι βολικό να χρησιμοποιείτε φακό ζουμ. Σε περίπτωση αλλαγής του ύψους πτήσης h (Εικ. 10.16), για να διατηρηθεί σταθερή η τιμή l, είναι απαραίτητο να αλλάξει η εστιακή απόσταση του φακού ζουμ f; σύμφωνα με τον τύπο f?=dh/l, όπου d είναι το μέγεθος της φωτοευαίσθητης επιφάνειας του φωτομετατροπέα. Αυτή η ρύθμιση πραγματοποιείται αυτόματα χρησιμοποιώντας μια τάση ελέγχου που σχετίζεται με την μεταβαλλόμενη απόσταση h.

Εάν, εκτός από το ύψος, μπορεί να αλλάξει και η ταχύτητα πτήσης του αερομεταφορέα, τότε για να διατηρηθεί ένα σταθερό μέγεθος της παρατηρούμενης επιφάνειας l, είναι απαραίτητο να καταφύγουμε στην αλλαγή της συχνότητας έκθεσης του φωτομετατροπέα Fe, αφού l = V/ Fe.

Αυτόματη προσαρμογή των τιμών f; και Fe, πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικής μονάδας ελέγχου, ο αλγόριθμος λειτουργίας της οποίας εξαρτάται από την ικανότητα ομαλά ή διακριτικής αλλαγής της συχνότητας έκθεσης. Εάν τα όρια για την αλλαγή της συχνότητας έκθεσης είναι περιορισμένα, κάτι που είναι τυπικό για πολλά ενεργά συστήματα, και η ταχύτητα V γίνει υπερβολική, τότε για να διασφαλιστεί η λειτουργία παρατήρησης χωρίς παράβλεψη, είναι απαραίτητο να αυξηθεί το μέγεθος της περιοχής l, με ταυτόχρονη μείωση του κλίμακα εικόνας. Προφανώς, αυτή η λειτουργία πραγματοποιείται με μείωση της εστιακής απόστασης f?.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι ένα σύστημα χαμηλού καρέ ανήκει στην κατηγορία των συστημάτων στενής ζώνης με συσσώρευση καρέ-καρέ και διαχωρισμένες διαδικασίες εγγραφής και ανάγνωσης πληροφοριών, δηλ. συσσώρευση και εναλλαγή δυναμικού ανακούφισης στον σωλήνα εκπομπής. Για την υλοποίηση αυτού του τρόπου λειτουργίας, χρησιμοποιούνται ειδικά εικονίδια που είναι ικανά να συγκρατούν την ανακούφιση φόρτισης για όλο το χρόνο της εναλλαγής, των CCD και μήτρας.

Η μέθοδος μετάδοσης εικόνας σε χαμηλό καρέ εφαρμόστηκε για τη λήψη εικόνων της Σελήνης και του Άρη, καθώς και της νεφοκάλυψης της Γης. Στο Σχ. Το σχήμα 10.17 δείχνει ένα μπλοκ διάγραμμα τηλεοπτικού εξοπλισμού που είναι εγκατεστημένος σε μετεωρολογικούς δορυφόρους του συστήματος Meteor. Το σύστημα, που έχει σχεδιαστεί για να καταγράφει την κάλυψη νεφών στη φωτισμένη πλευρά της Γης, χρησιμοποιεί δύο κάμερες εκπομπής σε vidicons με μνήμη, διασφαλίζοντας ότι το σύστημα λειτουργεί σε λειτουργία χαμηλού καρέ. Ο πλήρης κύκλος λειτουργίας του σωλήνα εκπομπής είναι 60 s: ο χρόνος έκθεσης είναι 0,025-0,04 s, ο χρόνος ανάγνωσης πληροφοριών είναι 10 s και ο χρόνος προετοιμασίας (διαγραφή του υπολειπόμενου δυναμικού ανακούφισης) είναι 50 s. Η ζώνη συχνοτήτων της διαδρομής βίντεο είναι 15 kHz, το εύρος έκθεσης εργασίας είναι 0,6-8 lx s.

Και οι δύο κάμερες είναι εξοπλισμένες με φακούς με εστιακή απόσταση 16 mm και λόγο διαφράγματος 1:3. Οι οπτικοί άξονες των καμερών έχουν κλίση μεταξύ τους υπό γωνία 19°, γεγονός που διασφαλίζει ότι το σύστημα καλύπτει μια γωνία θέασης 76° συνολικά. Για την επέκταση του δυναμικού εύρους της μεταδιδόμενης φωτεινότητας, ρυθμίζεται το διάφραγμα κάθε φακού. Αυτή η λειτουργία εκτελείται κατόπιν εντολής από τη Γη ή από μια ειδική μονάδα ελέγχου λογισμικού που σχετίζεται με τον αισθητήρα θέσης Ήλιου. Η μονάδα ελέγχου έχει επίσης σχεδιαστεί για τη συλλογή τηλεμετρικών πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση όλων των κύριων μπλοκ τηλεοπτικού εξοπλισμού. Αυτές οι πληροφορίες στη συνέχεια καταγράφονται σε ένα μαγνητόφωνο και μεταδίδονται στη Γη ταυτόχρονα με το σήμα βίντεο.

Τα σήματα βίντεο από την έξοδο των καμερών εκπομπής εισέρχονται μέσω ενός διακόπτη σε έναν γραμμικό ενισχυτή, όπου τα σήματα υπηρεσίας αναμειγνύονται, συμπεριλαμβανομένων κωδικών μηνυμάτων για τον αριθμό κάθε ζεύγους εικόνων, κενού και συγχρονισμού παλμών. Δεδομένου ότι οι πληροφορίες μεταδίδονται στη Γη μόνο όταν ο δορυφόρος βρίσκεται στη ζώνη άμεσης ραδιοορατότητας, ο εξοπλισμός περιλαμβάνει μια συσκευή εγγραφής βίντεο (video recorder) που ελέγχεται από μια μονάδα λογισμικού. Για να μειωθεί ο χρόνος συνεδρίας επικοινωνίας, η ανάγνωση πληροφοριών από μια μαγνητική ταινία είναι τέσσερις φορές ταχύτερη από τη γραφή. Το σήμα ανάγνωσης παρέχεται στη συσκευή διαμόρφωσης για διόρθωση συχνότητας και στη συνέχεια σε πομπό 15 W. Οι εικόνες που λαμβάνονται στο σημείο εδάφους φωτογραφίζονται από την οθόνη της συσκευής παρακολούθησης βίντεο. Η ανάλυση του τηλεοπτικού εξοπλισμού επιτρέπει σε κάποιον να διακρίνει περιοχές στη Γη με μέγεθος 1,2 km.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ PHOTOTV

Κατά τη μετάδοση σημάτων μεμονωμένων εικόνων από αεροσκάφη, έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα συστήματα φωτο-τηλεόρασης που αποτελούνται από φωτογραφική κάμερα, αυτόματη συσκευή επεξεργασίας φιλμ και συσκευή σάρωσης εικόνας. Οι υπόλοιπες συσκευές που σχετίζονται με την παραγωγή σήματος και τη μετάδοσή του στο έδαφος είναι παρόμοιες με αυτές που περιλαμβάνονται στο σύστημα χαμηλού πλαισίου. Το πλεονέκτημα ενός φωτο-τηλεοπτικού συστήματος είναι η υψηλή ευκρίνεια των εικόνων που προκύπτουν λόγω της υψηλής ποιότητας του φωτογραφικού φιλμ.

Μετά την έκθεση και χημική επεξεργασίατα φωτογραφικά φιλμ, οι μεμονωμένες εικόνες μετακινούνται στο παράθυρο του πλαισίου χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό διάνοιξης 3 (Εικ. 10.18) και σαρώνονται ταυτόχρονα με τη μέθοδο της «διαδρομής δέσμης». Όταν το φιλμ προωθείται συνεχώς, η σάρωση πραγματοποιείται σε μία γραμμή (σάρωση μίας γραμμής), που σχηματίζεται στην οθόνη ενός μικρού μεγέθους κινοσκόπιου προβολής 1. Ένα φωτεινό σημείο διαμέσου του φακού 2 φωτίζει το φιλμ. Η διαμορφωμένη ροή φωτός συλλέγεται από τον συμπυκνωτή 4 και χτυπά τη φωτοκάθοδο του PMT.

Η ανάλυση ενός φωτο-τηλεοπτικού συστήματος θα καθοριστεί από την ποιότητα του φωτογραφικού φιλμ και το μέγεθος του φωτεινού σημείου ανάλυσης. Το πλάτος του φάσματος του σήματος βίντεο εξαρτάται από την ταχύτητα προώθησης του φιλμ και τη διάρκεια της γραμμής, και οι δύο παράμετροι πρέπει να συντονίζονται μεταξύ τους έτσι ώστε να μην υπάρχουν επικαλυπτόμενες γραμμές ή κενά μεταξύ τους.

Κατά τη λήψη εδάφους από αεροσκάφος, η εικόνα στο φιλμ γίνεται θολή, γεγονός που οδηγεί σε υποβάθμιση της ποιότητας της μεταδιδόμενης εικόνας. Η μείωση αυτού του φαινομένου επιτυγχάνεται με τη μείωση του χρόνου έκθεσης του φιλμ, γεγονός που αυξάνει ταυτόχρονα την απαίτηση για φωτισμό του αντικειμένου παρατήρησης. Όταν κάνετε υπολογισμούς, λάβετε υπόψη το φαινόμενο του θολώματος υψηλής ταχύτητας στην ποιότητα της μεταδιδόμενης εικόνας και επιλέξτε βέλτιστο χρόνοΗ έκθεση μπορεί να βασίζεται σε αναλογία με μια ηλεκτρονική συσκευή αποθήκευσης φιλμ, όπως φαίνεται στην ενότητα 10.4.

ΦΑΣΜΑΤΟΖΩΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Τα φασματοζωνικά συστήματα χρησιμοποιούνται για την ταυτόχρονη λήψη πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της ροής ακτινοβολίας σε δύο ή περισσότερες ζώνες (περιοχές) του εύρους φασματικών κυμάτων. Από αυτή την άποψη, ένα συμβατικό σύστημα τηλεόρασης θα πρέπει να ταξινομηθεί ως σύστημα «μονοζωνικής». Τα φασματοζωνικά τηλεοπτικά συστήματα (SZTS) χρησιμοποιούνται ευρέως στη διαστημική τηλεόραση για την επίλυση εργασιών παρατήρησης (ανίχνευσης και αναγνώρισης διάφορων αντικειμένων στη γη και τους ωκεανούς του κόσμου) και μέτρησης. Η χρήση οπτικού φασματικού φιλτραρίσματος στο SZTS καθιστά δυνατή την αύξηση της αντίθεσης των εικόνων εισόδου επιλεγμένων αντικειμένων.

Η άμεση ενεργειακή αντίθεση της εικόνας κάθε επιλεγμένου αντικειμένου σε σχέση με το περιβάλλον φόντο στην είσοδο του φωτομετατροπέα για μία ζώνη είναι ίση με

όπου Wф και Wо είναι οι ενέργειες ακτινοβολίας στην είσοδο του φωτομετατροπέα από το φόντο και το αντικείμενο, αντίστοιχα, ανά ένα στοιχείο εικόνας.

Οι ενεργειακές τιμές στη γενική περίπτωση εκφράζονται από τις σχέσεις

όπου CL max είναι η μέγιστη φασματική πυκνότητα ροής ακτινοβολίας, W/μm. Тк - διάρκεια πλαισίου. sfl και с0л - συντελεστές φασματικής ανάκλασης του φόντου και του αντικειμένου, αντίστοιχα. fl - φασματική μετάδοση της ατμόσφαιρας. fl0 - φασματική μετάδοση του φακού. Slz είναι η φασματική ευαισθησία της ζώνης μετάδοσης του οπτικού φίλτρου.

Όλα τα φασματικά χαρακτηριστικά που βρίσκονται κάτω από τα ολοκληρώματα είναι σχετικά, δηλ. στο μέγιστο μειωμένο σε ενότητα.

Έτσι, οι τιμές των ενεργειών εισόδου από επιλεγμένες περιοχές της εικόνας της επιφάνειας παρατήρησης, καθεμία από τις οποίες χαρακτηρίζεται από τη δική της αντίθεση, θα εξαρτηθούν από τη φασματική ευαισθησία των ζωνών μετάδοσης. Η επιλογή περιοχών εργασίας παρατήρησης C3TS είναι μια σημαντική και σύνθετη εργασία που στοχεύει στη μεγιστοποίηση των αντιθέσεων εισόδου των επιλεγμένων αντικειμένων. Στην περίπτωση αυτή, πρέπει να ληφθούν υπόψη το σχήμα και το πλάτος των χαρακτηριστικών φασματικής ευαισθησίας κάθε ζώνης και η θέση της στο εύρος φασματικών κυμάτων. Ο αριθμός των ζωνών αντιστοιχεί στον αριθμό των επιλεγμένων περιοχών της παρατηρούμενης εικόνας και είναι συνήθως ίσος με τον αριθμό των φωτομετατροπέων στο τηλεοπτικό σύστημα. Σε αυτή την περίπτωση, όλα τα σήματα επεξεργάζονται ταυτόχρονα και το αποτέλεσμα προκύπτει σε πραγματικό χρόνο. Εάν η ταχύτητα του συστήματος είναι χαμηλή, μπορείτε να περιοριστείτε σε έναν φωτομετατροπέα με ένα αντικαταστάσιμο σύνολο φίλτρων. Σε αυτή την περίπτωση, η ταυτόχρονη επεξεργασία σήματος απαιτεί την εισαγωγή μιας ειδικής συσκευής μνήμης στο σύστημα.

Το SZTS του τεχνητού δορυφόρου της Γης "Landset-1" περιλαμβάνει τρεις κάμερες, οι οπτικοί άξονες των οποίων είναι τοποθετημένοι με τέτοιο τρόπο ώστε το ίδιο τμήμα της επιφάνειας της γης να προβάλλεται ταυτόχρονα στους στόχους όλων των vidicon. Οι κάμερες λειτουργούν στις ακόλουθες φασματικές ζώνες: 475 - 575 nm, 580 - 680 nm, 690 - 830 nm. Με πλάτος της παρατηρούμενης περιοχής 180 km, η ανάλυση στην επιφάνεια της γης είναι 50 - 100 m.

4. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΓΡΗΓΟΡΩΝ ΚΙΝΟΥΜΕΝΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΓΡΗΓΟΡΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ

Οι τομείς εφαρμογής του τηλεοπτικού εξοπλισμού είναι εξαιρετικά διαφορετικοί. Ωστόσο, παρά την ποικιλία των εφαρμογών και των μεθόδων κατασκευής, στις περισσότερες περιπτώσεις προορίζεται η μετάδοση εικόνων αντικειμένων των οποίων οι παράμετροι, συμπεριλαμβανομένης της θέσης τους στο χώρο, αλλάζουν σχετικά αργά με την πάροδο του χρόνου. Σε κάθε περίπτωση, η ταχύτητα αλλαγής τους είναι συνήθως πολύ μικρότερη από την ταχύτητα απόκτησης πληροφοριών, η οποία καθορίζεται τόσο στον κινηματογράφο όσο και στην τηλεόραση από τον ρυθμό καρέ.

Η επέκταση των δυνατοτήτων και του πεδίου εφαρμογής της τηλεόρασης στη βιομηχανία, τις μεταφορές και την επιστημονική έρευνα οδηγεί συχνά στην ανάγκη λήψης πληροφοριών βίντεο από διάφορους τύπους ταχέως κινούμενων αντικειμένων και για διαδικασίες γρήγορης ροής. Ένα παράδειγμα είναι η παρατήρηση, χρησιμοποιώντας στροβοσκόπιους τηλεόρασης, προπέλες πλοίων και αεροσκαφών, τροχούς στροβίλου και διάφορα περιστρεφόμενα ή δονούμενα μέρη μηχανών και μηχανισμών. Το έργο της αυτόματης καταχώρησης αριθμών είναι επείγον Οχημα(αυτοκίνητα, σιδηροδρομικά βαγόνιακ.λπ.) κατά τη μετακίνησή τους. Στην επιστημονική έρευνα, χρησιμοποιείται η τηλεοπτική εγγραφή ιχνών πυρηνικών σωματιδίων και διεργασιών που συμβαίνουν στο πλάσμα. Έχουν δημιουργηθεί εγκαταστάσεις που επιτρέπουν όχι μόνο την παρατήρηση γρήγορων διεργασιών σε θαλάμους σπινθήρα, αλλά και τη μέτρηση των συντεταγμένων μεμονωμένων σωματιδίων.

Παρόμοια έγγραφα

Συσκευές και συστήματα τηλεόρασης. Αρχές πλεγμένης σάρωσης. Απαιτήσεις για μπλοκ διαγράμματα ασπρόμαυρων τηλεοράσεων. Λειτουργικές αλληλεπιδράσεις καναλιών και μπλοκ μιας τηλεόρασης τρανζίστορ. Κατασκευή συμβατών συστημάτων έγχρωμης τηλεόρασης.

περίληψη, προστέθηκε 24/08/2015


Σχεδιασμός οικιακού δικτύου διανομής τηλεοπτικών σημάτων για κτίριο κατοικιών. Μπλοκ διάγραμμα ψηφιακού συστήματος μετάδοσης σημάτων εικόνας και ήχου. Βασικές παράμετροι του καλωδίου SNR RG11-M-Cu. Προδιαγραφέςενισχυτής

δοκιμή, προστέθηκε στις 18/09/2012


Κύρια στοιχεία του SCTV: λήψη Κεραίες τηλεόρασηςκαι ενισχυτές, κεφαλές, μετατροπείς. Δομή συστήματος καλωδιακή τηλεόραση, απαιτήσεις για κυκλώματα. Βασικές μέθοδοι ενημέρωσης ανατροφοδότηση. Κατανομή συχνότητας σήματος.

περίληψη, προστέθηκε 18/03/2011


Η ιστορία της εφεύρεσης της τηλεόρασης - μια από τις μεγαλύτερες τεχνικές εφευρέσεις του 20ου αιώνα. Αρχές μετάδοσης εικόνας σε απόσταση με ραδιοηλεκτρονικά μέσα. Μουσειακά αντίγραφα τηλεοράσεων. Γενικευμένο μπλοκ διάγραμμα ενός τηλεοπτικού συστήματος.

παρουσίαση, προστέθηκε 11/12/2014


Ο σκοπός του τηλεοπτικού συστήματος είναι να σχηματίσει μια εικόνα της μεταδιδόμενης σκηνής, που προορίζεται για την ανθρώπινη αντίληψη. Παροχή σήματος από την έξοδο της συσκευής επεξεργασίας και ενίσχυσης στον αναλυτή. Σχηματισμός οπτική εικόνα, στοιχεία διαχωρισμού δοκών.

περίληψη, προστέθηκε 07/12/2010


Στάδια δημιουργίας ενός τηλεοπτικού συστήματος 24 ωρών: αξιολόγηση της λειτουργίας μεταφοράς από άκρο σε άκρο του συστήματος, εύρος σήματος, ανάπτυξη του σχεδιασμού των κύριων εξαρτημάτων του προϊόντος, κατασκευή μιας πλάκας πυκνού κενού και ενός ηλεκτρονίου- οπτικός μετατροπέας.

διατριβή, προστέθηκε 24/11/2010


Υπάρχουν δύο κύριες ομάδες συστημάτων τηλεόρασης ακτίνων Χ (RTS): για ακτινοσκόπηση και για ακτινογραφία. Μπλοκ διάγραμμα αναλογικού RTS, συσκευή ηλεκτρονιο-οπτικού μετατροπέα. Σχηματισμός τηλεοπτικού ράστερ, δομικό διάγραμμα καναλιού βίντεο.

δοκιμή, προστέθηκε στις 13/01/2011


Σχεδιασμός πομπού τηλεοπτικού ραδιοφωνικού σταθμού με ξεχωριστή ενίσχυση σημάτων ήχου (διαμόρφωση συχνότητας) και σημάτων βίντεο του συστήματος SECAM D/K. Προσδιορισμός του αριθμού των σταδίων ενίσχυσης, επιλογή επιλογής πλεονασμού για αδιάλειπτη λειτουργία.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 25/06/2015


Επιλογές ρυθμιζόμενο σύστημα, συνάρτηση μεταφοράς και πλάτους-συχνότητας, γράφημα διαδικασία μετάβασης. Κατασκευή του λογαριθμικού χαρακτηριστικού του συστήματος αυτόματου ελέγχου. Σύνθεση παράλληλης διορθωτικής μονάδας και συσκευής λογισμικού.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 20/10/2013


Χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών σχηματικό διάγραμμαπομπό τηλεοπτικού συστήματος. Αρχή λειτουργίας του αποδιαμορφωτή. Δείκτες και χαρακτηριστικά πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Ισχύς εξόδου των διαδρομών εικόνας και ήχου. Αυτόματη ρύθμιση επιπέδου ισχύος.

Ο σύγχρονος κόσμος είναι αδιανόητος χωρίς τηλεόραση· βρίσκεται σε κάθε σπίτι, ακόμα και στις πιο απομακρυσμένες γωνιές. Φυσικά, τα βιβλία, ο κινηματογράφος και το θέατρο δεν έπαψαν να υπάρχουν, όπως είχε προβλεφθεί σε μια διάσημη ταινία, αλλά η τηλεόραση αναμφίβολα τα έχει αντικαταστήσει και έχει εδραιωθεί σταθερά στην κοινωνία μας. Καθημερινή ζωή, έχει γίνει σχεδόν απαραίτητο. Ζούμε σε έναν νέο κόσμο ΥΨΗΛΗ τεχνολογιακαι ταχύτητες, και η τηλεόραση είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο επικοινωνίας σε αυτό, ένας σύνδεσμος με τον υπόλοιπο κόσμο και παροχή πληροφοριών σχετικά με αυτόν. Η τηλεοπτική βιομηχανία αναπτύσσεται δυναμικά για να καλύψει τη ζήτηση και να έχει μεγαλύτερη ζήτηση, δημιουργούνται νέα προγράμματα και ταινίες, βελτιώνονται και αναπτύσσονται νέες τεχνολογίες μετάδοσης και επεξεργασίας σήματος. Οι νέες τεχνολογίες το έχουν εισαγάγει πρόσθετες λειτουργίες, για παράδειγμα, μορφή 3D, δυνατότητα επιλογής γλώσσας, υπότιτλων, πρόσβαση στο Διαδίκτυο, teletext κ.λπ. Σύγχρονη τηλεόρασηπροορίζεται όχι μόνο για παρακολούθηση τηλεοπτικών εκπομπών, είναι μια πολύ πιο σύνθετη συσκευή που σας επιτρέπει να έχετε πρόσβαση στο παγκόσμιο δίκτυο, να συνδεθείτε με κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές και άλλες συσκευές.

Το πώς θα είναι η τηλεόρασή σας εξαρτάται μόνο από εσάς, μόνο εσείς μπορείτε να αποφασίσετε τι, σε ποια συσκευή, σε ποια ποιότητα, πού και πότε θέλετε να παρακολουθήσετε. Το καθήκον ενός τηλεοπτικού δικτύου είναι να διασφαλίζει την εκπλήρωση των ανατεθέντων εργασιών όσο το δυνατόν περισσότερο, επομένως οποιαδήποτε εργασία με τηλεοπτικά δίκτυα (σχεδιασμός και εγκατάσταση) πρέπει απαραίτητα να ξεκινά με τη ρύθμιση της εργασίας.

Οποιοδήποτε σύστημα χαμηλού ρεύματος θα καλύψει τις ανάγκες του Πελάτη και θα του προσφέρει άνεση μόνο αν λάβει υπόψη του όλες τις απαιτήσεις του και ακόμη και «κοιτάξει» λίγο μπροστά. Ειδικοί του οργανισμού που ασχολούνται επαγγελματικά με την εγκατάσταση συστήματα χαμηλού ρεύματος, ενημερώνεται πάντα για τις προοπτικές ανάπτυξης του κλάδου και ειδικότερα της τηλεόρασης, παρακολουθώντας νέο εξοπλισμό, νέες μορφές και τεχνολογίες. Επομένως, η συνεργασία με τέτοιους οργανισμούς επιτρέπει στον Πελάτη να λαμβάνει εξειδικευμένες διαβουλεύσειςκαι να είστε βέβαιοι ότι το τηλεοπτικό της σύστημα θα λαμβάνει υπόψη όλες τις τρέχουσες μορφές και καινοτομίες και δημιουργείται λαμβάνοντας υπόψη τις προγραμματισμένες προοπτικές για την ανάπτυξη των τηλεοπτικών τεχνολογιών.

Για να ρυθμίσετε σωστά την εργασία, ο Πελάτης, καθοδηγείται από τις δικές σας επιθυμίεςκαι γνώση, καθώς και διαβουλεύσεις με ειδικούς, πρέπει να αποφασίσει τι, σε ποια ποιότητα και σε ποιες συσκευές θέλει να παρακολουθήσει. Η σύνθεση και η δομή του τηλεοπτικού δικτύου θα εξαρτηθεί άμεσα από τον τύπο του σήματος (αναλογικό ή ψηφιακό) και από τη μέθοδο μετάδοσής του (επίγεια, δορυφορικά, καλωδιακά). Το υλικό που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο θα σας επιτρέψει να αποκτήσετε μια γενική εικόνα του τι συμβαίνει στον τομέα της σύγχρονης τηλεόρασης, να εξοικειωθείτε με υπάρχοντα είδηκαι τις μορφές τηλεοπτικών σημάτων, κατανοούν τις διαφορές μεταξύ τους, τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα, καθώς και τις μεθόδους μετάδοσής τους. Ελπίζουμε ότι αυτό θα σας βοηθήσει να πλοηγηθείτε καλύτερα και να αποφασίσετε για την επιλογή του συστήματος, της μεθόδου εγκατάστασης και του εξοπλισμού. Οι πληροφορίες που παρουσιάζονται είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς· πιο λεπτομερείς πληροφορίες μπορούν να ληφθούν από εξειδικευμένη βιβλιογραφία, σχολικά βιβλία και βιβλία αναφοράς.

Τηλεοπτικό δίκτυο - αυτό o ένα σύστημα επικοινωνίας για τη διανομή τηλεοπτικών προγραμμάτων, περιλαμβάνει ένα σύστημα φυσικών καναλιών επικοινωνίας και εξοπλισμού μεταγωγής που εφαρμόζει ένα ή άλλο πρωτόκολλο μεταφοράς δεδομένων χαμηλού επιπέδου.

Η τηλεόραση βασίζεται στη μετάδοση σημάτων βίντεο και ήχου μέσω ασύρματου ή καλωδιακού περιβάλλοντος από μια πηγή (ραδιοφωνικός σταθμός) στον τελικό χρήστη (τηλεόραση, οθόνη, κ.λπ.). Ένα τηλεοπτικό σήμα μπορεί να είναι αναλογικό ή ψηφιακό.

Η αναλογική τηλεόραση είναι ένα τηλεοπτικό σύστημα που χρησιμοποιεί αναλογικό ηλεκτρικό σήμα για τη λήψη, την εμφάνιση και τη μετάδοση εικόνων και ήχου και κυριαρχεί σε επίγεια κανάλια σε πολλές χώρες. Τα περισσότερα εγχώρια τηλεοπτικά κανάλια εκπέμπουν σε αναλογικό πρότυπο, αντιγράφουν τη μετάδοση σε ψηφιακά πρότυπα μέσω καλωδιακών και δορυφορικών καναλιών

Χωρίς να μπούμε σε περιττές τεχνικές λεπτομέρειες, ας εξηγήσουμε ότι στην αναλογική τηλεόραση, σε κάθε χρονική στιγμή, μεταδίδονται πληροφορίες για τη φωτεινότητα ενός συγκεκριμένου σημείου στην οθόνη, την επόμενη στιγμή - ενός διπλανού σημείου κ.λπ. (παλμογράφο). Για να γίνει αυτό, μια δέσμη ηλεκτρονίων σαρώνει την εικόνα και τη μετατρέπει σε παλμό ηλεκτρονίωνκαι διεργασίες σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο πρότυπο, δηλαδή σύμφωνα με ένα σαφώς καθορισμένο μέγεθος, με ρυθμιζόμενη συχνότητα και ακολουθία. Αυτή τη στιγμή στον κόσμο υπάρχει τρία κύρια αναλογικά πρότυπα, που διαφέρει ως προς τον αριθμό των καρέ ανά δευτερόλεπτο, τα στοιχεία πλαισίου και τη μέθοδο χρωματικής κωδικοποίησης: PAL, NTSC και SECAM.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να σχηματίσετε μια εικόνα - προοδευτικός και διαπλεκόμενος. Με μια μέθοδο προοδευτικού σχηματισμού εικόνας, κάθε καρέ περιέχει όλες τις γραμμές της εικόνας, δηλαδή, για παράδειγμα, σε συχνότητα 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο, θα εμφανίζονται 30 πλήρη καρέ. Με τη συμπλεγμένη μέθοδο μετάδοσης εικόνας, ζυγές γραμμές της αρχικής εικόνας (πλήρες καρέ) θα εμφανίζονται σε ζυγά πλαίσια και οι περιττές γραμμές σε μονές καρέ. Μια πλεγμένη εικόνα φαίνεται κάπως θολή σε σύγκριση με μια προοδευτική εικόνα, αλλά μπορεί να μειώσει σημαντικά τον όγκο των πληροφοριών που μεταδίδονται. Σε πολλούς ανθρώπους δεν αρέσει το τρεμόπαιγμα που δημιουργείται από πλεγμένες εικόνες.

Μια προοδευτική εικόνα χαρακτηρίζεται με το γράμμα p (προοδευτική), για παράδειγμα 720p. Πεπλεγμένη εικόνα – υποδηλώνεται με το γράμμα I (πεπλεγμένη), για παράδειγμα 1080i.

Στην Ρωσία τηλεοπτικό σήμαπου μεταδίδεται στο πρότυπο SECAM, η εικόνα εμφανίζεται με ανάλυση 720 (768) επί 576 pixel με συχνότητα 25 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Το έγχρωμο σήμα μεταδίδεται σε διαμόρφωση συχνότητας (FM/FM), ένα έγχρωμο στοιχείο σε μία γραμμή τηλεόρασης, εναλλάξ.

Χρησιμοποιείται για τη μετάδοση αναλογικών τηλεοπτικών σημάτων.επίγεια μετάδοση καικαλωδιακή μετάδοση.

Η ψηφιακή τηλεόραση βασίζεται στην τεχνολογία μετάδοσης σημάτων βίντεο και ήχου μέσω ψηφιακών καναλιών με χρήση κωδικοποίησης δεδομένων και συμπίεσης, για την οποία χρησιμοποιείται ο τυπικός αλγόριθμος MPEG. Υπάρχουν τρεις τρόποι μετάδοσης τηλεοπτικού σήματος:

Πρότυπα ψηφιακή τηλεόραση ιδρύονται από τον διεθνή οργανισμό ISO (International Organization for Standardization), ο οποίος περιλαμβάνει περισσότερες από 100 χώρες. Επί του παρόντος, τα κύρια πρότυπα είναι DVB - Ευρωπαϊκό πρότυπο, ATSC - Αμερικανικό, ISDB - Ιαπωνικό.

Στο έδαφος της Ρωσικής Ομοσπονδίας, η ομάδα ευρωπαϊκών μορφών DVB έχει γίνει η πιο διαδεδομένη· τα πρότυπα MPEG, MPEG-2 και MPEG-4 χρησιμοποιούνται για τη συμπίεση πληροφοριών και ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής χωρίζονται σε:

• Ψηφιακή δορυφορική τηλεόραση:
  • DVB-S - μετάδοση πληροφοριών μέσω δορυφόρου, διαμόρφωση τετραγωνικής φάσης QPSK, 8-PSK, τετραγωνική διαμόρφωση (16-QAM) χρησιμοποιείται.
  • DVB-S2 - η δεύτερη γενιά του DVB-S, σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε πρόσθετους τύπουςδιαμόρφωση (QPSK, 8PSK, 16APSK ή 32APSK) αυξάνοντας τη χωρητικότητα του καναλιού επικοινωνίας αρκετές φορές.
• Ψηφιακή καλωδιακή τηλεόραση(συνεστραμμένο ζευγάρι, ομοαξονικά και καλώδιο οπτικών ινών):
  • DVB-C (καλωδιακή μετάδοση) – μετάδοση βίντεο και ήχου, καθώς και Επιπλέον πληροφορίεςμέσω καλωδιακών δικτύων, διαμορφώσεις 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM ή 256-QAM.
  • DVB-C2 - ψηφιακή καλωδιακή τηλεόραση «δεύτερης γενιάς», διαμόρφωση QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM, 4096-QAM;
• Ψηφιακή επίγεια τηλεόραση (επίγεια μετάδοση):
  • DVB-T - μετάδοση βίντεο και ήχου, καθώς και πρόσθετες πληροφορίες μέσω επίγειων δικτύων επίγεια τηλεόραση(σταθερή λήψη), διαμόρφωση 16-QAM ή 64-QAM (ή QPSK) σε συνδυασμό με COFDM.
  • DVB-T2 - η «δεύτερη γενιά» του DVB-T, χρησιμοποιεί νέες λειτουργίες διαμόρφωσης και κωδικοποίησης καναλιών (QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM μαζί με OFDM), που αυξάνει τη χωρητικότητα του καναλιού επικοινωνίας σε σύγκριση με το DVB- T σε δύο φορές, πρότυπο συμπίεσης βίντεο MPEG-4, ρυθμός bit έως 50 Mbit/s. Αυτό το πρότυπο δεν είναι συμβατό με το DVB-T.
• Κινητή τηλεόραση:
  • DVB-H - ανάλογο του DVB-T για λήψη κινητής τηλεφωνίας, χρησιμοποιεί διαμόρφωση OFDM.
  • DVB-SH - δορυφορική/επίγεια μετάδοση, με δυνατότητα λήψης κινητής τηλεφωνίας. Ευκαιρία μοιρασιάδορυφόρος και επίγεια συστήματαεπικοινωνίες (τα λεγόμενα υβριδικά δίκτυα), χρησιμοποιείται διαμόρφωση QPSK, 8PSK, 16APSK.

Αξιοπιστία και ποιότητα ψηφιακή μετάδοσηΤο σήμα είναι πολύ υψηλότερο λόγω της δυνατότητας ελέγχου και επαναφοράς πληροφοριών, αλλά η μετάδοση ενός τέτοιου σήματος σε μεγάλες αποστάσεις είναι πολύ πιο δύσκολη από την αναλογική.

Πλεονεκτήματα της ψηφιακής τηλεόρασης έναντι της αναλογικής:

• Καλύτερη ποιότητα εικόνας και ήχου.
• Η απουσία παρεμβολών (κυματισμοί, ρίγες, ηχητική διαταραχή), δηλαδή η εικόνα είτε υπάρχει είτε δεν υπάρχει, αυτό οφείλεται στη δυνατότητα αναγέννησης σήματος, μέχρι την τιμή κατωφλίου σήματος/θορύβου.
• Μείωση ισχύος πομπού λόγω άλλων αρχών διάδοσης σήματος.
• Αύξηση του αριθμού των τηλεοπτικών προγραμμάτων που μεταδίδονται στο ίδιο εύρος συχνοτήτων λόγω κωδικοποίησης και συμπίεσης πληροφοριών.
• Η δυνατότητα ανάπτυξης και δημιουργίας νέων συστημάτων τηλεόρασης με νέα πρότυπα εικόνας - HDTV (τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας).
• Δημιουργία διαδραστικών τηλεοπτικών συστημάτων, κατά τη χρήση των οποίων ο θεατής έχει την ευκαιρία να επηρεάσει το μεταδιδόμενο πρόγραμμα.
• Νέες ευκαιρίες για εγγραφή και αρχειοθέτηση τηλεοπτικών προγραμμάτων.
• Δυνατότητα επιλογής γλώσσας και υποτίτλων με μετάδοση πρόσθετων πληροφοριών μαζί με το σήμα βίντεο και ήχου.
• Σημαντική επέκταση λειτουργικότηταεξοπλισμός στούντιο κ.λπ.

Ελαττώματαψηφιακή τηλεόραση πριν από την αναλογική,Παραδόξως, τα πλεονεκτήματα βρίσκονται - τα δεδομένα είτε λαμβάνονται με 100% ποιότητα είτε αποκαθίστανται, είτε λαμβάνονται κακώς με αδυναμία ανάκτησης:

• Στην επίγεια ψηφιακή τηλεοπτική μετάδοση, υπάρχει μια έντονα περιορισμένη περιοχή κάλυψης σήματος εντός της οποίας είναι δυνατή η λήψη. Αλλά αυτή η περιοχή είναι ίση δύναμηο πομπός είναι μεγαλύτερος από αυτόν ενός αναλογικού συστήματος.
• Το εύρος μετάδοσης ενός ψηφιακού σήματος είναι σημαντικά μικρότερο από αυτό ενός αναλογικού σήματος.
• Ένα ψηφιακό σήμα φραγμένο με παρεμβολές πέρα ​​από μια τιμή κατωφλίου δεν μπορεί να αποκατασταθεί, ενώ ένα άτομο (όχι ένα μηχάνημα) μπορεί να αντιληφθεί ακόμη και ένα πολύ αδύναμο αναλογικό σήμα φορτωμένο με παρεμβολές. Για παράδειγμα, σε κακές καιρικές συνθήκες (ισχυρή βροχή, άνεμος ή χιόνι), η εικόνα δορυφορικό πιάτοθα εξαφανιστεί εντελώς ή θα καταρρεύσει σε τετράγωνα και στην περίπτωση της αναλογικής τηλεόρασης θα υπάρχουν παρεμβολές (κυματισμοί, διαταραχές εικόνας ή ήχου), αλλά θα είναι δυνατή η αντίληψη πληροφοριών.

Τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας (HDTV)Η τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας ή η τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας είναι ένας τύπος προτύπων τηλεοπτικής μετάδοσης με αυξημένη κατακόρυφη και οριζόντια ανάλυση, που επιτρέπει τη μετάδοση εικόνων και ήχου υψηλής ποιότητας, η ευκρίνεια της εικόνας HDTV (ο αριθμός των κουκκίδων που συνθέτουν την εικόνα) σχεδόν 5 φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με την κανονική τηλεόραση. Η τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας (HDTV) αναφέρεται στην ψηφιακή τηλεόραση και βασίζεται στη μορφή DVB.

Σύμφωνα με το GOST 21879-88, η τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας είναι ένα σύστημα τηλεόρασης με κάθετη και οριζόντια ανάλυση περίπου διπλασιασμένη σε σύγκριση με την τυπική. Το τρέχον GOST R 53533-2009 ορίζει ένα τηλεοπτικό σύστημα υψηλής ευκρίνειας ως σύστημα τηλεόρασης, οι παράμετροι του οποίου επιλέγονται με βάση μια απόσταση παρατήρησης ίση με τρία ύψη της παρατηρούμενης εικόνας. Έτσι, η αυξημένη ευκρίνεια της HDTV σάς επιτρέπει να βλέπετε εικόνες από πιο κοντινή απόσταση από την τηλεόραση τυπικής ευκρίνειας ή να χρησιμοποιείτε μεγαλύτερες οθόνες όταν παρατηρείτε από τις ίδιες αποστάσεις. Ταυτόχρονα, η γραμμική δομή της εικόνας και της μεμονωμένα στοιχείαπαραμένουν αόρατοι.

Σε όλα τα φορμά της επίγειας τηλεόρασης, η αναλογία διαστάσεων της εικόνας είναι 4:3. Και η τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας έχει λόγο διαστάσεων 16:9. Επομένως, μια κανονική εικόνα σε μια τηλεόραση HDTV είτε θα τεντωθεί σε ολόκληρη την οθόνη με παραμορφωμένες αναλογίες ή θα υποβληθεί σε επεξεργασία από έναν ειδικό αλγόριθμο για να ελαχιστοποιηθεί αυτή η παραμόρφωση ή η τηλεόραση θα εμφανίσει κενές μαύρες γραμμές γύρω από τις άκρες.

Οι συνδρομητές ψηφιακής τηλεόρασης μπορούν να επιλέξουν ανεξάρτητα τον τρόπο εμφάνισης μιας τυπικής εικόνας 4:3 σε μια τηλεόραση HD, δηλ. μπορεί είτε να περικόψει την εικόνα στο επάνω και κάτω μέρος, είτε να εμφανίσει ολόκληρη την εικόνα αλλά με κενές γραμμές στα αριστερά και στα δεξιά.

Μετάδοση σήματος HDTVΣε μεγάλες αποστάσεις (από τον σταθμό εκπομπής έως τον δέκτη του τελικού χρήστη), χρησιμοποιούνται τεχνολογίες ψηφιακής τηλεοπτικής μετάδοσης, με πληροφορίες που μεταδίδονται κυρίως σε συμπιεσμένη κωδικοποιημένη ψηφιακή μορφή (μορφές συμπίεσης MPEG-2 και MPEG-4). Η συμπίεση μειώνει τις απαιτήσεις εύρους ζώνης ενώ διατηρεί αποδεκτή ποιότητα εικόνας και ήχου. Η μετάδοση σήματος σε μικρές αποστάσεις (από τον δέκτη του χρήστη στην οθόνη) πραγματοποιείται σε ασυμπίεστη μορφή μέσω των ψηφιακών διεπαφών (καλώδια) HDMI και DVI-D. Η χρήση ψηφιακών διεπαφών σάς επιτρέπει να απαλλαγείτε πλήρως από τις μετατροπές ψηφιακού σε αναλογικό σε ολόκληρη τη διαδρομή σήματος, ωστόσο, επιτρέπεται επίσης η σύνδεση μέσω αναλογικών διεπαφών στοιχείων (RGBHV και YPbPr).

Επί του παρόντος, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες διεθνείς είναι: πρότυπο ανάλυσης υψηλής ευκρίνειας, το ένα από τα οποία περιέχει 1125 και το άλλο - 750 οριζόντιες περιόδους σάρωσης ανά περίοδο καρέ. Το πρώτο υποστηρίζει μέγεθος εικόνας 1920x1080 pixel με διαφορετικούς ρυθμούς καρέ, ενώ το δεύτερο υποστηρίζει 1280x720. Και τα δύο συστήματα έχουν σχεδιαστεί για λόγο διαστάσεων 16:9 με τετράγωνο pixel.

• 1080i: standard interlaced με ρυθμούς καρέ 25, 29,97 ή 30 fps.
• 1080p: Πρότυπο προοδευτικής σάρωσης που επιτρέπει ταχύτητες καρέ 24, 25, 30, 50 ή 60 καρέ ανά δευτερόλεπτο και τα κλασματικά πολλαπλάσια του 1.001. Τον Ιούλιο του 2008, η αμερικανική επιτροπή ATSC και μετά από αυτήν, τον Σεπτέμβριο του 2009, το ευρωπαϊκό ETSI συμπεριέλαβε μορφές 1080p50 και 1080p60 (με ρυθμούς καρέ 50 και 60 ανά δευτερόλεπτο, αντίστοιχα) στα πρότυπα τηλεοπτικής μετάδοσης. Αυτές οι μορφές μπορούν να χρησιμοποιηθούν με λήψη και μετάδοση εξοπλισμού που υποστηρίζει κωδικοποίηση H.264 σε επίπεδο 4.1 και άνω.
• 720p: Πρότυπο προοδευτικής (πεπλεγμένης) σάρωσης που επιτρέπει ταχύτητες καρέ 50 ή 60 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η μορφή HDTV συνιστάται ως τυπική για τις χώρες μέλη της EBU· στη Ρωσία ταξινομείται ως τηλεόραση υψηλή ανάλυσησύμφωνα με το GOST R 53536-2009.

Δεν υπάρχει συναίνεση για το καλύτερο πρότυπο. Κορυφαία ποιότηταΟι εικόνες παρέχουν πρότυπα 1080p, αλλά είναι πολύ απαιτητικές υψηλή ταχύτηταμετάδοση δεδομένων και είναι πιο κατάλληλα για αποθήκευση παρά για μετάδοση εικόνων. Η Ευρωπαϊκή Ένωση Ραδιοτηλεόρασης προτιμά να ορίζει τη μορφή μετάδοσης προσδιορίζοντας την ανάλυση και τον ρυθμό καρέ (αλλά όχι το μισό καρέ).

Σε σχέση με τη Ρωσία, σύμφωνα με το GOST R 53533-2009, το οποίο καθορίζει τις παραμέτρους των ψηφιακών τηλεοπτικών συστημάτων υψηλής ευκρίνειας, είναι δυνατή η αναπαραγωγή εικόνων ευρείας οθόνης με μορφή καρέ 16:9 και ανάλυση 1920×1080. Είναι επίσης δυνατή η εμφάνιση μιας εικόνας με λόγο διαστάσεων 16:10 και ανάλυση 1920×1152, με πρόσθετο πεδίο (1920×72) για πληροφορίες κειμένου ή λόγο διαστάσεων 4:3 και ανάλυση 1536 ×1152.

Τον Ιούλιο του 2012, ο δορυφορικός πάροχος Tricolor TV κυκλοφόρησε ένα πολυπλεξία HD με 25 τηλεοπτικά κανάλια υψηλής ευκρίνειας. Επίσης, τον Ιούλιο του 2012, ο πάροχος καλωδιακής τηλεόρασης Dom ru άρχισε να παρέχει υπηρεσίες ψηφιακής τηλεόρασης υψηλής ευκρίνειας σε 19 πόλεις της Ρωσίας· από το 2013, αυτό περιλαμβάνει ήδη 50 τηλεοπτικά κανάλια HD υψηλής ευκρίνειας σε 2 πακέτα: βασικό και θεματικό. Το Beeline TV έχει 40 κανάλια HD, η Rostelecom έχει 25, το MTS έχει 24, το Akado έχει 22, το NTV Plus έχει 20. Αναμένεται ότι μέχρι το 2014 ο συνολικός αριθμός των τηλεοπτικών καναλιών υψηλής ευκρίνειας που μεταδίδονται στη Ρωσία μπορεί να φτάσει τα 80.

Εγκατάσταση τηλεοπτικά δίκτυα

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το αναλογικό σήμα μεταδίδεται μέσω ομοαξονικού καλωδίου και σε καλωδιακά δίκτυα που λειτουργούν με πρωτόκολλα Ethernet, μεταδίδεται σε μορφή MPEG-2 και MPEG-4. Ανάλογα με τον τύπο του σήματος και τη μέθοδο μετάδοσής του, διαφορετικά μέσα μετάδοσης και εξοπλισμός θα χρησιμοποιηθούν κατά την κατασκευή ενός δικτύου.

Σε εξειδικευμένα καλωδιακά δίκτυα που μεταδίδουν μεγάλες ροές πληροφοριών, το τηλεοπτικό σήμα εκπέμπεται σε μορφή ψηφιακής συμπίεσης MPEG, MPEG-2 και MPEG-4· το συνεστραμμένο ζεύγος και το καλώδιο οπτικών ινών χρησιμοποιούνται κυρίως ως αγώγιμο μέσο, ​​καθώς το εύρος ζώνης τους είναι μεγαλύτερο από αυτό του ομοαξονικού καλωδίου. Σε «οικιακά» δίκτυα, θωρακισμένα ομοαξονικό καλώδιο. Σε σχέση με αυτό το άρθρο, ως «οικιακά» δίκτυα νοούνται η καλωδίωση από τη συσκευή που λαμβάνει το τηλεοπτικό σήμα (επίγεια ή δορυφορική κεραία, καλωδιακό δίκτυο) στον τελικό καταναλωτή (τηλεόραση, οθόνη ή άλλη συσκευή).

Για μια εικόνα υψηλής ποιότητας στη συσκευή τελικού χρήστη (τηλεόραση, οθόνη, κ.λπ.), είναι απαραίτητο το τηλεοπτικό σήμα να πληροί ορισμένες παραμέτρους. Για παράδειγμα, στην είσοδο της τηλεόρασης θα πρέπει να κυμαίνεται από 60 έως 80 dB/µV. Εάν είναι περισσότερο από 80 dB/µV, η εικόνα γίνεται "κουρελιασμένη", ο ήχος "βουίζει" και αν είναι πολύ αδύναμο - λιγότερο από 60 dB/μV - εμφανίζεται το "χιόνι", το χρώμα εξαφανίζεται και εμφανίζεται ένα ηχητικό φόντο. Εάν το επίπεδο ψηφιακού σήματος πέσει κάτω από την τιμή κατωφλίου, δεν θα υπάρχει καθόλου εικόνα. Επομένως, κατά το σχεδιασμό και την εγκατάσταση συστημάτων τηλεόρασης, ένα από τα κύρια καθήκοντα είναι η διατήρηση του απαιτούμενου επιπέδου σήματος. Για τους σκοπούς αυτούς, γίνονται ειδικοί υπολογισμοί λαμβάνοντας υπόψη όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν τη στάθμη του σήματος και επιλέγεται ο κατάλληλος εξοπλισμός και το καλώδιο.

Οι ακόλουθοι παράγοντες επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας:

• μήκος καλωδίου και τα χαρακτηριστικά του (τύπος, δομή, ποιότητα).
• αριθμός διαλειμμάτων και διακλαδώσεων σε τηλεοράσεις (όσο λιγότερες, τόσο το καλύτερο).
• τερματισμός καλωδίου (διακόπτης).

Χρησιμοποιείται κυρίως για τηλεοπτικές ανάγκες (εκτός από την κύρια καλωδίωση) ομοαξονικό καλώδιο- αυτό είναι ένα ηλεκτρικό καλώδιο, βέλτιστο για μετάδοση σημάτων υψηλής συχνότητας, αποτελείται από έναν ομοαξονικά τοποθετημένο κεντρικό αγωγό και μια οθόνη, έτσι όλες οι ανεπιθύμητες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές προκαλούνται μόνο στην οθόνη· εάν είναι σωστά γειωμένη, ο προκαλούμενος θόρυβος εκκενώνεται μέσω της γείωσης των συσκευών. Το σήμα βίντεο διέρχεται από τον κεντρικό πυρήνα, ενώ η οθόνη χρησιμοποιείται για την εξίσωση του μηδενικού δυναμικού των τελικών συσκευών. Συνιστάται η χρήση καλωδίου από αξιόπιστους κατασκευαστές με υποχρεωτικές σημάνσεις και χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση 75 Ohms, καθώς όλες οι τηλεοράσεις και οι συσκευές μεταγωγής - ενισχυτές, διαχωριστές - έχουν σχεδιαστεί για αυτό. Η διάμετρος του εξωτερικού περιβλήματος θα πρέπει κατά προτίμηση να είναι τουλάχιστον 6 mm, ο κεντρικός πυρήνας και η πλέξη θωράκισης είναι κατασκευασμένα από ηλεκτρικό χαλκό. Τα καλώδια SAT 703B και DG 113 ανταποκρίνονται σε αυτές τις απαιτήσεις, αλλά είναι αρκετά ακριβά. Η πιο κοινή και προσιτή επιλογή είναι το καλώδιο RG 6U, ο κεντρικός πυρήνας του είναι κατασκευασμένος από χάλυβα και επιμεταλλωμένος με χαλκό, η οθόνη είναι κατασκευασμένη από αλουμινόχαρτοκαι πλεξούδες από κράμα χαλκού.

Η σύνδεση διαχωριστών συνεπάγεται ένα ενδιάμεσο σπάσιμο στο καλώδιο· όσο περισσότερα σπασίματα, τόσο μεγαλύτερη είναι η εξασθένηση (απώλεια) του σήματος. Εάν τα άκρα των καλωδίων είναι κακώς σφραγισμένα ή χρησιμοποιούνται συνδετήρες κακής ποιότητας, οι απώλειες σήματος μπορεί να γίνουν κρίσιμες και να οδηγήσουν σε αστοχία ολόκληρου του συστήματος.

Ο εξοπλισμός του τηλεοπτικού συστήματος (τηλεοράσεις, διαχωριστές, ενισχυτές κ.λπ.) συνδέεται (με διακόπτη) στο καλώδιο χρησιμοποιώντας βύσματα F - (βύσματα), αυτό ονομάζεται τερματισμός καλωδίου. Οι σύνδεσμοι F διαφέρουν ως προς τον τρόπο που συνδέονται με το καλώδιο - με σπείρωμα ή πτυχώσεις. και διάμετρος - για καλώδιο διαφορετικά πάχη. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε μόνο συνδέσμους υψηλής ποιότητας από αξιόπιστους κατασκευαστές, για παράδειγμα, εάν το παξιμάδι του συνδετήρα F δεν είναι σφιχτά καρφωμένο στο τμήμα του καλωδίου του, τότε με τυχαία μηχανική δύναμη ο σύνδεσμος μπορεί να ξεφύγει, εάν είναι καρφωμένο πολύ σφιχτά, τότε ο σύνδεσμος θα είναι δύσκολο να εγκατασταθεί σωστά. Ο τεχνικός εγκατάστασης δεν χρειάζεται απαραίτητα να γνωρίζει και να κατανοεί πλήρως όλο τον εξοπλισμό του συστήματος, αλλά εάν το καλώδιο τοποθετηθεί και τερματιστεί (συνδεθεί) σωστά, το σύστημα θα λειτουργήσει σχεδόν σίγουρα τέλεια.

Αρχές διανομής τηλεοπτικού σήματος σε πολλούς καταναλωτές

Σήμερα, σπάνια βλέπετε ένα σπίτι στο οποίο υπάρχει μόνο μία τηλεόραση, τις περισσότερες φορές ο αριθμός τους περιορίζεται μόνο από τον αριθμό των δωματίων· υπάρχουν διάφοροι τρόποι δρομολόγησης του καλωδίου:

• παράλληλο κύκλωμα ή καλωδίωση "αστέρι" - κατά την εγκατάσταση χρησιμοποιούνται διαχωριστές (διαιρέτες ή διαχωριστές), οι οποίοι πραγματοποιούν ίση διαίρεσηΙσχύς σήματος εισόδου κατά 2, 3, 4, αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι με κάθε διαίρεση με το 2, η ισχύς του σήματος σε κάθε έξοδο μειώνεται κατά 2 φορές (από 3,5 σε 4,5 dB). Αυτή η μέθοδος καλωδίωσης εξασφαλίζει υψηλή ομοιομορφία ισχύος στο εύρος συχνοτήτων της τηλεόρασης και υψηλή απομόνωση μεταξύ των ακροδεκτών, αλλά απαιτεί περισσότερο καλώδιο.
• διαδοχικό κύκλωμα - χρησιμοποιούνται βρύσες κατά την εγκατάσταση· οι βρύσες τηλεόρασης συνδέονται σε σειρά (καταρράκτη) η μία μετά την άλλη. Αυτή η καλωδίωση εξασφαλίζει ανομοιόμορφη διαίρεση του σήματος. Είναι πιο εύκολο στην εφαρμογή και απαιτεί λίγο λιγότερο καλώδιο. Ωστόσο, σε αυτό το σχήμα είναι δυνατή η διανομή του σήματος σε μικρότερο αριθμό καταναλωτών.
• συνδυασμένα – και οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα.

Αυτές οι αρχές καλωδίωσης ενός τηλεοπτικού συστήματος εμφανίστηκαν στην εποχή που υπήρχε μόνο η αναλογική τηλεόραση, αλλά δεν έχουν αλλάξει ριζικά. Φυσικά, τότε όλα ήταν πολύ πιο απλά, μια τηλεόραση για ένα διαμέρισμα ή ένα ιδιωτικό σπίτιΥπήρχε, κατά κανόνα, μόνο ένα, τότε το κύριο πράγμα ήταν να διατηρηθεί το επίπεδο σήματος κατά τη διανομή τηλεόρασης από μια κοινή συλλογική κεραία, για παράδειγμα σε ξενοδοχεία ή πολυκατοικίες. Τώρα η κατάσταση έχει αλλάξει σημαντικά, εμφανίστηκε η δορυφορική και καλωδιακή τηλεόραση, ο αριθμός των τηλεοράσεων και άλλων συσκευών για παρακολούθηση τηλεόρασης έχει αυξηθεί σημαντικά. Παραδόξως, αυτές οι αλλαγές δεν επηρέασαν τις αρχές καλωδίωσης· άλλαξαν μόνο η ποσότητα του εξοπλισμού μεταγωγής, οι συνδυασμοί και τα χαρακτηριστικά του. Ακολουθούν μερικά από τα πιο κοινά παραδείγματα συστημάτων τηλεόρασης. Ας κάνουμε εκ των προτέρων επιφύλαξη ότι τα παραδείγματα είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και περιγράφουν τις βασικές αρχές του πραγματική ζωήη επιλογή του εξοπλισμού θα επηρεαστεί από το άτομο πρόσθετους παράγοντες, όπως:

• Τύποι σήματος - αναλογικό ή ψηφιακό ή και τα δύο.
• επίπεδο σήματος εισόδου - εξαρτάται από την ποιότητα, τα χαρακτηριστικά, τις ρυθμίσεις της συλλογικής ή μεμονωμένης κεραίας, τη φυσική θέση του αντικειμένου, το επίπεδο σήματος του καλωδιακού δικτύου κ.λπ.
• εξασθένηση σήματος στο καλώδιο - εξαρτάται από την ποιότητά του, το μήκος, τον αριθμό των συσκευών επικοινωνίας, τον αριθμό των συνδεδεμένων συσκευών χρήστη.
• σχεδιαστικά χαρακτηριστικά των χώρων ·
• ποιότητα και σχεδιασμός πριζών τηλεόρασης, χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός κ.λπ.

Δεν είναι όλοι αυτοί οι παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό και την εγκατάσταση ενός τηλεοπτικού δικτύου. Τελικό αποτέλεσμαθα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από το επίπεδο των προσόντων του σχεδιαστή και των εγκαταστατών, ειδικά τώρα που τα τηλεοπτικά συστήματα γίνονται πιο περίπλοκα, πιο λειτουργικά και μεγαλύτερης κλίμακας.

Το πιο απλό παράδειγμα: Χρειάζομαι κτίριο διαμερισμάτωναπό καλωδιακό σύστημαή μια συλλογική κεραία για τη σύνδεση δύο τηλεοράσεων. Σύμφωνα με το GOST 28324-89, η στάθμη σήματος στο καλωδιακό δίκτυο στην έξοδο χρήστη (κατάλληλη για το διαμέρισμα) πρέπει να είναι τουλάχιστον 75,2 dB/μV· συνιστάται να διατηρήσουμε το ίδιο επίπεδο στην τηλεόραση.

• Διάγραμμα παράλληλης καλωδίωσης - υποθέστε ότι οι αποστάσεις από το σημείο εισόδου του καλωδίου στο διαμέρισμα σε κάθε τηλεόραση είναι περίπου ίδιες και ίσες με περίπου 10 μ. Υπολογίζουμε την απώλεια σήματος: στο διαχωριστικό για 2 εξόδους - περίπου 3 dB. σε καλώδιο 10 m (εξαρτάται πολύ από τη συχνότητα, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η εξασθένηση, θα εξετάσουμε τις μέγιστες απώλειες) - έως 2 dB. πρίζες τηλεόρασης– κατά μέσο όρο είναι περίπου 10 dB. Η απώλεια στους συνδετήρες μεταγωγής είναι περίπου 1 dB. Σύνολο 16 dB. , επομένως το επίπεδο σήματος εισόδου στην τηλεόραση είναι περίπου 59 dB, αυτό είναι χαμηλό, επομένως είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε επιπλέον έναν ενισχυτή σήματος υψηλής συχνότητας τουλάχιστον 20 dB πριν από το διαχωριστικό και να τον ρυθμίσετε στο κατάλληλο επίπεδο απολαβής (περίπου 16 dV).
• Διαδοχικό διάγραμμα καλωδίωσης - υποθέστε ότι η πρώτη τηλεόραση βρίσκεται κοντά στο σημείο εισόδου του καλωδίου στο διαμέρισμα (έως 10 m) και η δεύτερη είναι πολύ πιο μακριά (έως 50 m) με διαδοχικό κύκλωματο καλώδιο φέρεται στην πρώτη έξοδο του τηλεοπτικού σημείου, μια βρύση είναι εγκατεστημένη σε αυτή τη θέση. Ο ζεύκτης έχει σχεδιαστεί για να εξισορροπεί το σήμα σε κάθε σημείο τηλεόρασης. Το ισορροπημένο σήμα από τη βρύση «TAP» τροφοδοτείται στην πρώτη υποδοχή τηλεόρασης με μικρό μήκος καλωδίου· στην υποδοχή τηλεόρασης, μια υποδοχή με μεγαλύτερο μήκος καλωδίου συνδέεται στην «έξοδο» διέλευσης. Με αυτόν τον τρόπο, τα σήματα στα τελικά σημεία εξισορροπούνται. Υπολογίζουμε το κύκλωμα και τον εξοπλισμό: οι απώλειες στο καλώδιο στο πρώτο σημείο τηλεόρασης είναι έως 3 dB, στο δεύτερο σημείο τηλεόρασης 6 dB. σε πρίζες τηλεόρασης – 10 dB. στις υποδοχές – 3 dB; συζεύκτη με ελάχιστη εξασθένηση – 3 dB/m; Σύνολο στο πρώτο σημείο τηλεόρασης 17 dB, στο δεύτερο σημείο τηλεόρασης 20 dB. Από αυτό προκύπτει ότι θα πρέπει να επιλέξουμε έναν ζεύκτη με εξασθένηση βρύσης 3 dB. Είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε έναν ενισχυτή σήματος τουλάχιστον 20 dB και να τον ρυθμίσετε στο κατάλληλο επίπεδο απολαβής. Το σύστημα θα μοιάζει με αυτό: το σήμα θα βγει από τον ενισχυτή με στάθμη 95,2 dB/m, θα πλησιάσει τον ζεύκτη με απώλειες περίπου 2 dB/m, από την πρώτη τηλεόραση ένα σήμα θα φτάσει σε επίπεδο 95,2-3(καλώδιο)-4 (ζεύκτης) -3 (διακόπτης)-10(πρίζα)=75,2 dB/m, η δεύτερη τηλεόραση από τον διαχωριστή θα λάβει σήμα ίσο με 95,2-1(εναλλαγή)-3(εναλλαγή) -6(απώλεια καλωδίου)-10 (πρίζα) = 75,2 dB

Σε ένα διακλαδισμένο δίκτυο, όταν απαιτείται καλωδίωση σε 5 ή περισσότερους καταναλωτές, χρησιμοποιούνται πρόσθετοι ενισχυτές και συνδυασμένα κυκλώματα διανομής σε διαχωριστικά και βρύσες. Τέτοια σχήματα απαιτούν τη μέτρηση και τον υπολογισμό του επιπέδου σήματος σε κάθε τηλεοπτικό κανάλι, καθώς οι απώλειες στο καλώδιο και τις βρύσες εξαρτώνται από τη συχνότητα. Η απώλεια σήματος σε ένα καλώδιο με διάμετρο 6 mm, τύπου AF113 ή 703-SAT, δεν υπερβαίνει τα 0,2 dB/m στην περιοχή UHF, για τον τύπο καλωδίου RG6U - όχι περισσότερο από 0,3 dB/m. Χονδρικά, μπορούμε να υπολογίσουμε ότι με ένα καλώδιο RG6U με στάθμη σήματος εισόδου στην περιοχή UHF 75 dB/μV, μπορεί να διανεμηθεί σε 4 καταναλωτές με μέγιστο μήκος βρύσης 15-20 m. Όταν χρησιμοποιείται καλώδιο τύπου AF113 ή 703-ΣΑΒ μέγιστο μήκοςθα είναι 30 m, και για τον τύπο καλωδίου CW41S (διάμετρος 3,6 mm) μόνο 10 m, που συνήθως είναι ανεπαρκές. Το οικιακό ομοαξονικό καλώδιο, όπως το RK4-75-12, δεν έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί στην περιοχή UHF· επιπλέον, έχει πολύ χαμηλή ικανότητα θωράκισης και δεν συνιστάται η χρήση του για οποιαδήποτε διανομή τηλεοπτικού σήματος.

Ακόμη και σε μερικά απλό παράδειγμαΕίναι σαφές ότι ο σχεδιασμός και η εγκατάσταση ενός τηλεοπτικού δικτύου δεν είναι τόσο απλή όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά. Υπάρχουν ακόμη πιο περίπλοκα σχήματα, για παράδειγμα, όταν είναι απαραίτητο να συνδυαστεί το σήμα από μια επίγεια και δορυφορική κεραία σε ένα δίκτυο και να διανεμηθεί σε πολλές τηλεοράσεις. Υπάρχουν επιλογές για συνδυασμό σημάτων από πολλά δορυφορικά πιάτακαι επίγεια, ακόμη και πρόσθετη καλωδιακή τηλεόραση. Για την υλοποίηση αυτών των σχημάτων χρησιμοποιείται προαιρετικός εξοπλισμός, για παράδειγμα, εξειδικευμένοι ενισχυτές, πολυδιακόπτες, διακόπτες (DiSEqC), δίπλεκτες κ.λπ. Υπάρχει πολύς εξοπλισμός και στο καθένα συγκεκριμένη περίπτωσηεπιλέγεται μεμονωμένα, συμπεριλαμβανομένης της τροποποίησης της επωνυμίας και της σειράς του κατασκευαστή.

Εξοπλισμός τηλεοπτικού δικτύου:

Μέθοδοι τοποθέτησης Καλώδιο τηλεόρασηςεντός κτίριου:

Πριν ξεκινήσετε τις εργασίες για την τοποθέτηση καλωδίων σε εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους, είναι απαραίτητο να ελέγξετε το καλώδιο για σπασίματα και ζημιές. Κατά την εγκατάσταση, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε ολόκληρα κομμάτια καλωδίου· για να το κάνετε αυτό, πρέπει να προσδιορίσετε εκ των προτέρων το μήκος του καλωδίου μέχρι το σημείο της πρώτης σύνδεσης μεταγωγής και να επιλέξετε ένα πηνίο με το κατάλληλο μήκος καλωδίου. Τις περισσότερες φορές υπάρχουν κόλποι 300 m, αλλά υπάρχουν επίσης 100 και 500 m. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι όσο λιγότερα σπασίματα στο καλώδιο, τόσο καλύτερο είναι το σήμα. Στα σημεία μεταγωγής, όταν τραβάτε καλώδια, είναι προτιμότερο να αφήνετε μια ρεζέρβα εκ των προτέρων για να αποφύγετε στη συνέχεια την υπερβολική τάση στο καλώδιο ή τη συσσώρευσή του.

Πριν ξεκινήσετε τις εργασίες για την εγκατάσταση ενός τηλεοπτικού δικτύου, είναι απαραίτητο να εξετάσετε την προτεινόμενη διαδρομή, να εντοπίσετε δύσκολα μέρη, αιχμηρές γωνίες, προεξοχές και άλλοι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την ακεραιότητα του καλωδίου. Σε τέτοια μέρη, πρέπει να σκεφτείτε εκ των προτέρων πώς να εγκαταστήσετε και να ασφαλίσετε το καλώδιο. Για εξωτερική φλάντζακαλώδια, χρησιμοποιούνται ανοιχτές και κλειστές μέθοδοι.

• Ανοιχτός δρόμοςΤο καλώδιο πραγματοποιείται με τη μέθοδο εδάφους, κυρίως κατά μήκος προσόψεων κτιρίων, στεγών και άλλων δομικών στοιχείων, και επιτρέπεται επίσης η στερέωση σε καλώδια, αλλά με ειδικές κουμπώσεις και με χρήση ειδικής τεχνολογίας. Ανοιχτός δρόμοςσας επιτρέπει να εκτελείτε εργασίες γρήγορα και με σχετικά χαμηλό κόστος, το καλώδιο είναι εύκολα προσβάσιμο για διαγνωστικά και επακόλουθη συντήρηση, αλλά η καλωδίωση δεν φαίνεται αισθητικά ευχάριστη, το καλώδιο υπόκειται σε τυχαία ή εκ προθέσεως ζημιά.
• Με κλειστό τρόποΤο καλώδιο τοποθετείται σε ειδικά κανάλια καλωδίων στην πρόσοψη του κτιρίου ή υπόγεια. Αυτή η μέθοδος εγγυάται μεγαλύτερη ασφάλεια του καλωδιακού δικτύου, προστατεύει το καλώδιο από ζημιές και μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση, αλλά το κόστος της εργασίας είναι πολύ πιο ακριβό, η διαδικασία είναι πιο εντατική και χρονοβόρα και επακόλουθη πρόσβαση στο καλώδιο για διαγνωστικά και η συντήρηση είναι δύσκολη. Πολύ συχνά, συμβαίνει μια κατάσταση όταν εγκαθίστανται δορυφορικές και επίγειες κεραίες λήψης σε ένα κτίριο (για παράδειγμα, ένα εξοχικό σπίτι) και ένα τηλεοπτικό δίκτυο εγκαθίσταται σε πολλά κτίρια (για παράδειγμα, στο κεντρικό σπίτι, έναν ξενώνα, ένα λουτρό και φύλακας ή σπίτι υπηρέτη). Η εγκατάσταση πολλών κεραιών και η κατασκευή μεμονωμένων τηλεοπτικών δικτύων μερικές φορές δεν είναι λειτουργική, επομένως δημιουργείται ένα ενιαίο τηλεοπτικό δίκτυο και η εναλλαγή του συστήματος στο δρόμο γίνεται κυρίως με κλειστό τρόπο.

Αφού προσδιορίσετε τη μέθοδο εγκατάστασης, ελέγξετε το καλώδιο και τη διαδρομή, μπορείτε να αρχίσετε να εργάζεστε. Ας δώσουμε μερικά πρακτικές συστάσεις, με βάση τη δική μας εμπειρία, η οποία μπορεί να είναι χρήσιμη κατά την εγκατάσταση ενός τηλεοπτικού δικτύου στο δρόμο:

• το καλώδιο που εκτείνεται από την κεραία πρέπει να ασφαλιστεί σωστά και να αποτραπεί η χαλάρωση και η υπερβολική τάση· για αυτό, τα καλώδια συνδέονται μεταξύ τους και ασφαλίζονται σε όλο το μήκος της διαδρομής - στον ιστό, τα στοιχεία οροφής, τον τοίχο, το καλώδιο κ.λπ.
• για να αποτρέψετε πιθανή χαλάρωση του καλωδίου κάτω ίδιο βάρος, κατά την κάθετη τοποθέτηση, το καλώδιο στερεώνεται σε διαστήματα 0,5 - 1 m.
• στις στέγες, το καλώδιο συνδέεται κυρίως σε ψηλά στοιχεία ή κάτω από αυτό, έτσι ώστε να μην παρεμποδίζεται το λιώσιμο και ο καθαρισμός του χιονιού και να ελαχιστοποιείται ο κίνδυνος ζημιάς στο καλώδιο.
• Τα σημεία όπου το καλώδιο είναι συνδεδεμένο με την κεραία ή τον μετατροπέα πρέπει να είναι ερμητικά σφραγισμένα για να αποφευχθεί η είσοδος υγρασίας.
• εάν είναι απαραίτητο, διασταύρωση με ηλεκτρικό καλώδιο, συνιστάται να τοποθετήσετε το καλώδιο του τηλεοπτικού συστήματος κάτω από αυτό σε απόσταση τουλάχιστον 2 m.
• σε περίπτωση τοποθέτησης του καλωδίου στο έδαφος, για να αποφευχθεί η πιθανότητα βλάβης του καλωδίου από την επαφή με ετερογενές έδαφος (παραμόρφωση, ρήξη καλωδίου είναι δυνατή), συνιστάται η τοποθέτηση του σε μαξιλάρι άμμου από 50 έως 150 mm και πρώτα το πασπαλίζουμε με την ίδια στρώση άμμου και μετά το σκεπάζουμε με το κυρίως χώμα . Είναι καλό όταν το καλώδιο τοποθετείται υπόγεια σε ειδικούς σωλήνες, φυσικά είναι ακριβό, αλλά σε αυτές τις περιπτώσεις το καλώδιο προστατεύεται από όλες τις εξωτερικές δυσμενείς συνθήκες.
• Είναι προτιμότερο να αφήνετε λίγο χαλαρό μεταξύ των ακραίων σημείων της προσάρτησης του καλωδίου αντί να το σφίξετε πολύ, οπότε θα αντιδράσει άσχημα στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τους κραδασμούς.

Συνοπτικά, παραθέτουμε τους κύριους λόγους για παραβιάσεις ή κακή απόδοση των τηλεοπτικών δικτύων:

• Το σύστημα τηλεόρασης δεν κατασκευάστηκε με υψηλή ποιότητα, για παράδειγμα, έγιναν σφάλματα στον υπολογισμό της εξασθένησης του σήματος, το διάγραμμα καλωδίωσης και μεταγωγής δεν σχεδιάστηκε σωστά, επιλέχθηκαν ακατάλληλος εξοπλισμός, καλώδια και σύνδεσμοι.
• Το καλώδιο δεν πληροί τις απαιτήσεις συστήματος, για παράδειγμα, λάθος κατηγορία, τύπο, ποιότητα κ.λπ.
• Ο εξοπλισμός μεταγωγής δεν πληροί τις απαιτήσεις του συστήματος όσον αφορά τα χαρακτηριστικά ή/και την ποιότητά του, ίσως απλώς να μην λειτουργεί.
• Πολύ χαμηλό επίπεδο του σήματος εισόδου, το οποίο δεν μπορεί να αυξηθεί στο επίπεδο που απαιτείται για τη σωστή λειτουργία του συστήματος.
• Ο τερματισμός του καλωδίου δεν εκτελέστηκε καλά, ήταν σπασμένο και/ή χρησιμοποιήθηκαν συνδετήρες κακής ποιότητας.
• Υπάρχουν φορές που πολλοί ή όλοι οι παράγοντες συμβαίνουν ταυτόχρονα.

Η εγκατάσταση ενός τηλεοπτικού δικτύου δεν είναι καθόλου τόσο απλή όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά. Η σύνδεση μιας τηλεόρασης σε μια έτοιμη πρίζα δεν είναι καθόλου ίδια με τη δημιουργία νέο σύστημαή βελτιώστε το παλιό. Εδώ είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη και να χρησιμοποιηθούν σωστά όλοι οι παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του τύπου και της μεθόδου μετάδοσης σήματος, της σωστής επιλογής του μέσου μετάδοσης, του εξοπλισμού μεταγωγής, του διαγράμματος καλωδίωσης και πολλά άλλα. Όσο πιο εντατικά αναπτύσσεται η τηλεόραση, τόσο περισσότερα νέα κανάλια, μορφές εκπομπής και Επιπρόσθετα χαρακτηριστικά, όσο περισσότερες λειτουργίες έχουν οι τηλεοράσεις, τόσο υψηλότερο θα πρέπει να είναι το επίπεδο των προσόντων των ειδικών που ασχολούνται με το σχεδιασμό και την εγκατάσταση τηλεοπτικών συστημάτων.

Για εμάς, κάθε Πελάτης και οι απαιτήσεις του για το σύστημα είναι ατομικές. Δεν προσπαθούμε να τα χωρέσουμε όλα τυπικές λύσεις, αν και έχουν μια θέση να είναι, προσπαθούμε να δημιουργήσουμε κάτι νέο, με χαρακτηριστικά εγγενή μόνο σε αυτό το σύστημα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Στόχος μας είναι να δημιουργήσουμε ένα οικονομικό και λειτουργικό σύστημα που μπορεί να ικανοποιήσει στο μέγιστο, και κατά κάποιο τρόπο ακόμη και να προβλέψει τα αιτήματα του Πελάτη, να δημιουργήσει άνετες συνθήκεςλειτουργία του συστήματος με μίνι. Για την επίτευξη αυτού του στόχου, μας καθοδηγεί η εξειδικευμένη εκπαίδευση, η πολυετής εμπειρία, τα δεδομένα παρακολούθησης για την ανάπτυξη των τεχνολογιών τηλεόρασης και δικτύου και το σημαντικότερο, η επιθυμία να δημιουργήσουμε ένα λειτουργικό προϊόν που χρειάζεται ο κόσμος.

Μία τηλεόραση. Ένα σύνολο συσκευών των οποίων η δράση στοχεύει στη μετάδοση κινούμενων εικόνων και ήχου σε απόσταση είναι. Στην καθημερινή ζωή, αυτό αναφέρεται σε οργανισμούς που παράγουν και επίσης διανέμουν τηλεοπτικά προγράμματα. Οι τηλεοπτικές και ραδιοφωνικές εκπομπές είναι τα πιο δημοφιλή μέσα για τη διάδοση διαφόρων ειδών πληροφοριών, καθώς και τα κύρια μέσα επικοινωνίας.

Βασικές αρχές

Η τηλεόραση βασίζεται στην αρχή της μετάδοσης εικόνων με χρήση ραδιοφωνικού σήματος ή καλωδίων. Η αλυσίδα τηλεόρασης περιλαμβάνει διάφορες συσκευές:
- μια τηλεοπτική κάμερα εκπομπής που μετατρέπει την εικόνα (που λαμβάνεται μέσω του φακού) σε τηλεοπτικό σήμα βίντεο.
- προβολέας τηλεκίνησης που μετατρέπει την «εικόνα» και τον ήχο στην ταινία σε τηλεοπτικό σήμα, καθώς και για επίδειξη ταινιών στην τηλεόραση.
- απαιτείται συσκευή εγγραφής βίντεο για την εγγραφή και την αναπαραγωγή, ανάλογα με τις ανάγκες, του σήματος βίντεο που παράγεται από τηλεοπτική κάμερα ή τηλεπροβολέα.
- ο διακόπτης βίντεο σάς επιτρέπει να κάνετε εναλλαγή μεταξύ πολλών πηγών εικόνας (κάμερα, βίντεο κ.λπ.)
- πομπός που εκπέμπει ενσύρματα ή ενσύρματα, σήμα υψηλής συχνότητας που προσομοιώνεται με τηλεοπτικό σήμα
- συσκευή λήψης - τηλεόραση. Οι παλμοί συγχρονισμού από το σήμα βίντεο βοηθούν στην αναδημιουργία της εικόνας της τηλεόρασης στην οθόνη.

Για να κάνουν μια τηλεοπτική εκπομπή, χρησιμοποιούν ένα κομμάτι ήχου που είναι παρόμοιο με το κομμάτι μιας ραδιοφωνικής εκπομπής. Η μετάδοση του ήχου πραγματοποιείται σε ξεχωριστή συχνότητα, συνήθως χρησιμοποιώντας διαμόρφωση συχνότητας, χρησιμοποιώντας τεχνολογία παρόμοια με το ραδιόφωνο FM. Η ψηφιακή τηλεόραση λειτουργεί με πολυκάναλο ήχο, ο οποίος μεταδίδεται ταυτόχρονα με την «εικόνα» σε μια ενιαία ροή δεδομένων.

Πρότυπα και συστήματα τηλεόρασης

Η τηλεοπτική μετάδοση έχει το δικό της πρότυπο. Αυτό είναι το όνομα του αθροίσματος του αριθμού των γραμμών στις οποίες αποσυντίθεται το πλαίσιο, της συχνότητας των αλλαγών του ή των πεδίων με τον τύπο σάρωσης. Υπάρχουν τρία πρότυπα που χρησιμοποιούνται στον κόσμο, που χρησιμοποιούνται για την αναλογική και την ψηφιακή τηλεόραση, με τυπική ευκρίνεια. Το πρότυπο ψηφιακής τηλεόρασης χρησιμοποιεί ψηφιακές αναμορφικές εικόνες, οι οποίες είναι προσαρμοσμένες στη σημερινή αναλογία διαστάσεων 16:9.

Η τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας (HDTV) αντικαθιστά τα παραδοσιακά πρότυπα. Η HDTV χαρακτηρίζεται από δύο βασικά πρότυπα αποσύνθεσης.

Το σύστημα τηλεόρασης είναι μια μέθοδος που επιτρέπει την κωδικοποίηση ενός έγχρωμου μηνύματος. Για τηλεόραση τυπικής ευκρίνειας, υπάρχουν τρία συστήματα έγχρωμης μετάδοσης: NTSC, PAL, SECAM.
Η επίγεια τηλεόραση είναι ένα σύστημα για τη μετάδοση ενός τηλεοπτικού σήματος στον καταναλωτή χρησιμοποιώντας πύργους τηλεόρασης και πομπούς (εύρος 47-862 MHz). Για τη λήψη του σήματος, χρησιμοποιείται μια εσωτερική ή εξωτερική κεραία.

Η μέθοδος μετάδοσης ενός τηλεοπτικού σήματος από το κέντρο εκπομπής στον καταναλωτή, ο οποίος χρησιμοποιεί για το σκοπό αυτό τεχνητούς δορυφόρους που βρίσκονται εντός της γεωστατικής τροχιάς της Γης στο διάστημα, πάνω από τον ισημερινό, ονομάζεται δορυφορική τηλεόραση. Έχουν εξοπλισμό πομποδέκτη. Αυτό το σύστημα διασφαλίζει τη μετάδοση τηλεοπτικών σημάτων υψηλής ποιότητας σε περιοχές που δεν μπορούν να καλυφθούν με την παραδοσιακή μέθοδο.

Για τη μετάδοση αναλογικής τηλεόρασης μέσω δορυφόρου, χρησιμοποιείται μια κωδικοποιημένη ή κρυπτογραφημένη φόρμα, στο πρότυπο NTSC, PAL ή SECAM.

Η διαμόρφωση ενός ψηφιακού τηλεοπτικού σήματος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας QPSK ή 8SPK. Η ψηφιακή τηλεόραση, ιδίως που μεταδίδεται μέσω δορυφόρων, βασίζεται σε MPEG, DVB-S, DVB-S2.
Η αναλογική τηλεόραση είναι ένα σύστημα που χρησιμοποιεί αναλογικό ηλεκτρικό σήμα για λήψη, έξοδο και μετάδοση εικόνων και ήχου. Πριν από την εμφάνιση της ψηφιακής τηλεόρασης, χρησιμοποιούνταν αναλογικά σήματα, τα οποία μεταδίδονταν μέσω καλωδίου ή ραδιοφώνου. Τώρα γίνεται η μετάβαση στην ψηφιακή τηλεόραση. Μέχρι το 2015, η Κίνα σχεδιάζει να μεταβεί πλήρως σε αυτήν την τηλεόραση.

Η ψηφιακή τηλεόραση έχει ένα βασικό πλεονέκτημα. Η ποιότητα εικόνας και ήχου είναι πολύ υψηλότερη από αυτή της αναλογικής τηλεόρασης. Θα ελευθερωθεί επίσης η εμβέλεια ραδιοκυμάτων, γεγονός που θα επιτρέψει τη δημιουργία ενός νέου ασύρματου δικτύου.

Ωστόσο, η ψηφιακή τηλεόραση έχει και τα αρνητικά της. Έχει έναν απότομο περιορισμό στην περιοχή που καλύπτει το σήμα. Η υποδοχή γίνεται μέσα της. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι μεγαλύτερο από αυτό της αναλογικής τηλεόρασης, με την ίδια ισχύ πομπού. Ένα άλλο μειονέκτημα της ψηφιακής τηλεόρασης είναι ότι η «εικόνα» σταματά ή διπλώνει σε «τετράγωνα» όταν η στάθμη του εισερχόμενου σήματος είναι χαμηλή.
Τα κύρια πρότυπα είναι DVB (Ευρωπαϊκό πρότυπο), ATSC (Αμερικανικό πρότυπο), ISDB (Ιαπωνικό πρότυπο).

Ιστορία της εφεύρεσης της τηλεόρασης

Η τηλεόραση δεν εφευρέθηκε από κανέναν. Η βάση είναι η ανακάλυψη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου στο σελήνιο, το οποίο έγινε το 1873 από τον Willoughby Smith. Στη συνέχεια, η εφεύρεση του δίσκου σάρωσης (εφευρέτης Nipkov), που οδήγησε στην ανάπτυξη της μηχανικής τηλεόρασης. Αυτός ο τύπος τηλεόρασης ήταν δημοφιλής πριν από τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο.

Για πρώτη φορά στον κόσμο, μια κινούμενη εικόνα μεταδόθηκε το 1923 από τον Charles Jenkins, ο οποίος χρησιμοποίησε μηχανική σάρωση για μετάδοση. Η εικόνα που μετέφερε ήταν μια σιλουέτα, που δεν περιείχε ημίτονο. Το σύστημα με το οποίο μεταδίδονταν οι ημίτονες εικόνες επινοήθηκε το 1926.

Εκείνη την εποχή, υπήρχαν πολλά μηχανικά συστήματα τηλεόρασης, αλλά κανένα από αυτά δεν μπορούσε να ανταγωνιστεί φθηνότερα και πιο αξιόπιστα ηλεκτρονικά συστήματα.

Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την τεχνολογία της ηλεκτρονικής τηλεόρασης, που χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα, αποκτήθηκε από τον καθηγητή Boris Rosing. Μπόρεσε να μεταδώσει μια ακίνητη εικόνα σε απόσταση. Αυτό το πείραμα πραγματοποιήθηκε το 1911. Χρειαζόταν έναν καθοδικό σωλήνα για να αναπαράγει την εικόνα· χρησιμοποίησε μηχανική σάρωση για μετάδοση.

Η πρώτη στον κόσμο μετάδοση μιας εικόνας που κινήθηκε παρουσιάστηκε το 1928 από τους B.P. Grabovsky και I.F. Belyansky. Αν και η εικόνα ήταν ωμή και ασαφής (όπως αναφέρει η πράξη που κατέγραψε το αποτέλεσμα), αυτή ήταν η εμπειρία που θεωρείται η γέννηση της σημερινής ηλεκτρονικής τηλεόρασης. Ο τηλεοπτικός δέκτης που συμμετείχε στο πείραμα ονομάστηκε «τηλεφακός».

Η εφεύρεση του «εικονοσκοπίου», το 1923 από τον V. Zvorykin, έφερε σαφήνεια στην εικόνα και έκρινε τη μοίρα της ηλεκτρονικής τηλεόρασης. Αυτός ο σωλήνας κατέστησε δυνατή την οργάνωση της ηλεκτρονικής τηλεοπτικής μετάδοσης. Οι πρώτες εκπομπές χωρίστηκαν σε 240 γραμμές. Το σήμα ελήφθη σε απόσταση έως και 100 km σε τηλεοράσεις που παράγονται από την RCA.

Έναρξη τακτικής τηλεοπτικής μετάδοσης

Ο πρώτος τηλεοπτικός σταθμός, ο WCFL, εμφανίστηκε το 1928 στο Σικάγο. Χρησιμοποιήθηκε μια ενιαία σειρά ραδιοκυμάτων για τη μετάδοση εικόνας και ήχου.

Στη Σοβιετική Ένωση, το πρότυπο μηχανικής τηλεόρασης (με 30 γραμμές ανάλυσης και ρυθμό καρέ 12,5 ανά δευτερόλεπτο) υπάρχει από το 1931. Δεν υπήρχε μετάδοση ήχου. Η τακτική μετάδοση ξεκίνησε στις 15 Νοεμβρίου 1934 - 12 φορές το μήνα για 1 ώρα. Η τακτική ηλεκτρονική τηλεοπτική μετάδοση ξεκίνησε το 1938. Κυκλοφόρησαν τα πρώτα μοντέλα τηλεοράσεων VRK.

Το 1939, το τηλεοπτικό κέντρο στο Shabolovka άρχισε να εκπέμπει. Αρχικά, τα προγράμματα ήταν 4 φορές την εβδομάδα για 2 ώρες. Η πρώτη ηλεκτρονική τηλεόραση, KVN-49, εμφανίστηκε το 1949. Το 1950 εφευρέθηκε ένα τηλεχειριστήριο, το οποίο συνδέθηκε με καλώδιο στην τηλεόραση.

Το 1953 ξεκίνησε η έγχρωμη τηλεοπτική μετάδοση.

Εγγραφή τηλεοπτικών προγραμμάτων στην τηλεόραση

Η τακτική εμπορική τηλεοπτική μετάδοση άρχισε να αναπτύσσεται. Χρειάστηκε να σωθούν τα τηλεοπτικά προγράμματα για να μεταδοθούν και να διανεμηθούν αργότερα. Οι πρώτοι τηλεοπτικοί σταθμοί με το φάσμα VHF είχαν μικρή εμβέλεια. Στα μέσα της δεκαετίας του '50, άρχισαν να εμφανίζονται γραμμές μετάδοσης ραδιοφωνικών ρελέ για τηλεοπτικά σήματα, γεγονός που κατέστησε δυνατή την προσέγγιση ενός μεγάλου κοινού. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε τεχνολογία εγγραφής φιλμ για την εγγραφή. Μετά τη δημιουργία του πρώτου VCR (1956), έγινε ευκολότερη η αποθήκευση τηλεοπτικών προγραμμάτων. Οι σημερινές τηλεοπτικές εκπομπές χρησιμοποιούν ψηφιακές τεχνολογίες για εγγραφή βίντεο και επεξεργασία βίντεο. Σήμερα αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της τηλεόρασης.

Η σημασία της τηλεόρασης επιβεβαιώθηκε με την καθιέρωση της Παγκόσμιας Ημέρας Τηλεόρασης (21 Νοεμβρίου).

Οι τηλεοράσεις εκπομπής χαρακτηρίζονται από τυποποίηση των παραμέτρων αποσύνθεσης, των σημάτων, των τύπων διαμόρφωσης, των περιοχών συχνοτήτων μετάδοσης και της παρουσίας ήχου. Τα τηλεοπτικά προγράμματα δημιουργούνται από τηλεοπτικά κέντρα.

Οι τηλεοπτικές εκπομπές χρησιμοποιούν δύο φέρουσες συχνότητες. Σύμφωνα με το GOST 7845-79 για τις κύριες παραμέτρους ενός τηλεοπτικού συστήματος εκπομπής, μία από αυτές - η συχνότητα φορέα εικόνας - διαμορφώνεται πλάτος από ένα πλήρες έγχρωμο τηλεοπτικό σήμα, με το ελάχιστο πλάτος φορέα να αντιστοιχεί στο επίπεδο λευκού και το μέγιστο στο επίπεδο του σήματος

συγχρονισμός Σε αυτή την περίπτωση, ο παλμικός θόρυβος είναι λιγότερο αισθητός, καθώς εμφανίζεται στην εικόνα κυρίως με τη μορφή σκοτεινών κουκκίδων. Η ατρωσία θορύβου του συγχρονισμού αυξάνεται, κατά τη μετάδοση των σημάτων που εκπέμπουν μέγιστη ισχύς. Το χαρακτηριστικό διαμόρφωσης του πομπού χρησιμοποιείται πληρέστερα, καθώς επιτρέπεται η χρήση των μη γραμμικών τμημάτων του κατά τη μετάδοση σημάτων συγχρονισμού. Η φέρουσα συχνότητα του ήχου διαμορφώνεται σε συχνότητα από το ηχητικό σήμα

Διαχωρισμός των συχνοτήτων φορέα ήχου και εικόνας σε διαφορετικές χώρεςδιαφορετικός. Είναι 6,5 MHz σε χώρες μέλη του Διεθνούς Οργανισμού Ραδιοτηλεόρασης και Τηλεόρασης, συμπεριλαμβανομένης της ΕΣΣΔ. 4,5 MHz - in Αμερικανικό πρότυπο; 5,5 MHz - σε ορισμένες χώρες Δυτική Ευρώπηκαι 6,0 MHz - στην Αγγλία. Ο φορέας εικόνας είναι χαμηλότερη σε συχνότητα από τον φορέα ήχου.

Επί του παρόντος, η ΕΣΣΔ χρησιμοποιεί 12 κανάλια ραδιοσυχνοτήτων στην περιοχή μήκους κύματος του μετρητή (48,5-230 MHz) και αναπτύσσονται κανάλια ραδιοσυχνοτήτων στην περιοχή δεκατόμετρων (470-790 MHz). Λόγω της μερικής καταστολής των συχνοτήτων της χαμηλότερης πλευρικής ζώνης του σήματος ραδιοεικόνας, σε κάθε κανάλι εκχωρείται μια ζώνη συχνοτήτων 8 MHz. Υπάρχουν βασικά δύο πρότυπα σάρωσης τηλεόρασης που χρησιμοποιούνται στον κόσμο: ευρωπαϊκές 625 γραμμές με 25 καρέ ανά δευτερόλεπτο και αμερικανικές 525 γραμμές με 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Χρησιμοποιείται πλεγμένη αποσύνθεση με δύο πεδία ανά πλαίσιο και μορφή πλαισίου 4/3.

Τρία συστήματα έγχρωμης τηλεόρασης έχουν τυποποιηθεί για τηλεοπτικές εκπομπές: NTSC, SECAM και PAL. Το σύστημα NTSC αναπτύχθηκε στις Η.Π.Α. Το πρότυπό του υιοθετήθηκε το 1953 και στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε στην Ιαπωνία, τον Καναδά και άλλες χώρες της αμερικανικής ηπείρου. Ως αποτέλεσμα μεταγενέστερης έρευνας, η Σοβιετική - Γαλλικό σύστημαΤο SECAM, που υιοθετήθηκε για μετάδοση στην ΕΣΣΔ, στη Γαλλία, στις περισσότερες σοσιαλιστικές χώρες και σε ορισμένες χώρες της Βόρειας Αφρικής, και στο δυτικογερμανικό σύστημα PAL, που χρησιμοποιείται σε ορισμένες χώρες της Δυτικής Ευρώπης. Η τακτική έγχρωμη μετάδοση μέσω συστημάτων SECAM και PAL ξεκίνησε το 1967.

Σε όλα τα συστήματα πληροφορίες χρώματοςμεταδίδεται σε έναν υποφορέα που βρίσκεται στο τμήμα υψηλής συχνότητας του φάσματος σήματος φωτεινότητας. Τα συστήματα διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τις μεθόδους διαμόρφωσης του υποφορέα χρώματος, τον τύπο των σημάτων διαφοράς χρώματος και τη σειρά μετάδοσής τους.

Στα συστήματα NTSC και PAL, κάθε γραμμή μεταδίδει δύο σήματα διαφοράς χρώματος (για παράδειγμα, ) διαμορφώνοντας ταυτόχρονα την ίδια συχνότητα υποφορέα σε δύο ισορροπημένους διαμορφωτές. Ο υποφορέας χρώματος τροφοδοτείται στους διαμορφωτές με μετατόπιση φάσης 90°, δηλαδή σε τετραγωνισμό. Αυτή η μέθοδος διπλής διαμόρφωσης ονομάζεται τετραγωνική διαμόρφωση. Προκύπτουσα ταλάντευση

που προκύπτει από την προσθήκη δύο ισορροπημένων διαμορφωμένων ταλαντώσεων στο τετράγωνο αποδεικνύεται ότι διαμορφώνεται ως προς το πλάτος και τη φάση.Έτσι, η διαμόρφωση τετραγώνου είναι μια διαμόρφωση πλάτους-φάσης, όπου το πλάτος μεταφέρει πληροφορίες για τον κορεσμό χρώματος και η φάση - για το χρώμα του τόνος. Ο διαχωρισμός του σήματος στην πλευρά λήψης επιτυγχάνεται με σύγχρονη ανίχνευση.

Τα σήματα E χρησιμοποιούνται ως σήματα χρωματικής διαφοράς στο σύστημα NTSC και στο σύστημα PAL - [βλ. (3.46) και (3.43)]. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του συστήματος PAL, το οποίο βελτιώνει την απόδοσή του σε σύγκριση με το σύστημα NTSC, είναι η εναλλαγή φάσης του υποφορέα χρώματος στο κανάλι σήματος διαφοράς κόκκινου χρώματος από γραμμή σε γραμμή κατά ±90°.

Στο σύστημα SECAM, τα σήματα δεν μεταδίδονται ταυτόχρονα. Εναλλάσσονται από γραμμή σε γραμμή, διαμορφώνοντας τον φορέα χρώματος στη συχνότητα. Για να βελτιωθούν τα χαρακτηριστικά του συστήματος, εισάγεται προέμφαση πλάτους του χρωματικού σήματος.

Στον εξοπλισμό των τηλεοπτικών κέντρων που χρησιμοποιούν διαφορετικά είδηπηγές τηλεοπτικών σημάτων: ιδιώτες εκπομπής, προβολείς φιλμ, slide και epi, γεννήτριες ηλεκτρονικών πινάκων δοκιμών με αντίστοιχα κανάλια ενίσχυσης και επεξεργασίας σήματος. Η διαδικασία επεξεργασίας ξεκινά στο θάλαμο εκπομπής και συνεχίζεται στο κανάλι του θαλάμου. Περιλαμβάνει διόρθωση της εξασθένησης των στοιχείων σήματος υψηλής συχνότητας στο καλώδιο της κάμερας, παραμόρφωση διαφράγματος και ανομοιομορφία σήματος σε όλο το πεδίο εικόνας που εισάγουν τα φωτοβολταϊκά, καθώς και τα χαρακτηριστικά πλάτους του συστήματος, στερέωση της στάθμης μαύρου στο σήμα και ανάμειξη παλμών απόσβεσης αντίστροφα εγκεφαλικά επεισόδιασαρώσεις σε κινοσκόπιο.

Κάθε κανάλι ενός συστήματος εκπομπής έγχρωμης τηλεόρασης τελειώνει με έναν κωδικοποιητή και παράγει ένα πλήρες έγχρωμο τηλεοπτικό σήμα. Αυτή η αρχή παραγωγής ενός σήματος καθιστά δυνατό τον καθολικό έλεγχο του σήματος λειτουργίας εξόδου, το οποίο χωρίς πρόσθετη επεξεργασίαμπορεί να παρέχεται από ραδιοπομπό.

Τμήμα Ραδιοηλεκτρονικής

Περίληψη με θέμα:

Σχηματισμός εικόνας σε τηλεοπτικά συστήματα

Σύστημα τηλεόρασης

Διάσπαση φωτός

Σύστημα τηλεόρασης

Ο κύριος σκοπός των τηλεοπτικών συστημάτων είναι να σχηματίζουν εικόνες μεταδιδόμενων σκηνών στην οθόνη μιας συσκευής αναπαραγωγής σε πραγματικό χρόνο ή χρησιμοποιώντας εγγραφή βίντεο, συνήθως σε σημαντική απόσταση από αυτές. Ταυτόχρονα, οι μέθοδοι τηλεόρασης χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ανάλυσης εικόνας για την εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών σχετικά με τα αντικείμενα ή τις διαδικασίες που μελετώνται.

Ο πιο κοινός φορέας πληροφοριών για τους ανθρώπους για τον κόσμο γύρω τους είναι η ορατή ακτινοβολία (η περιοχή του φάσματος των ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων με μήκος κύματος Χ από περίπου 380 έως 760 nm, που γίνεται άμεσα αντιληπτή από το μάτι). Με τη βοήθεια του οπτικού συστήματος, ένα άτομο λαμβάνει τη μεγαλύτερη (έως 80%) ποσότητα πληροφοριών από τον έξω κόσμο. Τα "γειτονικά" τμήματα του οπτικού φάσματος: υπέρυθρες - 780...104 nm, υπεριώδη - 5...380 nm, ακτίνες Χ - 0,01...5,00 nm, κ.λπ., μεταφέρουν επίσης σημαντικές πληροφορίες για τα γύρω αντικείμενα και τις συνεχείς διεργασίες, αλλά δεν μπορεί να γίνει άμεσα αντιληπτό από το μάτι (τα υποδεικνυόμενα όρια των φασματικών τομών είναι, φυσικά, αυθαίρετα). Για την αντίληψη της ακτινοβολίας σε αυτά τα μέρη του φάσματος, χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι μετασχηματισμών μιας αόρατης οπτικής εικόνας σε ορατή - οπτικοποίηση αόρατων εικόνων. Αυτός ο λειτουργικός σκοπός της TV C έχει γίνει ένας από τους πιο σημαντικούς στις μέρες μας.

Ως παράδειγμα TVS, θεωρήστε ένα σύστημα του οποίου ο σκοπός είναι να σχηματίσει μια εικόνα μιας μεταδιδόμενης σκηνής που προορίζεται για ανθρώπινη αντίληψη. Ένα διάγραμμα ενός τέτοιου συγκροτήματος καυσίμου φαίνεται στο Σχ. 1. Η πηγή φωτός φωτίζει τη μεταδιδόμενη σκηνή με φωτεινή ροή F0. Η ανακλώμενη φωτεινή ροή F αποδεικνύεται ότι είναι μια σύνθετη συνάρτηση των συντεταγμένων x, y, z του χώρου του αντικειμένου, του μήκους κύματος της ακτινοβολίας λάμδα και του χρόνου t. Χρησιμοποιώντας ένα οπτικό σύστημα (φακό), σχηματίζεται μια εικόνα της μεταδιδόμενης σκηνής Ε (x, y, λάμδα, t) - η κατανομή του φωτισμού στις συντεταγμένες x, y του επιπέδου εικόνας. Αυτή η εικόνα είναι το σήμα εισόδου TVS. Χρησιμοποιώντας έναν φωτοηλεκτρικό μετατροπέα (PVC), μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα (σήμα εικόνας). Αυτό το σήμα, μετά την ενίσχυση και την επεξεργασία, εισέρχεται σε ένα κανάλι επικοινωνίας (ραδιοφωνικό κανάλι, καλωδιακή γραμμή επικοινωνίας κ.λπ., συμπεριλαμβανομένων στοιχείων κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης συσκευών μετάδοσης και λήψης). Από την έξοδο του καναλιού επικοινωνίας, το σήμα, μετά από πρόσθετη επεξεργασία και ενίσχυση, αποστέλλεται σε έναν καθοδικό σωλήνα ακτίνων (CRT) - ένα κινοσκόπιο. Μια εικόνα της μεταδιδόμενης σκηνής αναπαράγεται στην οθόνη CRT. Για τη σύγχρονη λειτουργία όλων των εξαρτημάτων του συστήματος, χρησιμοποιείται μια γεννήτρια σήματος συγχρονισμού - μια συγγεννήτρια και γεννήτριες σάρωσης χρησιμοποιούνται στο σύστημα για την εκτροπή των δεσμών ηλεκτρονίων των φωτοβολταϊκών στοιχείων και των CRT.

Σε συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για αυτόματη ανάλυση εικόνας, το σήμα από την έξοδο της συσκευής επεξεργασίας και ενίσχυσης τροφοδοτείται σε έναν αναλυτή, ο οποίος μπορεί να είναι ένας υπολογιστής γενικής χρήσης ή ένας εξειδικευμένος υπολογιστής.

Τέτοια συγκροτήματα καυσίμου περιέχουν συχνά μια συσκευή εγγραφής σήματος εικόνας, μια συσκευή εγγραφής δεδομένων για αντικείμενα στο πεδίο εικόνας ή έναν ενεργοποιητή (για παράδειγμα, σε συσκευές για τον έλεγχο κινούμενων αντικειμένων).

Έτσι, στα υπό εξέταση συστήματα, όπως και σε κάθε άλλο που προορίζεται για μετάδοση πληροφοριών, παρέχεται η παρουσία ενός φορέα πληροφοριών, στις παραμέτρους του οποίου κωδικοποιείται ένα μήνυμα για τη μεταδιδόμενη σκηνή. Ένα τηλεοπτικό σύστημα είναι ένα σύνθετο σύστημα μετάδοσης πληροφοριών πολλαπλών συνδέσμων, το σήμα του οποίου σε διαφορετικά τμήματα μπορεί να έχει διαφορετική φυσική φύση (κβάντα φωτός, ηλεκτρόνια κ.λπ.).

Ποιες παράμετροι του σήματος - ο φορέας πληροφοριών - μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση μηνυμάτων στο TVS; Αυτό μπορεί να είναι ορατή ακτινοβολία - λευκό φως με ομοιόμορφη ή σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή ισχύος σε όλο το φάσμα ακτινοβολίας. Όπως είναι γνωστό, το λευκό φως μπορεί να αναπαρασταθεί ως το άθροισμα ενός μεγάλου αριθμού μονοχρωματικών συστατικών με τυχαία πλάτη, συχνότητες, φάσεις, κατευθύνσεις διάδοσης και πόλωση. Αν και η χρήση αυτής της ακτινοβολίας είναι περιορισμένη λόγω της τυχαιότητας των παραμέτρων της, ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση είναι δυνατός ο σχεδιασμός αρκετά αποτελεσματικών συγκροτημάτων καυσίμου με βάση τη διαμόρφωση παραμέτρων όπως το πλάτος της ακτινοβολίας, η φασματική της σύνθεση και η πόλωση.

Για κάθε συγκεκριμένη χρονική στιγμή, η απόκριση ενός ηλιακού κυττάρου στην επηρεαζόμενη ακτινοβολία περιγράφεται από την εξάρτηση του σήματος εξόδου του από τη συνάρτηση κατανομής ισχύος ακτινοβολίας P (X), λαμβάνοντας υπόψη τη φασματική ευαισθησία του ηλιακού κυττάρου:

Το σήμα εξόδου των περισσότερων φωτοβολταϊκών στοιχείων, καθώς και η αντίδραση του ανθρώπινου οπτικού συστήματος (αίσθηση), μπορεί να προσδιοριστεί από τη σχέση (1) με την αντίστοιχη φασματική ευαισθησία e (X) και την κανονικοποίηση της αίσθησης. Για το μάτι, αυτή είναι η φασματική καμπύλη ευαισθησίας ή σχετικής ορατότητας v (A). Η αίσθηση αποδεικνύεται ότι είναι ανάλογη με την εφαρμοζόμενη φωτεινή ροή

Οπτική απεικόνιση

Το σήμα εισόδου του συγκροτήματος καυσίμου είναι μια επίπεδη οπτική εικόνα (εικόνες) - E (x, y, ƴ, t). Ο σχεδιασμός οποιουδήποτε συγκροτήματος καυσίμου περιλαμβάνει μια ανάλυση του σχηματισμού μιας οπτικής εικόνας στην είσοδο του συστήματος. Η ποιότητα της παραγόμενης τηλεοπτικής εικόνας καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα της οπτικής εικόνας εισόδου. Χωρίς να ληφθούν υπόψη οι μηχανισμοί κατασκευής του, είναι αδύνατη η σωστή ερμηνεία δεδομένων σχετικά με τη σκηνή υπό μελέτη σε συστήματα αυτόματης ανάλυσης εικόνας και συστήματα τεχνικής όρασης.

Για να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς σχηματισμού της εικόνας εισόδου, θα βασιστούμε στις βασικές αρχές της γεωμετρικής οπτικής. Ένα αντικείμενο, για παράδειγμα, που εκπέμπει (φωτεινό) ή ανακλά, μπορεί να περιγραφεί από τη συνάρτηση φωτεινότητας L (x, y, z, ƴ, t), όπου x, y, z είναι χωρικές συντεταγμένες. ƴ - μήκος κύματος ακτινοβολίας. t - χρόνος. Ομοίως, μια επίπεδη εικόνα αυτού του αντικειμένου L (x, y, ƴ, t) μπορεί να περιγραφεί, ιδιαίτερα ως συνάρτηση του φωτισμού E (x, y, ƴ, t), που έχει κατασκευαστεί από ένα ή άλλο σύστημα απεικόνισης σε συντεταγμένες x , y του χώρου εικόνας.

Είναι γνωστό από την οπτική ότι η εικόνα ενός σημειακού αντικειμένου που δημιουργείται από ένα ιδανικό οπτικό σύστημα είναι το σημείο στο οποίο συγκλίνουν οι ακτίνες που προέρχονται από το εν λόγω σημείο αντικείμενο. Αν πάρουμε κάθε σημείο στην επιφάνεια ενός αντικειμένου που αντανακλά το φως από μια εξωτερική πηγή ως τοπική πηγή φωτός, τότε το σύνολο των εικόνων αυτών των σημείων δίνει μια οπτική εικόνα του αντικειμένου. Το σύνολο των σημείων, η εικόνα των οποίων μπορεί να ληφθεί χρησιμοποιώντας ένα σύστημα χαρτογράφησης, σχηματίζει το χώρο των αντικειμένων και το σύνολο των σημειακών εικόνων αυτών των αντικειμένων σχηματίζει το χώρο των εικόνων.

Σε αυτή την περίπτωση, οι ακτίνες φωτός διαθλώνται ελαφρά και απορροφώνται από το μέσο. Αυτό καθιστά δυνατή τη δημιουργία εικόνων που αντικατοπτρίζουν επαρκώς τις ιδιότητες της μεταδιδόμενης (παρατηρούμενης) σκηνής. Σε εκείνες τις περιπτώσεις που δεν πληρούνται αυτές οι προϋποθέσεις, εμφανίζονται ορισμένες παραμορφώσεις φωτεινότητας, χρώματος και γεωμετρίας. Για παράδειγμα, κατά την παρατήρηση απομακρυσμένων ορεινών τοπίων ή της επιφάνειας της Γης από αεροσκάφη, εμφανίζονται παραμορφώσεις χρώματος και αντίθεσης λόγω επιλεκτικής απορρόφησης και διασποράς του φωτός στην ατμόσφαιρα (οι πυκνές πράσινες περιοχές αποκτούν μια γαλαζωπή απόχρωση, οι αντιθέσεις των αντικειμένων διαφορετικής φωτεινότητας είναι μειωμένος). Λόγω των επιπτώσεων που προκαλούνται από τη διάθλαση του φωτός στην ατμόσφαιρα, εμφανίζονται γεωμετρικές παραμορφώσεις στην εικόνα, ακόμη και όταν παρατηρούνται με το μάτι. Σε απαραίτητες περιπτώσεις λαμβάνονται ειδικά υπόψη τα καθορισμένα μοτίβα σχηματισμού εικόνας.

Η γεωμετρική οπτική βασίζεται όχι μόνο στο αξίωμα της ομοιογένειας του μέσου, αλλά και στην ευθύτητα και την αμοιβαία ανεξαρτησία της διάδοσης των ακτίνων φωτός σε αυτό, την αντιστρεψιμότητα της διαδρομής των ακτίνων φωτός, τους γνωστούς νόμους ανάκλασης και διάθλασης του φως, η αρχή του Fermat και ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας.

Ως αποτέλεσμα των υπολογισμών, καθορίζονται τα χαρακτηριστικά της μηχανικής δομής της συσκευής και οι απαιτούμενες τιμές των παραλλαγών τους στη διαδικασία εστίασης, αλλαγής φωτεινότητας, φασματικής σύνθεσης και άλλων παραμέτρων. επιλέγονται οπτικά στοιχεία.

Ο υπολογισμός του οπτικού συγκροτήματος βασίζεται στις ιδιότητες των βασικών σημείων, τα δεδομένα για το κύριο και εστιακό επίπεδο, καθώς και τις εστιακές αποστάσεις. Η δέσμη 1 (Εικ. 2), παράλληλη προς τον οπτικό άξονα του φακού, στον χώρο εικόνας 1" θα τέμνει τον οπτικό άξονα στο σημείο F". Αυτό το σημείο ονομάζεται οπίσθια εστίαση του φακού και είναι μια εικόνα ενός απείρως απομακρυσμένου σημείου αντικειμένου. Σε αυτό το σημείο, συλλέγονται όλες οι ακτίνες που διαδίδονται παράλληλα με τον οπτικό άξονα, συμπεριλαμβανομένης της ακτίνας που συμπίπτει με τον οπτικό άξονα, η οποία διέρχεται από το εστιακό σημείο χωρίς να αλλάζει την κατεύθυνση διάδοσής της στο οπτικό σύστημα.

Οι παράλληλες ακτίνες, όταν διαδίδονται προς την αντίθετη κατεύθυνση (2 και 2"), συλλέγονται στο μπροστινό σημείο εστίασης F. Οι ακτίνες 1 και 1" ονομάζονται συζυγείς, η συνέχειά τους σχηματίζει το σημείο Ν", που βρίσκεται στο πίσω κύριο επίπεδο του φακού (Ν" Η"). Ομοίως, το σημείο Ν βρίσκεται στο μπροστινό κύριο επίπεδο (Ν Η).

Το πιο σημαντικό λειτουργικό χαρακτηριστικό ενός φακού είναι η εστιακή του απόσταση f: εμπρός - από το μπροστινό κύριο επίπεδο στο μπροστινό σημείο εστίασης (f), πίσω - από το πίσω κύριο επίπεδο στο πίσω σημείο εστίασης f). Τα επίπεδα που διέρχονται από τα εστιακά σημεία F και F" κάθετα στον οπτικό άξονα ονομάζονται εμπρός και πίσω εστιακά επίπεδα. Εστιακά επίπεδα είναι ο γεωμετρικός τόπος των σημείων στα οποία δέσμες παράλληλων ακτίνων του χώρου των αντικειμένων αυθαίρετης γωνίας κλίσης στον οπτικό άξονα του συστήματος συλλέγονται, για παράδειγμα, μια δέσμη ακτίνων L συλλέγεται στο σημείο L", το οποίο βρίσκεται στο πίσω εστιακό επίπεδο.

Ας εξετάσουμε την κατασκευή μιας οπτικής εικόνας μιας σκηνής χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του τμήματος AB, το οποίο καθορίζει τη θέση ενός αντικειμένου (Εικ. 3). Ορίζουμε το οπτικό σύστημα από τη θέση των κύριων επιπέδων F και F» των εστιών F και F». Από το σημείο Β σχεδιάζουμε ακτίνες: 1, παράλληλες προς τον οπτικό άξονα, και 2, που διέρχονται από την μπροστινή εστία F του φακού. Το πρώτο στο χώρο της εικόνας θα περάσει από την πίσω εστία F" (l"), και το δεύτερο θα διαδοθεί παράλληλα με τον οπτικό άξονα (2"). Η τομή τους Β" σχηματίζει την εικόνα (συζυγές σημείο) του αντίστοιχου σημείου Β του η σκηνή. Η εικόνα του σημείου Α, που βρίσκεται στον οπτικό άξονα, μπορεί να ληφθεί σχεδιάζοντας μια κάθετο από το σημείο Β" στον οπτικό άξονα: το σημείο Α" θα είναι η εικόνα του σημείου L.

Μπορείτε να το βρείτε και με γραφική κατασκευή. Ας επιλέξουμε μια αυθαίρετη ακτίνα 3. Αυτή η ακτίνα θα τέμνει το μπροστινό κύριο επίπεδο. Μέσω της μπροστινής εστίασης F σχεδιάζουμε μια κάθετη στον οπτικό άξονα του φακού και από το σημείο C της τομής του με την ακτίνα 3 κατασκευάζουμε μια γραμμή (διακεκομμένη γραμμή 4) παράλληλη στον οπτικό άξονα μέχρι να τέμνεται με το πίσω κύριο επίπεδο. Εάν το σημείο C θεωρείται πηγή φωτός, η οποία βρίσκεται, όπως φαίνεται από το Σχ. 1.3, στο μπροστινό εστιακό επίπεδο, τότε η φανταστική ακτίνα 4 θα περάσει από την πίσω εστία F", και η ακτίνα που διαδίδεται από το σημείο C κατά μήκος Η διαδρομή 3 θα είναι παράλληλη με την ακτίνα στον χώρο της εικόνας 4" (αφού η δέσμη 3 και η φανταστική δέσμη 4 αναδύονται από το ίδιο σημείο C, που βρίσκεται στο μπροστινό εστιακό επίπεδο), δηλ. αυτή είναι η ακτίνα 3". Η τομή της με τον οπτικό άξονα θα είναι η εικόνα του σημείου Α.

Έτσι, το επίπεδο που διέρχεται κάθετα στον οπτικό άξονα του συστήματος και περιλαμβάνει το τμήμα ΑΒ" θα είναι το επίπεδο της ευκρινούς εικόνας της σκηνής (επίπεδο εστίασης) που περιέχει την εικόνα του τμήματος ΑΒ.

Εικόνα 2. Βασικά σημεία του οπτικού συστήματος

Για να προσδιορίσετε τη θέση του επιπέδου εστίασης της εικόνας ή των αντίστοιχων συζευγμένων σημείων σε σχέση με τις μπροστινές και πίσω εστίες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις αναλυτικές σχέσεις που προκύπτουν από την εξίσωση του Νεύτωνα.

Για να προσδιορίσετε τις εστιακές αποστάσεις και τη θέση των κύριων επιπέδων ενός σύνθετου οπτικού συστήματος, εξετάστε την ακτίνα εισόδου 2, παράλληλη στον οπτικό άξονα, και παρακολουθήστε, όπως υποδεικνύεται παραπάνω, τη διέλευσή της μέσα από το σύνθετο οπτικό σύστημα. Ας υποδηλώσουμε την απόσταση της δέσμης 2 από τον οπτικό άξονα h2. Ως αποτέλεσμα της κατασκευής, θα διαπιστώσουμε ότι στην έξοδο αυτή η δέσμη θα τέμνει τον οπτικό άξονα στο σημείο F. Αυτό το σημείο θα καθορίσει το πίσω εστιακό μήκος F - το ισοδύναμο πίσω εστιακό μήκος του οπτικού συστήματος που εξετάζουμε.

Για τον προσδιορισμό της μπροστινής εστιακής απόστασης fx, της θέσης του εστιακού σημείου Fx και του μπροστινού κύριου επιπέδου Hb, η διαδρομή ακτίνων θα πρέπει να κατασκευαστεί προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Έτσι, το σύνθετο οπτικό σύστημα που εξετάζεται μπορεί να μειωθεί σε ένα ισοδύναμο και να καθοριστούν οι παράμετροί του που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή μιας εικόνας.

Η κατασκευή μιας εικόνας μιας επίπεδης σκηνής συζητήθηκε παραπάνω. Στη διαδικασία ανάλυσης του σχηματισμού μιας εικόνας μιας τρισδιάστατης σκηνής, εισάγεται η έννοια του βάθους του απεικονιζόμενου χώρου.

Αν λάβουμε υπόψη ότι τα φωτοευαίσθητα στοιχεία του μετατροπέα εικόνας TVS έχουν πεπερασμένες διαστάσεις, για παράδειγμα 5 x 5, τότε τα σημεία 1,2,3 και όλα τα στοιχεία της σκηνής που βρίσκονται μεταξύ των επιπέδων H2 και H3 θα μεταδοθούν σχεδόν με το ίδια ευκρίνεια εάν πληρούνται οι προϋποθέσεις, δηλ. εάν οι κύκλοι σκέδασης δεν υπερβαίνουν τις διαστάσεις του στοιχείου αποσύνθεσης του μετατροπέα εικόνας. Τα επίπεδα H2 και H3 θα περιορίσουν τον χώρο των αντικειμένων που μεταδίδονται με δεδομένη ευκρίνεια.

Ρύζι. 3. Για τον προσδιορισμό του οπτικού πεδίου ενός οπτικού συστήματος

Μπορεί να φανεί ότι το βάθος του χώρου Α3 (προς τον φακό) είναι μικρότερο από αυτό που απέχει από το επίπεδο κατάδειξης (Α2). Το βάθος του απεικονιζόμενου χώρου αυξάνεται με την αύξηση της απόστασης a από το μεταδιδόμενο αντικείμενο και με τη μείωση της διαμέτρου του διαφράγματος D, το οποίο περιορίζει τη ροή φωτός εισόδου.

Ο ρόλος του διαφράγματος, που περιορίζει τη ροή φωτός, είναι σημαντικός στη διαμόρφωση της εικόνας, όχι μόνο σε σχέση με το βάθος του χώρου που εμφανίζεται με δεδομένη ευκρίνεια. Τα διαφράγματα καθορίζουν επίσης εκείνο το τμήμα της σκηνής στην κατεύθυνση κάθετη προς τον οπτικό άξονα, το οποίο μπορεί να εμφανιστεί στην εικόνα, δηλ. προσδιορίζει το οπτικό πεδίο του οπτικού συστήματος.

Ας υποθέσουμε ότι το D (Εικ. 3) είναι το πραγματικό διάφραγμα, το οποίο περιορίζει τη δέσμη των ακτίνων φωτός που εμπλέκονται στο σχηματισμό της εικόνας - το διάφραγμα του διαφράγματος, DxuD2 - τις εικόνες αυτού του διαφράγματος στο μπροστινό και στο πίσω μέρος του οπτικού Σύστημα. Εάν το Dy ή το D2 αντικατασταθούν από πραγματικά ανοίγματα, τότε θα περιορίσουν τη ροή φωτός με τον ίδιο τρόπο όπως το διάφραγμα D. Με βάση αυτό, στην οπτική εισάγεται η έννοια της κόρης εισόδου Di - μια πραγματική τρύπα ή η εικόνα της που περιορίζει την προσπίπτουσα δέσμη φωτός. Η κόρη εξόδου D2 είναι η εικόνα της κόρης εισόδου από ολόκληρο το σύστημα.

Η κόρη εισόδου ορίζει τη δέσμη των ακτίνων φωτός που εμπλέκονται στο σχηματισμό της εικόνας. Ωστόσο, δεν θα περάσουν όλες οι ακτίνες φωτός που περνούν από την κόρη εισόδου από το οπτικό σύστημα. Πράγματι, η δέσμη από το σημείο Ε θα παρακάμψει το ενεργό μέρος του οπτικού συστήματος και, όπως φαίνεται από το Σχ. 3, θα απορροφηθεί από το πλαίσιο Ο. Η δέσμη από το σημείο Γ θα περάσει μόνο εν μέρει μέσα από το σύστημα και θα δημιουργήσει μια εικόνα με μειωμένο φωτισμό. Έτσι, το περιφερειακό τμήμα της εικόνας θα είναι σκουρόχρωμο λόγω μερικής απορρόφησης της δέσμης. αυτό το φαινόμενο ονομάζεται βινιετάρισμα. Το οπτικό πεδίο του συστήματος αποδείχθηκε περιορισμένο στην υπό εξέταση περίπτωση από το πλαίσιο του συνδέσμου εισόδου του συστήματος. Το οπτικό πεδίο μπορεί να περιοριστεί από άλλα στοιχεία του συστήματος ή από ένα ειδικά εισαγόμενο διάφραγμα οπτικού πεδίου.

Η ποιότητα της τηλεοπτικής εικόνας καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τον φωτισμό της οπτικής εικόνας στην είσοδο του μετατροπέα. Για να πραγματοποιηθούν οι αντίστοιχοι υπολογισμοί, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί μια σύνδεση μεταξύ του φωτισμού της εικόνας Et και της μεταδιδόμενης σκηνής (αντικειμένου) Fo6.

1) το φως εισέρχεται στο σύστημα με τη μορφή παρααξονικών ακτίνων.

2) οι δέσμες κάνουν μικρές γωνίες με τον οπτικό άξονα του συστήματος.

3) ο δείκτης διάθλασης των οπτικών στοιχείων είναι σταθερός για όλες τις ακτίνες, ανεξάρτητα από το μήκος κύματος.

Η μη τήρηση αυτών των προϋποθέσεων οδηγεί στην εμφάνιση εκτροπών – παραμορφώσεων της εικόνας που δημιουργούνται από το οπτικό σύστημα. Οι κύριες εκτροπές μπορούν να χωριστούν σε μονόχρωμες, οι οποίες εμφανίζονται όταν χρησιμοποιούνται ευρείες καθώς και στενές μονοχρωματικές δέσμες εκτός άξονα, και σε χρωματικές, που προκύπτουν όταν μια εικόνα σχηματίζεται από δέσμες φωτός με μεγάλο εύρος μηκών κύματος.

Λόγω του γεγονότος ότι οι υπολογισμοί των εκτροπών των οπτικών συστημάτων σχετίζονται με ειδικά τμήματα οπτικών, θα περιοριστούμε να απαριθμήσουμε εκείνα από αυτά που μπορούν να εκδηλωθούν σε μεγαλύτερο βαθμό κατά το σχηματισμό μιας οπτικής εικόνας στην είσοδο του συγκροτήματος καυσίμου.

Η παραξονική δέσμη, όπως φαίνεται παραπάνω, δίνει μια εικόνα ενός σημειακού αντικειμένου Α, για παράδειγμα που βρίσκεται στον οπτικό άξονα, με τη μορφή του σημείου Α."

Οι ακτίνες που περνούν από πιο απομακρυσμένες (περιφερειακές) ζώνες, για παράδειγμα 2, 3,..., θα δώσουν εικόνες στα σημεία Α", Α",... Είναι εύκολο να δούμε ότι σε οποιαδήποτε θέση της φωτοευαίσθητης επιφάνειας του ηλιακού κελί, το σημείο Α θα απεικονιστεί με τη μορφή κύκλου σκέδασης. Αυτός ο τύπος παραμόρφωσης ονομάζεται σφαιρική εκτροπή. Σημειώστε ότι αυτός ο τύπος παραμόρφωσης εκδηλώνεται όχι μόνο στις σφαιρικές επιφάνειες των φακών. Είναι εύκολο να δούμε ότι όταν το σημείο Το A είναι τοποθετημένο έξω από τον οπτικό άξονα του συστήματος, αυτές οι παραμορφώσεις εκδηλώνονται πλήρως. Οι θετικοί (συλλογικοί) και οι αρνητικοί (αποκλίνοντες) φακοί έχουν σφαιρικές εκτροπές διαφορετικών σημάτων· αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για την αντιστάθμιση των παραμορφώσεων κατά τη δημιουργία οπτικών συστημάτων.

Για τις περιφερειακές δοκούς, οι μονοχρωματικές εκτροπές γίνονται πιο περίπλοκες και μετατρέπονται σε πιο σύνθετη μορφή, στην οποία το σημείο εμφανίζεται ως ένα ασύμμετρο σημείο σκέδασης - αυτές οι εκτροπές ονομάζονται κώμα.

Εάν οι ακτίνες στο χώρο των αντικειμένων κάνουν μεγάλες γωνίες με τον οπτικό άξονα, τότε στην εικόνα φαίνονται χαρακτηριστικές παραμορφώσεις που προκαλούνται από το γεγονός ότι η μεγέθυνση (3 εξαρτάται από τη γωνία που σχηματίζει η δέσμη των ακτίνων με τον άξονα του συστήματος, δηλ. είναι διαφορετικό για το κεντρικό και περιφερειακό τμήμα της εικόνας. Αυτές οι παραμορφώσεις (παραμόρφωση) οδηγούν στην καμπυλότητα των ευθειών γραμμών και είναι ιδιαίτερα αισθητές κατά τη μετάδοση δικτυωτών δομών (παραμορφώσεις μαξιλαριού και κάννης). Αυτές οι παραμορφώσεις πρέπει να ληφθούν υπόψη στην μέτρηση TVS, καθώς και σε τηλεοπτική μετάδοση κατά τη μετάδοση αντικειμένων που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από την κάμερα της τηλεόρασης.

Οι ακτίνες που προέρχονται από σημεία ενός αντικειμένου που δεν βρίσκονται στον άξονα του οπτικού συστήματος χαρακτηρίζονται από παραμορφώσεις που προκαλούνται από το γεγονός ότι οι ακτίνες της ίδιας δέσμης, που ταξιδεύουν σε δύο αμοιβαία κάθετα επίπεδα, μετά τη διάθλαση στο οπτικό σύστημα δεν συλλέγονται σε ένα σημείο, αλλά σχηματίστε δύο εστιακά σημεία - εμφανίζεται ένας κύκλος διασποράς. Αυτός ο τύπος εκτροπής ονομάζεται αστιγματισμός.

Η συγκεκριμένη παραμόρφωση που εμφανίζεται όταν χρησιμοποιείται μη μονόχρωμο φως ονομάζεται χρωματική εκτροπή. Η εστιακή απόσταση ενός φακού δεν εξαρτάται μόνο από την καμπυλότητα των μπροστινών και πίσω επιφανειών του.

Στους σύγχρονους φακούς, η χρωματική εκτροπή διορθώνεται με την επιλογή φακών με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης και διασπορά (αχρωματικά συστήματα). Εάν η διόρθωση πραγματοποιείται σε τρία μέρη του φάσματος, τότε η υπολειπόμενη εκτροπή ονομάζεται τριτογενές φάσμα. Στην έγχρωμη τηλεόραση χρησιμοποιούνται φακοί με υψηλό βαθμό διόρθωσης χρωματικών εκτροπών. Σημειώστε ότι ο εξεταζόμενος τύπος χρωματικής εκτροπής, που εκδηλώνεται στον οπτικό άξονα, στην περιφέρεια της εικόνας συμπληρώνεται από χρωματική εκτροπή κεκλιμένων δεσμών φωτός και χρωματική μεγέθυνση του οπτικού συστήματος.

Η εξάλειψη των εκτροπών είναι δυνατή με την κατασκευή πολύπλοκων οπτικών συστημάτων. Κατά την επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων απεικόνισης, είναι δυνατός ο υπολογισμός του οπτικού συστήματος χωρίς να υπερβείτε μια λογική πολυπλοκότητα του σχεδιασμού.

Το πιο σημαντικό λειτουργικό χαρακτηριστικό ενός οπτικού συστήματος είναι η ανάλυσή του ή η ισχύς επίλυσής του - η δυνατότητα ξεχωριστής αναπαραγωγής (επίλυσης) δύο σημείων που βρίσκονται χωριστά στην εικόνα. Σε ένα ιδανικό οπτικό σύστημα, το όριο της ανάλυσης τίθεται από τη διάθλαση του φωτός. Στα πραγματικά συστήματα, η ανάλυση καθορίζεται από τις εκτροπές τους.

Οι συσκευές τηλεόρασης χρησιμοποιούν φακούς με μικρές γωνίες θέασης (λιγότερες από 15...20°), γενικούς (20...60°) και ευρυγώνιους (πάνω από 60°). Κατά το σχεδιασμό τηλεοπτικών φακών σχεδιασμένων να λειτουργούν με σωλήνες εκπομπής και μήτρες (με το σύμβολο "T"), λαμβάνεται υπόψη η παρουσία μιας επίπεδης παράλληλης γυάλινης πλάκας στον οπτικό σύνδεσμο - την πρόσοψη του σωλήνα εκπομπής ή της μήτρας. Σε συγκροτήματα καυσίμου με τυπικές παραμέτρους αποσύνθεσης (625/50/2:

1) χρησιμοποιήστε φακούς ανάλυσης 55 γραμμών/mm και άνω στο κέντρο του πεδίου εικόνας. Σε συγκροτήματα εφαρμοζόμενων καυσίμων, χρησιμοποιούνται συχνά τυπικοί φωτογραφικοί φακοί.

Φακοί με μεταβλητή εστιακή απόσταση - varifocal φακοί - χρησιμοποιούνται ευρέως στο TVS, επιτρέποντάς σας να αλλάξετε την κλίμακα της εικόνας κατά τη μετάδοση. Κατά το σχεδιασμό μεταβλητών φακών, διασφαλίζεται η υψηλή σταθερότητα της θέσης του ευκρινούς επιπέδου εικόνας και η σταθερότητα του σχετικού διαφράγματος κατά την αλλαγή της εστιακής απόστασης.

Διάσπαση φωτός

Οι οπτικοί σύνδεσμοι των μετατροπέων εικόνας και των συσκευών αναπαραγωγής συναρμολόγησης καυσίμου περιλαμβάνουν στοιχεία διαχωρισμού δέσμης - διαίρεσης των ροών φωτός σε εξαρτήματα που έχουν καθορισμένες ιδιότητες. Τις περισσότερες φορές αυτή είναι η διαίρεση της φωτεινής ροής σε μέρη που διαφέρουν ως προς τις προδιαγραφές

Σύνθεση Fthral. Οι συσκευές αναπαραγωγής εικόνας χρησιμοποιούν συχνά οπτικά συστήματα που εκτελούν την αντίστροφη εργασία - συνθέτοντας μια μεμονωμένη εικόνα από πολλές πρωτότυπες.

Η έγχρωμη τηλεόραση, ο κινηματογράφος και η φωτογραφία βασίζονται στη θεωρία των τριών συστατικών της έγχρωμης όρασης, επομένως, στους μετατροπείς εικόνας, προκύπτει η διαίρεση της ροής φωτός σε τρία στοιχεία που έχουν ορισμένα φασματικά χαρακτηριστικά, με τον επακόλουθο σχηματισμό τριών χρωματικά διαχωρισμένων εικόνες. Οι διαχωριστές δέσμης των τηλεοπτικών καμερών εκπομπής χρησιμοποιούν οπτικά κυκλώματα σε διχρωμικούς καθρέφτες ή πρίσματα.

Οι διχρωμικοί καθρέφτες είναι γυάλινες πλάκες επικαλυμμένες με μεμβράνες διαφορετικού πάχους κατασκευασμένες από υλικά με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης. Η φωτεινή ροή που ανακλάται από έναν καθρέφτη είναι το άθροισμα των ροών που ανακλώνται από κάθε όριο αυτού του κατόπτρου, διαχωρίζοντας τα μέσα με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης. Για διαφορετικά μήκη κύματος, οι συνθήκες ανάκλασης είναι διαφορετικές. Επιλέγοντας το υλικό του φιλμ και το πάχος τους, είναι δυνατό να ληφθούν τα καθορισμένα φασματικά χαρακτηριστικά ανάκλασης και μετάδοσης. Δεν είναι πάντα δυνατό να παραχθούν διχρωμικά κάτοπτρα που να αντιστοιχούν στα υπολογιζόμενα φασματικά χαρακτηριστικά. Σε αυτή την περίπτωση, για διόρθωση χρησιμοποιούνται πρόσθετα φίλτρα απορρόφησης φωτός με διορθωτικά φασματικά χαρακτηριστικά, τα οποία τοποθετούνται σε καθένα από τα τρία κανάλια.

Ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν την ποιότητα της παραγόμενης έγχρωμης εικόνας είναι η ακρίβεια της οπτικής καταχώρησης εικόνων διαχωρισμένων με χρώμα με τις συντεταγμένες των τηλεοπτικών ράστερ μετατροπέων εικόνας. Το επιτρεπτό συνολικό σφάλμα εγγραφής που προκαλείται από ανακρίβεια οπτικής καταχώρισης και αναντιστοιχία τριών τηλεοπτικών ράστερ, όπως δείχνει η ανάλυση, δεν πρέπει να υπερβαίνει το (0,2...0,3) / 5, όπου το 5 είναι το μέγεθος του στοιχείου αποσύνθεσης. Αυτό επιτυγχάνεται με μεγάλη επιτυχία στους πρισματικούς διαχωριστές δέσμης. Έχουν πιο άκαμπτη δομή, λιγότερες απώλειες φωτός που συμβαίνουν στη διεπαφή αέρα-γυαλιού και επιτρέπουν πιο ακριβή οπτική ευθυγράμμιση της συσκευής. Διχρωικές στρώσεις καθρέφτη εφαρμόζονται στους αρμούς των πρισματικών εξαρτημάτων και διορθωτικά φίλτρα φωτός εφαρμόζονται στο επίπεδο των παραθύρων εξόδου. Η σύνθετη διαδρομή δέσμης εξασφαλίζει ταυτόχρονη εστίαση εικόνων διαχωρισμένων χρωμάτων και μικρές διαστάσεις ολόκληρης της μονάδας διαχωρισμού δέσμης. Τέτοιοι διαχωριστές δέσμης χρησιμοποιούνται σε συσκευές με μετατροπείς εικόνας στερεάς κατάστασης που είναι εγκατεστημένοι στα επίπεδα R, G, B με κόλληση. Οι πρισματικοί διαχωριστές δέσμης επιτρέπουν την εισαγωγή πρόσθετων εικόνων (πίνακας οπτικών δοκιμών, διάφοροι οπίσθιοι φωτισμοί κ.λπ.).

Ο υπολογισμός της οπτικής ζεύξης ενός συγκροτήματος καυσίμου πρέπει να είναι αυστηρά συνεπής με τα χαρακτηριστικά του (όσον αφορά την ανάλυση, τις γεωμετρικές παραμορφώσεις, την ακρίβεια καταγραφής εικόνων διαχωρισμένων με χρώμα, την ανομοιομορφία φωτισμού σε όλο το πεδίο κ.λπ.). Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού ενός συγκροτήματος καυσίμου, με βάση τα παραπάνω δεδομένα, επιλέγουν τη δομή και τα χαρακτηριστικά του οπτικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της επιλογής φακών, συσκευών διαχωρισμού δέσμης και άλλων οπτικών στοιχείων, ταιριάζουν με το οπτικό σύστημα και τον μετατροπέα εικόνας Ο φωτισμός, το οπτικό πεδίο και άλλα χαρακτηριστικά, καθώς και η αξιολόγηση της ποιότητας της οπτικής εικόνας στην είσοδο του μετατροπέα και η επιρροή της στην ποιότητα της παραγόμενης τηλεοπτικής εικόνας, υπολογίζονται τα συστήματα αυτόματης εστίασης και αυτόματου ελέγχου φωτός.

Παρόμοιες περιλήψεις:

Χαρακτηριστικά pinout ηλεκτρονικών-οπτικών μετατροπέων, επιλογή και έλεγχος τους. Συναρμολόγηση μονάδων κβαντικής γεννήτριας. Βασικές απαιτήσεις για το οπτικό σύστημα μιας κβαντικής γεννήτριας στερεάς κατάστασης. Ρύθμιση αντηχείου με απομακρυσμένους καθρέφτες.

Αποεστίαση, διαμήκης μετατόπιση του επιπέδου εικόνας. Σφαιρική εκτροπή, όλοι οι φακοί με σφαιρικές επιφάνειες το έχουν. Η δομή της δέσμης των ακτίνων παρουσία κώματος. Συνθήκες απλανατισμού και ισοπλανατισμού. Ο νόμος των ημιτόνων του Abbe (συνθήκη απλανατισμού).

Υπολογισμός εκτροπών, προσδιορισμός του σημείου αναφοράς (ιδανικού) εικόνας. Εγκάρσιες εκτροπές στο οβελιαίο και μεσημβρινό επίπεδο. Κανονικές συντεταγμένες κόρης. Εκτροπή κύματος, απόκλιση του πραγματικού μετώπου κύματος από το ιδανικό.

Οι μικροσκοπικές εικόνες καταγράφονται σε ακτίνες UV με δύο τρόπους. Μια φθορίζουσα οθόνη τοποθετείται στο επίπεδο σχηματισμού εικόνας στις ακτίνες UV, ο φώσφορος της οποίας, όταν απορροφά τις ακτίνες UV, εκπέμπει ακτίνες φωτός στο ορατό εύρος.

Οπτικό σύστημα. Οπτικά χαρακτηριστικά συσκευών και εξαρτημάτων: εστιακές αποστάσεις κορυφής, εστιακές αποστάσεις, αποστάσεις εργασίας. Επεξεργασία εξαρτημάτων οπτικά όργανα. Προσδιορισμός φωτογραφικής ανάλυσης. Μικρόμετρο προσοφθάλμιο. Collimator.

Μέτρηση των οπτικών χαρακτηριστικών τηλεσκοπικών συστημάτων. Μέτρηση της μεγέθυνσης τηλεσκοπικών συστημάτων. Μέτρηση της μεγέθυνσης με γραμμική μεγέθυνση. Αξιολόγηση ποιότητας εικόνας τηλεσκοπικών και μικροσκοπικών συστημάτων. Ορισμός οπτικής ανάλυσης

Χαρακτηριστικά εφαρμογής: σωλήνας αυτόματης παραμόρφωσης, δυναμόμετρα, συσκευή Yudin, αμπερόμετρο Abbe. Ευρυγώνια παραμετροποιητές. Παράμετροι γωνιομέτρου. Σφάλματα στην κατασκευή οπτικών μερών συσκευών και η επίδρασή τους στην απόκλιση των παραμέτρων των οπτικών συστημάτων.

Χρήση ραντάρ και οπτικών συστημάτων εύρεσης θερμικής κατεύθυνσης. Ο αγώνας για το εύρος ανίχνευσης στην ανάπτυξη συστημάτων εύρεσης κατεύθυνσης θερμότητας και η χρήση τους για την ανίχνευση αντικειμένων με ακτινοβολία καυσαέριατους κινητήρες και τα θερμαινόμενα μέρη τους.

Βασικές ελεγχόμενες παράμετροι ηλεκτρονικών-οπτικών μετατροπέων (EOC). Ολοκληρωμένη ευαισθησία (ευαισθησία με φίλτρο) της φωτοκαθόδου, συντελεστής μετατροπής, όριο ανάλυσης, ανάλυση εργασίας, ηλεκτρονιακή-οπτική μεγέθυνση.

Τεχνολογική διαδικασίασυγκρότημα φακών, μηχανική αποκατάσταση. Συναρμολόγηση φακών μεγάλου μεγέθους δύο φακών. Ποιοτικός έλεγχος και ρύθμιση φακών τηλεσκοπικού συστήματος. Όριο ανάλυσης και ποιότητα εικόνας σημειακής πηγής φωτός.

Παράμετροι συσκευών νυχτερινής όρασης που υπόκεινται σε έλεγχο. Μέτρηση της μεγέθυνσης της συσκευής. Μέτρηση της γωνίας του οπτικού πεδίου του οργάνου. Μέτρηση του ορίου ανάλυσης της συσκευής. Μέτρηση της ανάλυσης λειτουργίας της συσκευής. Μέτρηση του εύρους ρύθμισης διόπτρας του προσοφθάλμιου φακού.

Λιθογραφία προβολής. Μεταφορά εικόνας από φωτομάσκα σε υπόστρωμα ημιαγωγών με χρήση οπτικών συστημάτων. Το κύριο καθήκον της φωτολιθογραφίας προβολής είναι να παρέχει αυτόματη εγγραφή. Σύγκριση λιθογραφίας προβολής με λιθογραφία επαφής.

Οπτικό διάγραμμα στερεοφωνικής βιντεοκάμερας, δομή και εξαρτήματά της, αρχή λειτουργίας και σκοπός. Παράμετροι της πηγής δέκτη ακτινοβολίας. Υπολογισμός διαστάσεων του οπτικού συστήματος. Υπολογισμός μετάδοσης, λόγος σήματος προς θόρυβο. Περιγραφή του σχεδίου.

Η παράλλαξη και η εξάλειψή της. Διαμήκης, εγκάρσια, γωνιακή παράλλαξη. Γωνία παράλλαξης. Ρύθμιση οπτικών οργάνων. Συναρμολόγηση τηλεσκοπικών συσκευών. Ανοιγμα. Παρατήρηση και όργανα μέτρησης. Εστιακό επίπεδο. Collimator.