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ऑप्टिकल-इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस और सिस्टम विभाग जी.एन. ग्राज़िन

एप्लाइड टेलीविज़न सिस्टम

(लेक्चर नोट्स)

सेंट पीटर्सबर्ग

प्रस्तावना

5. टीवी सिस्टम के ऑपरेटिंग मोड की गणना करने की पद्धति

प्रस्तावना

टेलीविज़न सिस्टम, जो अंतरिक्ष के सामान्य अवलोकन और उसमें पर्यवेक्षक के लिए रुचि की वस्तुओं की खोज के लिए डिज़ाइन किया गया है, उत्पादित और नए डिज़ाइन किए गए उपकरणों की संख्या और कार्यों की विविधता के संदर्भ में, लागू टेलीविज़न सिस्टम के मुख्य समूह का गठन करता है। यह हल करता है. निगरानी (अवलोकन) प्रणालियों का उपयोग दृश्य अवलोकन और वस्तुओं की स्वचालित पहचान और पहचान के लिए किया जाता है और यह काले और सफेद, स्टीरियोस्कोपिक, रंग, एनालॉग या डिजिटल हो सकते हैं।

आर्थिक व्यवहार्यता के दृष्टिकोण से, यह वांछनीय है कि प्रणाली काफी व्यापक समस्याओं का समाधान कर सके, यानी काफी हद तक सार्वभौमिक हो। इसका तात्पर्य बदलते समय सिस्टम के ऑपरेटिंग मोड को स्वचालित रूप से समायोजित करने की आवश्यकता है बाहरी स्थितियाँअवलोकन जैसे रोशनी, वस्तु से दूरी और अन्य। उपयोग की सार्वभौमिकता मुख्य रूप से तथाकथित औद्योगिक टेलीविजन उपकरण की विशेषता है, जो आमतौर पर श्रृंखला में निर्मित होती है। ऐसे उपकरणों के साथ, विचाराधीन समूह में विशेष प्रणालियाँ शामिल हैं: पानी के नीचे, लो-फ्रेम, फोटो-टेलीविजन, थर्मल इमेजिंग, स्पेक्ट्रोजोनल, आदि। उनके संचालन का तरीका आमतौर पर अपेक्षाकृत संकीर्ण समस्याओं को हल करने की आवश्यकता के आधार पर चुना जाता है। .

1. औद्योगिक टीवी संस्थापन

औद्योगिक टेलीविजन प्रतिष्ठानों में आमतौर पर सड़क पर, कार्यशालाओं, व्यापारिक मंजिलों, कार्यालयों, बैंकों के संचालन कक्षों, मेट्रो स्टेशनों आदि में स्थित विभिन्न प्रकार की वस्तुओं के दृश्य अवलोकन और नियंत्रण के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरण शामिल होते हैं। पीटीयू की बहुमुखी प्रतिभा उन्हें सिस्टम में उपयोग करने की अनुमति देती है बर्गलर अलार्म, तकनीकी दृष्टि प्रणाली और माप प्रणालियों के वीडियो सिग्नल सेंसर के रूप में। विशेष फ़ीचरपीटीयू इंटरलेस्ड स्कैनिंग के साथ मानक अपघटन मोड में काम करता है। पीटीयू, एक नियम के रूप में, विकिरण की दृश्य सीमा में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, लेकिन कुछ संशोधन पराबैंगनी, अवरक्त या एक्स-रे रेंज के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

आधुनिक व्यावसायिक स्कूलों के संरचनात्मक आरेख बहुत विविध हैं और मुख्य रूप से तत्वों के सेट में भिन्न होते हैं, जिनकी संख्या और उद्देश्य प्रदर्शन किए गए कार्यों और ग्राहक के दृष्टिकोण से स्वीकार्य उपकरण की लागत से निर्धारित होते हैं।

चित्र में. चित्र 10.1 इंस्टॉलेशन का एक आरेख दिखाता है, जिसमें चार ट्रांसमिटिंग कैमरे (पीसी), दो वीडियो कंट्रोल डिवाइस (वीसीयू), एक वीडियो रिकॉर्डर (वीएम), दो कंट्रोल पैनल (पीयू) और एक वीडियो स्विचिंग सेंटर (वीसीसी) शामिल हैं। VKU2 पर आप एक साथ सभी चार कैमरों से छवियों का अवलोकन कर सकते हैं, VKU1 पर किसी भी कैमरे से छवियों का चयन मैन्युअल रूप से या किसी दिए गए प्रोग्राम के अनुसार किया जाता है। पर्यवेक्षक की रुचि की वस्तु को रिकॉर्ड करने के लिए वीडियो रिकॉर्डर किसी भी नियंत्रण कक्ष से जुड़ा होता है। बुनियादी तत्वों के अलावा, उपकरण में कैमरा घूमने वाले उपकरण, वीडियो घुसपैठिए डिटेक्टर, इन्फ्रारेड इलुमिनेटर, कैमरा छलावरण उपकरण आदि शामिल हो सकते हैं। निर्भर करना पर्यावरणकैमरों को थर्मोस्टेटिक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है और सीलबंद, धूल-छील-प्रूफ, एक्स-रे-प्रूफ या अन्य विशेष आवासों में रखा जा सकता है।

वर्तमान में, विडिकॉन-क्लास ट्यूब और सीसीडी मैट्रिसेस दोनों का उपयोग पीटीयू के कैमरों को प्रसारित करने के लिए फोटोकन्वर्टर के रूप में किया जाता है। कैमरे में उत्पन्न पूरा टीवी सिग्नल किसके माध्यम से प्रसारित होता है केबल लाइनेंसंचार या तो वीडियो सिग्नल द्वारा व्याप्त आवृत्ति रेंज में, या टीवी प्रसारण में मानकीकृत वाहक आवृत्तियों में से एक के आयाम मॉड्यूलेशन द्वारा। बाद के मामले में, छवियों को पुन: पेश करने के लिए साधारण टेलीविजन का उपयोग करना संभव है, और केबल की लंबाई एक किलोमीटर या उससे अधिक तक पहुंच सकती है।

पीटीयू ट्रांसमिटिंग कैमरे, एक नियम के रूप में, निर्माताओं द्वारा फोटोग्राफिक और फिल्म उपकरणों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए मानक लेंस से सुसज्जित हैं, हालांकि इस अभ्यास को निम्नलिखित कारणों से तकनीकी दृष्टिकोण से इष्टतम नहीं माना जा सकता है। सबसे पहले, ऐसे लेंसों के रंगीन विपथन को फिल्म की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता के क्षेत्र में ठीक किया जाता है, जो कि अधिकांश टेलीविजन फोटोकन्वर्टर्स की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता से काफी भिन्न होता है। दूसरे, फोटो और सिनेमा लेंस विकसित करते समय, इस बात पर ध्यान नहीं दिया जाता है कि छवि को ट्रांसमिटिंग ट्यूब बल्ब के सामने वाले ग्लास या सीसीडी मैट्रिक्स के सुरक्षात्मक ग्लास के माध्यम से टेलीविजन कैमरों में फोटोसेंसिटिव लेंस पर प्रक्षेपित किया जाता है। इस मामले में, लेंस के ऑप्टिकल अक्ष के कोण पर पड़ने वाली प्रकाश किरणें अतिरिक्त अपवर्तन का अनुभव करती हैं, जिससे सिस्टम का रिज़ॉल्यूशन बिगड़ जाता है। यह घटना लेंस के देखने के कोण जितना अधिक व्यापक होती है, उतनी ही अधिक स्पष्ट होती है। इस संबंध में, घरेलू उद्योग ने विशेष रूप से प्रसारण टेलीविजन के लिए डिज़ाइन किए गए कई लेंसों के उत्पादन में महारत हासिल कर ली है और "T" अक्षर को पदनाम में जोड़ा गया है, उदाहरण के लिए, "MIR-10T"। हालाँकि, इन लेंसों को मुख्य रूप से सुपरऑर्थिकॉन प्रकार की ट्यूबों के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो महत्वपूर्ण हैं बड़ा आकारविडिकॉन्स और सीसीडी मैट्रिसेस की तुलना में प्रकाश संवेदनशील सतह। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वर्तमान प्रथा इसके बजाय फाइबरग्लास इनपुट के साथ मैट्रिसेस का उत्पादन करना है साधारण कांच, जिससे उन्हें इमेज इंटेंसिफायर ट्यूबों से जोड़ना आसान हो जाता है।

पीटीयू ट्रांसमिटिंग कैमरे के मापदंडों को उसके विशिष्ट संचालन की स्थितियों के साथ समन्वयित करते समय, लेंस की पसंद पर निर्णय लेना हमेशा आवश्यक होता है या कैमरे में स्थापित लेंस निर्दिष्ट कार्यों के समाधान से उत्पन्न होने वाली आवश्यकताओं को पूरा करता है या नहीं। सबसे पहले, लेंस का चुनाव फोकल लंबाई अनुपात से जुड़े कैमरे के दिए गए या पूर्व-गणना किए गए दृश्य कोण के आधार पर किया जाना चाहिए।

जहां bf फोटो परत पर छवि की चौड़ाई है, 0 क्षैतिज तल में देखने का कोण है।

वैसे ही

जहां hf छवि की ऊंचाई है, b0 ऊर्ध्वाधर तल में देखने का कोण है।

कोण c0 और b0 का प्रारंभिक चयन इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए किया जाना चाहिए कि दृश्य क्षेत्र के किनारों पर छवि केंद्र की तुलना में कम तेज और उज्ज्वल हो जाती है, और यह घटना फोकल लंबाई और दोनों पर निर्भर करती है। सापेक्ष एपर्चर डी/एफ। तीव्र छवि कोण वीपी निर्धारित करने के लिए, आप अनुभवजन्य संबंध का उपयोग कर सकते हैं

अभिव्यक्ति (10.1) और (10.2) के आधार पर, लेंस के देखने के आवश्यक कोण और इसकी फोकल लंबाई अंततः स्थापित की जाती है, जिसके अनुसार संदर्भ तालिकाओं से एक उपयुक्त लेंस का चयन किया जाता है।

एक वेरी-लेंस ट्रांसमिटिंग कैमरे की एक निश्चित बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करता है, जिससे यह दृश्य के व्यापक क्षेत्रों से आसानी से स्थानांतरित हो सकता है, एक सामान्य अवलोकन प्रदान करता है, अपेक्षाकृत संकीर्ण क्षेत्रों में, वस्तु की पहचान की सुविधा प्रदान करता है। उद्योग 12.7x9.5 के लक्ष्य आकार के साथ वीडियोकॉन के साथ उपयोग के लिए उपयुक्त वैरिफोकल लेंस की एक विस्तृत श्रृंखला का उत्पादन करता है। इन लेंसों की फोकल लंबाई की एक महत्वपूर्ण सीमा होती है। हालाँकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि वेरियोप्टिक्स के उपयोग से कैमरे के आयाम और वजन में काफी वृद्धि होती है, और यदि कोई उपकरण है रिमोट कंट्रोललेंस और इसके डिजाइन को जटिल बनाता है। इस मामले में एक वैकल्पिक समाधान एक संकीर्ण क्षेत्र लेंस का उपयोग करना होगा घूमने वाला उपकरण, जिस पर एक कैमरा लगा हुआ है, जो अंतरिक्ष का लगातार विस्तृत दृश्य प्रदान करता है।

व्यावहारिक रूप से पीटीयू के सभी संचारण कक्ष ऐसे उपकरणों से सुसज्जित हैं जो संचारित चमक की सीमा का विस्तार करते हैं। इस संबंध में, हम बताते हैं कि ऑपरेटिंग मोड को बदले बिना अधिकांश वीडियोकॉन की डायनामिक रेंज आमतौर पर 50 - 100 और सीसीडी मैट्रिसेस - 1000 से अधिक नहीं होती है। सार्वभौमिक अनुप्रयोगट्रांसमिशन कैमरों को विस्तार की आवश्यकता हो सकती है डानामिक रेंज 104-105 तक. इस उद्देश्य के लिए, वीडियोकॉन कैमरे सिग्नल प्लेट पर स्वचालित वोल्टेज विनियमन उपकरणों का उपयोग करते हैं, और सीसीडी कैमरे चार्ज संचय समय के स्वचालित विनियमन का उपयोग करते हैं। दोनों ही मामलों में, ऑप्टिकल तरीकों का उपयोग करने की भी सिफारिश की जाती है: लेंस एपर्चर का स्वचालित समायोजन और फोटो कनवर्टर के सामने स्थापित विशेष प्रकाश फिल्टर के संचरण का समायोजन। सभी नियंत्रण उपकरणों की कार्रवाई यह सुनिश्चित करना है कि जब किसी वस्तु की रोशनी एक निश्चित सीमा के भीतर बदलती है, तो वीडियो सिग्नल का मान फोटोवोल्टिक सेल के प्रकाश-सिग्नल विशेषता के वर्तमान कार्य क्षेत्र से आगे नहीं जाता है , और चमक के सबसे हल्के ग्रेडेशन से संकेत लगभग स्थिर रहना चाहिए। ध्यान दें कि ऑप्टिकल तरीकों के उपयोग और चार्ज संचय समय के समायोजन का उद्देश्य फोटोवोल्टिक सेल द्वारा रिपोर्ट किए गए एक्सपोज़र को स्थिर करना है, जबकि विडिकॉन की सिग्नल प्लेट की क्षमता को समायोजित करने से प्रकाश सिग्नल विशेषता की स्थिति में बदलाव होता है और इसकी ढलान (चित्र 3.10), यानी, अंततः, ट्यूब की प्रकाश संवेदनशीलता।

जब इसकी रोशनी बदलती है तो विडिकॉन सिग्नल प्लेट पर वोल्टेज को स्वचालित रूप से समायोजित करने के कई तरीके हैं। उनमें से एक को इनपुट पर एक पीक डिटेक्टर वाले सर्किट द्वारा चित्रित किया गया है (चित्र 10.2)। 1.5-2.0V के स्विंग के साथ एक वीडियो सिग्नल पीक डिटेक्टर (डायोड VD1 और VD2 और कैपेसिटर C2) को आपूर्ति की जाती है, जिससे वोल्टेज एम्पलीफायर के आधार पर आपूर्ति की जाती है एकदिश धारा, और बाद के आउटपुट से - विडिकॉन की सिग्नल प्लेट तक। ट्यूब की रोशनी में वृद्धि से वीडियो सिग्नल के स्तर और ट्रांजिस्टर के आधार पर वोल्टेज में वृद्धि होती है, जो इसके प्रतिरोध को कम करने में मदद करती है और परिणामस्वरूप, डिवाइस के आउटपुट पर वोल्टेज को कम करती है (चित्र) .10.3). रेसिस्टर आर सिग्नल प्लेट यूएसपी पर प्रारंभिक वोल्टेज स्थापित करने का कार्य करता है। सर्किट का नुकसान प्री-एम्प्लीफायर में स्व-उत्तेजना का खतरा है, जो ऑटो-ट्यूनिंग सर्किट से जुड़ा है। इस खामी को खत्म करने के लिए, विडिकॉन के कैथोड में सिग्नल प्लेट के बजाय एक नियंत्रण वोल्टेज लगाने की सिफारिश की जाती है।

लेंस एपर्चर को नियंत्रित करने के लिए, एक वीडियो सिग्नल का उपयोग किया जा सकता है, जो एक पीक डिटेक्टर को आपूर्ति की जाती है, जिससे स्थिर वोल्टेज, प्रवर्धन के बाद, एक संतुलित अंतर सर्किट (छवि 10.4) को आपूर्ति की जाती है। जब फोटो कनवर्टर की रोशनी बदलती है, तो सिग्नल भी बदलता है, और संतुलित सर्किट के आउटपुट पर संबंधित संकेत का एक नियंत्रण वोल्टेज बनता है।

विचाराधीन मामलों में, जब वस्तु की रोशनी 500 गुना तक बदल जाती है, तो सिग्नल करंट का स्थिरीकरण ± 20% के भीतर किया जाता है।

रोशनी परिवर्तन की एक विस्तृत श्रृंखला (लगभग 104 गुना तक) के भीतर, विडिकॉन करंट को विभिन्न इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल फिल्टर का उपयोग करके स्थिर किया जा सकता है जो उन पर लागू वोल्टेज के प्रभाव के तहत उनकी पारदर्शिता को बदलते हैं। केर प्रभाव का उपयोग करके संचालित होने वाले एक ठोस-अवस्था प्रकाश फिल्टर की विशेषता कम जड़ता है, विस्तृत सीमाएँप्रकाश संचरण का समायोजन, लेकिन इसके लिए उच्च नियंत्रण वोल्टेज (800 V तक) की आवश्यकता होती है और इसमें उच्च प्रकाश अवशोषण होता है। इसके विपरीत, प्रकाश-क्रोमिक सामग्रियों पर आधारित प्रकाश फिल्टर, उच्च जड़ता (कई सेकंड तक) वाले, कम वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होते हैं, जिन्हें वोल्ट की इकाइयों में मापा जाता है।

स्पंदित प्रणालियों में, फोटो कनवर्टर की एक्सपोज़र अवधि को बदलकर आउटपुट सिग्नल को स्थिर किया जा सकता है, जिसके लिए इसके सामने एक इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल शटर स्थापित किया जाता है। उत्तरार्द्ध के रूप में, आप एक इलेक्ट्रॉन-ऑप्टिकल कनवर्टर या लिक्विड क्रिस्टल सेल का उपयोग कर सकते हैं। सुपरसिलिकॉन में, एक छवि स्थानांतरण अनुभाग का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक शटर के रूप में किया जाता है, जिसमें एक विशेष इलेक्ट्रोड जोड़ा जाता है।

सीसीडी मैट्रिसेस में वीडियो सिग्नल मान को स्थिर करने के लिए चार्ज संचय समय को समायोजित करना सुविधाजनक है स्वत: नियंत्रणभंडारण अनुभाग में दालों के प्रवेश की अवधि। चित्र में. 10.5, और KTP-79 कैमरे में प्रयुक्त नियंत्रण सर्किट प्रस्तुत किया गया है और जब मैट्रिक्स की रोशनी 4 से 20 लक्स में बदल जाती है तो आपको वीडियो सिग्नल को स्थिर करने की अनुमति मिलती है।

सर्किट वीडियो एम्पलीफायर के आउटपुट से परिचालन एम्पलीफायर यू 1 के इनपुट पर आने वाले वीडियो सिग्नल की परिमाण के आधार पर एक अवधि के साथ वोल्टेज पल्स उत्पन्न करता है। पीक डिटेक्टर VD1, VD2, C5 का उपयोग करके, वीडियो सिग्नल को एक स्थिर वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है, जिसे एक प्रत्यक्ष वर्तमान एम्पलीफायर (ऑपरेशनल एम्पलीफायर U2) को आपूर्ति की जाती है। आउटपुट वोल्टेज को रोकनेवाला R4 द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो सर्किट की संवेदनशीलता को बदल देता है। यूपीटी के आउटपुट से, वोल्टेज को परिचालन एम्पलीफायर यू 3 पर बने तुलनित्र के गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर आपूर्ति की जाती है। तुलनित्र के इनवर्टिंग इनपुट को ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 और कैपेसिटर C6 पर इकट्ठे स्टैंडबाय जनरेटर द्वारा उत्पन्न एक सॉटूथ वोल्टेज प्राप्त होता है (ट्रांजिस्टर VT2 सॉटूथ वोल्टेज की रैखिकता को बढ़ाने के लिए कैपेसिटर चार्ज करंट को स्थिर करने का काम करता है)। सॉटूथ वोल्टेज जनरेटर को ऊर्ध्वाधर डंपिंग पल्स U1 द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 10.5, बी. समय t1 पर, दो वोल्टेज U2 और U3 की तुलना की जाती है और तुलनित्र के आउटपुट पर एक द्विध्रुवी नियंत्रण संकेत U4 उत्पन्न होता है, जिसे फिर डायोड VD4 द्वारा सीमित किया जाता है और एक एकध्रुवीय संकेत U5 में परिवर्तित किया जाता है।

संख्या को स्वचालित उपकरणपीटीयू ट्रांसमिटिंग कैमरों में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में अवलोकन विमान की दूरी बदलने पर लेंस को स्वचालित रूप से फोकस करने के लिए उपकरण शामिल होते हैं। जाहिर है, उन मामलों में स्वचालित फोकसिंग का उपयोग करने की सलाह दी जाती है जहां छवि वाले स्थान के क्षेत्र की गहराई अपर्याप्त है, उदाहरण के लिए, लंबे-फोकस लेंस का उपयोग करते समय। डीफोकसिंग की कसौटी आमतौर पर छवि की तीक्ष्णता या विवरण के बारे में जानकारी होती है, जो वीडियो सिग्नल में स्पेक्ट्रम के उच्च-आवृत्ति घटकों के स्तर से मेल खाती है। नियंत्रण संकेत (त्रुटि संकेत) प्राप्त करने के लिए, निर्दिष्ट जानकारी कम से कम दो लेंस स्थितियों के लिए उपलब्ध होनी चाहिए। चित्र में. चित्र 10.6 एक ऑटोफोकस प्रणाली का एक ब्लॉक आरेख दिखाता है जिसमें एक बहु-ग्रेडेशन छवि का विवरण, के रूप में परिभाषित किया गया है

जहां Uc वीडियो सिग्नल वोल्टेज है, Tk फ़्रेम समय है।

सिस्टम का संचालन सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि जब लेंस केंद्रित होता है, तो छवि का विवरण अधिकतम होना चाहिए। पीसी कैमरे के आउटपुट से वीडियो सिग्नल शेपर Ф को खिलाया जाता है, जिसमें विभेदन, प्रवर्धन और सीमा के संचालन एक दिए गए सीमा के अनुसार किए जाते हैं। सीमित सीमा से अधिक पल्स सिग्नल आवृत्ति विभक्त के माध्यम से काउंटर C1 और C2 पर भेजे जाते हैं। फ़्रीक्वेंसी डिवाइडर वोल्टेज पल्स की संख्या को काउंटरों की कैपेसिटेंस के अनुरूप मान तक कम कर देता है। काउंटरों का उपयोग दालों का योग करने और ड्यू मान संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। C1 काउंटर एक लेंस स्थिति के अनुरूप विवरण मान संग्रहीत करता है, और C2 काउंटर किसी अन्य स्थिति के अनुरूप विवरण मान संग्रहीत करता है। दूसरा मान प्राप्त करने के लिए, लेंस को एक निश्चित दूरी तक ले जाना आवश्यक है, जो समय-समय पर एक विशेष परीक्षण संकेत भेजकर किया जाता है। तुलना उपकरण सीएस में दोनों विवरण मूल्यों की एक दूसरे के साथ तुलना की जाती है और, प्राप्त परिणाम के संकेत के आधार पर, लेंस सीएस एक्चुएटर का उपयोग करके या तो एक ही दिशा में या विपरीत दिशा में चलता है।

विचाराधीन उपकरण का नुकसान लेंस के परीक्षण आंदोलनों के दौरान अवलोकन स्थितियों का बिगड़ना है। इसलिए, यदि संभव हो तो टेलीविज़न सेंसर में एक अलग ऑटोफोकस चैनल प्रदान करने की अनुशंसा की जाती है।

यदि पर्यवेक्षक एक या अधिक विशिष्ट वस्तुओं में रुचि रखता है, जिसकी दूरी सामान्य स्थिति की परवाह किए बिना बदल सकती है, तो स्पंदित लेजर रेंजफाइंडर के उपयोग के आधार पर एक लेंस ऑटोफोकसिंग विधि का उपयोग किया जा सकता है। एक कम-शक्ति अर्धचालक लेजर किसी वस्तु की ओर कम-विचलन आईआर किरणों की एक किरण भेजता है। परावर्तित संकेत एक फोटोडिटेक्टर द्वारा प्राप्त किया जाता है और प्राप्त जानकारी, प्रसंस्करण के बाद, एक नियंत्रण संकेत उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।

एक वैरिफोकल लेंस के साथ संयोजन में एक टेलीविजन सेंसर में एक स्पंदित प्रकाश रेंजफाइंडर का उपयोग एक स्थिर छवि पैमाने को बनाए रखने के उद्देश्य से विशेष समायोजन की अनुमति देता है, अर्थात। इसका आकार और वस्तु की दूरी में निरंतर परिवर्तन के साथ लो-फ्रेम और पल्स टेलीविज़न सिस्टम में बैंडविड्थ-मुक्त निगरानी मोड का कार्यान्वयन। चयनित छवि पैमाने को बनाए रखने से विभिन्न वस्तुओं के मापदंडों का पता लगाने, पहचान करने और नियंत्रण की समस्याओं को हल करने में मदद मिलती है, और यह क्षेत्र के मानचित्रण, समुद्र में तेल प्रदूषण के क्षेत्र को मापने और अन्य को हल करने के लिए टेलीविजन प्रणाली का उपयोग करते समय भी आवश्यक है। समस्या।

चित्र में. चित्र 10.7 ज़ूम लेंस नियंत्रण उपकरण का एक ब्लॉक आरेख दिखाता है, जो फोकल लंबाई को बदलकर एक स्थिर छवि पैमाने को बनाए रखना संभव बनाता है, अर्थात। ऑप्टिकल सिस्टम का देखने का कोण। प्रकाश रेंजफाइंडर से आने वाले इनपुट पल्स, जिसके बीच का समय अंतराल वस्तु से दूरी के लिए पर्याप्त है, FI शेपर के माध्यम से ट्रिगर टी को खिलाया जाता है। ट्रिगर के आउटपुट पर, एक आयताकार पल्स बनता है, जो सीसी में होता है संयोग सर्किट जीआई जनरेटर से आने वाले क्लॉक पल्स से भरा होता है। संयोग सर्किट के आउटपुट पर दालों के परिणामस्वरूप विस्फोट को एसआई काउंटर का उपयोग करके बाइनरी कोड में परिवर्तित किया जाता है। वस्तु से दूरी को बाइनरी कोड में परिवर्तित करने की आवश्यक सटीकता के आधार पर काउंटर के अंकों की संख्या का चयन किया जाना चाहिए। फिर डिजिटल सिग्नल को DAC में डिकोड किया जाता है और एक एम्पलीफायर के माध्यम से एनालॉग रूप में नियंत्रित किया जाता है। ड्राइव डिवाइसपीआर ज़ूम लेंस वीओ।

"एनालॉग-टू-कोड" प्रकार के नियंत्रण उपकरण में दोहरे रूपांतरण का उपयोग और फिर "कोड-टू-एनालॉग" पर्याप्त अनुमति देता है सरल तरीकों सेऔर दी गई सटीकता के साथ टेलीविजन सेंसर से अवलोकन की वस्तु तक की दूरी में होने वाले व्यापक बदलावों पर ज़ूम लेंस की फोकल लंबाई को समायोजित करें।

वायुमंडल में एटीवी पर्यवेक्षण प्रणाली की सीमा

बाहर स्थित वस्तुओं की निगरानी के लिए टेलीविजन उपकरण के उपयोग के लिए अवलोकन रेंज पर वातावरण के प्रभाव को ध्यान में रखना आवश्यक है। दूर की वस्तुओं के लिए अवलोकन सीमा का निर्धारण करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि, सबसे पहले, उज्ज्वल ऊर्जा कमजोर हो जाती है वायु पर्यावरणऔर, दूसरी बात, सिस्टम इनपुट पर ऑब्जेक्ट छवि का कंट्रास्ट कम हो जाता है। बाद की परिस्थिति वायुमंडल की प्रकीर्णन संपत्ति के कारण होती है और, एक नियम के रूप में, अवलोकन सीमा एच निर्धारित करती है।

अवलोकन प्रणाली के इनपुट पर कंट्रास्ट बराबर है

या, चूंकि L0=Eс/р, Lн=Ew/р,

जहां K0 पृष्ठभूमि के साथ वस्तु का कंट्रास्ट है, L0 वस्तु या पृष्ठभूमि की चमक है ( उच्च मूल्य), एलएन - वायुमंडल की संतृप्त परत की चमक (क्षितिज पर आकाश की चमक), सी - वस्तु या पृष्ठभूमि का परावर्तन गुणांक, डब्ल्यू- - मौसम गुणांक, ई - एक परत द्वारा उज्ज्वल प्रवाह के क्षीणन का संकेतक वायुमंडल की 1 किमी मोटाई, ई - वस्तु और पृष्ठभूमि की रोशनी।

मौसम गुणांक w क्षितिज पर आकाश की चमक Ln और कुल द्वारा प्रकाशित क्षैतिज बिल्कुल सफेद सतह की चमक का अनुपात है दिन का प्रकाश. मौसम गुणांक मौसम संबंधी स्थितियों पर निर्भर करता है और एक से कम या अधिक हो सकता है।

दूसरे समीकरण से आवश्यक अवलोकन सीमा पाई जाती है:

चित्र में. चित्र 10.8 अभिव्यक्ति (10.3) के अनुरूप परिकलित ग्राफ़ दिखाता है।

2. अंडरवाटर टेलीविजन सिस्टम

विभिन्न समुद्री अनुसंधानों के लिए अंडरवाटर टेलीविजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इनमें डूबे हुए जहाजों और सभी प्रकार की वस्तुओं की खोज करना, तटीय क्षेत्रों में समुद्र तल शेल्फ का सर्वेक्षण करना, पानी के नीचे की वनस्पतियों और जीवों का अध्ययन करना, निर्माणाधीन और संचालन में पानी के नीचे संरचनाओं की जांच करना, जिसमें जलविद्युत बांध, हाइड्रोलिक टरबाइन पहिये आदि शामिल हैं। इन समस्याओं को स्नानागारों और स्नानागारों में पानी के नीचे और सतह के जहाजों पर स्थित विशेष टेलीविजन प्रणालियों की मदद से हल किया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पानी के भीतर अवलोकन के लिए टेलीविजन के उपयोग में पहला प्रयोग प्रोफेसर द्वारा यूएसएसआर में किया गया था। पी.वी. 1935 में शमाकोव।

हाइड्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

पानी के नीचे टेलीविजन प्रणालियों के निर्माण के मौजूदा सिद्धांत पानी के ऑप्टिकल गुणों को ध्यान में रखने पर आधारित हैं, जो पानी के नीचे दृष्टि की सीमा को विशिष्ट रूप से निर्धारित करते हैं। जल की पारदर्शिता कई कारकों पर निर्भर करती है, जैसे गहराई, वर्ष का समय, प्लवक की उपस्थिति, धाराएँ, आदि।

व्यवहार में, आमतौर पर पानी की पारदर्शिता का आकलन किया जाता है अधिकतम गहराई, जिस पर 30 सेमी व्यास वाली एक मानक सफेद डिस्क, समुद्र की सतह पर लंबवत रूप से नीचे की ओर, अत्यधिक दृश्यमान हो जाती है। विधि की व्यक्तिपरकता के बावजूद, समुद्र विज्ञान अनुसंधान में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक सफेद डिस्क का उपयोग करके मापा गया पानी की पारदर्शिता पर अनुमानित डेटा नीचे दिया गया है।

सफेद डिस्क की दृश्यता की अधिकतम गहराई, मी

सफ़ेद सागर................................................. 8

बाल्टिक सागर................................................... 13

बैरेंसवो सागर................................................. 18

काला सागर…………………………..25

हिन्द महासागर…………………….. 50

प्रशांत महासागर…………………………..59

सारगैसो सागर…………………………66

जल पारदर्शिता की एक वस्तुनिष्ठ विशेषता पारदर्शिता गुणांक φ है, जो बाउगुएर के नियम द्वारा निर्धारित होती है:

जहां Cf और C0 क्रमशः x परत से गुजरने वाले प्रकाश प्रवाह और आपतित प्रकाश प्रवाह हैं, e पानी में प्रकाश क्षीणन का संकेतक है।

सूत्र (10.4) सजातीय माध्यम के लिए मान्य है। एक अमानवीय माध्यम के लिए, क्षीणन गुणांक दूरी का एक कार्य है, और फिर

जहाँ l जल परत की कुल लंबाई है।

क्षीणन सूचकांक ई अवशोषण गुणांक के और बिखरने वाले संकेतक वाई के योग के बराबर है, यानी। . अभिव्यक्ति का लघुगणक (10.4) लेते हुए, हम क्षीणन सूचकांक, एलएन/एम के लिए सूत्र प्राप्त करते हैं

जहां एफपी एफआर पानी में प्रकाश के अवशोषण और प्रकीर्णन की उपस्थिति में पारदर्शिता गुणांक हैं।

सफेद रोशनी के लिए एक अनुमानित अनुभवजन्य सूत्र स्थापित किया गया है और क्षीणन सूचकांक को मीटर में ली गई सफेद डिस्क zу की दृश्यता गहराई से संबंधित किया गया है:

हाइड्रो-ऑप्टिकल गणना में, ऊर्ध्वाधर क्षीणन सूचकांक की अवधारणा का उपयोग अक्सर किया जाता है प्राकृतिक प्रकाशजी, जो हमेशा घातांक ई से कम होता है: जी = ईपी, जहां पी एक पैरामीटर है जो बिखरने वाले संकेतक के आकार और फोटॉन एल के जीवित रहने की तथाकथित संभावना पर निर्भर करता है। बिखरने वाला संकेतक ग्राफ है जल में प्रकीर्णित प्रकाश किरणों का कोणों द्वारा वितरण। चित्र 10.9 बी = 90 पर एकता के लिए सामान्यीकृत बिखरने वाले संकेतकों के उदाहरण और दिशा में परिवर्तन की प्रकृति दिखाता है चमकदार प्रवाहपानी की एक परत से गुजरने के बाद Ts0। जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, पानी के बिखरने के संकेत सामने के गोलार्ध में लम्बे हैं। इस परिस्थिति का पानी की गहरी परतों की रोशनी पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, क्योंकि बिखरी हुई किरणें अपनी अतिरिक्त रोशनी पैदा करती हैं।

चित्र में. चित्र 10.10 कैस्पियन सागर के लिए क्षीणन सूचकांक ई, प्रकीर्णन सूचकांक वाई और अवशोषण सूचकांक के के वर्णक्रमीय वक्र दिखाता है। ग्राफ़ ई = एफ (एल) से यह पता चलता है कि नीली और हरी किरणें पानी में प्रकाश के सबसे कम क्षीणन से गुजरती हैं। स्पेक्ट्रम का लघु-तरंगदैर्ध्य भाग मजबूत प्रकीर्णन के कारण बड़े क्षीणन से गुजरता है, और लंबी-तरंगदैर्ध्य भाग मजबूत अवशोषण के कारण।

जब छवि को वस्तु के तल से संचारण टेलीविजन कैमरे के फोटो कनवर्टर के तल में स्थानांतरित किया जाता है, तो पानी के स्पष्ट प्रकीर्णन गुण कंट्रास्ट को महत्वपूर्ण रूप से कमजोर कर देते हैं। फोटो कनवर्टर Kvh के इनपुट पर पृष्ठभूमि के साथ ऑब्जेक्ट छवि का कंट्रास्ट संबंध द्वारा ऑब्जेक्ट K0 के वास्तविक कंट्रास्ट से संबंधित है

जहां एड प्रकीर्णन धुंध द्वारा निर्मित फोटो कनवर्टर की रोशनी है, E0 वस्तु या पृष्ठभूमि (उच्च मूल्य) से फोटो कनवर्टर की रोशनी है।

धुंध से रोशनी को dz की मोटाई के साथ पानी की प्रबुद्ध परतों से परावर्तित फ्लक्स को जोड़कर पाया जा सकता है और एक क्षेत्र Sf के साथ एक प्रकाश संवेदनशील सतह की ओर निर्देशित किया जा सकता है:

जहाँ दूरियाँ z, h और h0 चित्र में दिखाई गई हैं। 10.11.

इंटीग्रैंड फ़ंक्शन को फॉर्म में कम किया जा सकता है

जहां x(p) दिशा p ("बैक") में प्रकीर्णन संकेतक का मान है, sob और D संप्रेषण हैं और लेंस के प्रवेश पुतली का व्यास है, x चित्र में दिखाया गया खंड है। 10.11.

लेंस से दूरी z पर स्थित dz परत की रोशनी:

जहां I0 अक्षीय दिशा में प्रकाश स्रोत की चमकदार तीव्रता है, lz = z/cosш स्रोत से परत dz तक की अक्षीय दूरी है।

भाव (10.5)-(10.7) के आधार पर प्राप्त गणना सूत्र अध्याय 11 में दिए गए हैं।

सूत्र (10.7) से यह पता चलता है कि रोशनी एड न केवल पानी के बिखरने के गुणों पर निर्भर करता है, बल्कि वस्तु के रोशनी स्रोत और लेंस ओ के साथ संचारण कैमरे के सापेक्ष स्थान पर भी निर्भर करता है (चित्र 10.11)। धुंध के प्रभाव को कम करने के लिए, लेंस के दृश्य क्षेत्र और रोशनी स्रोत I के विकिरण पैटर्न के प्रतिच्छेदन क्षेत्र को कम करना आवश्यक है (यह क्षेत्र चित्र 10.11 में छायांकित है)। यह सलाह दी जाती है कि प्रकाश स्रोत कैमरे से 2-3 मीटर से अधिक दूरी पर स्थित न हो। चित्र में. 10.12 एड मूल्यों की निर्भरता को दर्शाने वाले ग्राफ दिखाता है। और कैमरे और प्रकाश स्रोत के बीच की दूरी से परिजन बी।

समुद्र की पृष्ठभूमि में किसी वस्तु का अवलोकन करते समय, कंट्रास्ट K0 की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है

जहां r0 वस्तु का चमक गुणांक है, rm -: समुद्र का चमक गुणांक, rm = 0.02-0.05।

समुद्री चमक गुणांक को प्राकृतिक प्रकाश से प्रकाशित एक आदर्श सफेद मैट सतह की चमक के लिए एक निश्चित कोण पर सीधे इसकी सतह के नीचे समुद्र की मोटाई से आने वाले विसरित विकिरण की चमक के अनुपात के रूप में समझा जाता है।

उल्लेखनीय प्रभाव जलीय पर्यावरणपानी के नीचे टेलीविजन प्रणाली द्वारा प्रसारित छवि के पैमाने को बदलने के लिए। इस घटना को पानी n1 = 1.33 और वायु n3 = 1 के अपवर्तक सूचकांकों में अंतर द्वारा समझाया गया है। यदि संचारण कक्ष को एक सपाट पोर्थोल से सुसज्जित बाथस्फीयर में रखा गया है, तो चित्र के अनुसार। 10.13 निम्नलिखित संबंध मान्य होंगे

जहाँ n2 खिड़की के शीशे का अपवर्तनांक है।

इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि कोण q1, कोण q3 से कम होगा, अर्थात। पानी में रखे गए ट्रांसमिटिंग कैमरे का व्यूइंग एंगल हवा में स्थित उसी कैमरे के व्यूइंग एंगल से कम हो जाता है। इस परिस्थिति से संचरित छवि के पैमाने में वृद्धि होती है (चित्र 10.14)। ट्रांसमिटिंग कैमरे के देखने के कोण में परिवर्तन हवा में इसके निरपेक्ष मान पर निर्भर करेगा। यदि, उदाहरण के लिए, 2ts3 = 62? (लेंस प्रकार यू-12), तो पानी के लिए 2 सी1 = 44.6?, यानी, कैमरे का कोणीय दृश्य क्षेत्र 1.38 गुना कम हो जाता है।

ऐसे मामलों में जहां दृश्य के क्षेत्र में कमी अवांछनीय है, गोलाकार प्रकाशक का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। इस मामले में, लेंस का ऑप्टिकल केंद्र गोले की वक्रता त्रिज्या के केंद्र के साथ बिल्कुल संरेखित होना चाहिए, जो कुछ तकनीकी कठिनाइयों को प्रस्तुत करता है। यदि दोनों केंद्र मेल नहीं खाते हैं, तो अतिरिक्त विकृतियाँ दिखाई देती हैं, जो बड़े कोणों पर आपतित किरणों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।

अंडरवाटर टेलीविजन सिस्टम के निर्माण के सिद्धांत

ज्यादातर मामलों में, एक पानी के नीचे टेलीविजन प्रणाली को अधिकतम संभव अवलोकन सीमा प्रदान करनी चाहिए (हाइड्रोलिक संरचनाओं और कई अन्य के लिए कुछ निगरानी प्रणालियों को छोड़कर)। हाइड्रो-ऑप्टिकल विशेषताओं पर विचार करने से यह निष्कर्ष निकलता है कि ट्रांसमिशन रेंज को बढ़ाने के लिए, वस्तु की रोशनी के शक्तिशाली स्रोतों का उपयोग करना आवश्यक है, जो स्पेक्ट्रम के हरे-नीले हिस्से में प्रकाश ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं, और विशेष उपाय भी प्रदान करते हैं। संचरित छवि के कंट्रास्ट पर बिखरती धुंध के प्रभाव को कम करने के लिए। लेजर तकनीक के उपयोग से इन शर्तों की पूर्ति में काफी सुविधा होती है।

लेज़र टेलीविज़न सिस्टम के निर्माण के लिए दो बुनियादी सिद्धांत हैं: स्कैनिंग सिद्धांत लेजर किरणवस्तु स्थान और स्थानिक गेटिंग के सिद्धांत में। लेजर बीम को स्कैन करने का सिद्धांत "ट्रैवलिंग बीम" प्रणाली में लागू किया जाता है, जिसमें परावर्तित संकेत एकल-तत्व फोटोडिटेक्टर, आमतौर पर एक फोटोमल्टीप्लायर द्वारा प्राप्त किया जाता है। अपघटन तत्व का आकार लेजर बीम के प्रारंभिक विचलन के कोण द्वारा और देखने के कोण को फोटोडिटेक्टर के दृश्य क्षेत्र के कोण द्वारा निर्धारित किया जाएगा। ऐसी प्रणालियाँ हैं जिनमें फोटोडिटेक्टर के दृश्य के संकीर्ण क्षेत्र को लेजर बीम की स्कैनिंग के साथ स्कैन किया जाता है। तत्व का आकार पिछले वाले के समान होगा, और देखने का कोण स्कैनिंग कोण के बराबर होगा।

स्थानिक गेटिंग का सार पर्यवेक्षक के लिए रुचि के स्थान के एक क्षेत्र को प्रकाश स्पंदनों से रोशन करके चुनना है, जिसकी अवधि स्थितियों से चुनी जाती है

जहां Дh अंतरिक्ष के गेटेड क्षेत्र की गहराई है, c0 प्रकाश की गति है, h गेटेड क्षेत्र की दूरी है, tз शटर पल्स की अवधि है।

स्थानिक गेटिंग विधि का कार्यान्वयन पूरे समय के लिए सिस्टम के बहु-तत्व फोटो कनवर्टर को लॉक करके किया जाता है, अंतरिक्ष के किसी दिए गए क्षेत्र से प्रकाश संवेदनशील तत्व पर प्रतिबिंबित प्रकाश नाड़ी के सीधे संपर्क के समय को छोड़कर। इस मामले में, एक्सपोज़र समय के साथ फोटोकन्वर्टर स्टोरेज डिवाइस पर बिखरने वाली धुंध का प्रभाव कम हो जाता है और इनपुट छवि का कंट्रास्ट बढ़ जाता है।

चित्र में. चित्र 10.15 स्थानिक गेटिंग के सिद्धांत पर संचालित एक स्पंदित लेजर टेलीविजन प्रणाली का एक ब्लॉक आरेख दिखाता है, जिसके अनुसार प्रेक्षित वस्तु को दर्पण 1 के किनारे से लेजर द्वारा उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह द्वारा प्रकाशित किया जाता है। उसी समय, एक प्रकाश दर्पण 2 की ओर से पल्स, एक फोटो हेड का उपयोग करके, एक विद्युत पल्स बनाता है जो समायोज्य विलंब सर्किट के गठन के बाद ट्रिगर होता है। 2h/C0 के बराबर समय के लिए विलंबित, पल्स सिग्नल, बदले में, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल गेट पल्स-फॉर्मिंग डिवाइस को ट्रिगर करता है, जिसकी मदद से पीटी या सीसीडी की ट्रांसमिटिंग ट्यूब में संचय की प्रक्रिया को विनियमित किया जाता है। लेज़र प्रकाश स्पन्दों की आवृत्ति फ़्रेम दर के साथ समन्वयित होती है।

स्पंदित लेजर टेलीविजन प्रणालियों के लिए, दो प्रकार के हरे-नीले लेजर का उपयोग किया जा सकता है - गैस और ठोस-अवस्था। अक्रिय गैसों पर आधारित गैस लेजर में उच्च पुनरावृत्ति दर होती है, जो प्रति सेकंड कई हजार पल्स तक पहुंचती है, लेकिन अपेक्षाकृत कम पल्स पावर (कई दसियों किलोवाट तक) और कम दक्षता होती है। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले लेज़र नियोडिमियम से डोप किए गए ग्लास हैं। ये लेज़र प्रति सेकंड 50-60 पल्स तक की पुनरावृत्ति दर के साथ लगभग 10-20 एनएस की अवधि के साथ हल्के पल्स उत्पन्न करते हैं। उत्सर्जित ऊर्जा की तरंग दैर्ध्य l = 1.06 माइक्रोन है, पल्स शक्ति 20 मेगावाट या अधिक तक है। तरंग दैर्ध्य l = 0.53 μm प्राप्त करने के लिए, इन दालों को लिथियम नाइओबेट या पोटेशियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट के एकल क्रिस्टल पर लागू किया जाता है, जो आवृत्ति डबललर की भूमिका निभाते हैं। विकिरण आवृत्ति (दूसरी हार्मोनिक शक्ति) को दोगुना करने के बाद पल्स शक्ति 1-2 मेगावाट तक कम हो जाती है।

विचाराधीन प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका गेट (स्ट्रोब) पल्स टीजी की अवधि द्वारा निभाई जाती है। सिस्टम की सबसे बड़ी दक्षता तब प्राप्त होती है जब यह पल्स उत्सर्जित प्रकाश पल्स टी के साथ अवधि में मेल खाता है। जो वापस लौटने पर फोटो कनवर्टर को उजागर कर देता है। मामले में tз > te बिखरने वाली धुंध का प्रभाव बढ़ जाता है, जिससे इनपुट छवि के कंट्रास्ट में कमी आती है। यदि tз< tэ, то часть энергии отраженного импульса будет расходоваться бесполезно, т. е. не участвовать в образовании зарядового рельефа на накопителе фотопреобразователя.

3. विमान टीवी सिस्टम

टेलीविजन सिस्टम के लिए हवाई जहाज(एलए) में हवाई जहाज, हेलीकॉप्टर, कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह (एईएस) और गहरे अंतरिक्ष वाहनों पर स्थित सिस्टम शामिल हैं। ऐसी प्रणालियों द्वारा किए जाने वाले कार्य अत्यंत विविध होते हैं। वायुमंडलीय विमानों पर टेलीविजन का उपयोग आमतौर पर पृथ्वी या समुद्र की सतह का अवलोकन करने, व्यक्तिगत वस्तुओं के कुछ मापदंडों की खोज, पता लगाने और मापने या क्षेत्र के क्षेत्रों की तस्वीरें लेने के लक्ष्यों का पीछा करता है। अंतरिक्ष टेलीविजन उपकरण व्यापक हो गया है, जिसमें अनुप्रयोग के निम्नलिखित क्षेत्र शामिल हैं:

अंतरिक्ष वीडियो संचार (कॉस्मोविज़न),

बाह्य अंतरिक्ष वस्तुओं का वैज्ञानिक अनुसंधान,

पृथ्वी के बादल आवरण का अवलोकन और उसका अध्ययन प्राकृतिक संसाधन,

अंतरिक्ष यान प्रणालियों के कामकाज और अंतरिक्ष यान के नियंत्रण की वीडियो निगरानी।

अंतरिक्ष वीडियो संचार में एक ओर मानवयुक्त अंतरिक्ष यान के बीच और दूसरी ओर अंतरिक्ष यान और पृथ्वी के बीच दृश्य सूचनाओं का आदान-प्रदान शामिल है।

वैज्ञानिक अनुसंधान प्रणालियों और मौसम संबंधी प्रणालियों का उपयोग अंतरिक्ष के निकट और दूर के क्षेत्रों से पृथ्वी पर टेलीविजन जानकारी एकत्र करने और प्रसारित करने के लिए किया जाता है। ऐसे उपकरणों के वाहक उपग्रह और गहरे अंतरिक्ष यान हैं जो मनुष्यों को नहीं ले जाते हैं। बाहरी अंतरिक्ष की वैज्ञानिक खोज 1959 में लूना-3 स्टेशन से शुरू हुई, जिसकी मदद से चंद्रमा के सुदूर हिस्से की छवियां प्राप्त करना संभव हुआ। 1965 से मंगल और शुक्र का टेलीविजन अध्ययन शुरू हुआ। 1986 में, अंतर्राष्ट्रीय वेगा परियोजना के हिस्से के रूप में हैलीज़ कॉमेट का टेलीविजन फिल्मांकन किया गया।

पृथ्वी के प्राकृतिक संसाधनों की खोज के लिए अंतरिक्ष कार्यक्रम व्यापक हो गए हैं। इन उद्देश्यों के लिए, उल्का-प्रकृति, कोस्मोस, सैल्यूट और मीर स्टेशनों जैसे उपग्रहों और अमेरिकी लैंडसेट श्रृंखला उपकरणों का उपयोग किया जाता है। इन कार्यक्रमों के ढांचे के भीतर हल की गई समस्याओं को चार क्षेत्रों में बांटा गया है: समुद्र विज्ञान, जल विज्ञान, भूविज्ञान, वानिकी और कृषि. विभिन्न कार्य करना विशिष्ट कार्योंअवलोकन और फोटोमेट्रिक माप, स्पेक्ट्रोजोनल टेलीविजन उपकरण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिससे कम-विपरीत वस्तुओं के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव हो जाता है। विभिन्न क्षेत्रविकिरण की वर्णक्रमीय सीमा.

वीडियो टेलीमेट्री सिस्टम जरूरी हो गया है, जिसकी मदद से काम पर नजर रखी जाती है विभिन्न प्रणालियाँ अंतरिक्ष यानऔर इसकी उड़ान का नियंत्रण। बाद के मामले में, टेलीविजन की मदद से, जहाज के निर्देशांक स्वचालित रूप से निर्धारित किए जाते हैं, इसकी लैंडिंग और पैंतरेबाज़ी की जाती है।

उपग्रह रिले का उपयोग करके प्रसारण और सेवा टेलीविजन कार्यक्रमों के पुन: प्रसारण द्वारा एक विशेष स्थान पर कब्जा कर लिया गया है। इस मामले में, रिलेइंग को पृथ्वी - अंतरिक्ष - पृथ्वी, अंतरिक्ष - अंतरिक्ष - पृथ्वी और अन्य तरीकों से श्रृंखला के साथ किया जा सकता है।

विशेषकर विमान टेलीविजन प्रणालियों के उपयोग की व्यापकता वैज्ञानिक अनुसंधान, उपकरण निर्माण के सिद्धांतों और इसकी विशेषताओं में अंतर पूर्व निर्धारित करता है। इस प्रकार, चंद्रमा का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन की गई प्रणालियों को इसकी सतह की रोशनी 135 हजार लक्स से 0.75 लक्स तक और व्यक्तिगत वस्तुओं के विपरीत 0.01 से? तक की जानकारी प्रसारित करनी चाहिए। 1. पृथ्वी की सतह को देखने की प्रणालियाँ संचरित चमक की गतिशील सीमा की चौड़ाई के लिए कम आवश्यकताओं के अधीन हैं, लेकिन वास्तविक समय अवलोकन की आवश्यकता विशेष महत्व की है।

व्यक्ति विशेष के लिए तकनीकी विशेषताओंविमान टेलीविजन प्रणालियों को निम्नलिखित समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टिकल-मैकेनिकल स्कैन के साथ;

इलेक्ट्रॉनिक फिल्म और फोटोग्राफिक फिल्म प्रकार के भंडारण उपकरणों के साथ;

ऊर्जा संचय के बिना, लाइन और कार्मिक संचय के साथ;

निष्क्रिय और सक्रिय;

सूचना के संचय और पढ़ने की एक साथ और समय-अलग-अलग प्रक्रियाओं के साथ;

ब्रॉडबैंड और नैरोबैंड सिस्टम;

बंद और खुला (रेडियो संचार लाइन के साथ)।

इलेक्ट्रॉनिक टेलीविज़न सिस्टम में ट्रांसमिटिंग ट्यूब और सॉलिड-स्टेट फोटोकन्वर्टर वाले सभी सिस्टम शामिल हैं, जो ऊर्जा भंडारण के साथ और उसके बिना दोनों तरह से काम करते हैं। ऑप्टिकल-मैकेनिकल स्कैनिंग वाले सिस्टम या तो ऑब्जेक्ट्स (ट्रैवलिंग बीम सिस्टम) के स्थान में लेजर बीम को स्कैन करने के सिद्धांत पर बनाए जाते हैं, या दर्पण ड्रम, घूर्णन प्रिज्म इत्यादि का उपयोग करके छवि की मैकेनिकल स्कैनिंग के सिद्धांत पर बनाए जाते हैं। ऑप्टिकल-मैकेनिकल स्कैन "धीमे" स्कैन की श्रेणी से संबंधित हैं और मुख्य रूप से नैरो-बैंड सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं।

ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, ट्रांसमिशन ट्यूब और सॉलिड-स्टेट फोटोकन्वर्टर्स में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉन-फिल्म भंडारण उपकरण और फोटोग्राफिक फिल्म भंडारण उपकरणों दोनों का उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध का उपयोग फोटो-टेलीविजन प्रणालियों में किया जाता है, जिसमें किसी वस्तु की छवि को पहले फोटोग्राफिक फिल्म पर रिकॉर्ड किया जाता है, और फिर, इसे संसाधित करने के बाद, यांत्रिक या इलेक्ट्रॉनिक रूप से पढ़ा जाता है और वीडियो सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है।

ऊर्जा संचय के समय के आधार पर, सिस्टम को बिना ऊर्जा संचय (विच्छेदक, लेजर या ऑप्टिकल-मैकेनिकल स्कैनिंग के साथ), लाइन और फ्रेम संचय के साथ सिस्टम में विभाजित किया जाता है। लाइन ऊर्जा भंडारण का उपयोग सिंगल लाइन स्कैनिंग सिस्टम में किया जाता है। इस मामले में ऊर्ध्वाधर स्कैनिंग विमान के ट्रांसलेशनल मूवमेंट के कारण की जाती है।

विमान टेलीविजन सिस्टम, किसी भी अन्य ऑप्टिकल-इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम की तरह, सक्रिय और निष्क्रिय में विभाजित हैं, यानी। वस्तु की कृत्रिम रोशनी का उपयोग करना। जाहिर है, बैकलाइट का उपयोग केवल अपेक्षाकृत कम दूरी पर ही किया जा सकता है, जो केवल वायुमंडलीय विमानों की विशेषता है।

प्रसारण और व्यावहारिक टेलीविज़न में उपयोग की जाने वाली पारंपरिक टेलीविज़न प्रणालियाँ एक ऐसे मोड में काम करती हैं जहाँ एक छवि को प्रकाश-संवेदनशील सतह पर उजागर करने की प्रक्रिया और वीडियो सिग्नल के निर्माण के साथ लक्ष्य स्विचिंग की प्रक्रिया एक साथ होती है। हालाँकि, छोटे-फ़्रेम, स्पंदित और फोटोटेलीविज़न सिस्टम में, ये प्रक्रियाएँ समय के साथ अलग हो जाती हैं: सबसे पहले, फोटो कनवर्टर का भंडारण तत्व उजागर होता है (स्पंदित सिस्टम में - अल्पकालिक, अन्य मामलों में - कोई भी), फिर जानकारी को मेमोरी से पढ़ा जाता है और अंत में, यदि आवश्यक हो, तो एक नए ऑपरेटिंग चक्र के लिए ड्राइव को तैयार करने के लिए शेष क्षमता को मिटा दिया जाता है।

सभी विमान टेलीविजन प्रणालियों को पारंपरिक रूप से नैरोबैंड और ब्रॉडबैंड में विभाजित किया गया है, और उनके बीच की सीमा 100 kHz की अधिकतम वीडियो सिग्नल आवृत्ति पर निर्धारित की गई है। ब्रॉडबैंड सिस्टम का उपयोग मुख्य रूप से 10 किमी तक की कक्षाओं वाले विमानों और उपग्रहों से पृथ्वी की सतह और उसके बादलों के आवरण का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। नैरोबैंड टेलीविज़न सिस्टम का उपयोग गहरे अंतरिक्ष से सूचना प्रसारित करने के लिए किया जाता है, और सीमित ट्रांसमीटर शक्ति के साथ आवृत्ति बैंड को कम करने से सिस्टम की सीमा को हजारों गुना बढ़ाना संभव हो जाता है।

अधिकांश विमान टेलीविजन प्रणालियाँ हैं खुले प्रकार का, अर्थात। रेडियो चैनल पर सूचना प्रसारित करने का कार्य। हालाँकि, इनका उपयोग विमान और अंतरिक्ष यान पर भी किया जा सकता है। बंद सिस्टम, सहायक कार्य करना जो वाहक के प्रबंधन और वैज्ञानिक जानकारी के संग्रह की सुविधा प्रदान करता है।

कम फ्रेम वाली टेलीविजन प्रणालियाँ

अंतरिक्ष और वायुमंडलीय विमानों से पृथ्वी की सतह का अवलोकन करने के साधन के रूप में लो-फ़्रेम टेलीविज़न प्रणालियाँ व्यापक हो गई हैं। लो-फ़्रेम सिस्टम का उपयोग वीडियो फ़ोन और तकनीकी विज़न सिस्टम में भी किया जाता है। छवि संचरण की छोटी-फ़्रेम विधि के फ़ायदों को समझने के लिए, याद रखें कि एक पारंपरिक मल्टी-फ़्रेम प्रणाली में विशाल थ्रूपुट होता है: 5,105 छवि तत्वों और चमक के 10 ग्रेडेशन के साथ, जो प्रत्येक तत्व ले सकता है, 0.04 सेकंड में प्रेषित सूचना की मात्रा ( एक फ्रेम का समय) N = 5 105log210 दरवाजे है इकाइयां इतनी मात्रा में जानकारी, जिसे दृश्य विश्लेषक द्वारा इतने कम समय में नहीं देखा जा सकता है, क्योंकि दृश्य बैंडविड्थ सैकड़ों हजारों गुना कम है, केवल देखी गई वस्तुओं की निरंतर गति का भ्रम पैदा करने और खत्म करने के लिए प्रसारित की जाती है। पुनरुत्पादित छवियों की झिलमिलाहट। यदि आप इन आवश्यकताओं को छोड़ देते हैं, तो आप फ़्रेम ट्रांसमिशन समय को बढ़ाकर काफी कम कर सकते हैं THROUGHPUTसिस्टम, वीडियो और रेडियो पथ द्वारा प्रसारित आवृत्तियों की बैंडविड्थ को कम करता है और साथ ही सिस्टम की शोर प्रतिरक्षा को बढ़ाता है। इस मामले में, अंतर-फ़्रेम सहसंबंध कनेक्शन, जो मल्टी-फ़्रेम सिस्टम में मजबूत होता है, समाप्त हो जाता है।

इस प्रकार, निम्न-फ़्रेम पद्धति का सार केवल उन छवियों का संचय और प्रसारण है जो अर्थ सामग्री में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हैं। निम्न-फ़्रेम प्रणाली में छवि संचरण का एक उदाहरण चित्र में दिखाया गया है। 10.16. एक उत्तरोत्तर गतिमान वाहक (हवाई जहाज, हेलीकॉप्टर) पृथ्वी की सतह को क्रमिक रूप से स्थित खंडों में स्कैन करता है, जिसका गति की दिशा में मान l=VT है, जहां V वाहक की गति है, T फोटो कनवर्टर की एक्सपोज़र अवधि है, एक फ्रेम के प्रसारण के समय के बराबर। फोटो कनवर्टर का एक्सपोज़र समय इसलिए चुना जाता है ताकि छवि का उच्च गति धुंधलापन, जो इसकी गुणवत्ता को ख़राब करता है, कुछ पूर्व निर्धारित सीमाओं से अधिक न हो। इस प्रकार, प्रेक्षित सतह के दिए गए कैप्चर क्षेत्र के लिए, फ्रेम दर को वाहक की गति से विशिष्ट रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए। प्रेषित छवियों का पुनरुत्पादन किनेस्कोप पर एक लंबी आफ्टरग्लो के साथ या एक विशेष मेमोरी डिवाइस का उपयोग करके किया जाता है।

विचाराधीन सिस्टम के परेशानी मुक्त संचालन को सुनिश्चित करने के लिए ज़ूम लेंस का उपयोग करना सुविधाजनक है। उड़ान ऊंचाई h में परिवर्तन के मामले में (चित्र 10.16), l का स्थिर मान बनाए रखने के लिए, ज़ूम लेंस f की फोकल लंबाई को बदलना आवश्यक है? सूत्र f?=dh/l के अनुसार, जहां d फोटो कनवर्टर की प्रकाश संवेदनशील सतह का आकार है। यह समायोजन बदलती दूरी एच से जुड़े नियंत्रण वोल्टेज का उपयोग करके स्वचालित रूप से किया जाता है।

यदि, ऊंचाई के अलावा, वाहक की उड़ान गति भी बदल सकती है, तो प्रेक्षित सतह l के निरंतर आकार को बनाए रखने के लिए, फोटो कनवर्टर Fe की एक्सपोज़र आवृत्ति को बदलने का सहारा लेना आवश्यक है, क्योंकि l = वी/फ़े.

एफ मानों का स्वचालित समायोजन? और Fe, एक विशेष नियंत्रण इकाई का उपयोग करके किया जाता है, जिसका कार्य एल्गोरिथ्म एक्सपोज़र आवृत्ति को सुचारू रूप से या विवेकपूर्वक बदलने की क्षमता पर निर्भर करता है। यदि एक्सपोज़र आवृत्ति को बदलने की सीमाएं सीमित हैं, जो कई सक्रिय प्रणालियों के लिए विशिष्ट है, और गति V अत्यधिक हो जाती है, तो स्किप-मुक्त अवलोकन मोड सुनिश्चित करने के लिए, क्षेत्र l के आकार को कम करते हुए बढ़ाना आवश्यक है छवि स्केल. जाहिर है, यह ऑपरेशन फोकल लंबाई f को कम करके किया जाता है।

ऊपर से यह पता चलता है कि एक निम्न-फ़्रेम प्रणाली फ़्रेम-दर-फ़्रेम संचय और रिकॉर्डिंग और पढ़ने की जानकारी की अलग-अलग प्रक्रियाओं के साथ संकीर्ण-बैंड सिस्टम की श्रेणी से संबंधित है, अर्थात। संचारण ट्यूब में संभावित राहत का संचय और स्विचिंग। इस मोड को लागू करने के लिए, विशेष विडिकॉन का उपयोग किया जाता है जो इसके स्विचिंग, टिक और मैट्रिक्स सीसीडी के पूरे समय के लिए चार्जिंग राहत को बनाए रखने में सक्षम हैं।

चंद्रमा और मंगल ग्रह की छवियों के साथ-साथ पृथ्वी के बादल कवर को प्राप्त करने के लिए कम-फ़्रेम छवि संचरण विधि लागू की गई थी। चित्र में. चित्र 10.17 उल्का प्रणाली के मौसम संबंधी उपग्रहों पर स्थापित टेलीविजन उपकरणों का एक ब्लॉक आरेख दिखाता है। सिस्टम, जिसे पृथ्वी के प्रबुद्ध पक्ष पर क्लाउड कवर को रिकॉर्ड करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, मेमोरी के साथ विडिकॉन्स पर दो ट्रांसमिटिंग कैमरों का उपयोग करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सिस्टम लो-फ्रेम मोड में संचालित होता है। ट्रांसमिटिंग ट्यूब के संचालन का पूरा चक्र 60 सेकंड है: एक्सपोज़र समय 0.025-0.04 सेकंड है, सूचना पढ़ने का समय 10 सेकंड है और तैयारी का समय (अवशिष्ट संभावित राहत को मिटाना) 50 सेकंड है। वीडियो पथ का फ़्रीक्वेंसी बैंड 15 kHz है, कार्यशील एक्सपोज़र रेंज 0.6-8 lx s है।

दोनों कैमरे 16 मिमी की फोकल लंबाई और 1:3 के एपर्चर अनुपात वाले लेंस से लैस हैं। कैमरों के ऑप्टिकल अक्ष 19° के कोण पर एक-दूसरे की ओर झुके हुए हैं, जो यह सुनिश्चित करता है कि सिस्टम समग्र रूप से 76° के देखने के कोण को कवर करता है। संचरित चमक की गतिशील सीमा का विस्तार करने के लिए, प्रत्येक लेंस के एपर्चर को समायोजित किया जाता है। यह ऑपरेशन पृथ्वी से या सूर्य स्थिति सेंसर से जुड़े एक विशेष सॉफ्टवेयर नियंत्रण इकाई से एक आदेश पर किया जाता है। नियंत्रण इकाई को टेलीविजन उपकरणों के सभी मुख्य ब्लॉकों की स्थिति के बारे में टेलीमेट्रिक जानकारी एकत्र करने के लिए भी डिज़ाइन किया गया है। फिर यह जानकारी एक टेप रिकॉर्डर पर रिकॉर्ड की जाती है और वीडियो सिग्नल के साथ-साथ पृथ्वी पर प्रसारित की जाती है।

ट्रांसमिटिंग कैमरों के आउटपुट से वीडियो सिग्नल एक स्विच के माध्यम से एक रैखिक एम्पलीफायर में प्रवेश करते हैं, जहां सेवा सिग्नल मिश्रित होते हैं, जिसमें छवियों की प्रत्येक जोड़ी की संख्या, ब्लैंकिंग और सिंक्रोनाइज़िंग पल्स के बारे में कोड संदेश शामिल होते हैं। चूँकि सूचना पृथ्वी पर तभी प्रसारित होती है जब उपग्रह प्रत्यक्ष रेडियो दृश्यता के क्षेत्र में होता है, उपकरण में एक सॉफ्टवेयर इकाई द्वारा नियंत्रित एक वीडियो रिकॉर्डिंग डिवाइस (वीडियो रिकॉर्डर) शामिल होता है। संचार सत्र के समय को कम करने के लिए, चुंबकीय टेप से जानकारी पढ़ना लिखने की तुलना में चार गुना तेज है। रीड सिग्नल को आवृत्ति सुधार के लिए आकार देने वाले उपकरण और फिर 15 डब्ल्यू ट्रांसमीटर को आपूर्ति की जाती है। ग्राउंड पॉइंट पर प्राप्त छवियों को वीडियो मॉनिटरिंग डिवाइस की स्क्रीन से लिया जाता है। टेलीविज़न उपकरण का रिज़ॉल्यूशन पृथ्वी पर 1.2 किमी आकार के क्षेत्रों को अलग करने की अनुमति देता है।

फोटोटीवी सिस्टम

विमान से एकल छवि संकेतों को प्रसारित करते समय, एक फोटोग्राफिक कैमरा, एक स्वचालित फिल्म प्रसंस्करण उपकरण और एक छवि स्कैनिंग उपकरण से युक्त फोटो-टेलीविजन सिस्टम व्यापक हो गए हैं। सिग्नल जेनरेशन और जमीन पर इसके प्रसारण से जुड़े बाकी उपकरण लो-फ्रेम सिस्टम में शामिल उपकरणों के समान हैं। फोटो-टेलीविज़न प्रणाली का लाभ परिणामी छवियों की उच्च स्पष्टता है उच्च गुणवत्ताफ़ोटोग्राफ़िक फ़िल्में.

एक्सपोज़र के बाद और रासायनिक उपचारफोटोग्राफिक फिल्मों, व्यक्तिगत छवियों को ब्रोचिंग मैकेनिज्म 3 (चित्र 10.18) का उपयोग करके फ्रेम विंडो में ले जाया जाता है और साथ ही "ट्रैवलिंग बीम" विधि का उपयोग करके स्कैन किया जाता है। जब फिल्म लगातार आगे बढ़ती है, तो स्कैनिंग एक लाइन (सिंगल-लाइन स्कैन) में की जाती है, जो छोटे आकार के प्रक्षेपण किनेस्कोप 1 की स्क्रीन पर बनती है। लेंस 2 के माध्यम से एक प्रकाश स्थान फिल्म को रोशन करता है। संग्राहक प्रकाश प्रवाह कंडेनसर 4 द्वारा एकत्र किया जाता है और पीएमटी के फोटोकैथोड से टकराता है।

फोटो-टेलीविजन प्रणाली का रिज़ॉल्यूशन फोटोग्राफिक फिल्म की गुणवत्ता और विश्लेषण करने वाले प्रकाश स्थान के आकार से निर्धारित किया जाएगा। वीडियो सिग्नल स्पेक्ट्रम की चौड़ाई फिल्म के आगे बढ़ने की गति और लाइन की अवधि पर निर्भर करती है, और दोनों मापदंडों को एक दूसरे के साथ समन्वित किया जाना चाहिए ताकि उनके बीच कोई ओवरलैपिंग लाइनें या अंतराल न हों।

विमान से इलाके की शूटिंग करते समय, फिल्म पर छवि धुंधली हो जाती है, जिससे प्रसारित छवि की गुणवत्ता में गिरावट आती है। फिल्म के एक्सपोज़र समय को कम करके इस घटना को कम किया जा सकता है, जिससे अवलोकन की वस्तु की रोशनी की आवश्यकता बढ़ जाती है। गणना करते समय, प्रेषित छवि की गुणवत्ता पर उच्च गति धुंधलापन की घटना को ध्यान में रखें और चयन करें इष्टतम समयएक्सपोज़र इलेक्ट्रॉनिक फिल्म स्टोरेज डिवाइस के सादृश्य पर आधारित हो सकता है, जैसा कि खंड 10.4 में दिखाया गया है।

स्पेक्ट्रोजोनल सिस्टम

स्पेक्ट्रोजोनल सिस्टम का उपयोग वर्णक्रमीय तरंग रेंज के दो या दो से अधिक क्षेत्रों (क्षेत्रों) में उज्ज्वल प्रवाह के वितरण के बारे में एक साथ जानकारी प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इस संबंध में, एक पारंपरिक टेलीविजन प्रणाली को "एकल-क्षेत्र" प्रणाली के रूप में वर्गीकृत किया जाना चाहिए। स्पेक्ट्रोजोनल टेलीविजन सिस्टम (एसजेडटीएस) का व्यापक रूप से अंतरिक्ष टेलीविजन में अवलोकन (पृथ्वी और दुनिया के महासागरों पर विभिन्न वस्तुओं का पता लगाना और पहचान करना) और माप कार्यों को हल करने के लिए उपयोग किया जाता है। एसजेडटीएस में ऑप्टिकल स्पेक्ट्रल फ़िल्टरिंग का उपयोग चयनित वस्तुओं की इनपुट छवियों के कंट्रास्ट को बढ़ाना संभव बनाता है।

एक क्षेत्र के लिए फोटो कनवर्टर के इनपुट पर आसपास की पृष्ठभूमि के सापेक्ष प्रत्येक चयनित वस्तु की छवि का प्रत्यक्ष ऊर्जा कंट्रास्ट बराबर है

जहां Wф और Wо एक छवि तत्व के अनुसार क्रमशः पृष्ठभूमि और ऑब्जेक्ट से फोटो कनवर्टर के इनपुट पर विकिरण ऊर्जाएं हैं।

सामान्य स्थिति में ऊर्जा मान संबंधों द्वारा व्यक्त किए जाते हैं

जहां सीएल अधिकतम अधिकतम वर्णक्रमीय विकिरण प्रवाह घनत्व, डब्ल्यू/μm है; Тк - फ्रेम अवधि; sfl और с0л - क्रमशः पृष्ठभूमि और वस्तु के वर्णक्रमीय परावर्तन गुणांक; fl - वायुमंडल का वर्णक्रमीय संप्रेषण; fl0 - लेंस का वर्णक्रमीय संप्रेषण; Slz ऑप्टिकल फ़िल्टर के ट्रांसमिशन ज़ोन की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता है।

इंटीग्रल्स के अंतर्गत स्थित सभी वर्णक्रमीय विशेषताएँ सापेक्ष हैं, अर्थात। अधिकतम पर एकता तक कम हो गया।

इस प्रकार, अवलोकन सतह छवि के चयनित क्षेत्रों से इनपुट ऊर्जा का मूल्य, जिनमें से प्रत्येक को अपने स्वयं के विपरीत की विशेषता है, ट्रांसमिशन क्षेत्रों की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता पर निर्भर करेगा। C3TS अवलोकन कार्य क्षेत्रों का चयन एक महत्वपूर्ण और जटिल कार्य है जिसका उद्देश्य चयनित वस्तुओं के इनपुट कंट्रास्ट को अधिकतम करना है। इस मामले में, प्रत्येक क्षेत्र की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता विशेषताओं के आकार और चौड़ाई और वर्णक्रमीय तरंग रेंज में उसके स्थान को ध्यान में रखा जाना चाहिए। ज़ोन की संख्या देखी गई छवि के चयनित क्षेत्रों की संख्या से मेल खाती है और आमतौर पर टेलीविजन सिस्टम में फोटो कन्वर्टर्स की संख्या के बराबर होती है। इस मामले में, सभी सिग्नल एक साथ संसाधित होते हैं, और परिणाम वास्तविक समय में प्राप्त होता है। यदि सिस्टम की गति कम है, तो आप स्वयं को फ़िल्टर के प्रतिस्थापन योग्य सेट के साथ एक फोटो कनवर्टर तक सीमित कर सकते हैं। इस मामले में, एक साथ सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए सिस्टम में एक विशेष मेमोरी डिवाइस की शुरूआत की आवश्यकता होती है।

कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह "लैंडसेट-1" के एसजेडटीएस में तीन कैमरे शामिल हैं, जिनमें से ऑप्टिकल अक्ष इस तरह से स्थित हैं कि पृथ्वी की सतह का एक ही खंड एक साथ सभी विडिकॉन के लक्ष्य पर प्रक्षेपित होता है। कैमरे निम्नलिखित वर्णक्रमीय क्षेत्रों में काम करते हैं: 475 - 575 एनएम, 580 - 680 एनएम, 690 - 830 एनएम। 180 किमी के प्रेक्षित क्षेत्र की चौड़ाई के साथ, पृथ्वी की सतह पर संकल्प 50 - 100 मीटर है।

4. तेज गति से चलने वाली वस्तुओं और तेज प्रक्रियाओं की निगरानी के लिए टीवी सिस्टम

टेलीविजन उपकरणों के अनुप्रयोग के क्षेत्र अत्यंत विविध हैं। हालाँकि, अनुप्रयोगों और निर्माण के तरीकों की विविधता के बावजूद, ज्यादातर मामलों में इसका उद्देश्य उन वस्तुओं की छवियों को प्रसारित करना है जिनके पैरामीटर, अंतरिक्ष में उनकी स्थिति सहित, समय के साथ अपेक्षाकृत धीरे-धीरे बदलते हैं। किसी भी मामले में, उनके परिवर्तन की गति आमतौर पर सूचना अधिग्रहण की गति से बहुत कम होती है, जो सिनेमा और टेलीविजन दोनों में फ्रेम दर से निर्धारित होती है।

उद्योग, परिवहन और वैज्ञानिक अनुसंधान में टेलीविजन की क्षमताओं और दायरे का विस्तार करने से अक्सर विभिन्न प्रकार की तेजी से चलने वाली वस्तुओं और तेजी से बहने वाली प्रक्रियाओं के बारे में वीडियो जानकारी प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। एक उदाहरण टेलीविजन स्ट्रोब का उपयोग करके जहाज और विमान प्रोपेलर, टरबाइन पहियों और मशीनों और तंत्रों के विभिन्न घूमने वाले या कंपन करने वाले हिस्सों का अवलोकन है। संख्याओं के स्वचालित पंजीकरण का कार्य अत्यावश्यक है वाहन(कारें, रेलवे कारेंआदि) उनके आंदोलन के दौरान। वैज्ञानिक अनुसंधान में, परमाणु कणों के निशान और प्लाज्मा में होने वाली प्रक्रियाओं की टेलीविजन रिकॉर्डिंग का उपयोग किया जाता है। ऐसे प्रतिष्ठान बनाए गए हैं जो न केवल स्पार्क कक्षों में तेज़ प्रक्रियाओं का निरीक्षण करना संभव बनाते हैं, बल्कि व्यक्तिगत कणों के निर्देशांक को मापना भी संभव बनाते हैं।

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प्रसारण टीवीएस को अपघटन मापदंडों, संकेतों, मॉड्यूलेशन के प्रकार, ट्रांसमिशन आवृत्ति रेंज और ध्वनि की उपस्थिति के मानकीकरण की विशेषता है। टेलीविज़न प्रसारण कार्यक्रम टेलीविज़न केंद्रों द्वारा बनाए जाते हैं।

टेलीविज़न प्रसारण दो वाहक आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। प्रसारण टेलीविजन प्रणाली के मुख्य मापदंडों पर GOST 7845-79 के अनुसार, उनमें से एक - छवि वाहक आवृत्ति - एक पूर्ण रंगीन टेलीविजन सिग्नल द्वारा संशोधित आयाम है, जिसमें न्यूनतम वाहक आयाम सफेद स्तर के अनुरूप है, और अधिकतम सिग्नल स्तर तक

तादात्म्य इस मामले में, आवेग शोर कम ध्यान देने योग्य है, क्योंकि यह छवि पर मुख्य रूप से काले बिंदुओं के रूप में दिखाई देता है। उत्सर्जित संकेतों के प्रसारण के दौरान सिंक्रोनाइज़ेशन की शोर प्रतिरोधक क्षमता बढ़ जाती है अधिकतम शक्ति. ट्रांसमीटर की मॉड्यूलेशन विशेषता का अधिक पूर्ण रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि सिंक्रोनाइज़ेशन सिग्नल संचारित करते समय इसके नॉनलाइनियर अनुभागों के उपयोग की अनुमति होती है। ध्वनि की वाहक आवृत्ति को ऑडियो सिग्नल द्वारा आवृत्ति में संशोधित किया जाता है

ध्वनि और छवि वाहक आवृत्तियों का पृथक्करण विभिन्न देशअलग। यूएसएसआर सहित अंतर्राष्ट्रीय प्रसारण और टेलीविजन संगठन के सदस्य देशों में यह 6.5 मेगाहर्ट्ज है; 4.5 मेगाहर्ट्ज - इंच अमेरिकी मानक; 5.5 मेगाहर्ट्ज - कुछ देशों में पश्चिमी यूरोपऔर 6.0 मेगाहर्ट्ज - इंग्लैंड में। ध्वनि वाहक की तुलना में छवि वाहक की आवृत्ति कम होती है।

वर्तमान में, यूएसएसआर मीटर तरंग दैर्ध्य रेंज (48.5-230 मेगाहर्ट्ज) में 12 रेडियो फ्रीक्वेंसी चैनलों का उपयोग करता है और डेसीमीटर रेंज (470-790 मेगाहर्ट्ज) में रेडियो फ्रीक्वेंसी चैनल विकसित किए जा रहे हैं। रेडियो छवि सिग्नल की निचली साइडबैंड आवृत्तियों के आंशिक दमन के कारण, प्रत्येक चैनल को 8 मेगाहर्ट्ज का आवृत्ति बैंड आवंटित किया जाता है। दुनिया में मूल रूप से दो टेलीविजन स्कैनिंग मानक उपयोग में हैं: 25 फ्रेम प्रति सेकंड पर यूरोपीय 625 लाइनें और 30 फ्रेम प्रति सेकंड पर अमेरिकी 525 लाइनें। प्रति फ़्रेम दो फ़ील्ड और 4/3 फ़्रेम प्रारूप के साथ इंटरलेस्ड अपघटन का उपयोग किया जाता है।

टेलीविजन प्रसारण के लिए तीन रंगीन टेलीविजन प्रणालियों को मानकीकृत किया गया है: एनटीएससी, एसईसीएएम और पीएएल। एनटीएससी प्रणाली संयुक्त राज्य अमेरिका में विकसित की गई थी। इसका मानक 1953 में अपनाया गया और बाद में जापान, कनाडा और अमेरिकी महाद्वीप के अन्य देशों में इसका उपयोग किया गया। बाद के शोध के परिणामस्वरूप, सोवियत - फ़्रांसीसी प्रणाली SECAM, जिसे यूएसएसआर, फ्रांस, अधिकांश समाजवादी देशों और कई उत्तरी अफ्रीकी देशों में प्रसारण के लिए अपनाया गया, और पश्चिम जर्मन PAL प्रणाली, कई पश्चिमी यूरोपीय देशों में उपयोग की जाती है। SECAM और PAL प्रणालियों के माध्यम से नियमित रंगीन प्रसारण 1967 में शुरू हुआ।

सभी प्रणालियों पर रंग की जानकारील्यूमिनेंस सिग्नल स्पेक्ट्रम के उच्च-आवृत्ति भाग में स्थित एक उपवाहक पर प्रेषित। रंग उपवाहक को संशोधित करने के तरीकों, रंग अंतर संकेतों के प्रकार और उनके संचरण के क्रम में सिस्टम एक दूसरे से भिन्न होते हैं।

एनटीएससी और पीएएल सिस्टम में, प्रत्येक लाइन दो रंग अंतर संकेतों को प्रसारित करती है (उदाहरण के लिए,) एक साथ दो संतुलित मॉड्यूलेटर में एक ही सबकैरियर आवृत्ति को मॉड्यूलेट करती है। रंग उपवाहक को मॉड्यूलेटर को 90° के चरण बदलाव के साथ, यानी चतुर्भुज में खिलाया जाता है। इस दोहरे मॉड्यूलेशन विधि को चतुर्भुज मॉड्यूलेशन कहा जाता है। परिणामस्वरुप स्विंग

चतुर्भुज में दो संतुलित-संग्राहक दोलनों को जोड़ने से प्राप्त आयाम और चरण में संशोधित हो जाता है। इस प्रकार, चतुर्भुज मॉड्यूलेशन एक आयाम-चरण मॉड्यूलेशन है, जहां आयाम रंग संतृप्ति के बारे में जानकारी देता है, और चरण - इसके रंग के बारे में सुर। प्राप्तकर्ता पक्ष पर सिग्नल पृथक्करण सिंक्रोनस डिटेक्शन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

ई सिग्नलों का उपयोग एनटीएससी प्रणाली में और पीएएल प्रणाली में रंग अंतर संकेतों के रूप में किया जाता है - [देखें। (3.46) और (3.43)]। PAL प्रणाली की एक विशिष्ट विशेषता, जो NTSC प्रणाली की तुलना में इसके प्रदर्शन को बेहतर बनाती है, लाल रंग अंतर सिग्नल चैनल में रंग उपवाहक का एक लाइन से दूसरी लाइन में ±90° तक चरण स्विचिंग है।

SECAM प्रणाली में, सिग्नल एक साथ प्रसारित नहीं होते हैं। वे आवृत्ति में रंग वाहक को संशोधित करते हुए, एक पंक्ति से दूसरी पंक्ति में वैकल्पिक होते हैं। सिस्टम विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए, रंग सिग्नल का आयाम पूर्व-जोर पेश किया गया है।

टेलीविजन केंद्रों के उपकरणों में वे उपयोग करते हैं विभिन्न प्रकारटेलीविज़न सिग्नल के स्रोत: प्राइवेटियर्स, फिल्म, स्लाइड और एपी प्रोजेक्टर, संबंधित प्रवर्धन और सिग्नल प्रोसेसिंग चैनलों के साथ इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण तालिकाओं के जनरेटर को प्रसारित करना। प्रसंस्करण प्रक्रिया संचारण कक्ष में शुरू होती है और कक्ष चैनल में जारी रहती है। इसमें कैमरा केबल में उच्च-आवृत्ति सिग्नल घटकों के क्षीणन, एपर्चर विरूपण और फोटोवोल्टिक्स द्वारा शुरू की गई छवि क्षेत्र में सिग्नल असमानता के साथ-साथ सिस्टम की आयाम विशेषताओं, सिग्नल में काले स्तर को ठीक करना और भिगोना दालों को मिलाना शामिल है। उलटे स्ट्रोककिनेस्कोप में स्कैन करता है।

रंगीन टेलीविजन प्रसारण प्रणाली का प्रत्येक चैनल एक एनकोडर के साथ समाप्त होता है और एक पूर्ण रंग बनाता है टेलीविज़न सिग्नल. यह एकल-सिग्नल पीढ़ी सिद्धांत आउटपुट ऑपरेटिंग सिग्नल को सार्वभौमिक रूप से नियंत्रित करना संभव बनाता है, जो बिना अतिरिक्त प्रसंस्करणरेडियो ट्रांसमीटर द्वारा आपूर्ति की जा सकती है।