Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting di http://www.allbest.ru/

Departemen Perangkat dan Sistem Optik-Elektronik G.N. Gryazin

SISTEM TELEVISI TERAPAN

(CATATAN KULIAH)

Saint Petersburg

KATA PENGANTAR

5. METODOLOGI MENGHITUNG MODE OPERASI SISTEM TV

KATA PENGANTAR

Sistem televisi, yang dirancang untuk gambaran umum ruang dan mencari objek yang menarik bagi pengamat di dalamnya, merupakan kelompok utama sistem televisi terapan, baik dari segi jumlah peralatan yang diproduksi dan dirancang baru, dan dalam berbagai tugas. itu memecahkan. Sistem pengawasan (observasi) digunakan untuk observasi visual dan untuk deteksi otomatis serta identifikasi objek dan dapat berupa hitam putih, stereoskopis, berwarna, analog atau digital.

Dari sudut pandang kelayakan ekonomi, sistem ini diharapkan dapat memecahkan berbagai masalah yang cukup luas, yaitu sebagian besar bersifat universal. Ini menyiratkan kebutuhan untuk secara otomatis menyesuaikan mode operasi sistem ketika berubah kondisi eksternal pengamatan seperti pencahayaan, jarak ke objek dan lain-lain. Keserbagunaan penggunaan terutama merupakan karakteristik dari apa yang disebut peralatan televisi industri, yang biasanya diproduksi secara seri. Seiring dengan peralatan tersebut, kelompok yang dipertimbangkan mencakup sistem khusus: bawah air, bingkai rendah, foto-televisi, pencitraan termal, spektrozonal, dll. Mode operasinya biasanya dipilih berdasarkan kebutuhan untuk memecahkan serangkaian masalah yang relatif sempit. .

1. INSTALASI TV INDUSTRI

Untuk industri instalasi televisi Merupakan kebiasaan untuk mencakup peralatan yang dirancang untuk pengamatan visual dan pengendalian berbagai jenis objek yang terletak di jalan, di bengkel, lantai perdagangan, kantor, ruang operasi bank, stasiun metro, dll. Fleksibilitas PTU memungkinkannya digunakan dalam sistem alat tanda bahaya, sistem visi teknis dan sebagai sensor sinyal video dari sistem pengukuran. Ciri khas PTU beroperasi dalam mode dekomposisi standar dengan pemindaian interlaced. PTU, pada umumnya, dirancang untuk beroperasi dalam rentang radiasi tampak, namun beberapa modifikasi dirancang untuk rentang ultraviolet, inframerah, atau sinar-X.

Diagram struktural sekolah kejuruan modern sangat beragam dan berbeda terutama dalam kumpulan elemen, jumlah dan tujuannya ditentukan oleh tugas yang dilakukan dan biaya peralatan yang dapat diterima, dari sudut pandang pelanggan.

Pada Gambar. Gambar 10.1 menunjukkan diagram instalasi, yang mencakup empat kamera transmisi (PC), dua perangkat kontrol video (VCU), perekam video (VM), dua panel kontrol (PU) dan pusat peralihan video (VCC). Di VKU2 Anda dapat mengamati gambar dari keempat kamera secara bersamaan, di VKU1 pemilihan gambar dari kamera mana pun dilakukan secara manual atau sesuai dengan program yang diberikan. Perekam video terhubung dari panel kontrol mana pun untuk merekam objek yang menarik bagi pengamat. Selain elemen dasar, peralatan tersebut dapat mencakup perangkat pemutar kamera, detektor penyusup video, iluminator inframerah, perangkat kamuflase kamera, dll. Tergantung pada lingkungan kamera dapat dikontrol secara termostatik dan ditempatkan di tempat yang tertutup rapat, tahan debu, tahan sinar-X, atau wadah khusus lainnya.

Saat ini, tabung kelas Vidicon dan matriks CCD digunakan sebagai fotokonverter untuk mentransmisikan kamera PTU. Sinyal TV penuh yang dihasilkan di kamera ditransmisikan melalui jalur kabel komunikasi baik dalam rentang frekuensi yang ditempati oleh sinyal video, atau melalui modulasi amplitudo salah satu frekuensi pembawa yang distandarisasi dalam siaran TV. Dalam kasus terakhir, dimungkinkan untuk menggunakan televisi biasa untuk mereproduksi gambar, dan panjang kabel bisa mencapai satu kilometer atau lebih.

Kamera transmisi PTU, biasanya, dilengkapi oleh produsen dengan lensa standar yang dirancang untuk digunakan dalam peralatan fotografi dan film, meskipun praktik ini tidak dapat dianggap optimal dari sudut pandang teknis karena alasan berikut. Pertama, penyimpangan kromatik lensa tersebut dikoreksi pada wilayah sensitivitas spektral film, yang berbeda secara signifikan dari sensitivitas spektral sebagian besar konverter foto televisi. Kedua, ketika mengembangkan lensa foto dan bioskop, tidak diperhitungkan bahwa gambar diproyeksikan ke lensa fotosensitif di kamera televisi melalui kaca depan bohlam tabung transmisi atau kaca pelindung matriks CCD. Dalam hal ini, berkas cahaya yang datang pada sudut sumbu optik lensa mengalami pembiasan tambahan, yang memperburuk resolusi sistem. Fenomena ini semakin terasa semakin lebar sudut pandang lensa. Dalam hal ini, industri dalam negeri telah menguasai produksi sejumlah lensa yang dirancang khusus untuk siaran televisi dan ditambahkan huruf “T” pada sebutannya, misalnya “MIR-10T”. Namun, lensa ini dirancang terutama untuk bekerja dengan tabung superorthicon, yang memiliki permukaan fotosensitif jauh lebih besar dibandingkan vidicon dan matriks CCD. Perlu dicatat bahwa praktik saat ini adalah memproduksi matriks dengan masukan fiberglass kaca biasa, yang memudahkan untuk menghubungkannya dengan tabung penguat gambar.

Saat mengoordinasikan parameter kamera pemancar PTU dengan kondisi pengoperasian spesifiknya, selalu perlu untuk memutuskan pilihan lensa atau apakah lensa yang dipasang di kamera memenuhi persyaratan yang timbul dari penyelesaian tugas yang diberikan. Pertama-tama, pilihan lensa harus dibuat berdasarkan sudut pandang kamera yang diberikan atau dihitung sebelumnya, terkait dengan rasio panjang fokus.

dimana bf adalah lebar gambar pada lapisan foto, 0 adalah sudut pandang pada bidang horizontal.

Juga

dimana hf adalah tinggi bayangan, b0 adalah sudut pandang pada bidang vertikal.

Pemilihan awal sudut c0 dan b0 harus dilakukan dengan mempertimbangkan fakta bahwa di tepi bidang pandang gambar menjadi kurang tajam dan terang dibandingkan di tengah, dan fenomena ini bergantung pada panjang fokus dan bukaan relatif D/f. Untuk menentukan tajam sudut bayangan vp dapat menggunakan hubungan empiris

Berdasarkan ekspresi (10.1) dan (10.2), sudut pandang lensa yang diperlukan dan panjang fokusnya akhirnya ditentukan, yang dengannya lensa yang sesuai dipilih dari tabel referensi.

Lensa vari memberikan keserbagunaan tertentu pada kamera transmisi, memungkinkannya berpindah dengan mudah dari bidang pandang yang luas, memberikan gambaran umum, ke bidang yang relatif sempit, sehingga memudahkan identifikasi objek. Industri ini memproduksi berbagai macam lensa varifokal yang cocok untuk digunakan dengan kamera video dengan ukuran target 12,7x9,5. Lensa ini memiliki rentang panjang fokus yang signifikan. Namun, perlu diingat bahwa penggunaan varioptik secara signifikan meningkatkan dimensi dan berat kamera, dan jika ada perangkat kendali jarak jauh lensa dan mempersulit desainnya. Solusi alternatif dalam hal ini adalah dengan menggunakan lensa bidang sempit dan perangkat berputar, tempat kamera dipasang, memungkinkan pandangan luas yang konsisten ke ruangan.

Praktis semua ruang transmisi PTU dilengkapi dengan perangkat yang memperluas jangkauan kecerahan yang ditransmisikan. Dalam hal ini, kami menunjukkan bahwa rentang dinamis sebagian besar ikon video tanpa mengubah mode operasi biasanya tidak melebihi 50 - 100, dan matriks CCD - 1000. Pada saat yang sama, untuk aplikasi universal kamera transmisi mungkin memerlukan perluasan rentang dinamis hingga 104-105. Untuk tujuan ini, kamera videocon menggunakan perangkat pengatur tegangan otomatis pada pelat sinyal, dan kamera CCD menggunakan pengaturan otomatis waktu akumulasi muatan. Dalam kedua kasus tersebut, disarankan juga untuk menggunakan metode optik: penyesuaian otomatis bukaan lensa dan penyesuaian transmisi filter cahaya khusus yang dipasang di depan konverter foto. Tindakan semua perangkat kontrol adalah untuk memastikan bahwa ketika penerangan suatu objek berubah dalam rentang tertentu, nilai sinyal video tidak melampaui area kerja saat ini dari karakteristik sinyal fotovoltaik fotovoltaik, dan sinyal dari gradasi paling ringan, kecerahannya harus tetap konstan. Perhatikan bahwa penggunaan metode optik dan penyesuaian waktu akumulasi muatan ditujukan untuk menstabilkan paparan yang dilaporkan oleh sel fotovoltaik, sementara penyesuaian potensi pelat sinyal vidicon menyebabkan perubahan posisi karakteristik sinyal cahaya dan kemiringannya (Gbr. 3.10), yaitu sensitivitas cahaya tabung.

Ada beberapa cara untuk mengatur tegangan secara otomatis pada pelat sinyal vidicon ketika iluminasinya berubah. Salah satunya diilustrasikan oleh rangkaian dengan detektor puncak pada masukannya (Gbr. 10.2). Sinyal video dengan ayunan 1,5-2.0V disuplai ke detektor puncak (dioda VD1 dan VD2 dan kapasitor C2), tegangan darinya disuplai ke dasar amplifier arus searah, dan dari keluaran yang terakhir - ke pelat sinyal vidicon. Peningkatan iluminasi tabung menyebabkan peningkatan level sinyal video dan tegangan pada dasar transistor, yang membantu mengurangi resistansinya dan, akibatnya, mengurangi tegangan pada output perangkat (Gbr. .10.3). Resistor R berfungsi untuk membentuk tegangan awal pada pelat sinyal Usp. Kerugian dari rangkaian ini adalah bahaya eksitasi sendiri pada pra-amplifier, yang dihubungkan ke rangkaian penyetelan otomatis. Untuk menghilangkan kelemahan ini, disarankan untuk memasukkan tegangan kontrol alih-alih pelat sinyal ke katoda vidicon.

Untuk mengontrol bukaan lensa, sinyal video dapat digunakan, disuplai ke detektor puncak, tegangan konstan yang, setelah amplifikasi, disuplai ke rangkaian diferensial seimbang (Gbr. 10.4). Ketika penerangan fotokonverter berubah, sinyalnya juga berubah, dan tegangan kontrol dari tanda yang sesuai terbentuk pada keluaran rangkaian seimbang.

Dalam kasus yang dipertimbangkan, stabilisasi arus sinyal dalam ± 20% dilakukan ketika penerangan suatu objek berubah hingga 500 kali.

Dalam rentang perubahan iluminasi yang lebih luas (hingga sekitar 104 kali), arus vidicon dapat distabilkan menggunakan berbagai filter elektro-optik yang mengubah transparansinya di bawah pengaruh tegangan yang diberikan padanya. Filter cahaya solid-state yang beroperasi menggunakan efek Kerr dicirikan oleh inersia rendah, batas luas penyesuaian transmisi cahaya, namun memerlukan tegangan kontrol yang tinggi (hingga 800 V) dan memiliki daya serap cahaya yang tinggi. Sebaliknya, filter cahaya yang terbuat dari bahan kromik ringan yang memiliki inersia tinggi (hingga beberapa detik) dikendalikan oleh tegangan rendah, diukur dalam satuan volt.

Dalam sistem berdenyut, sinyal keluaran dapat distabilkan dengan mengubah durasi pemaparan fotokonverter, yang dipasang rana elektro-optik di depannya. Sebagai yang terakhir, Anda dapat menggunakan konverter elektron-optik atau sel kristal cair. Dalam supersilikon, bagian transfer gambar digunakan sebagai penutup elektronik, yang ditambahkan elektroda khusus.

Lebih mudah untuk menyesuaikan waktu akumulasi muatan untuk menstabilkan nilai sinyal video dalam matriks CCD kontrol otomatis durasi pulsa yang masuk ke bagian penyimpanan. Pada Gambar. 10.5, dan rangkaian kontrol yang digunakan pada kamera KTP-79 disajikan dan memungkinkan Anda menstabilkan sinyal video ketika pencahayaan matriks berubah dari 4 menjadi 20 lux.

Rangkaian tersebut menghasilkan pulsa tegangan dengan durasi tergantung pada besarnya sinyal video yang sampai pada input penguat operasional U1 dari output penguat video. Menggunakan detektor puncak VD1, VD2, C5, sinyal video diubah menjadi tegangan konstan, yang disuplai ke penguat arus searah (penguat operasional U2). Tegangan keluaran dikendalikan oleh resistor R4, yang mengubah sensitivitas rangkaian. Dari keluaran UPT, tegangan disuplai ke masukan non pembalik komparator yang dibuat pada penguat operasional U3. Input pembalik komparator menerima tegangan gigi gergaji yang dihasilkan oleh generator siaga yang dirakit pada transistor VT1 dan VT2 serta kapasitor C6 (transistor VT2 berfungsi untuk menstabilkan arus muatan kapasitor guna meningkatkan linearitas tegangan gigi gergaji). Generator tegangan gigi gergaji dikendalikan oleh pulsa redaman vertikal U1, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 10.5,b. Pada waktu t1, dua tegangan U2 dan U3 dibandingkan dan sinyal kontrol bipolar U4 dihasilkan pada keluaran komparator, yang kemudian dibatasi oleh dioda VD4 dan diubah menjadi sinyal unipolar U5.

Ke nomor tersebut perangkat otomatis perangkat yang digunakan dalam kamera transmisi PTU mencakup perangkat untuk memfokuskan lensa secara otomatis ketika jarak ke bidang pengamatan berubah. Tentu saja, disarankan untuk menggunakan pemfokusan otomatis jika kedalaman bidang ruang gambar tidak mencukupi, misalnya, saat menggunakan lensa fokus panjang. Kriteria pengaburan biasanya berupa informasi tentang ketajaman atau detail gambar, yang dalam sinyal video sesuai dengan tingkat komponen spektrum frekuensi tinggi. Untuk menerima sinyal kontrol (sinyal kesalahan), informasi yang ditentukan harus tersedia untuk setidaknya dua posisi lensa. Pada Gambar. Gambar 10.6 menunjukkan diagram blok sistem fokus otomatis di mana detail gambar multi-gradasi, didefinisikan sebagai

dimana Uc adalah tegangan sinyal video, Tk adalah waktu frame.

Prinsip pengoperasian sistem ini didasarkan pada kenyataan bahwa ketika lensa difokuskan, detail gambar harus maksimal. Sinyal video dari output kamera PC diumpankan ke pembentuk Ф, di mana operasi diferensiasi, amplifikasi, dan pembatasan dilakukan sesuai dengan ambang batas yang ditentukan. Sinyal pulsa yang melebihi ambang batas dikirim melalui pembagi frekuensi ke counter C1 dan C2. Pembagi frekuensi mengurangi jumlah pulsa tegangan ke nilai yang sesuai dengan kapasitansi penghitung. Counter digunakan untuk menjumlahkan pulsa dan menyimpan nilai Du. Penghitung C1 menyimpan nilai detail yang sesuai dengan satu posisi lensa, dan penghitung C2 menyimpan nilai detail yang sesuai dengan posisi lain. Untuk memperoleh nilai kedua, lensa perlu dipindahkan pada jarak tertentu, yang dilakukan dengan mengirimkan sinyal uji khusus secara berkala. Kedua nilai detail tersebut dibandingkan satu sama lain dalam perangkat perbandingan CS dan, bergantung pada tanda hasil yang diperoleh, lensa bergerak ke arah yang sama atau berlawanan arah menggunakan aktuator CS.

Kerugian dari perangkat yang dipertimbangkan adalah memburuknya kondisi pengamatan selama pengujian pergerakan lensa. Oleh karena itu, disarankan untuk menyediakan saluran autofokus terpisah di sensor televisi, jika memungkinkan.

Jika pengamat tertarik pada satu atau lebih objek tertentu, yang jaraknya dapat berubah terlepas dari situasi umumnya, metode pemfokusan otomatis lensa berdasarkan penggunaan pengintai laser berdenyut dapat digunakan. Laser semikonduktor berdaya rendah mengirimkan berkas sinar IR divergensi rendah ke suatu objek. Sinyal yang dipantulkan diterima oleh fotodetektor dan informasi yang diterima, setelah diproses, digunakan untuk menghasilkan sinyal kontrol.

Penggunaan pengintai cahaya berdenyut dalam sensor televisi yang dikombinasikan dengan lensa varifokal memungkinkan penyesuaian khusus yang bertujuan untuk mempertahankan skala gambar yang konstan, mis. ukurannya dan penerapan mode pengawasan bebas bandwidth dalam sistem televisi frame rendah dan pulsa dengan perubahan jarak yang terus menerus ke objek. Mempertahankan skala gambar yang dipilih membantu memecahkan masalah pendeteksian, identifikasi dan pengendalian parameter berbagai objek, dan juga diperlukan ketika menggunakan sistem televisi untuk memetakan wilayah, mengukur luas pencemaran minyak di laut dan menyelesaikan masalah lainnya. masalah.

Pada Gambar. Gambar 10.7 menunjukkan diagram blok perangkat kontrol lensa zoom, yang memungkinkan untuk mempertahankan skala gambar yang konstan dengan mengubah panjang fokus, yaitu. sudut pandang sistem optik. Pulsa masukan yang berasal dari pengintai cahaya, interval waktu antara yang sesuai dengan jarak ke objek, diumpankan melalui pembentuk FI ke pemicu T. Pada keluaran pemicu, pulsa persegi panjang terbentuk, yang di CC rangkaian kebetulan diisi dengan pulsa clock yang berasal dari generator GI. Semburan pulsa yang dihasilkan pada keluaran rangkaian kebetulan diubah menggunakan pencacah SI menjadi kode biner. Jumlah digit penghitung harus dipilih tergantung pada keakuratan yang diperlukan untuk mengubah jarak ke objek menjadi kode biner. Sinyal digital kemudian diterjemahkan ke dalam DAC dan dikontrol dalam bentuk analog melalui amplifier. perangkat penggerak Lensa zoom PR VO.

Penggunaan konversi ganda pada perangkat kontrol tipe "analog-ke-kode" dan kemudian "kode-ke-analog" memungkinkan cukup dengan cara yang sederhana dan dengan akurasi tertentu menyesuaikan panjang fokus lensa zoom pada berbagai perubahan jarak dari sensor televisi ke objek pengamatan.

JANGKAUAN SISTEM PENGAWASAN ATV DALAM SUASANA

Penggunaan peralatan televisi untuk memantau objek yang terletak di luar ruangan perlu memperhatikan pengaruh atmosfer terhadap jangkauan pengamatan. Saat menentukan jarak pengamatan objek jauh, perlu diperhatikan bahwa, pertama, energi radiasi melemah lingkungan udara dan kedua, kontras gambar objek pada input sistem berkurang. Keadaan terakhir ini disebabkan oleh sifat hamburan atmosfer dan, sebagai suatu peraturan, menentukan rentang pengamatan h.

Kontras pada input sistem observasi adalah sama dengan

atau, karena L0=Eс/р, Lн=Ew/р,

dimana K0 adalah kontras objek dengan latar belakang, L0 adalah kecerahan objek atau latar belakang ( nilai yang lebih tinggi), Lн - kecerahan lapisan jenuh atmosfer (kecerahan langit di cakrawala), c - koefisien reflektansi suatu objek atau latar belakang, w- - koefisien cuaca, e - indikator redaman fluks radiasi suatu lapisan atmosfer setebal 1 km, E - penerangan objek dan latar belakang.

Koefisien cuaca w adalah rasio kecerahan Ln langit di cakrawala dengan kecerahan permukaan putih horizontal yang disinari oleh total siang hari. Koefisien cuaca bergantung pada kondisi meteorologi dan bisa lebih kecil atau lebih dari satu.

Dari persamaan kedua ditemukan rentang pengamatan yang diperlukan:

Pada Gambar. Gambar 10.8 menunjukkan grafik perhitungan yang sesuai dengan ekspresi (10.3).

2. SISTEM TELEVISI BAWAH AIR

Televisi bawah air banyak digunakan untuk berbagai penelitian kelautan. Ini termasuk pencarian kapal yang tenggelam dan segala jenis benda, survei dasar laut di wilayah pesisir, studi flora dan fauna bawah air, pemeriksaan struktur bawah air yang sedang dibangun dan dioperasikan, termasuk bendungan pembangkit listrik tenaga air, roda turbin hidrolik, dll. Masalah-masalah ini diselesaikan dengan bantuan sistem televisi khusus yang terletak di kapal bawah air dan permukaan, di batisfer dan batiskaf. Perlu dicatat bahwa percobaan pertama penggunaan televisi untuk observasi bawah air dilakukan di Uni Soviet oleh Prof. P.V. Shmakov pada tahun 1935.

KARAKTERISTIK HIDRO-OPTIK

Prinsip-prinsip yang ada untuk membangun sistem televisi bawah air didasarkan pada pertimbangan sifat optik air, yang secara unik menentukan jangkauan penglihatan di bawah air. Transparansi air bergantung pada banyak faktor, seperti kedalaman, waktu dalam setahun, keberadaan plankton, arus, dll.

Dalam praktiknya, transparansi air biasanya dinilai kedalaman maksimum, di mana piringan putih standar dengan diameter 30 cm, diturunkan secara vertikal ke permukaan laut, terlihat sangat jelas. Terlepas dari subjektivitas metode ini, metode ini banyak digunakan dalam penelitian oseanografi. Perkiraan data transparansi air, diukur menggunakan disk putih, diberikan di bawah ini.

Kedalaman visibilitas maksimum piringan putih, m

Laut Putih............................................................ 8

Laut Baltik................................................ 13

Laut Barencevo............................................. 18

Laut Hitam…………………………….. 25

Samudera Hindia…………………..50

Samudera Pasifik…………………………….. 59

Laut Sargasso…………………... 66

Karakteristik obyektif dari transparansi air adalah koefisien transparansi φ, yang ditentukan oleh hukum Bouguer:

dimana Cf dan C0 masing-masing adalah fluks cahaya yang melewati lapisan x dan fluks cahaya datang, e adalah indikator redaman cahaya dalam air.

Rumus (10.4) berlaku untuk medium homogen. Untuk medium tak homogen, koefisien atenuasi merupakan fungsi jarak, dan kemudian

dimana l adalah panjang total lapisan air.

Indeks atenuasi e sama dengan jumlah koefisien serapan k dan indikator hamburan y, yaitu. . Dengan mengambil logaritma ekspresi (10.4), kita memperoleh rumus untuk indeks atenuasi, ln/m

dimana fp fr adalah koefisien transparansi dengan adanya serapan dan hamburan cahaya dalam air.

Ada rumus empiris perkiraan yang ditetapkan untuk cahaya putih dan menghubungkan indeks atenuasi dengan kedalaman visibilitas piringan putih zу, diambil dalam meter:

Dalam perhitungan hidrooptik, konsep indeks atenuasi vertikal sering digunakan cahaya alami g, yang selalu lebih kecil dari eksponen e: r = eP, di mana P adalah parameter yang bergantung pada bentuk indikator hamburan dan yang disebut probabilitas kelangsungan hidup foton L. Indikator hamburan adalah grafik distribusi sinar cahaya yang tersebar di air berdasarkan sudut. Gambar 10.9 menunjukkan contoh indikator hamburan yang dinormalisasi menjadi satu pada b = 90?, dan sifat perubahan arahnya fluks bercahaya Ts0 setelah melewati lapisan air. Terlihat pada gambar, indikator hamburan air memanjang hingga ke belahan bumi depan. Keadaan ini memiliki efek menguntungkan pada penerangan lapisan air yang lebih dalam, karena sinar yang tersebar menciptakan penerangan tambahan.

Pada Gambar. Gambar 10.10 menunjukkan kurva spektral indeks atenuasi e, indeks hamburan y dan indeks serapan k untuk Laut Kaspia. Dari grafik e = f (l) dapat disimpulkan bahwa sinar biru dan hijau mengalami redaman cahaya paling sedikit di dalam air. Bagian spektrum dengan panjang gelombang pendek mengalami redaman besar karena hamburan yang kuat, dan bagian dengan panjang gelombang panjang karena penyerapan yang kuat.

Sifat hamburan air yang nyata menyebabkan melemahnya kontras secara signifikan ketika gambar dipindahkan dari bidang objek ke bidang konverter foto dari kamera televisi pemancar. Kontras objek gambar dengan latar belakang pada input fotokonverter Kvh berhubungan dengan kontras sebenarnya objek K0 melalui relasi

dimana Ed adalah iluminasi photoconverter yang dihasilkan oleh hamburan kabut, E0 adalah iluminasi photoconverter dari objek atau latar belakang (nilai lebih tinggi).

Penerangan dari kabut dapat diketahui dengan menjumlahkan kembali fluks yang dipantulkan dari lapisan air yang diterangi dengan ketebalan masing-masing dz dan diarahkan ke permukaan fotosensitif dengan luas Sf:

dimana jarak z, h dan h0 ditunjukkan pada Gambar. 10.11.

Fungsi integral dapat direduksi menjadi bentuk

dimana x(p) adalah nilai indikator hamburan pada arah p (“belakang”), sob dan D adalah transmitansi dan diameter pupil masuk lensa, x adalah segmen yang ditunjukkan pada Gambar. 10.11.

Penerangan lapisan dz yang terletak pada jarak z dari lensa:

dimana I0 adalah intensitas cahaya sumber cahaya pada arah aksial, lz = z/cosш adalah jarak aksial dari sumber ke lapisan dz.

Rumus perhitungan yang diperoleh berdasarkan ekspresi (10.5)-(10.7) diberikan pada Bab 11.

Dari rumus (10.7) dapat disimpulkan bahwa iluminasi Ed tidak hanya bergantung pada sifat hamburan air, tetapi juga pada lokasi relatif sumber iluminasi objek dan kamera pemancar dengan lensa O (Gbr. 10.11). Untuk mengurangi pengaruh kabut, perlu dilakukan pengurangan luas perpotongan bidang pandang lensa dan pola radiasi sumber penerangan I (area ini diarsir pada Gambar 10.11). Sebaiknya sumber cahaya ditempatkan pada jarak tidak lebih dekat dari 2-3 meter dari kamera. Pada Gambar. 10.12 menunjukkan grafik yang mengkarakterisasi ketergantungan nilai Ed. dan Kin dari jarak kamera dengan sumber cahaya b.

Pada saat mengamati suatu benda dengan latar belakang laut, kontras K0 dapat dihitung dengan menggunakan rumus

dimana r0 adalah koefisien kecerahan benda, rm - : koefisien kecerahan laut, rm = 0,02-0,05.

Koefisien kecerahan laut dipahami sebagai rasio kecerahan radiasi difus yang berasal dari ketebalan laut tepat di bawah permukaannya pada sudut tertentu dengan kecerahan permukaan matte putih ideal yang disinari oleh cahaya alami.

Pengaruh signifikan lingkungan perairan untuk mengubah skala gambar yang ditransmisikan oleh sistem televisi bawah air. Fenomena ini dijelaskan oleh perbedaan indeks bias air n1 = 1,33 dan udara n3 = 1. Jika ruang transmisi ditempatkan pada batisfer yang dilengkapi jendela kapal datar, maka menurut Gambar. 10.13 hubungan berikut akan valid

dimana n2 adalah indeks bias kaca jendela.

Oleh karena itu sudut q1 akan lebih kecil dari sudut q3, yaitu. Sudut pandang kamera pemancar yang ditempatkan di dalam air ternyata lebih kecil dibandingkan sudut pandang kamera yang sama yang ditempatkan di udara. Keadaan ini menyebabkan peningkatan skala gambar yang ditransmisikan (Gbr. 10.14). Perubahan sudut pandang kamera pemancar akan bergantung pada nilai absolutnya di udara. Jika misalnya 2ts3 = 62? (tipe lensa Yu-12), maka untuk air 2 c1 = 44,6?, yaitu bidang pandang sudut kamera berkurang 1,38 kali.

Jika penurunan bidang pandang tidak diinginkan, disarankan untuk menggunakan iluminator bola. Dalam hal ini, pusat optik lensa harus tepat sejajar dengan pusat jari-jari kelengkungan bola, yang menimbulkan kesulitan teknologi tertentu. Jika kedua pusat tidak bertepatan, distorsi tambahan akan muncul, yang sangat signifikan untuk sinar yang datang pada sudut besar.

PRINSIP-PRINSIP PEMBANGUNAN SISTEM TELEVISI BAWAH AIR

Dalam kebanyakan kasus, sistem televisi bawah air harus memberikan jangkauan pengamatan semaksimal mungkin (dengan pengecualian beberapa sistem pengawasan struktur hidrolik dan beberapa sistem lainnya). Dari pertimbangan karakteristik hidrooptik maka untuk meningkatkan jangkauan transmisi perlu menggunakan sumber penerangan yang kuat pada objek, memancarkan energi cahaya di bagian spektrum hijau-biru, dan juga menyediakan tindakan khusus. untuk mengurangi pengaruh hamburan kabut pada kontras gambar yang ditransmisikan. Pemenuhan kondisi tersebut sangat difasilitasi dengan penggunaan teknologi laser.

Ada dua prinsip dasar untuk membangun sistem televisi laser: prinsip pemindaian sinar laser dalam ruang objek dan prinsip gerbang spasial. Prinsip pemindaian sinar laser diimplementasikan dalam sistem “traveling beam”, di mana sinyal yang dipantulkan diterima oleh fotodetektor elemen tunggal, biasanya fotomultiplier. Besar kecilnya elemen dekomposisi akan ditentukan oleh sudut divergensi awal sinar laser, dan sudut pandang ditentukan oleh sudut bidang pandang fotodetektor. Ada sistem di mana bidang pandang sempit fotodetektor dipindai bersamaan dengan pemindaian sinar laser. Ukuran elemen akan sama dengan yang sebelumnya, dan sudut pandang akan sama dengan sudut pemindaian.

Inti dari gerbang spasial adalah memilih suatu area ruang yang menarik bagi pengamat dengan menyinarinya dengan pulsa cahaya, yang durasinya dipilih dari kondisi.

di mana h adalah kedalaman area ruang yang diberi gerbang, c0 adalah kecepatan cahaya, h adalah jarak ke area yang diberi gerbang, tз adalah durasi pulsa rana.

Penerapan metode gerbang spasial dilakukan dengan mengunci fotokonverter multi elemen sistem sepanjang waktu, kecuali waktu pemaparan langsung pulsa cahaya yang dipantulkan dari suatu area ruang tertentu ke elemen fotosensitif. Dalam hal ini, pengaruh hamburan kabut pada perangkat penyimpanan fotokonverter berkurang seiring waktu pemaparan dan kontras gambar masukan meningkat.

Pada Gambar. Gambar 10.15 menunjukkan diagram blok sistem televisi laser berdenyut yang beroperasi berdasarkan prinsip gerbang spasial, yang menurutnya objek yang diamati diterangi oleh fluks cahaya yang dipancarkan oleh laser dari sisi cermin 1. Pada saat yang sama, sebuah cahaya pulsa dari sisi cermin 2 menciptakan, menggunakan kepala foto, pulsa listrik yang terpicu setelah pembentukan rangkaian penundaan yang dapat disesuaikan. Tertunda untuk waktu yang sama dengan 2 jam/C0, sinyal pulsa, pada gilirannya, memicu perangkat pembentuk pulsa gerbang elektro-optik, dengan bantuan yang mengatur proses akumulasi dalam tabung transmisi PT atau CCD. Frekuensi pulsa sinar laser disinkronkan dengan kecepatan bingkai.

Untuk sistem televisi laser berdenyut, dua jenis laser hijau-biru dapat digunakan - gas dan solid-state. Laser gas berbahan dasar gas inert memiliki tingkat pengulangan yang tinggi, mencapai beberapa ribu pulsa per detik, namun daya pulsanya relatif rendah (hingga beberapa puluh kW) dan efisiensinya rendah. Laser yang paling banyak digunakan adalah kaca yang diolah dengan neodymium. Laser ini menghasilkan pulsa cahaya dengan durasi sekitar 10-20 ns dengan tingkat pengulangan hingga 50-60 pulsa per detik. Panjang gelombang energi yang dipancarkan adalah l = 1,06 mikron, daya pulsa hingga 20 MW atau lebih. Untuk mendapatkan panjang gelombang l = 0,53 m, pulsa ini diterapkan pada kristal tunggal litium niobate atau kalium dihidrogen fosfat, yang berperan sebagai pengganda frekuensi. Daya pulsa setelah penggandaan frekuensi radiasi (daya harmonik kedua) dikurangi menjadi 1-2 MW.

Peran penting dalam sistem yang sedang dipertimbangkan dimainkan oleh durasi pulsa gerbang (strobe) tg. Efisiensi terbesar dari sistem diperoleh jika durasi pulsa ini bertepatan dengan pulsa cahaya yang dipancarkan te. yang, setelah kembali, memperlihatkan konverter foto. Dalam kasus tз > te pengaruh hamburan kabut meningkat, menyebabkan penurunan kontras gambar masukan. Jika tz< tэ, то часть энергии отраженного импульса будет расходоваться бесполезно, т. е. не участвовать в образовании зарядового рельефа на накопителе фотопреобразователя.

3. SISTEM TV PESAWAT

Untuk sistem televisi pesawat terbang(LA) mencakup sistem yang terletak di pesawat terbang, helikopter, satelit Bumi buatan (AES), dan kendaraan luar angkasa. Fungsi yang dilakukan oleh sistem tersebut sangat beragam. Penggunaan televisi pada pesawat atmosfer biasanya bertujuan untuk mengamati permukaan bumi atau laut, mencari, mendeteksi dan mengukur parameter tertentu dari objek individu, atau memotret area tertentu. Peralatan televisi luar angkasa telah tersebar luas, mencakup bidang penerapan berikut:

komunikasi video luar angkasa (cosmovision),

penelitian ilmiah benda luar angkasa,

pengamatan tutupan awan bumi dan mempelajarinya sumber daya alam,

pemantauan video tentang fungsi sistem pesawat ruang angkasa dan pengendalian pesawat ruang angkasa.

Komunikasi video luar angkasa melibatkan pertukaran informasi visual antara pesawat ruang angkasa berawak di satu sisi dan antara pesawat ruang angkasa dan Bumi di sisi lain.

Sistem penelitian ilmiah dan sistem meteorologi digunakan untuk mengumpulkan dan mengirimkan informasi televisi dari wilayah dekat dan jauh ke Bumi. Pengangkut peralatan tersebut adalah satelit dan kendaraan luar angkasa yang tidak membawa manusia. Eksplorasi ilmiah luar angkasa dimulai pada tahun 1959 dengan stasiun Luna-3, yang dengannya dimungkinkan untuk memperoleh gambar sisi jauh Bulan. Sejak 1965, studi televisi tentang Mars dan Venus dimulai. Pada tahun 1986, pembuatan film Komet Halley di televisi dilakukan sebagai bagian dari proyek Vega internasional.

Program luar angkasa untuk mengeksplorasi sumber daya alam bumi telah meluas. Untuk tujuan ini, satelit seperti stasiun Meteor-Nature, Kosmos, Salyut dan Mir, dan perangkat seri American Landset digunakan. Masalah yang diselesaikan dalam kerangka program ini dikelompokkan menjadi empat bidang: oseanologi, hidrologi, geologi, kehutanan dan pertanian. Untuk melakukan berbagai tugas-tugas tertentu observasi dan pengukuran fotometri, peralatan televisi spektrozonal banyak digunakan, yang memungkinkan memperoleh informasi tentang objek kontras rendah di berbagai bidang rentang spektral radiasi.

Sistem telemetri video telah menjadi penting, yang dengannya pekerjaan dapat dipantau berbagai sistem pesawat ruang angkasa dan kendali penerbangannya. Dalam kasus terakhir, dengan bantuan televisi, koordinat kapal ditentukan secara otomatis, pendaratan dan manuvernya dilakukan.

Tempat khusus ditempati oleh transmisi ulang program siaran dan layanan televisi menggunakan relay satelit. Dalam hal ini relay dapat dilakukan sepanjang rantai Bumi - Luar Angkasa - Bumi, Luar Angkasa - Luar Angkasa - Bumi dan cara lainnya.

Luasnya penggunaan sistem televisi pesawat, khususnya di penelitian ilmiah, menentukan perbedaan prinsip konstruksi peralatan dan karakteristiknya. Jadi, sistem yang dirancang untuk mempelajari Bulan harus mengirimkan informasi pada pencahayaan permukaannya dari 135 ribu lux hingga 0,75 lux dan kontras objek individual dari 0,01 hingga? 1. Sistem untuk melihat permukaan bumi tunduk pada persyaratan yang lebih rendah mengenai luasnya rentang dinamis kecerahan yang ditransmisikan, namun kebutuhan akan pengamatan waktu nyata sangatlah penting.

Untuk individu karakteristik teknis Sistem televisi pesawat dapat dibagi menjadi beberapa kelompok berikut:

dengan pemindaian elektronik dan optik-mekanis;

dengan perangkat penyimpanan jenis film elektronik dan film fotografi;

tanpa akumulasi energi, dengan akumulasi lini dan personel;

pasif dan aktif;

dengan proses akumulasi dan pembacaan informasi secara simultan dan terpisah waktu;

sistem broadband dan pita sempit;

tertutup dan terbuka (dengan jalur komunikasi radio).

Sistem televisi elektronik mencakup semua sistem dengan tabung transmisi dan konverter foto solid-state, yang beroperasi dengan dan tanpa penyimpanan energi. Sistem dengan pemindaian optik-mekanis dibangun berdasarkan prinsip pemindaian sinar laser di ruang objek (sistem sinar perjalanan), atau berdasarkan prinsip pemindaian mekanis suatu gambar menggunakan drum cermin, prisma berputar, dll. Pemindaian optik-mekanis termasuk dalam kategori pemindaian “lambat” dan digunakan terutama dalam sistem pita sempit.

Dalam sistem penyimpanan energi, baik perangkat penyimpanan film elektron, yang digunakan dalam tabung transmisi dan fotokonverter solid-state, serta perangkat penyimpanan film fotografi digunakan. Yang terakhir ini digunakan dalam sistem foto-televisi, di mana gambar suatu objek pertama kali direkam pada film fotografi, dan kemudian, setelah diproses, dibaca secara mekanis atau elektronik dan diubah menjadi sinyal video.

Berdasarkan waktu akumulasi energi, sistem dibagi menjadi sistem tanpa akumulasi energi (dissektor, dengan pemindaian laser atau optik-mekanis), dengan akumulasi garis dan bingkai. Penyimpanan energi jalur digunakan dalam sistem pemindaian jalur tunggal. Pemindaian vertikal dalam hal ini dilakukan karena adanya gerakan translasi pesawat.

Sistem televisi pesawat, seperti sistem optik-elektronik lainnya, dibagi menjadi aktif dan pasif, yaitu. menggunakan penerangan buatan pada objek. Jelasnya, lampu latar hanya dapat digunakan pada jarak yang relatif pendek, yang hanya merupakan karakteristik pesawat atmosferik.

Sistem televisi konvensional yang digunakan dalam siaran dan televisi terapan beroperasi dalam mode di mana proses pemaparan gambar ke permukaan fotosensitif dan proses peralihan target, disertai dengan pembentukan sinyal video, terjadi secara bersamaan. Namun, dalam sistem bingkai kecil, pulsa, dan fototelevisi, proses-proses ini dipisahkan dalam waktu: pertama, elemen penyimpanan konverter foto diekspos (dalam sistem pulsa - jangka pendek, dalam kasus lain - apa pun), lalu informasi dibaca dari memori dan, terakhir, jika perlu, potensi sisa dihapus untuk mempersiapkan drive menghadapi siklus operasi baru.

Semua sistem televisi pesawat secara kondisional dibagi menjadi pita sempit dan pita lebar, dan batas di antara keduanya ditetapkan pada frekuensi sinyal video maksimum 100 kHz. Sistem broadband digunakan terutama untuk mengamati permukaan bumi dan tutupan awannya dari pesawat terbang dan satelit dengan orbit hingga 10 km. Sistem televisi pita sempit digunakan untuk mengirimkan informasi dari luar angkasa, dan pengurangan pita frekuensi dengan daya pemancar terbatas memungkinkan peningkatan jangkauan sistem ribuan kali lipat.

Kebanyakan sistem televisi pesawat terbang tipe terbuka, yaitu berfungsi untuk mengirimkan informasi melalui saluran radio. Namun, di dalam pesawat dan pesawat ruang angkasa, mereka juga bisa digunakan. sistem tertutup, melakukan fungsi tambahan yang memfasilitasi pengelolaan pembawa dan pengumpulan informasi ilmiah.

SISTEM TELEVISI BINGKAI RENDAH

Sistem televisi bingkai rendah telah tersebar luas sebagai sarana pengamatan permukaan bumi dari luar angkasa dan pesawat atmosfer. Sistem low-frame juga digunakan di telepon video dan sistem visi teknis. Untuk memahami keuntungan metode transmisi gambar bingkai kecil, ingatlah bahwa sistem multi-bingkai konvensional memiliki throughput yang sangat besar: dengan 5.105 elemen gambar dan 10 gradasi kecerahan yang dapat diambil setiap elemen, jumlah informasi yang dikirimkan dalam 0,04 detik ( waktu satu rangka) adalah N = 5 105log210 pintu unit Informasi sebanyak itu, yang tidak dapat dirasakan oleh penganalisa visual dalam waktu sesingkat itu, karena bandwidth visualnya ratusan ribu kali lebih kecil, ditransmisikan hanya untuk menciptakan ilusi pergerakan berkelanjutan dari objek yang diamati dan menghilangkannya. kedipan gambar yang direproduksi. Jika Anda mengabaikan persyaratan ini, Anda dapat mengurangi waktu transmisi frame secara signifikan dengan meningkatkannya keluaran sistem, mengurangi bandwidth frekuensi yang ditransmisikan melalui jalur video dan radio dan pada saat yang sama meningkatkan kekebalan kebisingan sistem. Dalam hal ini, hubungan korelasi antar-frame, yang kuat dalam sistem multi-frame, dihilangkan.

Jadi, inti dari metode bingkai rendah adalah akumulasi dan transmisi hanya gambar-gambar yang konten semantiknya berbeda secara signifikan. Contoh transmisi gambar dalam sistem low-frame diilustrasikan pada Gambar. 10.16. Sebuah pengangkut yang bergerak secara progresif (pesawat terbang, helikopter) memindai permukaan bumi pada bagian-bagian yang terletak berurutan, yang nilainya dalam arah pergerakan adalah l=VT, di mana V adalah kecepatan pengangkut, T adalah periode pemaparan fotokonverter, sama dengan waktu transmisi satu frame. Waktu pemaparan konverter foto te dipilih sehingga keburaman gambar berkecepatan tinggi, yang menurunkan kualitasnya, tidak melebihi batas tertentu yang telah ditentukan. Jadi, untuk area penangkapan tertentu pada permukaan yang diamati, kecepatan bingkai harus ditentukan secara unik oleh kecepatan pembawa. Reproduksi gambar yang dikirimkan dilakukan pada kinescope dengan pijaran panjang atau menggunakan perangkat memori khusus.

Untuk memastikan pengoperasian sistem yang sedang dipertimbangkan bebas masalah, akan lebih mudah untuk menggunakan lensa zoom. Jika terjadi perubahan ketinggian penerbangan h (Gbr. 10.16), untuk mempertahankan nilai l yang konstan, panjang fokus lensa zoom f? sesuai dengan rumus f?=dh/l, dimana d adalah ukuran permukaan fotosensitif fotokonverter. Penyesuaian ini dilakukan secara otomatis menggunakan tegangan kontrol yang berhubungan dengan perubahan jarak h.

Jika, selain ketinggian, kecepatan terbang pembawa juga dapat berubah, maka untuk mempertahankan ukuran konstan dari permukaan yang diamati l, perlu dilakukan perubahan frekuensi paparan fotokonverter Fe, karena l = V/ Fe.

Penyesuaian otomatis nilai f? dan Fe, dilakukan dengan menggunakan unit kontrol khusus, yang algoritma fungsinya bergantung pada kemampuan untuk mengubah frekuensi paparan secara lancar atau diam-diam. Jika batas perubahan frekuensi pemaparan terbatas, yang umum terjadi pada banyak sistem aktif, dan kecepatan V menjadi berlebihan, maka untuk memastikan mode pengamatan bebas lompatan, perlu untuk meningkatkan ukuran area l, sekaligus mengurangi skala gambar. Jelasnya, operasi ini dilakukan dengan mengurangi panjang fokus f?.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa sistem low-frame termasuk dalam kategori sistem pita sempit dengan akumulasi frame-by-frame dan proses perekaman dan pembacaan informasi yang terpisah, yaitu. akumulasi dan peralihan potensi bantuan dalam tabung transmisi. Untuk mengimplementasikan mode ini, vidicon khusus digunakan yang mampu menahan relief pengisian daya sepanjang waktu peralihan, centang, dan matriks CCD.

Metode transmisi gambar low-frame diterapkan untuk mendapatkan gambar Bulan dan Mars, serta tutupan awan di Bumi. Pada Gambar. Gambar 10.17 menunjukkan diagram blok peralatan televisi yang dipasang pada satelit meteorologi sistem Meteor. Sistem, yang dirancang untuk merekam tutupan awan di sisi bumi yang diterangi, menggunakan dua kamera transmisi pada video dengan memori, memastikan sistem beroperasi dalam mode bingkai rendah. Siklus penuh pengoperasian tabung transmisi adalah 60 detik: waktu pemaparan adalah 0,025-0,04 detik, waktu membaca informasi adalah 10 detik, dan waktu persiapan (menghapus potensi sisa yang tersisa) adalah 50 detik. Pita frekuensi jalur video adalah 15 kHz, rentang eksposur kerja adalah 0,6-8 lx s.

Kedua kamera tersebut dibekali lensa dengan panjang fokus 16 mm dan rasio aperture 1:3. Sumbu optik kamera dimiringkan satu sama lain pada sudut 19°, yang memastikan bahwa sistem mencakup sudut pandang 76° secara keseluruhan. Untuk memperluas rentang dinamis kecerahan yang ditransmisikan, aperture setiap lensa disesuaikan. Operasi ini dilakukan atas perintah dari Bumi atau dari unit kontrol perangkat lunak khusus yang terkait dengan sensor posisi Matahari. Unit kendali juga dirancang untuk mengumpulkan informasi telemetri tentang keadaan semua blok utama peralatan televisi. Informasi ini kemudian direkam pada tape recorder dan dikirimkan ke Bumi bersamaan dengan sinyal video.

Sinyal video dari output kamera pemancar masuk melalui sakelar ke penguat linier, di mana sinyal layanan dicampur, termasuk pesan kode tentang jumlah setiap pasangan gambar, pengosongan dan sinkronisasi pulsa. Karena informasi dikirimkan ke Bumi hanya ketika satelit berada dalam zona visibilitas radio langsung, peralatan tersebut mencakup alat perekam video (video recorder) yang dikendalikan oleh unit perangkat lunak. Untuk mengurangi waktu sesi komunikasi, membaca informasi dari pita magnetik empat kali lebih cepat dibandingkan menulis. Sinyal baca disuplai ke perangkat pembentuk untuk koreksi frekuensi dan kemudian ke pemancar 15 W. Gambar yang diterima di titik dasar difoto dari layar perangkat pemantauan video. Resolusi peralatan televisi memungkinkan seseorang untuk membedakan wilayah di Bumi berukuran 1,2 km.

SISTEM FOTOTV

Saat mentransmisikan sinyal gambar tunggal dari pesawat, sistem foto-televisi yang terdiri dari kamera fotografi, perangkat pemrosesan film otomatis, dan perangkat pemindaian gambar telah tersebar luas. Perangkat lain yang terkait dengan pembangkitan sinyal dan transmisinya ke tanah serupa dengan perangkat yang termasuk dalam sistem bingkai rendah. Keuntungan dari sistem foto-televisi adalah kejernihan gambar yang dihasilkan tinggi kualitas tinggi film fotografi.

Setelah paparan dan perawatan kimia film fotografi, gambar individu dipindahkan ke jendela bingkai menggunakan mekanisme broaching 3 (Gbr. 10.18) dan secara bersamaan dipindai menggunakan metode “travelling beam”. Ketika film dimajukan terus menerus, pemindaian dilakukan dalam satu garis (single-line scanning), terbentuk pada layar kinescope proyeksi berukuran kecil 1. Titik cahaya melalui lensa 2 menerangi film. Fluks cahaya termodulasi dikumpulkan oleh kondensor 4 dan mengenai fotokatoda PMT.

Resolusi sistem foto-televisi akan ditentukan oleh kualitas film fotografi dan ukuran titik cahaya yang dianalisis. Lebar spektrum sinyal video bergantung pada kecepatan gerak film dan durasi garis, dan kedua parameter tersebut harus dikoordinasikan satu sama lain sehingga tidak ada garis yang tumpang tindih atau celah di antara keduanya.

Saat memotret medan dari pesawat terbang, gambar pada film menjadi buram, yang menyebabkan penurunan kualitas gambar yang dikirimkan. Mengurangi fenomena ini dicapai dengan mengurangi waktu pemaparan film, yang sekaligus meningkatkan kebutuhan penerangan objek pengamatan. Saat membuat perhitungan, pertimbangkan fenomena keburaman berkecepatan tinggi pada kualitas gambar yang dikirimkan dan pilih waktu optimal paparan dapat didasarkan pada analogi dengan perangkat penyimpanan film elektronik, seperti yang ditunjukkan pada bagian 10.4.

SISTEM SPEKTROZONAL

Sistem spektrozonal digunakan untuk memperoleh informasi secara simultan tentang distribusi fluks radiasi di dua atau lebih zona (wilayah) rentang gelombang spektral. Dalam hal ini, sistem televisi konvensional harus diklasifikasikan sebagai sistem “zona tunggal”. Sistem televisi spektrozonal (SZTS) banyak digunakan di televisi luar angkasa untuk menyelesaikan tugas observasi (deteksi dan identifikasi berbagai objek di bumi dan lautan di dunia) dan pengukuran. Penggunaan pemfilteran spektral optik di SZTS memungkinkan untuk meningkatkan kontras gambar masukan dari objek yang dipilih.

Kontras energi langsung dari gambar setiap objek yang dipilih relatif terhadap latar belakang sekitarnya pada input konverter foto untuk satu zona sama dengan

di mana Wф dan Wо adalah energi radiasi pada input fotokonverter dari latar belakang dan objek, masing-masing, per satu elemen gambar.

Nilai energi secara umum dinyatakan dengan relasi

dimana CL max adalah kerapatan fluks radiasi spektral maksimum, W/μm; Тк - durasi bingkai; sfl dan с0л - masing-masing koefisien reflektansi spektral latar belakang dan objek; fl - transmisi spektral atmosfer; fl0 - transmisi spektral lensa; Slz adalah sensitivitas spektral zona transmisi filter optik.

Semua karakteristik spektral yang terletak di bawah integral bersifat relatif, yaitu. maksimal direduksi menjadi kesatuan.

Dengan demikian, nilai energi masukan dari area tertentu pada gambar permukaan pengamatan, yang masing-masing dicirikan oleh kontrasnya sendiri, akan bergantung pada sensitivitas spektral zona transmisi. Pemilihan wilayah kerja observasi C3TS merupakan tugas penting dan kompleks yang bertujuan untuk memaksimalkan kontras masukan dari objek yang dipilih. Dalam hal ini, bentuk dan lebar karakteristik sensitivitas spektral setiap zona dan lokasinya dalam rentang gelombang spektral harus diperhitungkan. Jumlah zona sesuai dengan jumlah area yang dipilih dari gambar yang diamati dan biasanya sama dengan jumlah konverter foto dalam sistem televisi. Dalam hal ini, semua sinyal diproses secara bersamaan, dan hasilnya diperoleh secara real time. Jika kecepatan sistem rendah, Anda dapat membatasi diri pada satu konverter foto dengan serangkaian filter yang dapat diganti. Dalam hal ini, pemrosesan sinyal secara simultan memerlukan pengenalan perangkat memori khusus ke dalam sistem.

SZTS dari satelit Bumi buatan "Landset-1" mencakup tiga kamera, yang sumbu optiknya ditempatkan sedemikian rupa sehingga bagian permukaan bumi yang sama diproyeksikan secara bersamaan ke target semua video. Kamera beroperasi di zona spektral berikut: 475 - 575 nm, 580 - 680 nm, 690 - 830 nm. Dengan lebar daerah pengamatan 180 km, resolusi di permukaan bumi adalah 50 – 100 m.

4. SISTEM TV UNTUK MEMANTAU OBJEK YANG BERGERAK CEPAT DAN PROSES YANG CEPAT

Area penerapan peralatan televisi sangat beragam. Namun, meskipun beragam aplikasi dan metode konstruksi, dalam banyak kasus hal ini dimaksudkan untuk mengirimkan gambar objek yang parameternya, termasuk posisinya dalam ruang, berubah relatif lambat seiring waktu. Bagaimanapun, kecepatan perubahannya biasanya jauh lebih rendah daripada kecepatan perolehan informasi, yang ditentukan baik di bioskop maupun di televisi oleh kecepatan frame.

Memperluas kemampuan dan cakupan televisi dalam industri, transportasi, dan penelitian ilmiah seringkali menimbulkan kebutuhan untuk memperoleh informasi video dari berbagai jenis objek yang bergerak cepat dan tentang proses yang mengalir cepat. Contohnya adalah pengamatan dengan menggunakan lampu strobo televisi, terhadap baling-baling kapal dan pesawat terbang, roda turbin, dan berbagai bagian mesin dan mekanisme yang berputar atau bergetar. Tugas pendaftaran nomor secara otomatis sangatlah mendesak Kendaraan(mobil, gerbong kereta api dll.) selama gerakan mereka. Dalam penelitian ilmiah, rekaman televisi tentang jejak partikel nuklir dan proses yang terjadi dalam plasma digunakan. Instalasi telah dibuat yang memungkinkan tidak hanya untuk mengamati proses cepat di ruang percikan, tetapi juga untuk mengukur koordinat masing-masing partikel.

Dokumen serupa

perangkat TV dan sistem. Prinsip pemindaian interlaced. Persyaratan diagram blok televisi hitam putih. Interaksi fungsional saluran dan blok TV transistor. Pembangunan sistem televisi berwarna yang kompatibel.

abstrak, ditambahkan 24/08/2015


Desain jaringan distribusi sinyal televisi rumah untuk bangunan tempat tinggal. Diagram blok sistem digital untuk mentransmisikan sinyal gambar dan suara. Parameter dasar kabel SNR RG11-M-Cu. Spesifikasi penguat

tes, ditambahkan 18/09/2012


Elemen utama SCTV: menerima antena TV dan amplifier, headend, konverter. Struktur sistem televisi kabel, persyaratan sirkuit. Metode dasar informasi masukan. Distribusi frekuensi sinyal.

abstrak, ditambahkan 18/03/2011


Sejarah penemuan televisi - salah satu penemuan teknis terbesar abad ke-20. Prinsip transmisi gambar jarak jauh melalui sarana radio-elektronik. Salinan televisi dari museum. Diagram blok umum dari sistem televisi.

presentasi, ditambahkan 11/12/2014


Tujuan dari sistem televisi adalah untuk membentuk gambaran dari adegan yang ditransmisikan, yang dimaksudkan untuk persepsi manusia. Memasok sinyal dari output perangkat pemrosesan dan amplifikasi ke penganalisis. Pembentukan gambar optik, elemen pemisah balok.

abstrak, ditambahkan 07/12/2010


Tahapan pembuatan sistem televisi 24 jam: penilaian fungsi transfer end-to-end sistem, jangkauan sinyal, pengembangan desain komponen utama produk, pembuatan pelat padat vakum dan elektron- konverter optik.

tesis, ditambahkan 24/11/2010


Ada dua kelompok utama sistem televisi sinar-X (RTS): untuk fluoroskopi dan untuk radiografi. Diagram blok RTS analog, perangkat konverter elektron-optik. Pembentukan raster televisi, diagram struktur saluran video.

tes, ditambahkan 13/01/2011


Desain pemancar stasiun radio televisi dengan amplifikasi sinyal audio (modulasi frekuensi) dan sinyal video yang terpisah dari sistem SECAM D/K. Menentukan jumlah tahap amplifikasi, memilih opsi redundansi untuk kelancaran operasi.

tugas kursus, ditambahkan 25/06/2015


Pilihan sistem yang dapat disesuaikan, fungsi transfer dan frekuensi amplitudo, grafik proses transisi. Konstruksi karakteristik logaritmik dari sistem kendali otomatis. Sintesis unit korektif paralel dan perangkat perangkat lunak.

tugas kursus, ditambahkan 20/10/2013


Karakteristik listrik diagram skematik pemancar sistem televisi. Prinsip pengoperasian demodulator. Indikator dan karakteristik papan sirkuit tercetak. Kekuatan keluaran jalur gambar dan suara. Penyesuaian tingkat daya otomatis.

Selama masa permusuhan di tahun 50an dan 60an abad yang lalu, pemerintah negara-negara tetangga berusaha dengan segala cara untuk melindungi penduduknya dari pengaruh “merusak”, mengganggu siaran radio dan membuat tidak mungkin menerima televisi dari luar negeri. Banyak yang berhasil dalam hal ini dengan membuat standar mereka sendiri yang tidak sesuai dengan standar yang diterapkan di negara lain. Perdagangan juga berperan - tidak ada yang ingin filmnya ditonton secara gratis oleh jutaan penonton di negara lain. Ini adalah berapa banyak standar berbeda yang muncul - pertama televisi hitam putih, dan kemudian televisi berwarna (Gbr. 1).

Beras. 1. Standar televisi

Hingga pertengahan tahun 60-an abad ke-20, fokus utama kami adalah spesialis di bidang pertelevisian standar Amerika NTSC, yang mulai mengudara di Amerika Serikat pada tahun 1953. Namun bahkan di negara-negara kaya di Amerika, televisi berwarna mengalami kesulitan untuk menjangkau rumah-rumah pemirsa. Harganya cukup mahal, tapi itu bukan yang utama – warna pada layar jauh dari kenyataan.

Faktanya adalah bahwa standar NTSC memberikan kejernihan warna yang tinggi, tetapi sangat pilih-pilih mengenai kualitas saluran transmisi.Siaran percobaan dalam standar NTSC pada awal tahun 60an juga dilakukan di sini di Moskow, industri televisi sedang bersiap untuk membuat a hadiah tenaga kerja untuk negara asalnya dan pesta pada kongres berikutnya atau untuk hari libur.

Namun mengingat skala kami - dari Moskow hingga Vladivostok - biaya modernisasi jalur komunikasi dapat melebihi kemampuan keuangan negara saat ini.

Namun kemudian tahun 1965 tiba, dan Presiden Prancis De Gaulle tiba-tiba ingin meninggalkan NATO. Kepemimpinan Soviet senang dengan hal ini dan memutuskan untuk mengambil sejumlah langkah timbal balik menuju pemulihan hubungan. Dan dalam salah satu kunjungan ke level tertinggi, tanpa konsultasi apa pun dengan spesialis, kami mengumumkan penerapan standar SECAM Prancis.

Setelah itu, Menkominfo harus menjawab “Ya!” dan meminta uang untuk teknologi dan peralatan dari Perancis. Jadi di Uni Soviet dan di “negara-negara persaudaraan kubu sosialis” muncul sebuah sistem yang tidak sesuai dengan sistem yang diterima secara umum di sebagian besar negara. Eropa Barat.

Jerman, bertahun-tahun yang panjang Mereka yang menyaksikan dari pinggir lapangan penyiksaan Amerika dengan sistem NTSC mereka juga tidak bisa tidur. Pada tahun 1963, Walter Bruch dari Telefunken mendemonstrasikan sistem PAL yang mana informasi warna ditransmisikan dua kali dalam dua jalur yang berdekatan, tetapi dalam antifase. Dengan merata-ratakan sinyal, distorsi warna yang khas dapat sepenuhnya ditekan. Tentu saja, kejernihan warnanya berkurang setengahnya, tapi ini hampir tidak terlihat oleh mata. Pada dasarnya PAL merupakan penyempurnaan dari NTSC, namun penerapannya memerlukan garis tunda sinyal yang presisi per barisnya. Saat ini, ini adalah sistem televisi berwarna yang paling umum, digunakan di sekitar seratus negara di Eropa Barat, Asia dan Afrika. Bahkan beberapa bekas tetangga kita di kubu sosialis, Polandia, misalnya, sepenuhnya beralih ke PAL dan bergabung dengan komunitas Eropa.

Perlu juga dicatat bahwa terbatasnya wilayah penyiaran adalah salah satu alasan objektif munculnya banyak standar yang tidak sesuai.

SECAM terpisah. Prancis selalu mengikuti jalur khususnya sendiri, dan dengan munculnya televisi berwarna, Prancis mengingat kembali penemuan insinyur Henri de France. Pada tahun 1954, ia menciptakan sistem yang bebas dari kekurangan sistem Amerika. SECAM dalam bahasa Perancis berarti “transmisi warna dan memori alternatif”, dan sesuai dengan ini, sinyal merah dan biru ditransmisikan secara bergantian di jalur yang berbeda, dan di penerima terdapat jalur tunda (memori) pada satu jalur untuk memulihkan informasi yang hilang. . Namun yang terpenting adalah ia menggunakan modulasi frekuensi untuk mengirimkan sinyal warna, sehingga tidak sensitif terhadap interferensi dan distorsi pada saluran komunikasi. Seperti PAL, SECAM mengurangi kejernihan warna hingga setengah dari NTSC.

Setelah berakhirnya perjanjian politik pada tahun 1965, sistem ini disempurnakan lebih lanjut selama beberapa tahun bersama oleh para ahli dari Perancis dan Uni Soviet, dan setelah sejumlah modifikasi, akhirnya diterima untuk disiarkan secara bersamaan di sini dan di Perancis.

Selama beberapa tahun terakhir, sejak SECAM diadopsi, perselisihan telah muncul berkali-kali di negara kita: apakah layak untuk meniru Perancis dan apakah kita harus mengubah standar ke PAL yang lebih umum. Kini, karena transisi intensif ke teknologi digital, perselisihan ini telah mereda - tidak hanya jaminan “digital”. kompatibilitas penuh semua TV generasi baru, tetapi juga kejernihan, stabilitas, dan kualitas warna gambar yang jauh lebih tinggi. Tabel 1 menunjukkan karakteristik komparatif sistem televisi.

Tabel 1 Jenis sinyal video sistem televisi