İyi çalışmalarınızı bilgi bankasına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve işlerinde kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim adamları size çok minnettar olacaklar.

http://www.allbest.ru/ adresinde barındırılmaktadır

Optoelektronik cihazlar ve sistemler bölümü G.N. Gryazin

UYGULAMALI TV SİSTEMLERİ

(DERS NOTLARI)

Sankt Petersburg

ÖNSÖZ

5. BİR TELEVİZYON SİSTEMİNİN İŞLEYİŞ ŞEKLİ HESAPLAMA YÖNTEMİ

ÖNSÖZ

Mekâna genel bir bakış ve gözlemcinin ilgisini çekecek nesnelerin aranması için tasarlanan televizyon sistemleri, hem üretilen ve yeni tasarlanan ekipman sayısı hem de görev çeşitliliği açısından uygulamalı televizyon sistemlerinin ana grubunu oluşturmaktadır. çözer. Gözetim (gözlem) sistemleri, görsel gözlem ve nesnelerin otomatik tespiti ve tanımlanması için kullanılır ve siyah beyaz, stereoskopik, renkli, analog veya dijital olabilir.

Ekonomik fizibilite açısından, sistemin oldukça geniş bir yelpazedeki görevleri çözebilmesi, yani büyük ölçüde evrensel olması arzu edilir. Bu, değiştirirken sistemin çalışma modunun otomatik olarak ayarlanması ihtiyacını ifade eder. dış koşullar aydınlatma, nesneye olan mesafe ve diğerleri gibi gözlemler. Kullanımın çok yönlülüğü, esas olarak, genellikle seri üretilen sözde endüstriyel televizyonun ekipmanı için karakteristiktir. Bu tür ekipmanların yanı sıra, söz konusu grup özel sistemleri içerir: su altı, düşük çerçeve, foto-televizyon, termal görüntüleme, spektrozonal vb. Çalışma modları genellikle nispeten dar bir görev yelpazesini çözme ihtiyacına göre seçilir. .

1. ENDÜSTRİYEL TV TESİSATLARI

Sokakta, atölyelerde, ticaret katlarında, ofislerde, bankaların ameliyathanelerinde, metro istasyonlarında vb. PTU'nun çok yönlülüğü, sistemlerde kullanılmalarına izin verir. hırsız alarmı, görüş sistemleri ve ölçüm sistemlerinin video sinyal sensörleri olarak. Ayırt edici özellik PTU, taramalı tarama ile standart ayrıştırma modunda çalışacak. PTU, kural olarak, görünür radyasyon aralığında çalışacak şekilde tasarlanmıştır, ancak bazı modifikasyonlar, ultraviyole, kızılötesi veya X-ışını aralıkları için tasarlanmıştır.

Modern meslek okullarının yapısal şemaları çok çeşitlidir ve esas olarak, müşteri açısından, sayısı ve amacı gerçekleştirilen görevler ve kabul edilebilir ekipman maliyeti tarafından belirlenen unsurlar kümesinde farklılık gösterir.

Şek. 10.1, dört verici kamera (PC), iki video kontrol cihazı (VKU), bir video kaydedici (VM), iki kontrol paneli (PU) ve bir video anahtarlama merkezi (VCC) içeren kurulumun bir diyagramını gösterir. VKU2'de dört kameranın tümünden gelen görüntüleri aynı anda gözlemlemek mümkündür, VKU1'de herhangi bir kameradan görüntü seçimi manuel olarak veya belirli bir programa göre gerçekleştirilir. Video kaydedici, ilgilenilen nesneyi gözlemciye kaydetmek için herhangi bir kontrol panelinden bağlanır. Ana unsurlara ek olarak, ekipman kameraların döner cihazlarını, davetsiz misafirlerin video dedektörlerini, kızılötesi aydınlatıcıları, kameraları maskeleme araçlarını vb. içerebilir. Bağlı olarak çevre odalar termostatlı olabilir, sızdırmaz, toz geçirmez, X-ışınlarından koruyucu veya diğer özel kasalara yerleştirilebilir.

Şu anda, hem vidicon sınıfı tüpler hem de CCD matrisleri, PTU kameralarını iletmek için foto dönüştürücüler olarak kullanılmaktadır. Kamerada üretilen tam TV sinyalinin iletimi şuna göre gerçekleştirilir: kablo hatları video sinyali tarafından işgal edilen frekans aralığında veya TV yayınında standartlaştırılmış taşıyıcı frekanslardan birinin genlik modülasyonu ile iletişim. İkinci durumda, görüntü üretimi için sıradan televizyonlar kullanmak mümkündür ve kablo uzunluğu bir kilometre veya daha fazlasına ulaşabilir.

Meslek okullarının verici kameraları, kural olarak, üreticiler tarafından fotoğraf ve sinematografik ekipmanlarda çalışmak üzere tasarlanmış standart lenslerle donatılır, ancak böyle bir uygulama aşağıdaki nedenlerden dolayı teknik açıdan en uygun kabul edilemez. İlk olarak, bu tür merceklerin renk sapmaları, çoğu televizyon foto dönüştürücüsünün spektral duyarlılığından önemli ölçüde farklı olan filmin spektral duyarlılığı bölgesinde düzeltilir. İkincisi, fotoğraf ve sinema lensleri geliştirilirken, televizyon kameralarında görüntünün verici tüpün ampulünün ön camı veya CCD matrisinin koruyucu camı aracılığıyla ışığa duyarlı bir mercek üzerine yansıtıldığı dikkate alınmaz. Bu durumda, merceğin optik eksenine açılarla gelen ışık huzmeleri, sistemin çözünürlüğünü kötüleştiren ek kırılmaya maruz kalır. Bu fenomen, merceğin görüş açısı genişledikçe daha belirgindir. Bu bağlamda, yerli sanayi, televizyon yayını için özel olarak tasarlanmış ve adına “T” harfinin eklendiği, örneğin “MIR-10T” gibi bir dizi lensin üretiminde ustalaşmıştır. Bununla birlikte, bu lensler esas olarak, önemli ölçüde sahip olan süper ortikon tüplerle çalışmak üzere tasarlanmıştır. daha büyük boyut vidicons ve CCD'lerden daha ışığa duyarlı yüzey. Şu anda cam elyaf girdisi yerine matrisler üretmenin uygulandığına dikkat edilmelidir. sıradan cam, bu da onları görüntü yoğunlaştırıcı tüplerle ifade etmeyi kolaylaştırır.

PTU verici kameranın parametrelerini özel çalışma koşullarıyla koordine ederken, her zaman bir mercek seçimine veya kameraya takılan merceğin görevlerin çözümünden kaynaklanan gerekliliklere uygunluğuna karar vermek gerekir. ayarlamak. Her şeyden önce, mercek seçimi, orana göre odak uzaklığıyla ilişkili, belirli veya önceden hesaplanmış bir kamera görüş açısı temelinde yapılmalıdır.

burada bf, fotokatmandaki görüntünün genişliğidir, o0, yatay düzlemdeki görüş açısıdır.

benzer şekilde

burada hf görüntünün yüksekliği, b0 dikey düzlemdeki görüş açısıdır.

00 ve 60 açılarının ön seçimi, görüş alanının kenarlarında görüntünün merkezdekinden daha az keskin ve parlak olduğu ve bu olgunun hem odak uzaklığına hem de ilgili açıklığa bağlı olduğu dikkate alınarak yapılmalıdır. D/f. Keskin bir görüntünün vp açısını belirlemek için ampirik ilişki kullanılabilir

(10.1) ve (10.2) ifadelerine dayanarak, referans tablolarından uygun bir lensin seçildiğine göre lensin gerekli görüş açısı ve odak uzaklığı nihai olarak belirlenir.

Genel bir görüş sağlayan geniş görüş alanlarından nispeten dar alanlara kolayca geçiş yapmayı mümkün kılan ve nesne tanımlamayı kolaylaştıran verici kameranın belirli bir çok yönlülüğü, bir yakınlaştırma merceği tarafından sağlanır. Endüstri, hedef boyutu 12,7x9,5 olan vidikonlarla kullanıma uygun çok çeşitli yakınlaştırma lensleri üretmektedir. Bu lensler geniş bir odak uzaklığı aralığına sahiptir. Bununla birlikte, vario-optik kullanımının kameranın boyutlarını ve ağırlığını ve bir cihazın varlığında önemli ölçüde arttığı unutulmamalıdır. uzaktan kumanda lens ve tasarımını karmaşıklaştırır. Bu durumda alternatif bir çözüm, dar alanlı bir mercek kullanmak ve döner cihaz, üzerine kameranın monte edildiği ve alanın tutarlı bir şekilde geniş bir şekilde görülmesini sağlar.

Pratik olarak, PTU'nun tüm verici kameralarında, iletilen parlaklık aralığını genişleten cihazlar sağlanır. Bu bağlamda, çalışma modunu değiştirmeden çoğu vidikonun dinamik aralığının genellikle 50 - 100'ü ve CCD matrislerinin - 1000'i geçmediğini belirtiyoruz. evrensel uygulama verici kameraların genişletilmesi gerekebilir dinamik aralık 104-105'e kadar. Bu amaçla vidicon tabanlı kameralarda sinyal plakası üzerindeki voltajı otomatik regüle eden cihazlar, CCD tabanlı kameralarda ise şarj biriktirme süresinin otomatik regülasyonu kullanılmaktadır. Her iki durumda da optik yöntemlerin kullanılması önerilir: lens açıklığının otomatik ayarlanması ve foto dönüştürücünün önüne takılan özel ışık filtrelerinin iletiminin ayarlanması. Tüm kontrol cihazlarının eylemi, bir nesnenin aydınlatması belirli bir aralıkta değiştiğinde, video sinyalinin değerlerinin, ışık sinyali özelliğinin mevcut çalışma alanının sınırlarının ötesine geçmemesini sağlamaktır. güneş pili ve en hafif parlaklık tonlamasından gelen sinyal yaklaşık olarak sabit kalmalıdır. Optik yöntemlerin kullanımının ve şarj biriktirme süresinin ayarlanmasının, güneş pili tarafından bildirilen maruz kalmayı stabilize etmeyi amaçladığına dikkat edin, vidicon sinyal plakasının potansiyelini ayarlamak, ışık sinyali özelliğinin pozisyonunda ve dikliğinde bir değişikliğe yol açar. (Şekil 3.10), yani sonuçta tüpün ışığa duyarlılığı.

Vidicon'un aydınlatması değiştiğinde sinyal plakasındaki voltajı otomatik olarak ayarlamanın birkaç yolu vardır. Bunlardan biri, girişte tepe detektörü bulunan bir devre ile gösterilmektedir (Şekil 10.2). Tepe dedektörüne (diyotlar VD1 ve VD2 ve kapasitör C2) 1,5-2,0V salınımlı bir video sinyali verilir, voltaj amplifikatörün tabanına beslenir doğru akım ve ikincisinin çıkışından - vidicon'un sinyal plakasına. Tüp aydınlatmasındaki bir artış, video sinyali seviyesinde ve transistörün tabanındaki voltajda bir artışa yol açar, bu da direncini azaltmaya ve sonuç olarak cihazın çıkışındaki voltajı azaltmaya yardımcı olur (Şekil 10.3). Direnç R, Usp sinyal plakasında başlangıç ​​voltajını oluşturmaya yarar. Devrenin dezavantajı, otomatik ayar devresi ile ilişkili olduğu ortaya çıkan ön yükselticide kendi kendini uyarma riskidir. Bu eksikliği ortadan kaldırmak için vidikonun katoduna bir sinyal plakası yerine bir kontrol voltajı verilmesi önerilir.

Merceğin açıklığını kontrol etmek için, amplifikasyondan sonra dengeli bir diferansiyel devreye beslenen sabit voltaj olan tepe dedektörüne sağlanan bir video sinyali kullanılabilir (Şekil 10.4). Foto dönüştürücünün aydınlatması değiştiğinde, sinyal de değişir ve dengeli devrenin çıkışında karşılık gelen işaretin kontrol voltajı oluşur.

Dikkate alınan durumlarda, sinyal akımının ±% 20 içinde stabilizasyonu, nesnenin aydınlatması 500 kata kadar değiştiğinde gerçekleştirilir.

Daha geniş bir aydınlatma değişikliği aralığında (yaklaşık 104 kata kadar), kendilerine uygulanan voltajın etkisi altında şeffaflıklarını değiştiren çeşitli elektro-optik ışık filtreleri kullanarak vidicon akımını stabilize etmek mümkündür. Kerr efekti kullanılarak çalışan bir katı hal ışık filtresi, düşük eylemsizlikle karakterize edilir, geniş sınırlarışık iletimi ayarı, ancak yüksek kontrol voltajları (800 V'a kadar) gerektirir ve yüksek ışık emilimine sahiptir. Aksine, yüksek eylemsizliğe (birkaç saniyeye kadar) sahip hafif kromik malzemelere dayalı ışık filtreleri, volt birimleriyle ölçülen düşük voltajlarla kontrol edilir.

Darbeli sistemlerde, önüne bir elektro-optik deklanşör takılmış olan foto dönüştürücünün maruz kalma süresi değiştirilerek çıkış sinyali stabilize edilebilir. İkincisi olarak, bir elektron-optik dönüştürücü veya bir sıvı kristal hücre kullanılabilir. Süper silikonda, elektronik deklanşör olarak özel bir elektrotun eklendiği bir görüntü aktarım bölümü kullanılır.

CCD dizilerindeki video sinyalini şu şekilde stabilize etmek için şarj birikme süresini ayarlamak uygundur: otomatik kontrol depolama bölümüne giren darbelerin süresi. Şek. 10.5, KTP-79 kamerada kullanılan kontrol devresini gösterir ve matris aydınlatması 4'ten 20 lux'e değiştiğinde video sinyalini sabitlemenizi sağlar.

Devre, video yükselticinin çıkışından işlemsel yükseltici U1'in girişinde alınan video sinyalinin büyüklüğüne bağlı olarak bir süre boyunca gerilim darbeleri üretir. Tepe dedektörü VD1, VD2, C5 kullanılarak video sinyali, bir DC amplifikatörüne (işlemsel amplifikatör U2) beslenen bir DC voltajına dönüştürülür. Çıkış voltajı, devrenin hassasiyetini değiştiren direnç R4 tarafından düzenlenir. UPT'nin çıkışından, işlemsel yükseltici U3 üzerinde yapılan karşılaştırıcının evirmeyen girişine voltaj verilir. Karşılaştırıcının ters çevirme girişi, VT1 ve VT2 transistörleri ve C6 kondansatörü üzerine monte edilmiş bir bekleyen jeneratör tarafından üretilen bir testere dişi voltajı alır (transistör VT2, testere dişi voltajının doğrusallığını artırmak için kapasitörün şarj akımını stabilize etmeye yarar). Testere dişi voltaj üreteci, Şekil 1'de gösterildiği gibi dikey boşluk darbeleri U1 tarafından kontrol edilir. 10.5b. t1 zamanında, iki voltaj U2 ve U3 karşılaştırılır ve karşılaştırıcının çıkışında bir çift kutuplu kontrol sinyali U4 oluşturulur, bu daha sonra diyot VD4 tarafından sınırlandırılır ve tek kutuplu bir sinyal U5'e dönüştürülür.

numaraya otomatik cihazlar PTU ileten kameralarda kullanılanlar, merceği gözlem düzlemine olan mesafedeki değişikliklerle otomatik olarak odaklayan cihazları içerir. Açıkçası, örneğin telefoto lensler kullanılırken alan derinliğinin yetersiz olduğu durumlarda otomatik odaklamanın kullanılması tavsiye edilir. Odaklanma kriteri genellikle, video sinyalinde spektrumun yüksek frekanslı bileşenlerinin seviyesine karşılık gelen görüntünün keskinliği veya ayrıntısı hakkında bilgidir. Bir kontrol sinyali (hata sinyali) elde etmek için, belirtilen bilgilerin en az iki lens konumunda mevcut olması gerekir. Şek. Şekil 10.6, aşağıdaki şekilde tanımlanan kontrol karakteristiği olarak çok dereceli bir görüntünün ayrıntısını kullanan bir otomatik odaklama sisteminin bir blok diyagramını göstermektedir:

Us, video sinyalinin voltajı olduğu yerde, Tk, çerçeve süresidir.

Sistemin çalışma prensibi, merceğin odaklanmış durumda görüntü detayının maksimum olması esasına dayanmaktadır. PC kamerasının çıkışından gelen video sinyali, farklılaşma, güçlendirme ve sınırlama işlemlerinin belirli bir eşiğe göre gerçekleştirildiği şekillendiriciye Ф beslenir. Sınır eşiğini aşan darbe sinyalleri, frekans bölücü DC aracılığıyla C1 ve C2 sayaçlarına beslenir. Frekans bölücü, voltaj darbelerinin sayısını sayaçların kapasitansına karşılık gelen bir değere düşürür. Sayaçlar darbeleri toplamak ve Du değerini saklamak için kullanılır. C1 sayacında, merceğin bir konumuna karşılık gelen ayrıntı değeri, C2 sayacında - başka bir konumda saklanır. İkinci değeri elde etmek için, periyodik olarak özel bir test sinyali göndererek gerçekleştirilen merceği belirli bir mesafeye hareket ettirmek gerekir. ABD'deki karşılaştırma cihazında her iki detay değeri birbiriyle karşılaştırılıyor ve elde edilen sonucun işaretine göre lens SD aktüatör yardımıyla ya aynı yönde ya da ters yönde hareket ediyor.

Ele alınan cihazın dezavantajı, merceğin test hareketleri sırasında gözlem koşullarının bozulmasıdır. Bu nedenle, mümkünse televizyon sensöründe ayrı bir otomatik odaklama kanalı sağlanması önerilir.

Gözlemci, mesafesi genel durumdan bağımsız olarak değişebilen bir veya daha fazla belirli nesneyle ilgileniyorsa, darbeli bir lazer telemetre kullanımına dayalı lens otomatik odaklama yöntemini kullanabilirsiniz. Düşük güçlü bir yarı iletken lazer, nesne yönünde düşük sapmalı bir IR ışınları demeti gönderir. Yansıtılan sinyal fotodedektör tarafından alınır ve işlendikten sonra alınan bilgi kontrol sinyalini oluşturmak için kullanılır.

Bir yakınlaştırma merceği ile birlikte bir televizyon sensöründe bir darbeli ışık mesafe bulucunun kullanılması, sabit bir görüntü ölçeğini korumayı amaçlayan özel ayarlamalar yapmanıza olanak tanır, örn. boyutu ve nesneye olan mesafede sürekli bir değişiklikle düşük çerçeveli ve darbeli televizyon sistemlerinde atlamasız bir gözetim modunun uygulanması. Seçilen görüntü ölçeğinin kaydedilmesi, çeşitli nesnelerin parametrelerinin tespit edilmesi, tanımlanması ve kontrol edilmesi sorunlarının çözümüne katkıda bulunur ve ayrıca alanın haritalanması, denizin petrol kirliliği alanını ölçmek için bir televizyon sistemi kullanıldığında da gereklidir. ve diğer sorunları çözme.

Şek. Şekil 10.7, odak uzaklığını değiştirerek görüntü ölçeğini sabit tutmayı sağlayan bir yakınlaştırma lensi kontrol cihazının bir blok diyagramını gösterir, örn. optik sistemin görüş açısı. Işıklı telemetreden gelen, zaman aralığı nesneye olan mesafeye yeterli olan giriş darbeleri, FI şekillendirici aracılığıyla tetiğe T beslenir. Tetiğin çıkışında, içinde dikdörtgen bir darbe oluşur. SS çakışma devresi, GR üretecinden gelen saat darbeleriyle doldurulur. Tesadüf devresinin çıkışında elde edilen darbelerin patlaması, SI sayacı kullanılarak bir ikili koda dönüştürülür. Sayacın basamak sayısı, nesneye olan mesafeyi ikili koda dönüştürmenin gerekli doğruluğuna bağlı olarak seçilmelidir. Dijital sinyal daha sonra amplifikatör U kontrolleri aracılığıyla DAC'de ve analog biçimde çözülür. sürüş cihazı PR yakınlaştırma merceği VO.

Kontrol cihazında "analog-kod" ve ardından "analog-kod" tipi çift dönüştürmenin kullanılması, yeterli izin verir basit araçlar ve belirli bir doğrulukla, televizyon sensöründen gözlem nesnesine kadar geniş bir mesafe aralığında zum merceğinin odak uzaklığını ayarlayın.

ATMOSFERİK TELEVİZYON GÖZLEM SİSTEMİ ÇEŞİTLERİ

Dış mekan nesnelerini izlemek için televizyon ekipmanının kullanılması, atmosferin gözlem menzili üzerindeki etkisinin dikkate alınmasını gerektirir. Uzaktaki nesnelerin gözlem aralığını belirlerken, öncelikle ışıma enerjisinde bir zayıflama olduğu dikkate alınmalıdır. hava ortamı ve ikincisi, sistem girişindeki nesne görüntüsünün kontrastı azaltılır. İkinci durum, atmosferin saçılma özelliğinden kaynaklanır ve kural olarak, h gözlem aralığını belirler.

Gözetim sisteminin girişindeki kontrast,

veya L0=Eс/р, Lн=Ew/р olduğundan,

burada K0, nesnenin arka plan ile kontrastıdır, L0, nesnenin veya arka planın parlaklığıdır ( daha büyük değer), Ln - atmosferin doymuş tabakasının parlaklığı (ufka yakın gökyüzünün parlaklığı), c - nesnenin veya arka planın yansıma katsayısı, w- - hava katsayısı, e - ışıma akısının zayıflamasının bir göstergesi 1 km kalınlığında atmosfer tabakası, E - nesnenin ve arka planın aydınlatılması.

Hava katsayısı w, ufka yakın gökyüzünün parlaklığının Ln'nin, toplam tarafından aydınlatılan yatay, tamamen beyaz bir yüzeyin parlaklığına oranıdır. gün ışığı. Hava katsayısı meteorolojik koşullara bağlıdır ve birden küçük veya büyük olabilir.

İstenen gözlem aralığı ikinci denklemden bulunur:

Şek. 10.8, (10.3) ifadesine karşılık gelen hesaplanmış grafikleri sunar.

2. SU ALTI TV SİSTEMLERİ

Sualtı televizyonu, çeşitli deniz araştırmaları için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlar, batık gemileri ve her türlü nesneyi aramayı, kıyı bölgelerindeki deniz dibi sahanlığını incelemeyi, su altı flora ve faunasını incelemeyi, hidroelektrik barajları, hidro türbin çarkları vb. Bu sorunların çözümü su altı ve suüstü gemilerinde, batisferlerde ve batiskaflarda bulunan özel televizyon sistemleri yardımıyla gerçekleştirilmektedir. Sualtı gözlemleri için televizyon kullanımına ilişkin ilk deneylerin SSCB'de prof. P.V. 1935 yılında Şmakov.

HİDROPTİK ÖZELLİKLER

Su altı televizyon sistemlerinin inşasına yönelik mevcut prensipler, su altındaki görüş mesafesini benzersiz şekilde belirleyen suyun optik özelliklerinin dikkate alınmasına dayanmaktadır. Suyun şeffaflığı derinlik, mevsim, plankton varlığı, akıntılar gibi birçok faktöre bağlıdır.

Uygulamada suyun şeffaflığı genellikle değerlendirilir maksimum derinlik, deniz yüzeyine dikey olarak indirilmiş 30 cm çapında standart beyaz bir diskin son derece ayırt edilebilir olduğu ortaya çıktı. Yöntemin öznelliğine rağmen, oşinografik araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Beyaz bir disk üzerinde ölçülen suyun şeffaflığına ilişkin yaklaşık veriler aşağıda verilmiştir.

Beyaz diskin maksimum görünürlük derinliği, m

Beyaz Deniz ...................................................... 8

Baltık Denizi ................................................ 13

Barencevo denizi................................…………. 18

Karadeniz………………………….. 25

Hint Okyanusu…………………….. 50

Pasifik Okyanusu………………………….. 59

Sargasso Denizi……………………... 66

Su şeffaflığının nesnel bir özelliği, Bouguer yasası tarafından belirlenen şeffaflık katsayısı φ'dir:

burada Zf ve Z0 sırasıyla x katmanından geçen ve gelen ışık akılarıdır, e sudaki ışığın zayıflama indeksidir.

Formül (10.4) homojen bir ortam için geçerlidir. Homojen olmayan bir ortam için, zayıflama indeksi mesafenin bir fonksiyonudur ve sonra

burada l, su tabakasının toplam uzunluğudur.

Zayıflatma katsayısı e, soğurma katsayıları k ve saçılma katsayıları y'nin toplamına eşittir, yani . (10.4) ifadesinin logaritmasını alarak, zayıflama indeksi ln/m formülünü elde ederiz.

nerede fp fr - suda ışığın soğurulması ve saçılması varlığında şeffaflık katsayıları.

Beyaz ışık için belirlenmiş ve zayıflama indeksini beyaz diskin görünürlük derinliği zу ile ilişkilendiren, metre cinsinden alınan yaklaşık ampirik bir formül vardır:

Hidro-optik hesaplamalarda dikey zayıflama indeksi kavramı sıklıkla kullanılır. doğal ışık r, her zaman e: r \u003d eP üssünden daha küçüktür, burada P, saçılma göstergesinin şekline ve sözde foton hayatta kalma olasılığı L'ye bağlı olan bir parametredir. Saçılma göstergesi, grafiğin grafiğidir. köşelerde suda saçılan ışık ışınlarının dağılımı. Şekil 10.9, b = 90?'de bire normalize edilmiş saçılma göstergesi örneklerini ve yön değişikliğinin doğasını gösterir. ışık akısı Bir su tabakasından geçtikten sonra C0. Şekilden de görülebileceği gibi, suyun saçılma göstergeleri ön yarım küreye yayılmış bir karaktere sahiptir. Bu durum, daha derin su katmanlarının aydınlatılmasını olumlu yönde etkiler, çünkü saçılan ışınlar ek aydınlatmalarını oluşturur.

Şek. 10.10, Hazar Denizi için sönme indeksi e, saçılma indeksi y ve absorpsiyon indeksi k'nin spektral eğrilerini gösterir. E \u003d f (l) grafiğinden, mavi ve yeşil ışınların sudaki ışığın en az zayıflamasına maruz kaldığını takip eder. Spektrumun kısa dalga boyu kısmı, güçlü saçılma nedeniyle ve uzun dalga boyu kısmı, güçlü absorpsiyon nedeniyle büyük ölçüde zayıflatılır.

Suyun belirgin saçılma özellikleri, görüntü nesnenin düzleminden verici televizyon kamerasının foto dönüştürücü düzlemine aktarıldığında kontrastta önemli bir azalmaya yol açar. Fotodönüştürücü Kin'in girişindeki nesnenin görüntüsünün arka planla kontrastı, K0 nesnesinin gerçek kontrastı ile ilişki ile ilişkilidir.

burada Ed, saçılan pus tarafından oluşturulan foto dönüştürücünün aydınlatmasıdır, E0, foto dönüştürücünün nesneden veya arka plandan aydınlatmasıdır (daha büyük değer).

Sisten gelen aydınlatma, her biri dz kalınlığındaki aydınlatılmış su katmanlarından geri yansıyan ve Sf alanına sahip ışığa duyarlı bir yüzeye yönlendirilen akılar toplanarak bulunabilir:

burada z, h ve h0 mesafeleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 10.11.

İntegrand forma indirgenebilir

burada x(p), p yönündeki ("geriye doğru") saçılma göstergesinin değeridir, oc ve D, iletim katsayısı ve merceğin giriş gözbebeğinin çapıdır, x, Şekil 1'de gösterilen segmenttir. 10.11.

Lensten z mesafesinde bulunan dz katmanının aydınlatması:

burada I0, ışık kaynağının eksenel yöndeki ışık yoğunluğudur, lz = z/cossh, kaynaktan dz katmanına eksen boyunca olan mesafedir.

(10.5) - (10.7) ifadelerine göre elde edilen hesaplama formülleri bölüm 11'de verilmiştir.

Formül (10.7)'den, Ed aydınlatmasının yalnızca suyun saçılma özelliklerine değil, aynı zamanda nesnenin aydınlatma kaynağının ve O lensli verici kameranın göreli konumuna da bağlı olduğu anlaşılmaktadır (Şekil 10.11). Bulanıklığın etkisini azaltmak için, merceğin görüş alanı ile ışık kaynağı I'in yön modelinin kesişme alanını azaltmak gerekir (bu alan, Şekil 10.11'de gölgelendirilmiştir). Işık kaynağının kameradan 2-3 metreden daha yakın olmaması arzu edilir. Şek. 10.12, Ed değerlerinin bağımlılığını karakterize eden grafikleri gösterir. ve kamera ile ışık kaynağı arasındaki mesafe üzerinde Kin b.

Denizin arka planına karşı bir nesneyi gözlemlerken, K0 kontrastı formülle hesaplanabilir.

burada r0 cismin parlaklık faktörüdür, rm: denizin parlaklık faktörüdür, rm = 0.02-0.05.

Denizin parlaklık katsayısı, belirli bir açıda denizin doğrudan yüzeyinin altındaki kalınlığından gelen dağınık radyasyon parlaklığının, doğal ışıkla aydınlatılan tamamen beyaz mat bir yüzeyin parlaklığına oranı olarak anlaşılmaktadır.

Önemli etki su ortamı sualtı televizyon sistemi tarafından iletilen görüntünün ölçeğini değiştirmek için. Bu fenomen, su n1 = 1.33 ve hava n3 = 1'in kırılma indekslerindeki farkla açıklanır. Verici odası, düz bir lumboz ile donatılmış bir batisfere yerleştirilirse, o zaman Şekil 1'e göre. 10.13 aşağıdaki ilişkiler geçerli olacaktır

n2, pencere camının kırılma indisidir.

Dolayısıyla, c1 açısının c3 açısından daha küçük olacağı sonucu çıkar, yani. Suya yerleştirilen verici kameranın görüş açısı, havada bulunan aynı kameranın görüş açısından daha küçüktür. Bu durum, iletilen görüntünün ölçeğinde bir artışa yol açar (Şekil 10.14). Verici kameranın görüş açısındaki değişiklik, havadaki mutlak değerine bağlı olacaktır. Örneğin, 2c3 = 62 ise? (objektif tipi Yu-12), o zaman su 2 için q1 = 44,6?, yani kameranın açısal görüş alanı 1,38 kat azalır.

Görüş alanında azalmanın istenmediği durumlarda küresel pencere kullanılması tavsiye edilir. Bu durumda, merceğin optik merkezi kürenin eğrilik yarıçapının merkezi ile tam olarak hizalanmalıdır, bu da bazı teknolojik zorluklar sunar. Her iki merkez de çakışmazsa, özellikle büyük açılardan gelen ışınlar için önemli olan ek bozulmalar ortaya çıkar.

SU ALTI TELEVİZYON SİSTEMLERİNİN İNŞAAT İLKELERİ

Çoğu durumda, bir su altı televizyon sistemi mümkün olan maksimum gözlem aralığını sağlamalıdır (hidrolik yapıların izlenmesine yönelik bazı sistemler ve diğerleri hariç). Hidrooptik özelliklerin dikkate alınmasından, iletim aralığını artırmak için, spektrumun yeşil-mavi kısmında ışık enerjisi yayan güçlü nesne aydınlatma kaynaklarının kullanılması ve ayrıca azaltmak için özel önlemler alınması gerektiği sonucu çıkar. saçılan bulanıklığın iletilen görüntünün kontrastı üzerindeki etkisi. Bu koşulların uygulanması, lazer teknolojisinin kullanılmasıyla büyük ölçüde kolaylaştırılmıştır.

Lazer televizyon sistemleri oluşturmak için iki temel ilke vardır: tarama ilkesi lazer ışını nesnelerin uzayında ve mekansal yolluk ilkesi. Bir lazer ışınını tarama ilkesi, yansıyan sinyalin genellikle bir fotoçoğaltıcı olan tek elemanlı bir fotodetektör tarafından alındığı bir "gezici ışın" sisteminde uygulanır. Ayrışma elemanının boyutu, lazer ışınının ilk sapma açısı ve görüş açısı - fotodetektörün görüş alanı açısı ile belirlenecektir. Fotodedektörün dar görüş alanının, lazer ışınının taranması ile birlikte tarandığı sistemler vardır. Bu durumda elemanın boyutu bir öncekine benzer olacaktır ve görüş açısı tarama açısına eşittir.

Uzamsal vuruşun özü, gözlemcinin ilgi alanına giren bir bölümü, süresi koşullardan seçilen ışık darbeleriyle aydınlatarak izole etmektir.

burada Dh, uzayın güvenlikli bölümünün derinliği, c0 ışık hızı, h güvenlikli bölüme olan mesafe, tg kapı darbesinin süresidir.

Mekansal vuruş yönteminin uygulanması, sistemin çok elemanlı foto dönüştürücüsünün, ışığa duyarlı eleman üzerindeki belirli bir alan alanından yansıyan ışık darbesinin doğrudan etki süresi dışında, her zaman kilitlenmesiyle gerçekleştirilir. Bu durumda, saçılma pusunun foto dönüştürücü depolama cihazı üzerindeki etkisi, maruz kalma süresi boyunca azalır ve giriş görüntüsünün kontrastı artar.

Şek. Şekil 10.15, gözlemlenen nesnenin aynadan bir lazer tarafından yayılan bir ışık akısı ile aydınlatıldığı, uzaysal vuruş ilkesine göre çalışan bir darbeli lazer televizyon sisteminin bir blok diyagramını göstermektedir 1 ayarlanabilir gecikme devresi. 2h/C0'a eşit bir süre geciken darbe sinyali, sırayla, FET veya CCD'nin verici tüpündeki birikim sürecini düzenleyen elektro-optik deklanşör darbe şekillendirme cihazını tetikler. Lazer ışığı atımlarının emisyon frekansı, dikey tarama frekansı ile senkronize edilir.

Darbeli lazer televizyon sistemleri için iki tür yeşil-mavi lazer kullanılabilir - gaz ve katı hal. İnert gazlara dayalı gaz lazerleri, saniyede birkaç bin darbeye ulaşan yüksek tekrarlama oranına sahiptir, ancak nispeten düşük darbe gücü (birkaç on kW'a kadar) ve düşük verime sahiptir. Neodimyum katkılı cam lazerler en yaygın kullanılanlardır. Bu lazerler, saniyede 50-60 darbeye kadar tekrarlama oranıyla yaklaşık 10-20 ns süreli ışık darbeleri üretir. Yayılan enerjinin dalga boyu l = 1,06 μm, darbe başına güç 20 MW veya daha fazladır. Bir dalga boyu l = 0.53 μm elde etmek için, bu darbeler, bir frekans katlayıcı rolü oynayan tekli lityum niyobat veya potasyum dihidrojen fosfat kristallerine uygulanır. Radyasyon frekansı (ikinci harmonik güç) iki katına çıkarıldıktan sonra darbe gücü 1-2 MW'a düşürülür.

Ele alınan sistemlerde önemli bir rol, kapı (çarpma) darbesi tg'nin süresi ile oynanır. Sistemin en yüksek verimi, bu darbenin yayılan ışık darbesi te ile süre olarak çakışması durumunda elde edilir. bu, geri döndükten sonra foto dönüştürücüyü ortaya çıkarır. tg > te durumunda, saçılan pus etkisi artar ve giriş görüntüsünün kontrastında bir azalmaya yol açar. eğer t< tэ, то часть энергии отраженного импульса будет расходоваться бесполезно, т. е. не участвовать в образовании зарядового рельефа на накопителе фотопреобразователя.

3. UÇAK TELEVİZYON SİSTEMLERİ

Televizyon sistemlerine uçak(LA), uçaklarda, helikopterlerde, yapay Dünya uydularında (AES) ve derin uzay uzay araçlarında bulunan sistemleri içerir. Bu tür sistemler tarafından gerçekleştirilen işlevler son derece çeşitlidir. Televizyonun atmosferik hava taşıtlarında kullanılması genellikle yeryüzünü veya deniz yüzeyini gözlemleme, tek tek nesnelerin belirli parametrelerini arama, tespit etme ve ölçme veya araziyi inceleme hedeflerini takip eder. Uzay televizyon ekipmanı, aşağıdaki uygulama alanlarını kapsayan yaygınlaştı:

uzay video iletişimi (uzay görüşü),

uzay nesnelerinin bilimsel araştırması,

Dünyanın bulut örtüsünün gözlemlenmesi ve incelenmesi doğal Kaynaklar,

uzay aracı sistemlerinin işleyişinin ve uzay aracının kontrolünün video izlemesi.

Uzay video iletişimi, bir yandan yerleşik uzay aracı arasında ve diğer yandan uzay aracı ile Dünya arasında görsel bilgi alışverişini içerir.

Bilimsel araştırma sistemleri ve meteorolojik sistemler, uzayın yakın ve uzak bölgelerinden televizyon bilgilerini toplamak ve Dünya'ya iletmek için kullanılır. Bu tür ekipmanların taşıyıcıları, üzerinde kimsenin bulunmadığı uydular ve derin uzay araçlarıdır. Uzayın bilimsel keşfinin başlangıcı, 1959'da Ay'ın uzak tarafının görüntülerini elde etmenin mümkün olduğu Luna-3 istasyonu tarafından atıldı. 1965 yılından itibaren Mars ve Venüs ile ilgili televizyon çalışmaları başladı. 1986 yılında, uluslararası Vega projesi çerçevesinde Halley Kuyruklu Yıldızı'nın televizyon görüntüleri gerçekleştirildi.

Dünyanın doğal kaynaklarının incelenmesi için uzay programları yaygınlaştı. Bu amaçlar için "Meteor-Nature", "Cosmos" gibi uydular, "Salyut" ve "Mir" istasyonları, Landset serisinin Amerikan cihazları kullanılmaktadır. Bu programlar çerçevesinde çözülen görevler dört alanda gruplandırılmıştır: oşinoloji, hidroloji, jeoloji, ormancılık ve tarım. Çeşitli gerçekleştirmek için özel görevler gözlemler ve fotometrik ölçümler, spektral-bölgesel televizyon ekipmanı yaygın olarak kullanılmaktadır, bu da düşük kontrastlı nesneler hakkında bilgi edinmeyi mümkün kılmaktadır. çeşitli alanlar spektral radyasyon aralığı.

Video telemetri sistemleri, işin izlendiği yardımı ile büyük önem kazanmıştır. çeşitli sistemler uzay gemisi ve uçuş kontrolü. İkinci durumda televizyon yardımıyla geminin koordinatları otomatik olarak belirlenir, indirilir ve manevra yapılır.

Televizyonun yayın ve servis programlarının uydular - tekrarlayıcılar yardımıyla yeniden iletilmesiyle özel bir yer işgal edilir. Bu durumda geçiş, Dünya - Uzay - Dünya, Uzay - Uzay - Dünya zinciri boyunca ve diğer şekillerde gerçekleştirilebilir.

Uçak televizyon sistemlerinin kullanım genişliği, özellikle bilimsel araştırma, ekipmanın yapım ilkelerindeki farkı ve özelliklerini önceden belirler. Bu nedenle, Ay'ı incelemeye yönelik sistemler, yüzeyinin aydınlatmasında 135 bin lux'ten 0.75 lux'e ve tek tek nesnelerin kontrastlarında 0.01'den? 1. Dünya yüzeyini ölçmeye yönelik sistemler, iletilen parlaklıkların dinamik aralığının genişliği için daha düşük gereksinimlere sahiptir, ancak gerçek zamanlı gözlem ihtiyacı özel bir öneme sahiptir.

bireysel için teknik özellikler Uçak televizyon sistemleri aşağıdaki gruplara ayrılabilir:

elektronik ve optik-mekanik taramalarla;

elektron-film ve foto-film tipi depolama cihazları ile;

enerji birikimi olmadan, hat ve personel birikimi ile;

pasif ve aktif;

bilgi biriktirme ve okuma süreçlerinde eş zamanlı ve ayrı ayrı;

geniş bant ve dar bant sistemleri;

kapalı ve açık (bir radyo bağlantısı ile).

Elektronik televizyon sistemleri, hem enerji depolamalı hem de depolamasız çalışan, iletim tüplü ve katı hal foto dönüştürücülü tüm sistemleri içerir. Optik-mekanik taramalı sistemler, ya nesnelerin uzayında bir lazer ışınını tarama ilkesine (“hareket eden ışın” sistemleri) ya da ayna tamburları, dönen prizmalar vb. Opto-mekanik taramalar, "yavaş" taramalar kategorisine aittir ve çoğunlukla dar bantlı sistemlerde kullanılır.

Enerji depolama sistemlerinde hem verici tüplerde kullanılan elektron-film depolama cihazları hem de katı hal fotodönüştürücüler ve fotofilm depolama cihazları kullanılmaktadır. İkincisi, bir nesnenin görüntüsünün önce fotoğraf filmine kaydedildiği ve ardından işlendikten sonra mekanik veya elektronik olarak okunduğu ve bir video sinyaline dönüştürüldüğü fototelevizyon sistemlerinde kullanılır.

Enerji biriktirme zamanına göre sistemler, enerji biriktirmeyen (dissector, lazer veya optik-mekanik taramalı), çizgi ve çerçeve biriktiren sistemlere ayrılır. Hat enerji depolaması, tek hat süpürme sistemlerinde kullanılmaktadır. Bu durumda dikey tarama, uçağın öteleme hareketi nedeniyle gerçekleştirilir.

Diğer optoelektronik sistemler gibi uçak televizyon sistemleri de aktif ve pasif olarak ayrılır, yani. nesnenin yapay aydınlatmasının kullanılması. Açıkçası, aydınlatma yalnızca nispeten kısa mesafelerde kullanılabilir ve bu, yalnızca atmosferik uçaklar için tipiktir.

Yayıncılıkta ve uygulamalı televizyonda kullanılan geleneksel televizyon sistemleri, bir görüntünün ışığa duyarlı bir yüzeye maruz bırakılması işlemi ile hedef değiştirme işleminin bir video sinyalinin oluşumuyla birlikte eş zamanlı olarak gerçekleştiği bir modda çalışır. Bununla birlikte, düşük çerçeveli, darbeli ve foto-televizyon sistemlerinde, bu işlemlerin zaman içinde ayrıldığı ortaya çıkar: önce, foto dönüştürücünün depolama elemanı açığa çıkar (darbeli sistemlerde - kısa süreli, diğer durumlarda - herhangi biri), sonra bilgiler bellekten okunur ve son olarak, gerekirse artık potansiyel silinir, sürücüyü yeni bir çalışma döngüsüne hazırlamak için rahatlama sağlanır.

Tüm uçak televizyon sistemleri şartlı olarak dar bant ve geniş bant olarak ayrılmıştır ve aralarındaki sınır olarak maksimum 100 kHz video sinyali frekansı ayarlanmıştır. Geniş bant sistemleri, esas olarak, yörüngeleri 10 km'ye kadar olan uçaklardan ve uydulardan dünyanın yüzeyini ve bulut örtüsünü gözlemlemek için kullanılır. Dar bant televizyon sistemleri, uzayın derinliklerinden bilgi iletmek için kullanılır ve sınırlı verici gücü ile frekans bandının düşürülmesi, sistemin menzilinin binlerce kat artmasını mümkün kılar.

Çoğu uçak televizyon sistemi, açık tip, yani Bir radyo kanalı üzerinden bilgi iletmek için kullanılır. Bununla birlikte, gemide uçak ve uzay aracı da kullanılabilir. kapalı sistemler taşıyıcının yönetimini ve bilimsel bilgilerin toplanmasını kolaylaştıran yardımcı işlevleri yerine getiren.

DÜŞÜK ÇERÇEVE TV SİSTEMLERİ

Küçük çerçeveli televizyon sistemleri, dünya yüzeyini uzaydan ve atmosferik uçaklardan gözlemleme aracı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Görüntülü telefon ve görüş sistemlerinde de küçük çerçeveli sistemler kullanılmaktadır. Küçük çerçeveli bir görüntü aktarma yönteminin avantajlarını anlamak için, geleneksel bir çok çerçeveli sistemin çok büyük bir bant genişliğine sahip olduğunu hatırlıyoruz: 5.105 görüntü öğesi ve her öğenin alabileceği 10 parlaklık derecesi ile 0,04 saniyede iletilen bilgi miktarı (bir kare süresi) N = 5 105log210 birimler Görme bant genişliği yüzbinlerce kat daha az olduğu için görsel bir analizör tarafından bu kadar kısa sürede algılanamayacak kadar çok miktarda bilgi, yalnızca hareketin füzyonu yanılsamasını yaratmak için iletilir. gözlemlenen nesneleri ve çoğaltılan görüntülerin titremesini ortadan kaldırır. Bu gereksinimlerden vazgeçilirse, çerçeve iletim süresini artırarak önemli ölçüde azaltmak mümkündür. verim iletilen video ve radyo frekanslarının bant genişliğini azaltmak ve aynı zamanda sistemin gürültü bağışıklığını artırmak. Bu durumda, çok çerçeveli sistemlerde güçlü bir çerçeveler arası korelasyon ortadan kalkar.

Bu nedenle, küçük çerçeve yönteminin özü, yalnızca anlamsal içerikte önemli ölçüde farklılık gösteren görüntülerin biriktirilmesi ve iletilmesinde yatmaktadır. Görüntüleri düşük çerçeveli bir sisteme aktarmanın bir örneği, şekil 2'de gösterilmektedir. 10.16. Kademeli olarak hareket eden bir taşıyıcı (uçak, helikopter), dünyanın yüzeyini, hareket yönündeki değeri l = VT olan, sırayla yerleştirilmiş bölümlerde tarar; burada V, taşıyıcının hızıdır, T, foto dönüştürücünün maruz kalma süresidir, bir çerçevenin iletim süresine eşittir. Foto dönüştürücünün maruz kalma süresi, görüntünün kalitesini kötüleştiren yüksek hızda bulanıklaşması önceden belirlenmiş belirli sınırları aşmayacak şekilde seçilir. Bu nedenle, gözlemlenen yüzeyin belirli bir yakalama alanı için, kare hızı, taşıyıcının hızına göre benzersiz bir şekilde belirlenmelidir. İletilen görüntülerin çoğaltılması, uzun bir parlama sonrası kineskopta veya özel bir hafıza cihazı kullanılarak gerçekleştirilir.

Söz konusu sistemin geçişsiz çalışmasını sağlamak için bir yakınlaştırma lensi kullanmak uygundur. h uçuş irtifasında bir değişiklik olması durumunda (Şekil 10.16), l değerinin sabitliğini korumak için zoom merceğinin f? odak uzaklığını değiştirmek gerekir. f?=dh/l formülüne göre, burada d, fotodönüştürücünün ışığa duyarlı yüzeyinin boyutudur. Bu ayar, değişen mesafe h ile ilgili bir kontrol voltajı aracılığıyla otomatik olarak gerçekleştirilir.

Yüksekliğe ek olarak, taşıyıcının uçuş hızı da değişebiliyorsa, o zaman gözlemlenen yüzey l'nin boyutunu korumak için, l = V olduğundan, foto dönüştürücü Fe'nin maruz kalma frekansının değiştirilmesine başvurmak gerekir. / Fe.

Otomatik ayarlama f? ve Fe, çalışma algoritması, maruz kalma frekansını düzgün veya ayrık olarak değiştirme yeteneğine bağlı olan özel bir kontrol ünitesi kullanılarak gerçekleştirilir. Birçok aktif sistem için tipik olan, maruz kalma frekansındaki değişim limitleri sınırlıysa ve V hızı aşırı hale gelirse, o zaman boşluksuz bir gözlem modu sağlamak için, alan l'nin boyutunu artırırken, hızı azaltmak gerekir. görüntü ölçeği. Açıkçası, bu işlem odak uzaklığı f? azaltılarak gerçekleştirilir.

Söylenenlerden, düşük çerçeveli bir sistemin, kare kare birikim ve ayrı yazma ve okuma süreçleri olan dar bant sistemleri kategorisine ait olduğu sonucu çıkar: bilgi, yani. verici tüpte potansiyel rahatlamanın birikmesi ve anahtarlanması. Bu modu uygulamak için, şarj tahliyesini tüm anahtarlama süresi boyunca tutabilen özel vidikonlar, özel vidikonlar olarak kene ve matris CCD'ler kullanılır.

Ay ve Mars'ın yanı sıra Dünya'nın bulut örtüsünün fotoğraflarını çekmek için küçük çerçeveli bir görüntüleme tekniği uygulandı. Şek. 10.17, Meteor sisteminin meteorolojik uydularına kurulu televizyon ekipmanının bir blok diyagramını gösterir. Dünyanın aydınlatılmış tarafındaki bulut örtüsünü kaydetmek için tasarlanan sistem, sistemin düşük çerçeve modunda çalışmasını sağlayan, hafızalı vidiconlar üzerinde iki verici kamera kullanır. Verici tüpün tam döngüsü 60 s'dir: maruz kalma süresi 0,025-0,04 s, bilgi okuma süresi 10 s ve hazırlık süresi (artık potansiyel rahatlamanın silinmesi) 50 s'dir. Video yolunun frekans bandı 15 kHz, çalışma pozlama aralığı 0,6-8 lx s'dir.

Her iki kamera da 16 mm odak uzaklığına ve 1:3 diyafram oranına sahip lenslerle donatılmıştır. Kameraların optik eksenleri birbirine 19° açı yapacak şekilde eğimlidir, bu da sistemin toplam 76° görüş açısını kapsamasını sağlar. İletilen parlaklığın dinamik aralığını genişletmek için her merceğin diyaframı ayarlanır. Bu işlem, Dünya'dan veya Güneş'in konum sensörüyle ilişkili özel bir program kontrol ünitesinden gelen komutla gerçekleştirilir. Kontrol ünitesi ayrıca televizyon ekipmanının tüm ana bloklarının durumu hakkında telemetrik bilgi toplamak için tasarlanmıştır. Bu bilgi daha sonra bir kayıt cihazına kaydedilir ve video sinyaliyle eş zamanlı olarak Dünya'ya iletilir.

Verici kameraların çıkışından gelen video sinyalleri, bir anahtar aracılığıyla, her bir görüntü çiftinin sayısı hakkında kod paketleri, söndürme ve senkronizasyon darbeleri dahil olmak üzere hizmet sinyallerinin karıştırıldığı bir doğrusal amplifikatöre beslenir. Bilgi, yalnızca uydu doğrudan radyo görüş hattında olduğunda Dünya'ya iletildiğinden, ekipman, bir yazılım birimi tarafından kontrol edilen bir video kayıt cihazı (video kaydedici) içerir. Bir iletişim oturumunun süresini kısaltmak için manyetik banttan bilgi okumak, yazmaktan dört kat daha hızlıdır. Okuma sinyali, frekans düzeltmesi için şekillendirme cihazına ve ardından 15 W'lık bir güçle vericiye beslenir. Yer noktasında alınan görüntüler video izleme cihazının ekranından fotoğraflanır. Televizyon ekipmanının çözünürlüğü, Dünya üzerindeki alanları 1,2 km büyüklüğünde ayırt etmeyi mümkün kılar.

FOTOTELEVİZYON SİSTEMLERİ

Uçaklardan tek görüntü sinyalleri iletilirken, fotoğraf kamerası, otomatik film işleme cihazı ve görüntü tarama cihazından oluşan foto televizyon sistemleri yaygınlaşmıştır. Sinyal üretimi ve bunun yere iletilmesi ile ilgili geri kalan cihazlar, düşük çerçeve sistemine dahil olanlara benzer. Bir foto-televizyon sisteminin avantajı, elde edilen görüntülerin yüksek çözünürlüklü olmasıdır. yüksek kalite fotoğraf filmleri.

maruz kaldıktan sonra ve kimyasal işleme fotoğraf filmi, tek tek görüntüler bir germe mekanizması 3 (Şekil 10.18) yardımıyla çerçeve penceresine taşınır ve aynı anda "hareket eden ışın" yöntemi kullanılarak taranır. Sürekli bir film ilerlemesiyle tarama, küçük boyutlu bir projeksiyon kineskopunun 1 ekranında oluşturulan bir satırda (tek satırlı tarama) gerçekleştirilir. Mercek 2 içinden geçen bir ışık noktası film boyunca parlar. Modüle edilmiş ışık akısı, kondansatör 4 tarafından toplanır ve PMT fotokatodunun üzerine düşer.

Fototelevizyon sisteminin çözünürlüğü, filmin kalitesine ve analiz edilen ışık noktasının boyutuna göre belirlenecektir. Video sinyali spektrumunun genişliği, filmin ilerleme hızına ve çizgi uzunluğuna bağlıdır ve her iki parametre, aralarında hiçbir çizgi çakışması ve boşluk olmayacak şekilde birbirleriyle koordine edilmelidir.

Bir uçaktan araziyi çekerken, filmdeki görüntü bulanıklaşır ve bu da iletilen görüntünün kalitesinde bozulmaya yol açar. Bu fenomendeki azalma, aynı anda gözlem nesnesinin aydınlatma gereksinimini artıran fotoğraf filminin maruz kalma süresinin azaltılmasıyla sağlanır. Hesaplarken, iletilen görüntünün kalitesi üzerinde yüksek hızlı lekelenme olgusunu hesaba katın ve seçin en uygun zaman pozlama, Bölüm 10.4'te gösterildiği gibi, bir elektronik film depolama cihazıyla yapılan analojiye dayanabilir.

SPEKTROBÖLGESEL SİSTEMLER

Spektrozonal sistemler, spektral dalga aralığının iki veya daha fazla bölgesinde (bölgelerinde) ışıma akısının dağılımı hakkında aynı anda bilgi elde etmeye hizmet eder. Bu bağlamda, geleneksel bir televizyon sistemi "tek bölge" sistemi olarak sınıflandırılmalıdır. Spektrozonal televizyon sistemleri (SZTS), uzay televizyonunda hem gözlemsel (yeryüzündeki ve dünya okyanusundaki çeşitli nesnelerin tespiti ve tanımlanması) hem de ölçüm görevlerini çözmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. SZTS'de optik spektral filtrelemenin kullanılması, seçilen nesnelerin giriş görüntülerinin kontrastını artırmayı mümkün kılar.

Bir bölge için foto dönüştürücünün girişindeki çevreleyen arka plana göre seçilen her nesnenin görüntüsünün doğrudan enerji kontrastı şuna eşittir:

burada Wph ve Wo, bir görüntü öğesi başına sırasıyla arka plandan ve nesneden fotodönüştürücünün girişindeki radyasyon enerjileridir.

Genel durumdaki enerji değerleri, ilişkilerle ifade edilir.

burada Tsl max, radyasyon akısının maksimum spektral yoğunluğudur, W / μm; Тк - çerçeve süresi; sfl ve s0l, sırasıyla arka planın ve nesnenin spektral yansıma katsayılarıdır; fl, atmosferin spektral geçirgenliğidir; fl0 - merceğin spektral geçirgenliği; Slz, optik filtrenin iletim bölgesinin spektral hassasiyetidir.

İntegrallerin altında bulunan tüm spektral özellikler görecelidir, yani. maksimumda birliğe indirgenmiştir.

Böylece, her biri kendi kontrastı ile karakterize edilen gözlem yüzeyi görüntüsünün seçilen alanlarından gelen giriş enerjilerinin değerleri, iletim bölgelerinin spektral duyarlılığına bağlı olacaktır. C3TC gözlemi için çalışma alanlarının seçimi, seçilen nesnelerin girdi kontrastlarını maksimize etmeyi amaçlayan önemli ve karmaşık bir görevdir. Bu durumda, her bölgenin spektral duyarlılığının özelliklerinin şekli ve genişliği ve dalgaların spektral aralığındaki konumu dikkate alınmalıdır. Bölge sayısı, gözlemlenen görüntünün seçilebilir alanlarının sayısına karşılık gelir ve genellikle televizyon sistemindeki foto dönüştürücülerin sayısına eşittir. Bu durumda, tüm sinyaller aynı anda işlenir ve sonuç gerçek zamanlı olarak elde edilir. Düşük bir sistem hızında, değiştirilebilir bir filtre seti ile kendinizi bir foto dönüştürücü ile sınırlayabilirsiniz. Bu durumda, eşzamanlı sinyal işleme, sisteme özel bir hafıza cihazının eklenmesini gerektirir.

Yapay dünya uydusu "Landset-1"in SZTS'si, optik eksenleri dünya yüzeyinin aynı kısmı aynı anda tüm vidikonların hedeflerine yansıtılacak şekilde yerleştirilmiş üç kamera içerir. Kameralar şu spektral bölgelerde çalışır: 475 - 575 nm, 580 - 680 nm, 690 - 830 nm. 180 km'lik gözlemlenen alanın genişliği ile dünya yüzeyindeki çözünürlük 50 - 100 m'dir.

4. HIZLI HAREKET EDEN NESNELERİ VE HIZLI SÜREÇLERİ İZLEMEK İÇİN TELEVİZYON SİSTEMLERİ

Televizyon ekipmanının uygulama alanları son derece çeşitlidir. Bununla birlikte, çeşitli uygulamalara ve yapım yöntemlerine rağmen, çoğu durumda, parametreleri, uzaydaki konumları da dahil olmak üzere, zaman içinde nispeten yavaş değişen nesnelerin görüntülerini iletmek için tasarlanmıştır. Her durumda, değişim hızları genellikle hem sinemada hem de televizyonda kare hızıyla belirlenen bilgi alma hızından çok daha düşüktür.

Sanayide, ulaşımda ve bilimsel araştırmalarda televizyonun olanaklarının ve kapsamının genişlemesi, genellikle çeşitli hızlı hareket eden nesnelerden ve hızlı süreçler hakkında video bilgisi alma ihtiyacına yol açar. Bir örnek, gemi ve uçak pervanelerinin, türbin çarklarının, makinelerin çeşitli dönen veya titreşen parçalarının ve mekanizmaların televizyon flaş ışıkları kullanılarak gözlemlenmesidir. İlgili, sayıların otomatik olarak kaydedilmesi görevidir Araç(arabalar, demiryolu vagonları vb.) hareketleri sırasında. Bilimsel araştırmalarda, nükleer parçacıkların izlerinin ve plazmada meydana gelen süreçlerin televizyon kaydı kullanılır. Kıvılcım odalarındaki hızlı süreçleri gözlemlemenin yanı sıra bireysel parçacıkların koordinatlarını ölçmeyi de mümkün kılan kurulumlar oluşturulmuştur.

Benzer Belgeler

Televizyon cihazları ve sistemleri. İç içe geçme ilkeleri. Siyah beyaz TV'lerin blok şemaları için gereksinimler. Bir transistör TV'nin kanallarının ve bloklarının işlevsel etkileşimleri. Uyumlu renkli televizyon sistemlerinin yapımı.

özet, 24/08/2015 eklendi


Bir konut binası için televizyon sinyallerinin ev dağıtım ağının tasarlanması. Görüntü ve ses sinyallerini iletmek için bir dijital sistemin yapısal diyagramı. SNR RG11-M-Cu kablosunun ana parametreleri. Amplifikatörün özellikleri.

testi, 18.09.2012 tarihinde eklendi


SKTV'nin temel unsurları: alım televizyon antenleri ve amplifikatörler, ana istasyonlar, dönüştürücüler. Sistem Yapısı kablolu televizyon, planlar için gereksinimler. Ana bilgi yöntemleri geri bildirim. Sinyallerin frekans dağılımı.

özet, 18.03.2011 tarihinde eklendi


Televizyonun icadının tarihi - 20. yüzyılın en büyük teknik icatlarından biri. Radyo elektronik araçlarla bir mesafeden görüntü aktarımının ilkeleri. Televizyonların müze kopyaları. Bir televizyon sisteminin genelleştirilmiş blok diyagramı.

sunum, 12/11/2014 eklendi


Televizyon sisteminin amacı, iletilen sahnenin insan algısına yönelik bir görüntüsünü oluşturmaktır. İşleme ve amplifikasyon cihazının çıkışından analizöre sinyal beslemesi. oluşum optik görüntü, hafif bölme elemanları.

özet, 07/12/2010 eklendi


24 saat televizyon sistemi oluşturmanın aşamaları: sistemin uçtan uca aktarım işlevinin değerlendirilmesi, sinyal aralığı, ürünün ana bileşenlerinin tasarımının geliştirilmesi, vakum geçirmez bir plakanın imalatı ve bir elektron-optik dönüştürücü.

tez, 24.11.2010 eklendi


X-ışını televizyon sistemlerinin (RTS) ana iki grubu: floroskopi ve radyografi için. Bir elektron-optik dönüştürücü cihaz olan analog bir RTS'nin yapısal diyagramı. Bir televizyon rasterinin oluşumu, bir video kanalının blok diyagramı.

test, 01/13/2011 eklendi


SECAM D / K sisteminin ses sinyallerinin (frekans modülasyonu) ve video sinyalinin ayrı amplifikasyonu ile bir televizyon radyo istasyonunun vericisinin tasarlanması. Kesintisiz çalışma için bir yedeklilik seçeneğinin seçilmesi, yükseltme aşamalarının sayısının belirlenmesi.

dönem ödevi, 06/25/2015 eklendi


Seçenekler düzenlenmiş sistem, transfer ve genlik-frekans fonksiyonu, grafik geçiş süreci. Otomatik kontrol sisteminin logaritmik karakteristiğinin oluşturulması. Bir paralel düzeltici bağlantı ve bir yazılım cihazının sentezi.

dönem ödevi, 20.10.2013 eklendi


elektriksel karakteristik devre şeması televizyon sistemi vericisi. Demodülatörün çalışma prensibi. Göstergeler ve özellikler baskılı devre kartı. Görüntü ve ses yollarının çıkış gücü. Otomatik güç seviyesi ayarı.

Yayın TV'leri, ayrıştırma parametrelerinin, sinyallerin, modülasyon türlerinin, iletim frekans aralıklarının ve ses eşliğinde varlığın standardizasyonu ile karakterize edilir. Televizyon yayın programları televizyon merkezleri tarafından oluşturulur.

Televizyon yayıncılığı iki taşıyıcı frekans kullanır. GOST 7845-79'a göre, bir televizyon yayın sisteminin ana parametreleri için, bunlardan biri - görüntünün taşıyıcı frekansı - genlik olarak tam renkli bir televizyon sinyali ile modüle edilirken, minimum taşıyıcı genlik beyaz seviyeye karşılık gelir ve maksimum - sinyal seviyesine

senkronizasyon. Bu durumda, görüntüde esas olarak koyu noktalar şeklinde göründüğü için darbe gürültüsü daha az fark edilir. Gönderilen sinyallerin iletimi sırasında senkronizasyonun gürültü bağışıklığı artar maksimum güç. Senkronizasyon sinyalleri iletilirken doğrusal olmayan bölümlerinin kullanılmasına izin verildiğinden, vericinin modülasyon özelliği daha tam olarak kullanılır. Sesin taşıyıcı frekansı, ses sinyali tarafından frekans olarak modüle edilir

Ses ve görüntünün taşıyıcı frekanslarının ayrılması Farklı ülkeler farklı. Uluslararası Yayın ve Televizyon Kurumu'na üye ülkelerde, SSCB dahil 6,5 MHz'dir; 4,5 MHz - inç amerikan standardı; 5,5 MHz - bazı ülkelerde Batı Avrupa ve İngiltere'de 6.0 MHz. Görüntü taşıyıcı, ses taşıyıcısının altındaki frekansta bulunur.

Şu anda, SSCB'de metre aralığında (48.5-230 MHz) 12 radyo frekansı kanalı kullanılıyor ve desimetre aralığında (470-790 MHz) radyo frekansı kanalları yönetiliyor. Görüntü radyo sinyalinin alt yan bandının kısmen bastırılması nedeniyle, her kanala 8 MHz'lik bir frekans bandı atanır. Dünyada temel olarak iki televizyon tarama standardı vardır: saniyede 25 kare hızında 625 satır için Avrupa ve saniyede 30 kare hızında 525 satır için Amerikan. Tarama, çerçeve başına iki alan ve 4/3 çerçeve biçiminde kullanılır.

Televizyon yayını için üç renkli televizyon sistemi standardize edilmiştir: NTSC, SECAM ve PAL. NTSC sistemi ABD'de geliştirilmiştir. Standardı 1953'te kabul edildi ve daha sonra Japonya, Kanada ve Amerika kıtasının diğer ülkelerinde kullanıldı. Sonraki araştırmaların bir sonucu olarak, Sovyet - Fransız sistemi SSCB, Fransa, çoğu sosyalist ülke ve Kuzey Afrika'daki bazı ülkelerde yayın yapmak üzere benimsenen SECAM ve bazı Batı Avrupa ülkelerinde kullanılan Batı Almanya PAL sistemi. SECAM ve PAL sistemlerinde düzenli renkli yayın 1967'de başladı.

tüm sistemlerde renk bilgisi parlaklık sinyalinin spektrumunun yüksek frekans kısmında bulunan bir alt taşıyıcı üzerinde iletilir. Sistemler, renk alt taşıyıcısını modüle etme yolları, renk farkı sinyallerinin türü ve bunların iletilme sırası bakımından birbirinden farklılık gösterir.

NTSC ve PAL sistemlerinde, iki dengeli modülatörde aynı alt taşıyıcı frekansını aynı anda modüle eden iki renk farkı sinyali (örneğin, ) her hatta iletilir. Renk alt taşıyıcısı, modülatörlere 90°'lik bir faz kayması ile, yani dördün şeklinde beslenir. Bu ikili modülasyon yöntemine dördün modülasyonu denir. Ortaya çıkan salınım

karelemede dengeli modüle edilmiş iki salınımın eklenmesinden elde edilen, genlik ve fazda modüle edildiği ortaya çıkıyor.Bu nedenle, kareleme modülasyonu, genliğin renk doygunluğu ve faz hakkında bilgi taşıdığı bir genlik-faz modülasyonudur. onun renk tonu. Alıcı taraftaki sinyallerin ayrılması, senkron algılama ile sağlanır.

E sinyalleri, NTSC sisteminde ve PAL sisteminde renk farklılıkları olarak kullanılır - [bkz. (3.46) ve (3.43)]. NTSC sistemine göre performansını artıran PAL sisteminin ayırt edici bir özelliği, kırmızı renk farkı sinyal kanalındaki renk alt taşıyıcısının fazının hattan hatta ±90° anahtarlanmasıdır.

SECAM sisteminde sinyaller aynı anda iletilmez. Renk taşıyıcısını frekansta modüle ederek satırdan satıra değişirler. Sistemin özelliklerini iyileştirmek için, renk sinyalinin genlik ön vurgusu eklenir.

Televizyon merkezlerinin ekipmanlarında kullanılır Farklı türde televizyon sinyallerinin kaynakları: verici korsanlar, sinema, dia- ve epi-projektörler, karşılık gelen amplifikasyon ve sinyal işleme kanalları ile elektronik test masalarının jeneratörleri. İşleme süreci iletim odasında başlar ve oda kanalında devam eder. Kamera kablosundaki yüksek frekanslı sinyal bileşenlerinin zayıflamasının, diyafram bozulmalarının ve güneş pili tarafından sunulan görüntü alanı boyunca sinyal eşitsizliğinin yanı sıra sistemin genlik özelliklerinin düzeltilmesini ve sinyaldeki siyah seviyenin sabitlenmesini içerir. ve sönümleme darbelerinin karıştırılması ters hareketler bir kineskopta tarar.

Renkli televizyon yayın sisteminin her kanalı bir kodlayıcı ile biter ve tam bir renk oluşturur. televizyon sinyali. Bu tek sinyal şekillendirme prensibi, çıkış çalışma sinyalinin evrensel olarak kontrol edilmesini mümkün kılar; ek işlem evet radyo vericisi alabilir.