Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Можио выделить дае группы ФЭП мгвовевного действия: устройстш, в которых вся световая энергия ховцевтрируется ва одном элемевте изображения и затем преобразуется в электрический сигнал, — ФЭП с «бегущим световым пучкомэ; устройства, ва вход которых пе;тупает световой поток, соответствующий всей передаваемой сцене, а формирование элемента изображевия происходит посредством его простравствевпого диафрагмвровавия в оптическом (устройства с диском Нюжова) или электронном (диссектор) звеие. Систему с абегущим световым пучком» используют как для преобразовавия изображения травспарепта (диапозитива, 1О1 г кинокадра н т. д.
) в сигнал (Рлс. И 4.1, а), так в для регвстрацав 'е натурных спев, освещенных «бе- И гущам световым пучком» (рнс. 4.1, б). о) Бегущий световой пучок обра- зуется электронно-лучевой трубб кой (ЭЛТ), на экране которой формируется телевизионный 'Р растр (в первых ТВС для этого И г использовала диск Панкова). Све- тащвйся участок люминофора И с малым послесвечелнем является лоточником света, формирующим элемент разложеши. С помощью объекпиа сформированное свето- 6) вое пятно проецнруепи в плоскость объекта (транспаравт нлв передаваемое взображевве).
СвеРвс. Е,1. Сасееееа с «6««удаве свето- тОВОй ПОТОК, ПРОМОдупнрОВапвове вуеаоео' два тэввоеауаата (") вый в результате поглощенна нлн а натур«од «асан (6): отраженна света, регнстрнруется фотоэлектронными умвожвтеляасс мв, на выходе которых формиру- ется свгнал изображения („Для концентрации ва фотокатоде светового потока, прошедпего через транспарант, исаользуется коаденсор. Если пренебречь инерционностью люмваофора, то в шобой момент времени вся световая энергии концентрируется на одном элементе растра н после взаамодействна с соответствующими участкамн передаваемого объекта ареобразуетса в сигнал изображения. Зависвмость амплитуды выходного сигнала от освещеааоств — характер«стада свет — с«гнал — лваейна вз-за линейности фотоэффекта. Поэтому устройства с «бегущвм световым пучком» используют в фотозлектрвческвх приборах и другах нзмерательвых ТВС. Апертурно-частотааа характеристика устройства определяетса главным образом характернствкой используемой ЭЛТ н ее ваерцнонностыо, спектралъная — аналогичными характервспиами излучения люмвпофора ЭЛТ н чувствительностью применяемого ФЭУ.
Двсеектор. В ФЭП тапа «двссектор» (англ. йвзесг — рассекать) на вход поступает световой поток, который соответствует передаваемой сцене н с помощью полупрозрачного фотокатода преобразуется в электронный поток — электронное нзображенве (рнс. 4.2, а). Конструкция фотокатода, вкшочшощего непосредственно полупрозрачный фотокатод, металлическую (практически прозрачную для сжта) подложку н стеклянную планшайбу, показана на рве. 1Я а) а) Рас. 4.З. УстРойство дна«ассу« (а) а есо фото«вседа (6): г — 4«есовяс г — 4«евам ~ *а аа, у — ваоввосва во еусд е — аваева о, г — Взу,а — о о аа «доев,у — Ы.а — кащее Н( ~,у— 4.2,б. С помощью мвгантаого н элепрвческого полей, создаваеъьы кусврующей катушкой, а ускоряющего элекгрода изображение кусвруется в плоскостн диафрагмы.
Отверстие диафрагмы явллегтл апертурой, формирующей элемент взображенвя. Поток электронов, прошедший через отверстие даа, попадает на вход вторвчно-элепронного умножвтеля (ВЭУ), ва выходе которого формируется свгвал взображеввя („Развертка взображеана в днссекторе осуществляется в результате откловевна электронного азобралсевня относительно отверспи днафрагмы. Для этого аспользуют магнитное отклон«вне, реализуемое с помощью двух пар магнвтаых отклоняющвх катушек. Таам образом, через отверстие диафрагмы последовательно элемент за элементом проходят электроны, соответствующие разлвчвым участкам передаваемой сцены.
Следовательно, в формароваввн снгшла нзображеввя на нагрузочном резисторе Я, в любой момент времени принимает участне лишь '/„-я часп (а — числа элементов разложения) электронного потока с фотокатода, а также 1/„-я часть светового потока, постушеющего на вход ФЭП. Ббльшаа часть светового потока не првввмает участия в формврованвн сигнала взображаюи. Этим объясняется низкая чувствительность двссектора. Определим сааамую чуагвеамдвиесть ТВС с дассектором как велачвау, обратную освещеаностн передаваемого обьекта Е,~, необходвмоя для формирования на выходе сигнала изображения — тока 1, с заданным отаошенвем свгаал/шум 4). Опюшевае сигнал/шум 4)6 на входе вторично-элепронного умножнтеля влв в фототоке (6, отнесеаном к одному элементу взображевая, определяетсв дробовым эффектом фотоэлектронной эмвсснл 1ОЗ (4.1) со средвеквадратвчссквм звачеввем флуктуаций( фототока Г2=2е( !3); (4.2) где е — заряд электрола, Ь)' — эффективная полоса частот сигнала изображения.
Из формул (4.1) в (4.2) следует, что м=аьеа ал (4.3) Фототок с злемевта взображеввя, освещеввость которого равна средвей освещеввоств фотохатода для рассматриваемой сцены, () = !с/и, где ео — среднее звачевве фототока со всей площади Яо фотокатода, и=Аешь — число элементов разложевыв. Учвтываи, что 14 = 4Е Бо, а также используя связь между освещеввостью изображении в освещенностью передаваемого объекта (1.12), получвм Подставляя выражевве (4.4) в (4.3) в решая полученное ураввевве относительно Е,е, получвм ае(1+ с)е йуйхеЧ е Е,о= ерр!)е ЕО (4.5) Известно, что прв прохождеввы свгвала через ВЭУ к нему добавляются шумы двыодов умвожвтеля. Это прыводвт к сввжеввю отношения сыглал/шум, которое определяется козффвцвевтом и вторычво-элехтроввой эмвссвв двводов умвожвтеля: Ч'= =Чео(и- 1)(о.
Соотвошевве (4.3) может быть преобразовано: ае(! +!))ей/йке Ч.'еее Ео= ерре)ель(е-1)е (4.6) ерроеЯО 14— - Ео, 4(1+у)е где и — чувствительвосп фотокатода; Е,е — средние звачеввя ос- вещеввосгв ва объекте; р — среднее звачевве коэффициента оуа- жеввя в передаваемой сцене; д — прозрачыость объектива; О— отвосвтельвое отверстые объектива; )) — козффыцвевт увеличения оптической системы (прв передаче удаленных объектов р~О). Следовательно, ЕррОЕЕОЕао '4 4(1+)бейле.
(4.4) Соотвошевве (4.6) может быль вспощ эоваво дла определеывя как чувстввтельвоств свстемы с дыссекторомр так в Осле ! щеввостьь веобходвмой для формвроваши ва выходе двссектора свгвала с заданным отвошеввем сыгвал/шум Ч'. Пгимер. Перемштве ТВС соответствуют вемв- г 3 тельвому стеидерту: й 4/3 е, 575; Ь| 7,3 1Ое Гес исаолиуетсе объштвв с Г) 1:2; и 0,9 двсеевтор о е шреешрид' ~.
'70 ь Ц)лм. 4РР ЯЮ ЙЮ 7РР Я,ые 54 24х32 мм; е 5; объштвв сйоеусировев вв уделеввые объшты $)мб); р О,б; еедеввсе отиошеиве свгвел/шум Ч' Рис. 4.3. Свеатрвльвые м- 3)сишиоуи огвшшшше ллввьм и еоошошшме ' 4б) молве ои)мшлвть по Ее 14 10е лв. С ио, р ~ дев б вр 5 тщслоеваа освоцеввость в шшошый дель ве ошрытой мест- поста виве требуемой белее еем в 10 рю). Как видно ю соотвошевия (4.6), чувстввтельвость дыссектора существенно увеличивается прв уменьшении числа строк Е ылы сввжеввв скороств передачи юображевыя.
Например, прв К= 100 чувствительность увелычивается по сраввеввю с давыымв приведенного расчета в 2000 раз. Разрешающая способность шгссектора составляет ве менее 600 лыв., а в малокадровом ракиме — до 3000 лыв. Характеристика свет — сигнал — лыпеввая во всем рабочем двапазове (ю-за линейвосты фотоэффекта ы вторичной электронной змыссвв элемевтов ЮУ). Спектральная характерыствка определяется типом вспользуемого фотокатода. Примеры зтвх харшстерыствк приведены ва рве. 4.3.
0 а г. прынцыц ндкоплвныя здруй(д Низкая световая чувствительность систем мгновенного действия связала с нерациональным вспользоваввем светового потока. За время Т, передачв кадра световая звергвя, падающая ва элемент т, юображеввя, ЬД, = 1 ЬГ(!) бй о Если взображевве в течевые времеви Т, веподввжво, то световой поток ва элемевт АР=сове( в !3Д;-МТ,. Как следует вз прввцвпа действвя двссектора, в формвровавыв сигнала юображеввя вепосредствевво участвует свет, воздействующий ва рассматриваемый злемевт взображевва в течение времевв т: ЬД,ю!3ГТ, что меньше ЬДе в ЬД,/!3Д,= Т,(т=йЕз раз. Чтобы для формвроваввя свгваяа взображешш шшользовать всю световую эыергию, падающую ва элемент ФЭП, предложена 105 ю ай~ю идев иакоплеывя заряда. Привюш 1 пувобраэовавия светового изобравй- Г 1 В рич вй с с исп у зоваивем вакоплевия заряда рассммрев в [13).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
