Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Если эти условия не будут соблюдаться, то воссоздать на приемном конце изображение объекта невозможно. В результате синхронной и синфазноИ развертки распределение светлых и темных элементов на экране приемного устройства будет соответствовать распределению их на передаваемом объекте. В телевизионном вещании принята линейно-строчная развертка (слева направо и сверху вниз, что аналогично привычному письму и чтению), т.е. передача элемента за элементом с постоянным направлением и скоростью вдоль строки и с постояпноИ скоростью чередования строк в кадре.

После каждой строки и калсдого кадра передаются синхронизирующие сигналы, определяющие начало разверток по строке и кадру. Точность синхронизации и постоянство скоростеИ развертки по строке и кадру определяют точность воспроизведения геометрического соответствия детэлеИ изображения на приеме и передаче. Линия, по которой перемещается развертывающий элемент (например, электронный луч) по оси Л, называется строкой.

Вследствие инерционности зрительного аппарата наблюдатель одновременно видит всю совокупность следов движения электронного пятна на экране. Совокупность видимых строк на экране называется растром. Полный цикл обхода анализирующим и синтезирующим устройством всех элементов изобраисения называется кадром. При линейно-строчной развертке телевизионную систему обычно характеризуют числом строк г в кадре и числом кадров и — полных изображениИ в секунду. Качество ТВ изображения может быть охарактеризовано степенью приближения восприятия его наблюдателем к непосредственному наблюдению передаваемого объекта. Очевидно, качество телевизионного изобрэлсения определяется параметрами и характеристиками ТВ системы. Так, воспроизведение мелких деталей и резких границ раздела полей разной яркости (контуров изображения) находится в прямоИ зависимости от числа передаваемых ТВ системой элементов или, что то же самое, от чнсла строк в телевизионном растре. Слитность восприятия яркости и плавность движения объектов связаны с числом передаваемых изображений (кадров) в единицу времени и с выбором временного закона развертки.

Число воспроизводимых ступеней яркости на изображении — число световых градациИ вЂ” определяется динамическим диапазоном системы. Геометрическое подобие переданного и принятого изобрюкениИ определяется качеством синхронизации и точностью в соответствии законов развертки в преобразователях свет-сигнал и сигнал-свет, т.е.

от- ЧАСТЬ!. Физические основы телевидения шк »тельным равспспюм координат л>обого элемента растра как по ш~лк> растра, так и по времени. Таким образом, выбор параметров системы определяется задан»ым качеством изображения. С другой стороны, любое повышение к;г» >ьгва влечет за собой удорсскание свстемы.

Следовательно, ка» гтво системы и выбор ее параметров должны быть экономически обошюваны, 1.2. Преобразование оптического изображения в электрический сигнал Для восприятия окружающего нас реального мира природа наделила человека пятью чувствами, три из которых (зрение, слух, обоняние) являются дистантными, а два (осязание и вкус) — контактными. Значение стимулов, доводимых до нашего сознания разными органами чувств, далеко не одинаково. физиологи утверждают, что 80...85 % всех ощущений человек воспринимает через зрение.

Но как ни изумительно устроен глаз человека, мы видим малую часть нашего непосредственного окру>кения, и только то, что'излучает или рассеивает падающий свет, который, как известно, занимает весьма узкий диапазон электромагнитных колебаний. Известно, что весь спектр электромагнитных колебаний условно делят на две части: лежащие ниже 3000 ГГц относят к радиоволнам, а выше — к оптическому диапазону.

Видимая часть спектра лежит в области оптического диапазона и составляет лишь узкий участок (380...760 нм). На этом участке размещаются все видимые цвета: от фиолетового до красного (рис. 1.3,а). На рис. 1.3,б показана кривая относительной спектральной чувствительности глаза, или, как иногда ее называют, стандартной кривой относительной видности глаза. Максимальная спектральная чувствительность глаза находится в области желто-зеленой части видимого спектра частот (0,55 мкм). Слева и справа от максимума кривой видности глаза, где располагаются синие и красные цвета, спектральная чувствительность глаза падает.

Следовательно, глаз не все цвета видимого диапазона различает одинаково, Это обстоятельство было учтено при создании совместимых систем цветного телевидения (см. гл. 12). Телевизионная система может расширить зрительные возможшх ти человека, т.е. она способна видеть то, что человек пе моно ~ нилсть певооруясенным глазом. Источником ТВ сигнала может 6ыгь любое излучение не только в оптическом диапазоне электромл~ »ит»ых воли. Для этого необходимо, чтобы оптико-электронный »~» общшоиатсль имел соответствующую спектральную чувствитель»ос ~! .

С пловатсльно, с помощью телевидения можно сделать видимыми обы кты. невидимые простым глазом. 27 ГЛАВА 1. Основные принципы телевидения Частота, ГИ Ультрафиолетовые лучи Оптический диапазон адиоеолны й 1,0 е х о 0,8 б с 0,6 в во,4 хй0,2 е О э 0,4 Видимый свет Оч о ~ "о и оф з ч» Ео а Ф е х о 3 к чв х с л ао ох ОХ з в о хь»в а си* ч о М~ О 0,5 0,6 0,7 Л, мм б) а) Рис.

1.3. Спектр электромагнитных волн (а) и стандартная кривая относи- тельной спектральной чувствительности глаза (6) При передаче черно-белого ТВ изобра'кения каждый элемент характеризуется мгновенным значением яркости. В процессе развертки, т.е. последовательной во времени передачи элементов изображения, образуется сигнал яркости как функция времени. Для получения этого сигнала необходимо преобразовать лучистую энергию в электрический сигнал, что осуществляется в современном телевидении устройствами, использующими фотоэффект. Под фотоэффеьтом понимается возможность освобождения электронов в веществе под действием световых лучей.

Электроны при этом могут покидать вещество, тогда это называется внешним фотоэффектом, или оставаться свободными внутри вещества, увеличивая его проводимость, тогда это называется внутренним фотоэффектом. В первом случае процесс вылета электронов из вещества называется фотоэмиссией, а во втором — электроны, освобожденные светом, но оставшиеся в нем, называются электронами фотопроводигиости. Сущность внешнего фотоэффекта заключается в появлении электронной эмиссии с поверхности некоторых металлов, облучаемых лучистым потоком [8]. Возбужденный квантом света электрон покидает вещество, преодолевая работу выхода.

Ясно, что световые лучи, обладающие небольшой энергией световых квантов, не способны вырвать ни одного электрона из вещества, следовательно, во внешней цепи не будет тока. Если световой квант обладает большой энергией, то он способен освободить электроны, и тогда во внешней цепи потечет фотоэмиссионный ток. Он будет пропорционален световому потоку, если прибор, в котором этот процесс реализуется (фотоэлемент), работает в релсиме насыщения. Тогда все элементы, испускаемые данным веществом, попадают во внешнюю цепь этого прибора. Преобразование светового ЧАСТЬ 1.

Физические основы телевидения щ тока и ч. и ктрп ~сскпй ток при внешнем фотоэффсктс бсзынерционв~ Сч нонныг закономерности внешнего фотоэффекта установлены Л,!' Столетовым в 1888-1890 гг. !!рп внутреннем фотоэффекте за счет поглощения энергии иззу и ния увеличивается энергия отдельных электронов вещества и нлрушиются связи электронов с ядром своего атома, в результате кто внутри фотослоя возникают носители тока. Электроны не покидают вещество, а остаются внутри него, переходя из заполненной юны в зону проводимости. Это приводит к изменению сопротивления фотослоя.

Возбужденный светом электрон через некоторое время рекомбинирует, т.е. возвращается в заполненную зону. Скорость этого процесса возрастает по мере увеличения концентрации фотогенерированных электронов. При неизменном потоке излучения скорость генерации носителей постоянна, скорость рекомбинации возрастает, поэтому через определенный промежуток времени интенсивность рекомбинации становится равной интенсивности генерации новых фотоэлектронов.

Наступает равновесное состояние — стационарное значение проводимости. При прекращении освещения носители тока рекомбинируют не мгновенно, поэтому фотопроводнмость сохраняется еще спустя некоторое время. Следовательно, нарастание и спад фотопроводимости происходят не мгновенно, а являются процессом инерционным. Квантовый выход, т.е. отношение числа фотоэлектронов к числу падающих квантов света, при внутреннем фотоэффекте значительно выше, чем при внешнем. При внешнем фотоэффекте выбитые квантами света фотоэлектроны долзкны совершить «работу выхода», чтобы покинуть свою среду, т.е. иметь большой запас энергии.

При внутреннем фотоэффекте фотоэлектроны работу выхода не совершают, они толы о отрываются от своих атомов и остаются в пределах фотопроводника. При этом требуется значительно меньше энергии. Следовательно, оптико-электронные преобразователи, использующие явление внутреннего фотоэффекта, обладают более высокой чу вствительностью, и поэтому современные датчики телевизионных сигналов используют в основном принцип внутреннего фотоэффекта !9].

Характеристики

Список файлов книги