Zapiska (722443), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Світлооптична система передавального апарата призначена для утворення елемента визначеної форми розгортки і розміру.

Як джерело світла у світлооптичних системах передавальних апаратів застосовуються лампи розжарювання (освітлювачі) із зосередженою ниткою. Освітлювачі відрізняються спеціальною формою і розташуванням нитки і більш високою якістю скла балонів. Освітлювачі факсимільних апаратів живляться, як правило, напругою несучої частоти або від окремого високочастотного генератора для запобігання появи фону за рахунок коливань яскравості освітлювача при живленні його нижчим перемінним струмом промислової частоти.

Для живлення освітлювача, в окремих випадках застосовується постійним струмом. До стабілізації напруги, що живить освітлювач, пред'являються дуже високі вимоги, тому що між яскравістю освітлювача і напругою, що живить його, існує квадратична залежність.

Глибина різкості оптичної системи є параметром, що визначає збереження заданої чіткості при зміні товщини переданого оригіналу в передавальних апаратах чи носія запису в прийомних апаратах з барабанним розгортками. В апаратах із площинною розгорткою поверхня переданого зображення, незалежно від товщини оригіналу, завжди знаходиться на однаковій відстані від оптичної системи за рахунок притискання протяжного валика.

В оптичних системах, як правило, застосовуються порсвітлені лінзи. Просвітління здійснюється шляхом створення на поверхнях тонкої прозорої плівки з показником заломлення, відмінним від показника заломлення скла, з якого зроблені лінзи об'єктивів. Прозора плівка зменшує втрати світла на поверхнях рподілу і тим самим зменшує розсіювання променів всередині об'єкта.

Фокусна відстань об'єктивів, що застосовуються у фототелеграфних апаратах, складає величину від декількох міліметрів (мікрооб'єктиви) до декількох десятків міліметрів (короткофокусні об'єктиви).

2.4 Синхронізація і фазування

Для забезпечення погодженості створення розгортки в передавальних і прийомних апаратах застосовуються спеціальні системи синхронізації і фазування. Існує кілька способів синхронізації:

• автономна;

• мережева;

• примусова.

При автономній синхронізації кожен апарат містить самостійне джерело високостабільної частоти, що живить привід апарату (синхронний двигун). В якості такого джерела частоти застосовується біметалічний камертон. Практично, врахуванням всіх дестабілізуючих факторів, досягається стабільність частоти порядку 5·10^-6 .

При мережевій синхронізації передбачається живлення синхронних двигунів від мережі перемінного струму єдиної енергосистеми. В цьому випадку допустимі відхилення частоти мережі від номінальної будуть однаково позначатися на швидкості обертання передавального і прийомного апаратів, тому що число оборотів двигуна n міняється залежно від частоти мережі. Однак при мережевій синхронізації можливі миттєві відхилення (поштовхи) швидкості в моменти різких змін характеру і величини навантаження мережі. У зв'язку з тим, що такі поштовхи відбуваються відносно рідко, коливання не завдають помітного впливу на якість прийнятих документів.

У випадку примусової синхронізації, приводи передавального і прийомного апаратів живляться від одного загального джерела синхрочастоти чи від самостійних генераторів, що працюють у режимі затягування частоти одного генератора частотою іншого. У першому випадку в канал зв'язку посилається частота генератора синхрочастоти (як правило з передавальної станції), що на прийомної станції підсилюється і живить синхронний двигун. В другому випадку частота генератора прийомної станції затягується синхрочастотою, що приходить з іншої станції.

Однією з умов спільної роботи факсимільних апаратів є фазування (синфазне переміщення) елементів розгортки, що досягається фазуючими пристроями. Фазуючі пристрою забезпечують сполучення початкових моментів розгортки перед передачею і прийомом зображення.

У факсимільній апаратурі застосовуються автоматичний, напівавтоматичний і ручний способи фазування.

3. Складання технічного завдання.

ФЕП, що буде спроектовано призначений для роботи в факсимільному апараті для передачі чорно-білих зображень на папері формату А4. Це будуть в основному графіки та текст.

Тривалість часу, протягом якого на фотодатчик потрапляють відбиті від світлих ділянок промені набагато перевищує тривалість часу, протягом якого на фотодатчик потрапляє світло від чорних штрихів. Вхідним сигналом для ФЕП служить модульований потік світла, джерелом якого є стабілізована лампа розжарювання.

Оцінимо мінімальну тривалість імпульсу факсимільного сигналу.

Роздільна здатність при передачі сторінки А4 (210х297 мм) повинна становити не менше 4 ліній/мм. Це означає необхідність передачі сигналу від штриха шириною ½ * ¼ = ¹/₈ мм ~ 0,1 мм.

Швидкість розгортки апарату становить 480 рядків/хвилину, при кроці розгортки 0,2 мм/рядок. На прочитання одного рядка припадає 60/480 = 1/8 = 0,125 сек.

При довжині рядка 210 мм і ширині штриха, від якого треба отримати надійний факсимільний імпульс, мінімальна тривалість такого імпульсу становить:

Для того щоб спектр імпульсу відповідав смузі пропускання, необхідно, щоб фронти відеоімпульсу складали не більше половини його тривалості.

З цієї оцінки випливає вимога щодо частотної смуги ФЕП. Вона слідує із теореми Котельникова:

Функція часу з обмеженим спектром повністю визначається своїми значеннями (відліками), взятими через інтервал часу

(1)

(2)

де — гранична частота спектру функції, яку треба передати без спотворень.

Прийнявши за Δt допустиму тривалість фронту відеоімпульсу, отримаємо верхнє значення граничної смуги підсилювача:

Отриманий частотний спектр факс-сигналу від F_min= 0 Гц до F_max = 17 кГц дозволяє застосовувати в якості фотодатчика кремнієві або германієві фотодіоди чи фототранзистори в будь-якому з режимів: фотогальванічному, чи фотодіодному.

Питання про фото чутливість діода не є критичним при роботі в факсимільному апараті, оскільки там є достатньо потужне джерело освітлення.

Оскільки гранична частота модуляції світлового потоку, яка ще сприймається звичайними фотодіодами становить близько 100 кГц, то часові параметри фотодіода також не мають в ФЕП факсимільних апаратів суттєвого значення:

Ділянки білого паперу з текстом у вигляді темних штрихів мають фотометричне альбедо (А):

• чисті ділянки (А_б≈0,8) дають потік відбитого світла Ф_б = 0,8Ф_пад

де Ф_пад — потік падаючого на папір пучка променів.

• Зафарбовані або забруднені ділянки мають альбедо А_т = 0,1-0,5

Відповідно потік відбитого світла буде змінюватися від 0,1Ф_пад до 0,5Ф_пад

Максимальна глибина модуляції світлового потоку на вході фотодатчика

Для факсимільних апаратів даного класу не має потреби передавати на папері градації сірого кольору. Тобто вихідний сигнал матиме тільки дві градації "чорне" і "біле". Таким чином підсилювач може працювати в режимах відсічки та насичення.

Н а рис. 1 зображено типову часову залежність фотоелектричного сигналу, сформованого фотодатчиком.

Рис. 1. Характер фотоелектричних сигналів факсимільного апарату.

Ми маємо справу із підсиленням імпульсних сигналів, тривалість, частота повторення і амплітуда яких змінюється за статистичними (випадковими) законами.

Підсилений сигнал із ФЕП поступає в пристрій обробки і перетворення сигналу:

• Активний опір навантаження невеликий, менше 100 ом.

• Вхідна ємність навантаження С_н = 10пф

• Амплітуда сигналу з ФЕП, яка потрібна на вході пристрою обробки U_вих = U_{вх (навант.)} = 3В

• Робоча смуга частот підсилювача від ~100 Гц до 17 кГц. (Для підсилення постійної складової сигналу немає потреби).

• Напруга джерела живлення Е = 12В

• Діапазон робочих температур від +5^о С до +45^о С (кімнатні умови)

Всі інші параметри, включаючи принципову електричну схему із номіналами елементів треба розрахувати.

3.1. Вибір фотоелектричного датчика і схеми його живлення. Проектування першого каскаду.

Згідно з [1], потрібно вибрати фотодіод або фототранзистор, які мають . За робочою напругою нам підходить фототранзистор ФТ-2Г. Він має:

• Діапазон спектральної характеристики: , що перекриває 95% енергетичного спектру випромінювання ламп розжарювання;

• Площа фоточутливого елементу становить 1 мм²;

• Темновий струм

• Інтегральна струмова чутливість

• Імпульсна стала часу

Фототранзистори відрізняються від фотодіода додатковим підсиленням фотоструму на емітерному p-n переході. Фототранзистори можуть працювати як фотодіоди (режим з плаваючою базою) так і в транзисторному режимі з джерелом зміщення в колі бази.

Характеристика вибраного транзистора показана на рис.2.

Рис. 2. Вольт-амперна характеристика фототранзистора ФТ-2Г при різних освітленностях.

Його найбільша розсіювана потужність P_max = 50 мВт, I_кmax = 10мА, U_кеmax = 30 В.

На характеристиці, згідно із довідковими даними будуємо робочу зону фототранзистора. Після цього будуємо лінію навантаження транзистора, яка має проходити через точки А (U_КЕ = Е_к =12 В; І_к = 0) і В (U_КЕ = 0; )

Рівняння лінії навантаження ;

Для отримання більшого підсилення по напрузі слід вибрати більше значення опору навантаження R_к, а щоб отримати більше підсилення по силі струму треба навпаки, зменшувати даний опір.

Перед нами стоїть завдання отримати підсилення по напрузі, яке потрібне в пристрої обробки, тому виберемо = 2,4 к Ом. Це дозволить також охопити більший діапазон зміни освітленості.

Лінія навантаження зображена на рис. 2 відрізком прямої АВ.

Освітленість, яка падає на вхід фоточутливого елемента фототранзистора від білої ділянки паперу легко відрегулювати, наприклад, за допомогою фокусуючої лінзи.

Характеристики

Список файлов реферата