Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 2
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лабораторна робота №-3
з предмету
«Основи телебачення та радіомовлення»
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОСТОРОВОЇ
ПЕРЕХІДНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Підготував
Ст.гр.ТК-31
Петрів С.В.
Перевірив:
Матієшин Ю.М.
Львів 2013
Мета роботи
Дослідження впливу розміру скануючого елемента на перехідну характеристику телевізійної системи.
Теоретична частина
Нехай об’ємом, зображення якого має передати телевізійна система, є поділене навпіл поле, ліва частина якого має яскравість рівну нулю, а права – певну постійну яскравість у відповідності з рис. 1,а.
Рис.1. Просторова перехідна характеристика телевізійної системи
Такий характер розподілу яскравості ілюструється ламаною лінією 1 на рис. 1,б. Ідеальна телевізійна система повинна забезпечувати такий же характер розподілу яскравості на приймальній стороні, наприклад, на екрані кінескопа. В реальній телевізійній системі розподіл яскравості відповідає кривій 2, яка свідчить про те, що система неспроможна передати різкий перепад яскравості, зображення на приймальній стороні не буде мати чітких границь, вони будуть “розмитими”. Криву 2 називають просторовою перехідною характеристикою телевізійної системи від світла до світла і кажуть, що нею визначається різкість телевізійного зображення. Чим більшою є крутість перехідної характеристики, тим вища різкість телевізійного зображення.
Така перехідна характеристика є результуючою часткових перехідних характеристик, а саме:
- просторової перехідної характеристики об’єктиву, який формує зображення об’єкту на світлочутливій поверхні перетворювача світло-сигнал;
- часовою перехідною характеристикою каналу зв’язку між передавальною і приймальною сторонами;
- просторовою перехідною характеристикою перетворювача сигнал-світло (кінескопа або електронно-променевої трубки).
Зауважимо, що взаємний перехід між просторовою та часовою перехідними характеристика базується на пропорційності х = υt, де х коефіцієнт пропорційності, υ – швидкість руху сканую чого елемента в напрямі осі t.
Кожна ð–характеристик вносить свій вклад в зменшення крутості результуючої перехідної характеристики.
В цій лабораторній роботі досліджується просторова перехідна характеристика перетворювача світло-сигнал фототелевізійного типу, структурна схема якого показана на рис. 2, де СЕПТ – скануюча електронно-променева трубка, на екрані якої формується скануюча світлова пляма, ПО – проекційний об’єктив, що створює зображення плями в площині об’єкту 0, який відповідає рис. 1,а:
Рис.2. Структурна схема перетворювача світло-сигнал
ФЕП – фотоелектричний перетворювач, що формує відеосигнал, який далі (після відповідних перетворень) поступає в канал зв’язку.
Нехай прозорість в площині об’єкта описується законом Е(х,у), а розподіл енергії в скануючій плямі законом ρ(х, у).Зміст координат х, у та х, у пояснюється рисунком 3 , де l та h - відповідно ширина та висота поля об’єкта , в межах якого здійснюється сканування , ∆S – площа сканую чого елемента , ds – елементарна ділянка, в межах якої прозорість E можемо вважати постійною.
Рис.3. До визначення координат об’єкта
В межах ділянки ds скануючи пляма створює світловий потік dΦ, і маємо певну прозорість об’єкта, яка характеризується світловим потоком dФ, тобто
.
На підставі цього виразу
Потрапляючи на ФЕП, цей елементарний світловий потік викличе появу елементарного фотоструму
,
де ε - інтегральна чутливість ФЕП,
k – коефіцієнт, що враховує втрати світлового потоку, які мають місце між об’єктом і ФЕП.
З урахуванням всієї площі скануючої плями ∆S повний струм на виході ФЕП буде рівний.
.
Якщо прозорість об’єкта в межах робочого поля є постійною, то
.
де - повна енергія скануючої плями.
Нехай тепер прозорість об’єкта в межах поля не є постійною, а стрибкоподібно змінюється на границі АВ від значення Е=0 до значення Е=соnst, як це показано на рис.4,а.
Перехід симетричної плями а радіусом r і розподілом енергії через границю АВ викличе зміну струму ФЕП, тобто струм стане функцією координати плями х:
.
Миттєві значення цього струму пропорційні енергії тієї частини плями, яка знаходиться на прозорій частині об’єкта. Цю енергію знайдемо так. Виділимо в межах цієї частини плями безмежно вузьку смужку dx (див.рис.4 ,а).Її інтегральна енергія
Рис. 4. До сканування об’єкта з різною прозорістю
Враховуючи, що центр плями знаходиться на віддалі х від границі АБ, а виділена смужка dx на віддалі х від рухомого центра плями , знайдемо шукану частину енергії плями. З врахуванням одержаних виразів
.
де εkEP - енергія всієї плями.
Як було показано вище, εkEP – це значення струму ФЕП при прозорому об’єкті, або, іншими словами, значення усталеного струму(після переходу границі) . Поділивши і(х) на , одержимо шукану перехідну характеристику
З останнього виразу бачимо, що перехідна характеристика залежить від розміру скануючої плями r (див. вираз для Р) та закону розподілу енергії в плямі ρ(х, У) (див. вираз для R(x)).
Опис макету
Лабораторна робота виконується на установці, яка дещо спрощена порівняно з рис.2, а саме, в ній відсутній проекційний об’єктив, а об’єкт у вигляді плівки з потрібним зображенням накладається безпосередньо на екран скануючої електронно-променевої трубки. Схема установки подана на рис.6.
Рис.6. Структурна схема установки для дослідження перехідної характеристики
В установку входять два осцилографи 01 та 02, фотоелектронний помножувач ФЕП, світлозахисний тубус СТ та блок живлення фотоелектронного помножувача БЖ. Об’єкт 0 накладений на екран електронно-променевої трубки осцилографа 01. Ця трубка використовується для створення світлої плями, розмір якої змінюємо шляхом регулювання фокусування променя в осцилографі. Осцилограф використовується в режимі, коли його горизонтальна розгортка відсутня, сканування об’єкта забезпечується каналом вертикальної розгортки, для чого на вхід осцилографа подається пилкоподібний сигнал горизонтальної розгортки з осцилографа 02. При цьому довжина лінії сканування може регулюватися коефіцієнтом підсилення (чутливість) вертикального каналу осцилографа, чим регулюється горизонтальний масштаб зображення перехідної характеристики на екрані осцилографа 02. Формування зображення перехідної характеристики здійснюється подачею сигналу з виходу ФЕП на вертикальний канал осцилографа 02. Коефіцієнтом підсилення цього каналу регулюємо масштаб зображення перехідної характеристики по вертикалі.
Експериментальна частина
Осцилограми сигналів
1.Встановлюю на екрані осцилографа об’єкт у вигляді вузької щілини, орієнтованої ортогонально до лінії розгортки осцилографа. Зображаю рисунки осцилограм, одержаних при виконанні роботи з за значенням часових та амплітудних параметрів, а також змісту цих осцилограм:
mu=0.05 B/кл
mt=20 мкс/кл
зфокусовано
Umax=0.225B,U0.4=0.09B,t=25мкс
напівзфокусовано
Umax=0.15B,U0.4=0.054B,t=30мкс
розфокусовано
Umax=0.135B,U0.4=0.05B,t=65мкс
2.Встановлюю на екрані осцилографа замість щілини об'єкт у вигляді різкого перепаду прозорості. Зображаю рисунки осцилограм, одержаних при виконанні роботи з за значенням часових та амплітудних параметрів, а також змісту цих осцилограм:
mu=0.1 B/кл
зфокусовано
напівзфокусовано
розфокусовано
3. Встановлюю на екрані осцилографа замість об’єкта з різким перепадом прозорості об’єкт з штриховою мірою; виміряти розмах сигналу, що відповідає штрихам міри та опорній ділянці у вигляді широкої прозорої смуги. . Зображаю рисунки осцилограм, одержаних при виконанні роботи з за значенням часових та амплітудних параметрів, а також змісту цих осцилограм:
зфокусовано
напівзфокусовано
розфокусовано
Висновки