книги из ГПНТБ / Кривошеев М.И. Световые измерения в телевидении

только от сигнала одной строки. Поскольку импульсы в этом слу­

ния размахов импульсов по осциллограмме применяют калибрато­

вид последовательности импульсов с разными размахами. Такую осциллограмму трудно истолковывать.

4.6. ИЗМЕРЕНИЯ КОНТРАСТНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КИНЕСКОПА ПРИ РАСПОЛОЖЕНИИ АНАЛИЗИРУЮЩЕЙ ЩЕЛИ ВДОЛЬ СТРОК

Контрастно-частотную характеристику кинескопа можно изме­ рять при движении анализирующей щели микрофотометра не толь­ ко вдоль, но и поперек строк {52, 55]. При таком относительном перемещении щели и яркостной волны те же пространственные ча­ стоты этой волны могут быть получены при гораздо более низ­ ких частотах модулирующего сигнала. Частота сигнала, созда­ ющего яркостную волну с горизонтальным расположением темных и светлых полос, не превышает частоты строчной развертки. Од­ нако при горизонтальных щели и яркостной волне должна исполь­ зоваться прогрессивная развертка, поскольку при чересстрочной развертке па экране кинескопа наблюдались бы две яркостные

па, близких к реальным, и требует наличия специального оборудо­ вания для осуществления развертки.

При анализе яркостной волны благодаря относительному пе­ ремещению щели микрофотометра и яркостной волны нолучается ряд групп импульсов, следующих с частотой полей, подобно случаю перемещения волны в направлении строк.

Рассчитаем число линий NB для яркостной волны, наблюдае­ мой на экране кинескопа при высоте растра Л и частоте модули­

Нужное значение пространственной частоты может быть получено также при уменьшении вертикального размера растра путем его сжатия. В качестве примера рассчитаем требуемые значения мо­ дулирующей частоты fm и вертикального размера растра h для случая измерения искомой характеристики описываемым методом.

Пространственная частота (4.3) при расположении яркостной волны поперек строк (вертикальные полосы на экране)

Nr = 2fKJfeI.

— 100 —

I

Наложим условие, чтобы за полупериод модулирующей частоты

Относительное перемещение яркостной волны и щели может быть выполнено теми же способами, что и в случае анализа вер­ тикальной щелью при горизонтально направленном фронте ярко­ стной волны. В случае, низких модулирующих частот при верти­ кально направленном фронте яркостной волны удобно использо­ вать ее движение относительно неподвижной щели.

Постоянная скорость смещения яркостной волны на экране кинескопа обеспечивается за счет выбора определенного соотно­ шения между модулирующей частотой и частотой кадровой раз­ вертки:

где р — целое число, a fa — частота «скольжения» волны. Знак плюс в (4.10) соответствует движению яркостной волны вверх, а знак минус — вниз. При этом при различных модулирующих ча­ стотах fm, удовлетворяющих условию (4.10), перемещение ярко­ стной волны с разными пространственными частотами происходит относительно некоторой фиксированной точки экрана с постоян­ ной скоростью «скольжения».

При модуляции кинескопа напряжением с частотой /,„ на выхо­ де ФЭУ возникает сигнал, подобный показанному на рис. 4.8а. Каждый пик представляет собой частично проинтегрированную из-за послесвечения люминофора группу импульсов, образован­ ную в моменты пересечения щели световым пятном, проходящим следующие друг за другом строки одного поля. Расстояние меж­ ду пиками соответствует длительности поля. Глубина амплитуд­ ной модуляции пропорциональна амплитуде яркостной волны на

Рис. 4.8. Форма напряжения на выходе ФЭУ при анализе горизонтальной щелью скользящей яркостной волны (а) и после фильтрации (б)

— 101 —

Получаемое в результате выпрямления этого колебания постоян­ ное напряжение используется в индикаторе.

скольжения равна 12 Гц. Рассмотренная установка предназначена для измерений как черно-белых, так и цветных кинеокоИав. <'

4.7. ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЯРКОСТИ СВЕТЯЩЕГОСЯ ПЯТНА НА ЭКРАНЕ КИНЕСКОПА

Для непосредственного измерения распределения яркости в светящемся пятнена экране кинескопа можно использовать указан­ ные способы микрофотометрирования экрана, причем можно пере­ мещать щель микрофотометра относительно 'неподвижного пятна,

рофотометрировать неподвижное пятно при помощи вращающейся щели ![64]. Экран трубки периодически возбуждается путем пода­ чи на модулятор коротких импульсов напряжения. Длительность отпирающих импульсов соответствует длительности возбуждения элементов экрана при работе трубки в режиме развертки, а раз­ мах импульсов таков, что ток луча при установившемся значении напряжения соответствует току в рабочих условиях.

Блок-схема установки показана на рис. 4.10. Вращающийся между объективом и ФЭУ непрозрачный диск имеет две узкие щели, расстояние между которыми составляет 2ч-3 мм. Сигнал с ФЭУ подается на вход осциллографа, работающего в режиме ждущей развертки. Запуск развертки происходит от первого из

— 102 —

Рис. 4.10. Блок-схема установки для измерения распределения яркости све­ тящегося пятна на экране электронно-лучевой трубки

двух импульсов, снимаемых с нагрузки ФЭУ при прохождении мимо пятна двух щелей.

С цепей развертки осциллографа на контур ударного возбуж­ дения поступает П-образньш импульс, длительность которого рав­ на длительности развертки. Серия импульсов с контура 4 исполь­ зуется для синхронизации генератора импульсов 3, а также для формирования яркостных меток на экране осциллографа. С ге­ нератора 3 импульсы требуемого размаха и длительности через схему сложения 2 и усилитель / подаются на управляющий электрод исследуемой трубки. Таким образом, осуществляется жесткая синхронизация исследуемого сигнала с импульсами ка­ либровки и импульсами возбуждения экрана исследуемой трубки. Для того чтобы возбудить экран трубки до подхода первой щели,

Яркостные метки на осциллограмме можно прокалибровать в единицах, длины. Таким образом, можно измерять диаметр свето­ вого пятна при заданном уровне яркости.

4.8. ИЗМЕРЕНИЯ МОДУЛЯЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КИНЕСКОПА

Модуляционная характеристика кинескопа представляет собой зависимость яркости свечения экрана от величины управляющего напряжения. Эта зависимость нелинейна и обычно аппроксими­ руется степенной функцией в виде

B = KU\

где к и у — постоянные.

— 103 —

Будучи построенной в логарифмическом масштабе, функции 4.11 представляет собой прямую линию, наклон которой опреде­

Для примера на рис. 4.11 дана модуляционная характеристика ки­ нескопа 53ЛК5Б в линейном и в логарифмическом масштабах [65].

Измерение модуляционной характеристики кинескопа может выполняться обычным фотометрпровапнем экрана при измерении размаха напряжения на управляющем электроде кинескопа или фотометрированием отдельных участков экрана при подаче на кинескоп специального ступенчатого сигнала. Кроме того, вместо фотометрирования можно измерять величину тока луча при раз­ личных значениях управляющего напряжения, так как яркость экрана практически линейно связана с током луча.

Существуют также визуальные способы измерения модуля­ ционной характеристики кинескопа. Так, например, при визуаль­ ном уравнивании яркостей можно приближенно оценить модуля­ ционную характеристику, измерив непосредственно значение по­ казателя степени у (4.11) [66, 67].

Способ измерения заключается в следующем. На управляю­ щий электрод кинескопа подается испытательный сигнал, состоя­ щий из ступенчатого (или пилообразного) сигналов, причем в одной строке размах ступенек возрастает, а в следующей строке

— 104 —

ГЛАВА ПЯТАЯ

Измерения при преобразовании свет-сигнал

5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Основными источниками (датчиками) видеосигналов в телеви­ дении являются передающие камеры. Наиболее широко в каче­ стве светоэлектрических преобразователей в них используют пе­ редающие телевизионные трубки, а также фотоэлектрические умножители.

Параметры передающей трубки обычно являются определяю­ щими при оценке характеристик передающей камеры, хотя в ряде случаев эта связь может быть и неоднозначной. Однако, напри­ мер, в условиях эксплуатации неудобно характеризовать ту или

ки, недостаточно указывать отдельно чувствительность ее фотока­

в целом. Поэтому большинство рассматриваемых ниже способов измерений предусматривает определение основных эксплуатацион­ ных характеристик передающей трубки в реальных условиях ее работы в передающей камере и отражает результирующие пара­ метры.

Светоэлектрические измерения, выполняемые в данном случае, позволяют оценить основные результаты преобразования светсигнал. Это световая характеристика, спектральная чувствитель­ ность преобразователя и другие.

Ряд специфических характеристик светоэлектрических преоб­ разователей оценивается путем измерения соответствующих пара­ метров создаваемых ими видеосигналов.

5.2. ИЗМЕРЕНИЯ СВЕТОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Световая характеристика светоэлектрического преобразователя показывает зависимость тока сигнала преобразователя от осве­ щенности его светочувствительного элемента.

— 107 —

На рис. 5.1 показаны типичные световые характеристики теле­ визионных передающих трубок типа суперортикон, видикон и плюмбпкон. На рис. 5.1 б по оси ординат отложены приведенные

значения тока сигнала, т. е. отношения тока сигнала к его мак­ симальному значению, а по оси абсцисс — приведенные величины освещенности фотокатода. В отличие от передающих трубок, ФЭУ имеют достаточно линейные световые характеристики.

Световая характеристика передающей трубки обычно опреде­ ляется путем последовательного измерения значений тока в нагру­ зочном сопротивлении трубки при различных значениях освещен­ ности фотокатода. Измерение тока сигнала осуществляется при помощи компенсационного метода при сравнении на осциллографе размаха видеосигнала контрольного изображения с размахом ка­ либрованных импульсов [57]. Схема измерения показана на рис. 5.2. рис. 5.2.

На фотокатод передающей трубки проецируют изображение, имеющее вид рис. 5.3а. При этом осциллограмма видеосигнала выделенной строки имеет вид рис. 5.36. Величину AU, соответст­ вующую перепаду яркостей между темной и светлой полосами в испытательном изображении, оценивают при помощи калибро­ ванных импульсов. На вход предварительного усилителя подают прямоугольные импульсы с генератора калиброванных импульсов, синхронизированного строчными синхроимпульсами. В этом слу-

— 108 —

ряемых при помощи осциллографа. Величина тока в нагрузочном сопротивлении трубки У?„ при данной освещенности Е фотокатода на белом

/ =

Различные фотокатоды обладают разными характеристиками спектральной чувствительности. Поэтому во время измерений не­ обходимо тщательно поддерживать неизменным спектральный со­ став светового потока, просвечивающего диапозитив с испытатель­ ным изображением. Интенсивность освещения фотокатода регули­ руют, изменяя диафрагму объектива или при помощи калиброван­ ных нейтральных светофильтров, так как изменение накала лампы проектора вызвало бы одновременно изменение спектрального рас­ пределения света источника, что недопустимо.

Для ускорения процесса измерения световой характеристики удобно использовать испытательную таблицу (рис. 5.За), которая представляет собой темное поле с небольшим светлым окошком

.в центре. Окошко может перекрываться серией калиброванных нейтральных светофильтров [69].

Величину видеосигнала светлого поли сравнивают с калиб­ рованными импульсами следующим образом. Видеосигналы сме­

от светлого поля. Совмещение во времени обоих импульсов до­ стигается либо соответствующим панорамированием камеры, либо смещением компенсирующих импульсов при помощи фазосдвигающего устройства.

— 109 —