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

В вырезе на испытательной таблице поочередно устанавливают нейтральные светофильтры известной плотности и калиброван­ ным аттенюатором регулируют величину компенсирующих импуль­ сов до полной компенсации видеосигнала от светлого поля. В этом

Световую характеристику можно представить также непосред­ ственно на экране осциллографа :[70]. Для этого в качестве объек­ та передачи используется светлая поверхность, а на фотокатод пе­ риодически подается напряжение вида рис. 5.4а. Это напряжение включается на время передачи одного поля изображения, после чего в течение, например, двух полей отключается. Благодаря это­ му отдельные элементы накопительной пластины трубки с момен­ та подачи напряжения на фотокатод до момента прохождения по ним электронного луча при развертке получают различное коли­ чество фотоэлектронов для их заряда. Это количество изменяется пропорционально разнице времени до момента разряда пластины электронным лучом и может служить косвенной мерой светового потока на фотокатоде. Поэтому осциллограмма видеосигнала за

— НО —

одно поле при передаче светлой поверхности, когда трубка рабо­ тает в описанном режиме, непосредственно представляет собой световую характеристику. Пример осциллограммы показан на рис. 5.4 б. При таком'представлении световой характеристики следует обращать внимание на возможную неравномерность чувствитель­ ности фотокатода.

Быстро оценить приближенную форму световой характеристи­ ки передающей трубки можно также при помощи зрительного вы­ равнивания яркости градационных полос на экране кинескопа [66]. Этот способ описан в разд. 4.8 применительно к измерению мо­ дуляционных характеристик приемных трубок. В данном случае испытательный сигнал, представляющий собой возрастающее и убывающее ступенчатое напряжение (см. рис. 4.12), может быть получен на выходе трубки, например, при передаче специального испытательного фильма. Кадры такого фильма должны содер­ жать «градационный клин» ступенчатой формы с равномерным изменением оптической плотности вертикальных полос в горизон­ тальном направлении. Распределение яркости полос в соседних кадрах изменяется, как показано на ряс. 4.12. При передаче та­ ких кинокадров получается испытательный сигнал, форма которо­ го изменяется по аналогичному закону.

Нелинейность модуляционной характеристики кинескопа, по ко­ торому производится зрительное выравнивание яркости экрана, должна быть предварительно скорректирована гамма-корректором. Тогда при линейности характеристики передачи остальных элемен­ тов схемы зрительное выравнивание яркости экрана кинескопа при помощи калиброванного гамма-корректора (см. рис. 4.12) обес­ печит компенсацию нелинейности световой характеристики иссле­ дуемой передающей трубки. Оценку ее формы производят по по­ казаниям калиброванного гамма-корректора.

Нужный испытательный сигнал можно получить и более про­ стым способом — при помощи передачи неподвижной таблицы с ступенчатым градационным клином. Камера с испытываемой труб­ кой в схеме рис. 4.12. подключается вместо генератора ступенча­ того сигнала, а часть испытательного сигнала, соответствующая обратному распределению яркости градационного клина, форми­ руется электрическим путем.

Описанный способ позволяет быстро оценить световую харак­ теристику передающей трубки, если она, подобно модуляционной характеристике приемной трубки, близка к кривой, описываемой степенной функцией. Точный же вид световой характеристики, осо­ бенно если последняя имеет изгиб или у не постоянна для всех уровней освещенности, определить такими средствами не удается.

Автоматизация процесса измерения световых характеристик пе­ редающих трубок предусматривает регистрацию самопишущим прибором ее формы в виде непрерывной кривой в логарифмическом масштабе по обеим осям [71]. Значительно сокращается время, за­ трачиваемое на снятие характеристики. Можно детально оценить

— 111 —

Для удобства и ускорения определения є расстояние / выбира­ ют таким, чтобы световой поток F был равен 0,01 лм. Тогда зна­ чение интегральной чувствительности можно отсчитывать непосред­ ственно по шкале микроамперметра.

Измерения интегральной чувствительности с помощью оптиче­ ской скамьи являются измерениями лабораторного типа и из-за громоздкости и сложности измерительной установки выполняются, как правило, лишь на предприятиях, изготовляющих передающие трубки. На телевизионных центрах и в других условиях, где эк­ сплуатируются передающие трубки и ФЭУ, интегральная чувстви­ тельность обычно измеряется приближенно с помощью портатив­ ных приборов.

Рассмотрим один из вариантов такого прибора, специально сконструированного для измерения интегральной чувствительно­ сти светоэлектрическнх преобразователей в эксплуатационных ус­

мого преобразователя уменьшено в 10 раз, вследствие чего осве­ щенность фотокатода увеличивается в 100 раз. Вместо зеркально­ го микроамперметра, обычно используемого при измерениях на оптической скамье, здесь можно применить стрелочный микроам­ перметр. Повышенная мощность светового потока в данном случае неопасная для измеряемой трубки, так как благодаря оптическо­ му затвору, пропускающему свет только при нажатии кнопки, все измерение длится несколько секунд.

5.3. ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

Характеристика спектральной чувствительности светоэлектрического преобразователя представляет собой зависимость величи­ ны его выходного сигнала от длины волны света, падающего на фотокатод, при одинаковой мощности излучения на каждой дли­ не волны. В черно-белом телевидении спектральные характеристи­ ки определяют верность передачи яркостных градаций разноцвет­ ных объектов. В цветном телевидении они особенно важны, по­ скольку в значительной мере определяют верность цветопередачи.

Полная спектральная чувствительность передающей камеры, установки с бегущим лучом и т. д. определяется спектральной чув­

ческих элементов (линзы, светофильтров, зеркал и т. п.), находя­ щихся на пути света от объекта до фотокатода преобразователя. Полные спектральные характеристики камер могут быть получены либо при измерении спектральных характеристик всех составляю­ щих их элементов в отдельности и последующем по-координатном

— 115 —

перемножении этих характеристик, либо при непосредственном из­ мерении сквозной спектральной характеристики всего устройства.

Для измерения спектральных характеристик применяются раз­ личные способы. Наиболее точными, проводимыми в лаборатор­ ных условиях, являются измерения с помощью монохроматоров. Основным элементом монохроматора, представленного схематично на рис. 5.6, является призма, разлагающая свет в спектр благо­ даря различному преломлению материалом призмы лучей различ­ ных длин волн. Свет от источника попадает на призму через вход­ ную щель линзы. Призма поворачивается микрометрическим вин­ том, который проградунрован. На выходную щель прибора могут попадать различные участки спектра. Регулировка ширимы щели позволяет выделять достаточно узкий интервал длин волн АК, при котором выходящим свет можно с достаточной для практических целей точностью считать монохроматическим.

Для измерения спектральной чувствительности светоэлектрпче-

ходного сигнала исследуемой трубки производится измерение ин­ тенсивности излучения при помощи калиброванного светопрпеммика, например фотоэлемента, с заранее проверенной спектральной характеристикой. Для этого поворотное зеркало перекидывается в положение, показанное пунктиром.

Подобным путем можно сиять характеристику спектральной чувствительности как одной передающей трубки, так и целиком камеры черно-белого телевидения или каж­ дого из каналов цвето­ вой передающей ка­ меры.

— 116 —

ральнои характеристики камеры можно использовать способ осциллографического ее представления [73]. Перед объективом передающеп камеры устанавливаются дифракционный спектроскоп и ис­

мы видеосигнала строки, будет видна результирующая спектраль­ ная характеристика всей цепи: источник света — передающая труб­ ка. На пути света помещают соответствующим образом подобран­ ный светофильтр, обеспечивающий равномерность спектральной характеристики излучения, попадающего на вход камеры. При этом осциллограмма име-

каналов цветовой ка­ меры) .

—117 —

Щ І І Н линейчатый спектр излучения с известными длинами волн. Световой поток от калибровочного источника света попадает на нижний участок щели спектроскопа через призму. На верхнюю половину фотокатода проецируется спектр от измерительного ис­ точника (лампы накаливания), а на нижнюю половину — спектр калибровочного источника.

В качестве калибровочного источника света удобно использо­ вать гелиевую газополную разрядную лампу, имеющую шесть от­ четливых спектральных линий в области видимого спектра, соот­ ветствующих длинам волн 389, 447, 502, 587, 668 и 706 нм. Очень интенсивную спектральную линию 587 нм рекомендуется ослаблять путем установки соответствующего фильтра. На экран осцилло­ графа накладывают прозрачный трафарет с сеткой. По оси абс­ цисс откладывают длины волн, а по оси ординат — проценты (рис. 5.76—г). Для удобства контроля, кроме сетки, на трафарет можно нанести нужную спектральную характеристику: для черно-белого телевидения — это кривая видностн, а в цветовой камере — нужная спектральная характеристика данного канала камеры.

Горизонтальную развертку осциллографа настраивают таким образом, чтобы калибровочные спектральные линии от гелиевой лампы занимали соответствующие места, отмеченные на трафаре­ те штриховыми линиями. Затем с помощью селектора строк выде­ ляют осциллограмму видеосигнала с формой проверяемой харак­ теристики. Для непрерывного контроля за калибровкой шкалы длин волн можно обеспечить совместное воспроизведение на осцил­ лограмме как измеряемой спектральной характеристики, так и ка­ либровочных спектральных линий. Это можно сделать либо при использовании в осциллографе соответствующих яркостных от­ меток или при оптическом смешении обоих спектров при одновре­ менной подаче двух световых потоков на щель спектроскопа. В пер­ вом случае сигналы калибровочных спектральных линий исполь­ зуются для создания подсвечивающих (или гасящих) импульсов, поступающих для модуляции яркости осцнллографической трубки.

Следует заметить, что форма осциллограммы соответствует ис­ комой спектральной характеристике лишь в случае линейной све­ товой характеристики испытываемого преобразователя света. В противном случае измерительная схема должна быть дополнена гамма-корректором для коррекции нелинейности световой харак­ теристики. Требуется также тщательно компенсировать паразит­ ные сигналы «черного пятна» и др.

Как уже отмечалось, при черно-белой передаче характеристи­ ка спектральной чувствительности камеры должна совпадать с кри­ вой видностн. Это соответствие может соблюдаться менее точно, чем соответствие спектральных характеристик трех каналов цве­ товой камеры требуемым кривым сложения.

Поэтому в практике черно-белого телевидения лишь в осо­ бых случаях прибегают к довольно сложным лабораторным изме­ рениям с использованием приборов типа монохроматора и широ-

— 118 —

ко применяют прикндочные способы, позволяющие фактически, не измеряя спектральную характеристику, оценить как ее соответст­ вие требуемой, так и передачу камерой яркостей различных цве­ тов. Для этого используются различные таблицы, заимствованные

а)

Г Ж Ш Ш ¥• УГ Ш ШЖ

Ахроматические

полоски,

4,5

—

И9