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

Блок-схема одного из вариантов прибора, в котором использу­ ется метод амплитудной селекции помехи в сочетании с компен­ сирующими импульсами, приведена на рис. 5.27 £57, 96]. При из-

Рис. 5.27. Блок-схема прибора для измерения отношения сшнала к помехе при помощи компенсирующих импульсов

мерениях используется испытательная таблица, содержащая вер­ тикальные черные и белые полосы. Видеосигнал с выхода калиб­ рованного аттенюатора 12 подводится к слагателю 6.

Для возможности перемещения компенсирующих импульсов в интервале строки предусмотрено фазосдвнгающее устройство /, выходные импульсы которого управляют работой генератора 2, где предусмотрена также регулировка длительности и размаха им­ пульсов. На выходе усилителя 3 переключателем /74 выбирают полярность компенсирующих импульсов. Размах импульсов перед их смешиванием с сигналом в слагателе 6 можно также регули­ ровать калиброванным аттенюатором 4. Видеосигнал с замешан­ ными в .него компенсирующими импульсами после прохождения че­

Положение и длительность .компенсирующих импульсов с раз­ махом U соответствующими регулировками (7, 2 на рис. 5.27) ус­ танавливают, как показано на рис. 5.286.

Размах импульсов регулируют, изменяя затухание аттенюато­ ра 4 до совпадения видимых на осциллографе верхних и нижних границ помехи. Далее для повышения точности измерений необ­ ходимо увеличить на экране размер верхней части осциллограммы. Для этого ограничителем 10 отсекают нижнюю часть сигнала, на-

— 150 —

пример, на уровне АВ (рис. 5.28). Оставшуюся часть сигнала зна­ чительно усиливают и наблюдают на осциллографе (рис. 5.28г). При достижении совпадения видимых границ помехи с линией т-—п, когда квазипнковое значение помехи Un примерно равно размаху компенсирующего сигна-

частот

тотных составляющих флуктуационных помех (рис. 5.28дас), вклю­ чив фильтр нижних частот 10.

Искомое отношение 1|>п непосредственно в децибелах определя­ ют как разность показаний шкалы аттенюатора 6, которые соот­

— 151 —

— 153 —

пня осциллографа (аттенюатор выведен и затухания не вносит) на­ блюдают изображение рис. 5.316, а при введенном затухании ат­ тенюатора, равном искомому отношению сигнала к помехе, наблю­ дают изображение рис. 5.31 в

При таких способах измерений 'разброс результатов 'получает­ ся несколько больше, чем при совмещении видимых верхних и ниж­ них границ помехи с одной контрольной линией. Это происходит в частности, из-за необходимости в данном случае отсчитывать в делениях сетки или между двумя контрольными линиями размах помехи между верхней и нижней ее границами. Четко установить обе эти границы трудно.

Для измерения отношения сигнала к помехе на отдельных уча­ стках изображения используется устройство рис. 5.11а, обеспечи­ вающее возможность выделения помехи, а также сигнала чернобелого перепада по всему полю растра.

Положение и длительность измерительных импульсов, а также

при совмещении видимых верхней и нижней границ помехи не превышает 2,5 дБ. Однако по мере увеличения количества строк яркость осциллограммы становится более однородной, измерения облегчаются, разброс показаний уменьшается и не выходит за пределы 1,5-^2 дБ.

5.10. ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛА К ПОМЕХЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Фотоэлектрический метод имеет ряд преимуществ при измере­ ниях отношения сигнала к помехе, при определении закона распре­ деления мгновенных значений флуктуацнонной помехи и других, поскольку он обеспечивает достаточно объективные измерения не­ посредственно в децибелах отношения размаха видеосигнала к эф­ фективному значению помехи при сохранении всех преимуществ осциллографических методов измерений. При этом используется обычный осциллограф в сочетании с несложной приставкой [57, 97—99, ПО].

Рассмотрим вначале теоретические основы этого метода.

Если перед экраном осциллографа поместить фотоэлектриче­ ский преобразователь (ФЭП), светочувствительную поверхность которого закрыть непрозрачной маской, имеющей узкую горизон­ тальную щель, параллельную линии развертки, и перемещать по оси у относительно этой щели изображение осциллограммы, напри­ мер, флуктуацнонной помехи (или перемещать ФЭП относительно экрана), то показания прибора, измеряющего ток или напряже-

— 154 —

ниє на выходе ФЭП, будут соответствовать плотности вероятности р(и) помехи. По полученной зависимости могут быть опреде­ лены необходимые числовые характеристики помехи и, в част­ ности, ее эффективное (среднеквадратичное) значение. Действи­ тельно, для одномерной плотности вероятности р(и) помехи (рис.

U

Рис. 5.32. К теории фотоэлектрического метода изме­ рен™ флуктуационных помех

5.32) при достаточно большом времени наблюдения Т и малом ин­ тервале напряжения Аи справедливо равенство

сти вероятности. Поскольку для стационарного случайного процес­

вертке средняя яркость свечения экрана за достаточно большой промежуток времени будет постоянной вдоль любой линии, парал­ лельной горизонтальной развертке. Распределение яркости вдоль, любой вертикальной оси будет соответствовать одномерной плот­ ности вероятности исследуемой помехи. Приведенные рассуждения справедливы при линейной зависимости между яркостью свечения и временем пребывания луча в данной точке экрана. При переме­ щении осциллограммы относительно щели-маски ФЭП показание микроамперметра, включенного на выходе ФЭП, будет максималь­

— 155 —

ру 8). Разность отсчетов но аттенюатору 8 позволяет определить

статочной стабильностью в отношении параметров, небольшими габаритами, например, типа ФС-Д1. Фотосопротивление ФС по­ мещается в непрозрачный корпус, на торцовой поверхности кор­ пуса имеется щель, через которую освещается светочувствитель­ ная поверхность ФС. Корпус закрепляется на панели осциллогра­ фа так, что его торцовая поверхность со щелью соприкасается с поверхностью экрана ЭЛТ, а щель располагается параллельно ли­ нии развертки. При этом исключается внешняя засветка участка осциллограммы, совмещенного со щелью.

Благодаря незначительным габаритам корпуса большая часть осциллограммы в процессе измерения доступна для наблюдения. ФС включено в-плечо .мостовой схемы, питаемой постоянным на­ пряжением. Мостовая схема сбалансирована (Яз) на темповое зна­ чение сопротивления ФС. При освещении ФС происходит разбалансировка моста, и напряжение, возникающее в диагонали моста, поступает на вход усилителя постоянного тока. Усилитель выпол­ нен на двух транзисторах по параллельно-балансной схеме и обе­ спечивает значительное усиление по току. К выходу усилителя под­ ключен микроамперметр, по которому и производятся отсчеты, про­ порциональные яркости соответствующих участков осциллограм­ мы. Для уменьшения влияния паразитных изменений яркости на результаты измерений постоянная времени прибора увеличена с помощью емкости С. Регулировка чувствительности осуществляет­

Погрешность измерений отношения сигнала к помехе при помо­ щи описанного устройства из-за ошибок в установке положения щели ФЭП, паразитной засветки экрана осциллографа и других в зависимости от условий измерений не превышает ІЧ-2 дБ.

Можно выделить два основных источника погрешностей, свой­ ственных этому методу (99]: нестабильность уровня сигнала и па­ разитное'изменение яркости осциллограммы на экране осциллогра­ фа. Однако осциллографическая техника непрерывно совершен­ ствуется, новые типы осциллографов, выполненные на полупро­ водниковых приборах, обеспечивают значительно более высокую стабильность усиления по каналу вертикального отклонения, а так­ же стабильность напряжений, питающих электроннолучевую труб­ ку, что способствует более полному использованию преимуществ фотоэлектрического метода измерения отношения сигнала к поме­ хе. Поэтому этот метод применяется и в других странах, как при •изімерениях отношения сигнала к помехе на 'выходе передающих трубок [100], так и при испытаниях приемной аппаратуры [101].

— 1'58 —