Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

                  

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

__________________________________________________________________

Кафедра Телевидения и звукового вещания

Лабораторная работа №33 по дисциплине Телевидение

«Исследование ТВ камеры на ПЗС»

     

Выполнили
Студенты группы БРВ2201:	_______________________ _______________________ _______________________	Велит А.И. Мусаев Д.Ш. Зейналов Р.А.
Проверил
Старший преподаватель кафедры ТИЗВ:	_______________________	Поташников А.М.

Москва 2025

1. Цель работы

Изучение работы фоточувствительной матрицы на приборах с зарядовой связью (ФПЗС) и телевизионной камеры на ФПЗС.

2. Теоретическая часть

Рисунок 1 – Структурная схема ТВ-камеры

БОС – блок обработки сигналов;

ФИУ – формирователь импульсов управления;

СГ – синхрогенератор;

БП – блок питания;

ПТВС – полный ТВ сигнал;

Рисунок 2 – Структурная схема матрицы ФПЗС

3. Ход лабораторной работы

1. Измерения периода следования и уровней основания и вершин импульсов управления

Измерение будет проводиться для гнезд Г1 и Г3 из схемы на рисунке 2.

Подключив осциллограф к соответствующим гнездам лабораторного макета, была получена следующая осциллограмма:

Рисунок 3 – Осциллограмма импульса управления при развертке 10 мкс/см

Измеренные значения:

Для Г1:

Период равен:

Уровень верха:

Уровень основания:

Для Г3:

Период равен:

Уровень верха:

Уровень основания:

2. Измерение длительности и фазовых соотношений импульсов управления

Измерение также будет проводиться для гнезд Г1 и Г3 из схемы на рисунке 2.

Подключив осциллограф к соответствующим гнездам лабораторного макета и настроив его, была получена следующая осциллограмма:

Рисунок 4 – Осциллограмма Г1 импульса управления при развертке 1мкс/см

Полученная длительность для Г1: .

Осциллограмма для Г3:

Рисунок 5 – Осциллограмма Г3 импульса управления при развертке 1мкс/см

Полученная длительность для Г3: .

Полученное фазовое соотношение импульсов с Г1 и Г3: .

3. Измерение амплитуды и длительности импульсов переноса зарядов из секции накопления в вертикальные регистры.

Измерение также будет проводиться для гнезд Г1 и Г3 из схемы на рисунке 2.

Подключив осциллограф к соответствующим гнездам лабораторного макета и настроив его, была получена следующая осциллограмма:

Рисунок 6 – Осциллограмма импульса управления при развертке 20мкс/см

На осциллографе можно заметить, что первый импульс слегка больше остальных по амплитуде. Измерение амплитуд большего и меньших импульсов дало результаты:

Для Г1:

;

;

Для Г3:

;

;

4. Измерение осциллографом периода следования, длительности и амплитуды импульсов управления выходным регистром.

Измерение будет проводиться для гнезд Г5 и Г6, а также для гнезда Г7(импульсы сброса) из схемы на рисунке 2.

Подключив осциллограф к соответствующим гнездам лабораторного макета и настроив его, была получена следующая осциллограмма:

Рисунок 7 – Осциллограмма импульса управления Г5 при развертке 0.1мкс/см

Измеренные значения для Г5:

Период:

Длительность:

Амплитуда:

Изменив гнездо на Г6, была получена осциллограмма:

Рисунок 8 – Осциллограмма импульса управления Г6 при развертке 0.1мкс/см

Измеренные значения для Г6:

Период:

Длительность:

Амплитуда:

Изменив гнездо на Г7, была получена осциллограмма:

Рисунок 9 – Осциллограмма импульса сброса Г7 при развертке 0.1мкс/см

Измеренные значения для Г6:

Период:

Длительность:

Амплитуда:

5. Измерение размаха видеосигнала от уровня черного до уровня белого

Измерение будет проводиться для гнезда Г8 из схемы на рисунке 2.

Подключив осциллограф к соответствующим гнездам лабораторного макета и настроив его, была получена следующая осциллограмма:

Рисунок 10 – Осциллограмма видеосигнала гнезда Г8 при развертке 10 мкс

Измеренные данные:

Размах видеосигнала:

6. Измерение параметров выходного сигнала ТВ камеры

Измерение будет проводиться для гнезда Г9 из схемы на рисунке 2.

Подключив осциллограф к соответствующим гнездам лабораторного макета и настроив его, была получена следующая осциллограмма:

Рисунок 11 – Осциллограмма выходного сигнала с гнезда Г9

Измеренные данные:

Размах видеосигнала в начале строки:

Размах видеосигнала в конце строки:

Размах строчных синхроимпульсов:

Размах полного ТВ сигнала:

Период следования строчных синхроимпульсов:

Длительность строчного гасящего:

Длительность строчного синхроимпульса:

7. Обработка экспериментальных данных и расчет характеристик

Расчет коэффициента неэффективности переноса выходного регистра ФПЗС:

Расчет отношения размаха видеосигнала к размаху тактовой помехи в начале и конце строки:

Расчет величины горизонтальной разрешающей способности исследуемой матрицы ФПЗС:

где:

– длительность прямого хода строчной развертки;

- период следования импульсов сброса.

4. Выводы

В ходе лабораторной работы были экспериментально изучены принципы работы ПЗС-матрицы и телевизионной камеры. Подтверждено, что формирование видеосигнала осуществляется посредством синхронизированных тактовых импульсов с периодом 64 мкс, управляющих переносом заряда. Идентичность параметров импульсов Г1 и Г3 и фазовый сдвиг 1.3 мкс между ними обеспечивают эффективный перенос заряда из секции накопления. Обнаружен эффект увеличения амплитуды первого импульса, 880 мВ против 860 мВ. Высокочастотные импульсы управления выходным регистром в 100 нс и импульсы сброса в 20 нс. Анализ выходного ТВ-сигнала выявил соответствие стандартным параметрам строчной развертки, однако зафиксировано снижение уровня видеосигнала с 28 мВ до 16 мВ в течение строки, что может указывать на наличие частотных искажений. Таким образом, были изучены принципы функционирования и основные характеристики ПЗС-матрицы и ТВ-камеры.