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 |
_______________________ |
Поташников А.М. |
кафедры ТИЗВ: |
|
|
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
3.1. 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: = 64 мкс;
Уровень верха: ув = 800 мВ;
Уровень основания: уо = 0 мВ;
Для Г3:
Период равен: = 64 мкс;
Уровень верха: ув = 800 мВ;
Уровень основания: уо = 0 мВ;
3.2. 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: и = 3.4 мкс.
Осциллограмма для Г3:
Рисунок 5 – Осциллограмма Г3 импульса управления при развертке 1мкс/см Полученная длительность для Г3: и = 3.4 мкс.
Полученное фазовое соотношение импульсов с Г1 и Г3: 1.3 мкс.
3.3. 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:
б.и = 880 мВ;м.и = 860 мВ;
Для Г3:
б.и = 880 мВ;м.и = 860 мВ;
3.4. 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: = 100 нс;
Длительность: и = 40нс;
Амплитуда: = 350 мВ;
Изменив гнездо на Г6, была получена осциллограмма:
Рисунок 8 – Осциллограмма импульса управления Г6 при развертке 0.1мкс/см
Измеренные значения для Г6:
Период: = 100 нс;
Длительность: и = 50нс;
Амплитуда: = 250 мВ;
Изменив гнездо на Г7, была получена осциллограмма:
Рисунок 9 – Осциллограмма импульса сброса Г7 при развертке 0.1мкс/см Измеренные значения для Г6:
Период: ис = 100 нс;
Длительность: и = 20нс;
Амплитуда: = 80 мВ;
3.5. 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: вн = вк = 50 мВ;
3.6. 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: вн = 28 мВ;
Размах видеосигнала в конце строки: вк = 16 мВ;
Размах строчных синхроимпульсов: 24 мВ;
Размах полного ТВ сигнала: п = 68 мВ;
Период следования строчных синхроимпульсов: с.с.и = 64 мкс;
Длительность строчного гасящего: г.и = 10 мкс;
Длительность строчного синхроимпульса: г.и = 6 мкс;
3.7. Обработка экспериментальных данных и расчет характеристик
Расчет коэффициента неэффективности переноса выходного регистра ФПЗС:
|
|
|
|
|
|
|
К |
= |
вн |
= |
50 мВ |
= 1; |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нп |
|
|
вк 50 мВ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Расчет отношения размаха видеосигнала к размаху тактовой помехи в |
||||||||||||||||||||||
начале и конце строки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
К |
|
= |
вн |
|
= |
28 мВ |
|
= 4.67; К |
|
|
|
= |
вк |
= |
16 мВ |
= 2.67; |
||||||
вн/пн |
|
|
|
|
вк/пк |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
пн |
|
6 мВ |
|
|
|
|
|
|
пк |
|
6 мВ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Расчет величины горизонтальной разрешающей способности |
||||||||||||||||||||||
исследуемой матрицы ФПЗС: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
= |
сп |
= |
с.с.и − г.и |
= |
54 мкс |
= 540; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
гр |
|
|
ис |
|
100 нс |
|
|
100 нс |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
где:
сп = с.с.и − г.и – длительность прямого хода строчной развертки;
Тис - период следования импульсов сброса.
4.Выводы
Входе 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.