Файл: Кривошеев М.И. Световые измерения в телевидении.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ф

1

Рис. 5.5. Блок-схема установки для измерения световых харак­ теристик (а), схема отггако-ме- ханической части проектора для измерения световых характери­

 

 

стик

(б):

 

 

1 — .источник

света; 2 — конденса­

тор; 3 — оптические

клинья; 4 диа­

фрагма

и

держатель

маски;

5 —

объектив;

6 зубчатая

рейка;

7 —

потенциометр;

8 — сердцевидные

ку­

лачки;

9 — выключатель;

10 — элек­

тромотор

Ю

ее форму, например, в области изгиба этой характеристики у тру­ бок типа суперортикона.

Проектор (рис. 5.5) обеспечивает освещение участка светочув­ ствительной поверхности передающей трубки. Устройство оптикомеханической части проектора показано на рис. 5.56. На пути све­ та от проекционной лампы / расположены два клиновидных ней­ тральных светофильтра 3 с возрастанием оптической плотности в разных направлениях. Движение этих оптических клиньев на­ встречу друг другу, осуществляемое при помощи реек 6 и сердце­ видных кулачков 8, позволяет изменять силу света в пределах 1:100. Благодаря этому при вращении оси, на которой расположе­ ны кулачки, с равномерной скоростью оптические клинья движут­ ся вверх и вниз также с постоянной скоростью, и изменение силы света происходит по логарифмическому закону.

Между оптическими

клиньями 3 и

объективом 5

расположе- -

ны ирисовая диафрагма

4 и держатель

маски. Маска

позволяет

придавать световому пятну желаемую форму. Выбор небольшого участка фотокатода устраняет влияние неоднородности чувстви­ тельности последнего на результаты измерений, а перемещение этого участка по фотокатоду позволяет оценить свойства различ­ ных его частей.

На одной из движущих клинья реек 6 укреплена зубчатая рей­ ка, сцепленная с зубчатым колесом, укрепленным на оси потен­ циометра 7. С этого 'потенциометра снимается напряжение, исполь­ зуемое для движения каретки самописца по оси X. Время про­ хождения полного цикла изменения силы света составляет от двух


до пяти секунд в зависимости от выбираемой скорости вращения мотора 10, вращающего ось кулачков при помощи зубчатого за­ цепления. На зубчатом колесе, связанном с мотором, имеется вы­ ступ 9, включающий выключатель //, дающий импульс для воз­ вращения каретки самописца в начальное положение после про­ хождения полного цикла изменения силы света.

Блок-схема автоматической измерительной установки показана на рис. 5.5а. Видеосигнал с выхода исследуемой передающей труб­ ки, освещаемой описанным проектором, после промежуточного уси­ лителя поступает на стробирующий усилитель. Он управляется импульсами, обеспечивающими выделение сигнала от желаемой части освещаемого участка фотокатода (см. разд. 5.4). Этот сиг­ нал, наблюдаемый на экране ВКУ, поступает на детектор, выде­ ляющий огибающую импульсного ряда, описывающего световую характеристику трубки в линейном масштабе. Сигнал огибающей модулирует несущую 15 МГц. Модулированный сигнал проходит че­ рез логарифмический усилитель, а затем детектируется. В резуль­ тате этого получается сигнал, пропорциональный логарифму вход­ ного сигнала модулятора. Он подается на ось У самописца. Таким путем в сочетании с выработкой напряжения для оси X, связанно­ го с движением оптических клиньев, обеспечивается запись све­ товой характеристики трубки в шкалах log—log".

Проверка работы установки проводится при помощи калибро­ ванной световой характеристики. Для этого свет проектора на­ правляется на пробник с фотосопротпвлением, имеющим калиб­ рованную световую характеристику с у = 0,8-^0,85. Пропорциональ­ но изменению величины фотосопротивлеппя под действием света

модулируются гасящие

импульсы. Переключатель Я 2

находится

при этом в положении

2, и на самописце вычерчивается

световая

характеристика фотосопротивления. Затем в оборудовании уста­ навливаются уровни сигналов при помощи специального калибро­ ванного импульса (переключатель Пі в положении 2). После это­

го

измеряется характеристика

исследуемой

передающей

трубки

(оба переключателя находятся

в положении

1).

 

 

Интегральная чувствительность фотокатода передающей

труб­

ки

пли ФЭУ определяется на

оптической скамье. Непосредствен­

но у фотокатода трубки устанавливается диафрагма с известной площадью отверстия. Расстояние от источника света до диафраг­ мы отсчитывают по делениям, нанесенным на направляющей оп­ тической скамье.

Разность показаний микроамперметра при включении и вык­ лючении света дает значение фототока. Чувствительность фотока­ тода определяют как отношение фототока к падающему на фото­ катод световому потоку, определяемому но (1.15). Формула для подсчета чувствительности е фотокатода имеет вид

. / 2

мка

Е = Ч~,

• — >

SI

лм

— 114


где іф — значение фототока, мка; / — расстояние от источника

све­

та до диафрагмы, см; 5 — площадь отверстия диафрагмы, см2 ;

/—

сила света, кд.

 

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

ловиях {72]. По

сравнению с оптической

скамьей в данном прибо­

ре расстояние

между источником света

и фотокатодом измеряе­

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

ствительностью

светоэлектрического преобразователя

(передаю­

щая трубка или

ФЭУ) и спектральным пропусканием

всех опти­

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 —


Псгытдемая mpySxa

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-

ского преобразователя требуется, чтобы

мощность

выходного

све­

та монохроматора была бы постоянной

независимо от длины

вол­

ны. Поэтому на данной длине волны

наряду с

измерением

вы­

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.

 

 

Для

быстрых

при­

 

ближенных

из м е р ен и й

 

можно

использовать

 

набор

узкополосных

 

светофильтров

совмест­

41

но

с

калиброванным

источником

 

 

света.

 

Обычно

 

используют­

 

ся

и нтер фер е I I Ц МО ПН ы е

 

светофильтры,

которые

 

позволяют

обеспечить

 

достаточно

узкие

поло-

Рис. 5.6.

Схема установки для измерения спеч- С Ы пропускания. _

тральных

характеристик передающих трубок с по-

Для

наглядной ви-

 

мощыо монохроматора

зуальной

оценки спект-

— 116 —


Калиброванный,
источник
света
100,

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

точник света

(рис. 5.7а). Спектроскоп

обеспечивает

разложение

света источника в

спектр, укладывающийся вдоль горизонтального

размера кадра

на

фотокатоде передающей трубки. Тогда на экра­

не осциллографа,

работающего в режиме

выделения

осциллограм­

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-

ет форму характери- а>

' Источник

гтики

спекпралыной

света

f /-> Спектроскоп^

чувствительности ка­

\ І^Призма /

меры

(пли одного из

 

каналов цветовой ка­ меры) .

Девиация

спект­

 

роскопа

обеспечива­

 

ет примерно

линей­

 

ное соответствие ме­

 

жду длиной волны и

 

расстоянием

 

/вдоль

 

фотокатода

 

трубки.

 

Для

калибровки по­

 

ручаемой

 

осцилло­

 

граммы

по

 

шкале

 

длин

волн

применя­

9)

ется

кал и бршо'ч н ы й

 

источник света, .даю-

Рис. 5.7. К оценке спект­ ральной характеристики передающей трубки с по­ мощью спектроскопа:

а) схема измерений; б) трафарет спектральной характеристики и осцил­ лограмма калибровочных спектральных линий ге­ лиевой лампы; в) форма спектральной характерис­ тики; г) осциллограмма спектральной характерис­ тики при оптическом сме­ щении света от освети­ тельной и калибровочной

лампы

осциллограф

300

WO

 

500

600

700 Х,ММК

/00,

 

!

VI

Yil

 

!

во

 

 

 

і

 

\

 

1

во

 

 

\

 

і і І

 

f

40

 

—\ j

ZO

J

//

і9

\і

 

 

о

'

J 1

і W

ЗОП WO

 

500

БОС 700 Х}ммк

117 —