Файл: Полоник В.С. Телевизионные автоматические устройства.pdf

профиль предмета на сканистор, выполненный по контрольному эталону. При несовпадении проекции профиля с формой сканистора на выходе ТД сигнал будет полностью или частично отсутствовать, что явится основанием к подаче сигнала о браке.

При дискретной форме сканистора существенным является зна­ чительное снижение требований и линейности развертки, поскольку контроль размеров предметов здесь осуществляется не путем изме­ рения длительности видеоимпульсов, а подсчетом их числа.

Сканисторы могут использоваться также для введения первич­ ной информации в ЦВМ, опознавания образов, выполнения различ­ ных логических операций и др.

Технические параметры сканистора, разработанного в физикотехническом институте АН СССР, таковы: разрешающая способ­ ность— 10 линий/мм, интегральная чувствительность 1ч-4 мА/лм, максимум спектральной чувствительности 0,9 мкм, быстродействие 5. ІО5 опросов/с, частота развертки 0,1 -4-50 кГц, амплитуда пило­ образного напряжения 80 В, напряжение пробоя 100 В, потребляе­

сложные профили изделий. Интересным является также и то, что униконы могут преобразовывать в электрический сигнал не только видимый свет, но и рентгеновские и инфакрасные лучи, ультразву­ ковые сигналы и другое, благодаря чему значительно расширяется область применения ТВА.

электронный прожектор

Принцип действия уникона поясняется рис. 1.16. Входное окно прибора сделано из анизотропного материала, обладающего элек­ трической проводимостью только в направлении оси прибора, для чего в планшайбу из стекла впаиваются многочисленные проводя­ щие стержни. С одной стороны входного окна наносится слой, чув­ ствительный к данному виду излучений, а с другой — тонкая плен­ ка, обладающая вторично-электронными свойствами.

Изображение предмета, образованное тем или иным излучением, проецируется на входное окно и преобразуется с помощью прием­

— ‘36 —

ной пластины в потенциальный рельеф, который с тем же прост­ ранственным распределением передается на внутреннюю часть уникона благодаря непосредственной гальванической связи через про­ водящие стержни. Пучок электронов, вылетающих из прожектора трубки, сканирует вторично-электронный слой и выбивает вторич­ ные электроны, собираемые коллектором. Величина вторично-эмис­ сионного тока в коллекторной цепи определяется величиной потен­ циала элемента, коммутируемого в данный момент. С сигнального электрода снимается последовательность сигналов, несущих в себе информацию о передаваемом изображении.

Если расположить стержни последовательно друг за другом в виде линии в соответствии с контролируемым профилем, то, под­ считывая при обычной пилообразной развертке растра число полу­ ченных импульсов, можно количественно судить о качестве профи­ ля; при полном совпадении его изображения с линией, составленной из стержней, число импульсов будет максимальным.

Технические параметры уникона таковы: разрешающая способ­ ность ІОч-ІОО эл/мм2, диаметр 76 мм, длина 275 мм, долговечность не менее 500 ч.

Следует упомянуть о ведущихся разработках безвакуумных мо­ заичных передающих приборов для растрового режима работы ТД, в которых развертка изображения контролируемого объекта произ­ водится не электронным лучом, а быстродействующим электронным коммутатором [90]. Такие приборы будут иметь много преимуществ по сравнению с существующими в части долговечности и малогаба­ ритности.

Ф о к у с и р у ю щ и е и о т к л о н я ю щ и е с и с т е м ы (ФОС), используемые для фокусирования и отклонения луча в передающих трубках, являются сложными моточными изделиями, содержащими по две пары катушек для отклонения по горизонталй и по вертика-

Т а б л и ц а 1.6

ДАННЫЕ ФОС

') В ФОС-125 применена фокусировка с помощью постоянных магнитов.

— 37 —

ли, сверху которых помещается фокусирующая катушка. Для повы­ шения качества изображения в ФОС вводятся еще корректирующие катушки, исправляющие траекторию луча на краях растра. В пос­ леднее время начинают применять ФОС с постоянными магнитами для фокусировки вместо катушек, что избавляет от громоздкого стабилизатора тока фокусировки и снижает потребление энергии.

Основные данные ФОС для виднконов приведены в табл. 1.6.

Видеотракт

Видеотракт ПСС представляет собой видеоусилитель и ряд кас­ кадов, необходимых для замешивания в видеосигнал различных служебных сигналов.

Основные требования, предъявляемые к видеоусилителю ПСС, заключаются в обеспечении неискаженной передачи границ и ярко­ сти деталей изображения, в получении минимальной величины шу­ мов и в отсутствии различного рода искажений типа повторов, «тя­ нучек», фона, наводок и др. Для растрового ПСС и в случае необ­ ходимости визуального наблюдения за контролируемым процессом обычно используется видеотракт, принятый для систем прикладно­ го телевидения с шириной полосы пропускания около 6,5 МГц. Для однострочных ТД максимальная частота /мах=0,5fn, где / — частота однострочного разложения; п — число черных и белых элементов, приходящихся на активную часть строки. Расчет видеоусилителей приведен в литературе [111, 147].

Принципиальная схема современнного видеотракта для растро­ вого ПСС на видиконе приведена на рис. 1.17.

Видеотракт дает на выходе при входном сигнале 0,1 мкА полный телевизионный сигнал положительной полярности размахом в 1,0 В на нагрузке 75 Ом с отношением сигнал/шум, равным 30 в полосе

— 38 —

частот от 50 Гц до 7,5 МГц. Видеотракт устойчиво работает при из­ менении температуры окружающего воздуха от — 1 0 до +60°С.

Видеосигнал с передающей трубки поступает через разделитель­ ный конденсатор Сі на входной каскад, выполненный на полевомтранзисторе Т\ (А-508А) по схеме с общим истоком.

Применение на входе полевого транзистора позволило без до­ полнительных схемных решений получить большое входное сопро­ тивление каскада и повысить отношение сигнал/шум.

Для повышения отношения сигнал/шум на высоких частотах па входе каскада введен дроссель Др\, который с емкостями видикона, транзистора, сигнального провода, монтажными емкостями дает резонанс в области граничной частоты 7 МГц и этим обеспечивает увеличение сигнала на входе усилителя в области верхних частот.

Связь между транзисторами и Т2 гальваническая. Режим пер­ вого транзистора подбирается резистором R' 4 таким образом, чтобы ток стока находился в пределах 5-=-7 мА. Режим второго транзисто­ ра подбирается резистором R9 таким образом, чтобы ток коллектора находился в пределах 3-^-5 мА.

С коллектора Т2 через разделительный конденсатор Съ сигнал поступает на следующий каскад усиления, состоящий из двух тран­ зисторов 7'3 и Т/А разной проводимости с обратными связями по постоянному и переменному току. Подъем высоких частот в каскаде осуществляется за счет емкостей Cs и С40 и дросселя Дрг.

С коллектора 7\ через цепь коррекции на высоких частотах и разделительный конденсатор Сі2 видеосигнал поступает на третий каскад уеилителя, выполненный на . двух транзисторах — Т5 и Т6, включенных по схеме ОЭ—ОК. В этом каскаде осуществляется регулировка усиления с помощью резистора R27. Подъем высоких частот в данном каскаде осуществляется емкостью С14.

— 39 —

С эмиттера Т8 через резистор R29 видеосигнал поступает .на схе­ му автоматической регулировки режима передающей трубки (АРР) и через разделительный конденсатор С1в и цепь коррекции входа (Язо, СІЪ С18) — на четвертый каскад усиления. Цепь кор­ рекции выбрана таким образом, чтобы выровнять спад частотной характеристики, вызванный входной цепыо видеоусилителя. Регу­ лировкой переменного конденсатора Сі8 сводятся к минимуму ис­ кажения типа «тянучка».

Четвертый каскад усиления выполнен на двух транзисторах-— 7Ѵ и Т8. С эмиттерного повторителя Т8 видеосигнал размахом 1 В поступает на цепи преобразователя ТД.

Видеоусилители для однострочного разложения обычно имеют ширину полосы не более 1 МГц и их построение не вызывает ка­ ких-либо трудностей.

Генераторы разверток

Генератор разверток ПСС должен вырабатывать периодические токи, подаваемые в ФОС для отклонения луча передающей трубки в двух взаимно перпендикулярных направлениях или по спирали для растрового разложения изображения и по одной прямой, по кругу или по какой другой кривой для однострочного разложе­ ния.

Основное требование, которому должен отвечать генератор раз­ верток, состоит в генерировании токов с максимальной линейно­ стью нарастания во времени. В отличие от требований, выработан­ ных для вещательного телевидения, генераторы разверток для ПСС должны в ряде случаев иметь нелинейность отклонения почти на порядок выше, т. е. около 1%. В литературе опубликованы схемы генераторов разверток, которые имеют достаточно высокий и регу­ лируемый коэффициент линейности [150]. Однако, поскольку это требование выполнить трудно, на практике применяются обычные генераторы разверток, а влияние их большой нелинейности откло­ нения на точность контроля компенсируется различными оптичес­ кими и электрическими способами (см. гл .4).

Хотя разложение изображения в ПСС может производиться,

.кроме пилообразного, также по спиральному, радиальному, диаго­ нальному, синусоидальному и шаговому законам, здесь будет рас­ смотрено только пилообразное разложение, нашедшее применение в подавляющем числе ТД. С другими видами разверток можно оз­ накомиться в [64, 135, 154].

Принципиальные схемы современных генераторов строчных и кадровых разверток для ПСС на видиконе ЛИ-415 со стандартом разложения на 625 строки при 25 кадрах/с приведены на рис. 1.18 и 1.19 соответственно. Генераторы работают на отклоняющие и фокусирующие системы ФОС-107 и ФОС-125 [12]. Рабочий интер­ вал температуры окружающего воздуха составляет —1 0 + 6 0 ° С.

Г е н е р а т о р с т р о ч н о й р а з в е р т к и генерирует пилооб­ разные токи размахом 235 мА с частотой 15 625 Гц при нелиней­ ности отклонения не более 1 0 %.

— 40 —