Электронная система развертки и траектории сканирования
Электронная развертка заключается в периодическом движении электронного луча электронно-лучевой трубки по ее теплочувствительной мишени, потенциальный рельеф которой соответствует яркости оптического изображения наблюдаемого объекта. При этом потенциал элементарной площадки мишени, на которой в данный момент находится луч, преобразуется в электрический импульс. Совокупность импульсов, пропорциональных энергетической яркости элементов изображения наблюдаемого объекта, образует сигнал изображения или видеосигнал.
В телевизионной автоматике применяются различные типы разверток: строчная, радиальная, спиральная, синусоидальная, розеточная и др. Для правильного воспроизведения оптического изображения движение электронного луча должно происходить с постоянной скоростью, что диктуется необходимостью получения одинаковой четкости по всему полю, обегаемому лучом
Рис. 3.1. Схема образования телевизионного растра
При использовании строчной развертки с прямоугольным кадром развертка всей площади мишени передающей телевизионной трубки образуется в результате движения луча по двум взаимно перпендикулярным направлениям: по горизонтали — вдоль оси х и по вертикали — вдоль оси у (рис. 3.1). Прочерчиваемые лучом параллельные линии (при движении вдоль оси х) называются строками; при движении электронного луча вдоль оси у все строки располагаются одна под другой, образуя так называемый телевизионный растр.
Движение луча от начала к концу строки образует прямой ход луча для подготовки к развертке следующей строки необходим обратный ход луча, т. е. его возвращение от конца предыдущей строки к началу следующей.
Аналогично строчной развертке производится кадровая развертка — перемещение электронного луча по вертикали (вдоль оси у.) Кадровая развертка также имеет прямой и обратный ходы. Во время обратного хода луча передача изображения не производится и это время желательно иметь малым. Практически время обратного хода луча при строчной и кадровой развертках составляет 10...12 % от периода строки и 7...8 % от периода кадра соответственно.
Параметрами электронной развертки являются: время прямого %1х и обратного х2х ходов луча при строчной развертке; период строчной развертки tx— т1х + т2ж; время прямого т1у и обратного тау ходов луча при кадровой развертке; период кадровой развертки ту — + т2у число строк в кадре г; частота кадровой fy и строчной fx= zfy разверток; коэффициент формата кадра ф = b/h (отношение длины строки к высоте растра) (см. рис. 3.1). Эти параметра выбирают в соответствии с особенностями зрительного восприятия и требуемым качеством изображения.
Для определения требуемой полосы пропускания А/ усилителей необходимо знать верхнюю /в и нижнюю /и граничные частоты видеосигнала: очевидно, Af = fB— /и. Нижняя граничная частота видеосигнала соответствует неподвижному объекту, состоящему из двух деталей с различной интенсивностью теплового излучения и горизонтальной границей раздела. В этом случае период повторения видеосигнала равен периоду кадровой развертки, и = fy.
Верхняя граничная частота определяется максимально разрешаемым числом элементов в кадре: N = фг2.
При развертке изображения объекта в виде шахматной доски видеосигнал представляет серию прямоугольных импульсов.
Поскольку fB > fH, принимают Af ~ /в. Так, например, при мгновенном угле зрения оптической системы ТМГН = 5', угла зрения по вертикали и горизонтали уу = 6° и уг = 12°, частоте кадров fy = 15, г = уу1уМГИ = 72, ф = = Уг/Уу = 2
Уровень видеосигнала, соответствующий минимальному значению яркости передаваемого изображения, называется уровнем черного, уровень, соответствующий максимальному значению яркости — уровнем белого. Все остальные значения видеосигнала располагаются между этими уровнями. Для того чтобы обратные ходы разверток не были заметны на изображении, в видеосигнал во время обратных ходов вводят строчные и кадровые гасящие прямоугольные импульсы, длительность которых соответствует длительности обратных ходов строчной и кадровой разверток.
Синхронность и синфазность разверток изображения в передающей и приемной камерах осуществляется с помощью строчных и кадровых синхронизирующих импульсов, подмешиваемых к видеосигналу. Чтобы не мешать передаче изображения, синхронизирующие импульсы располагаются на вершинах гасящих импульсов.
