Проектирование передающей камеры

Федеральное агентство образования и науки РФ

Южно-Уральский Государственный Университет

Приборостроительный факультет

Кафедра РТС

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу "Телевизионные и оптоэлектронные устройства"

Челябинск 2008

Техническое задание

В курсовой работе необходимо:

– определить структуру камеры;

– выбрать первичный преобразователь и объектив;

– произвести расчет основных элементов, определить световую чувствительность, основные характеристики;

– число строк при прогрессивной развёртке 625

Диапазон освещённости: 1–1000 лк

Диапазон рабочих длин волн: 0,4–0,75 мкм

Вид развёртки: прогрессивная

Формат изображения: 4/3

Число строк: 625

Выходной сигнал на Rн = 75+5 Ом 1+0,1 В

Число различимых градаций яркости: 8

Нелинейные искажения: 3%

Питание: 27 В пост. тока

Аннотация

В результате проведенной работы была разработана схема видеокамеры, позволяющей получать требуемое изображение. Согласно требованию технического задания сначала была определена структура устройства, представленная в виде основных функциональных блоков. Далее был произведен расчет элементов и определены параметры объектива, рассчитаны: световая чувствительность и спектральная характеристика.

Содержание

Введение

1. Выбор и обоснование структурной схемы

2. Теоретический раздел

2.1 Принципы построения видеокамер

2.2 Прогрессивная развертка

3. Электрический расчет передающей камеры

3.1 Оконечный видеоусилитель

3.2 Каскад восстановления уровня черного

3.3 Смеситель видеосигнала

3.4 Генератор синхроимпульсов

3.5 Каскад коррекции апертурных искажений

3.6 Каскад коррекции нелинейных искажений

3.7 Предоконечный усилитель

3.8 Каскад противошумовой коррекции

3.9 Автоматическая регулировка режима

4. Расчет параметров объектива

5. Расчет параметров первичного преобразователя

Заключение

Литература

Введение

Телевидение – это передача изображения на расстояние с помощью электронных устройств. При передаче изображения формируются электрические сигналы элементов изображения, при этом один кадр изображения разбивается на строки. Количество строк строго фиксировано по стандарту 625/50 или 575/60. При формировании отдельных строк элементы изображения преобразуются в электрические сигналы аналоговой или цифровой формы. Для преобразования элементов изображения в сигнал применяют приёмопередающие элементы, которые позволяют преобразовать квант световой энергии в электрический сигнал.

В основе телевидения лежат три физических процесса: преобразование световой энергии в электрические сигналы; передача и прием электрических сигналов; преобразование электрических сигналов в оптическое изображение.

Исходя из вышесказанного, в курсовой работе требуется рассмотреть принципы построения и функционирования основных блоков схемы, показать прохождение сигналов и произвести расчет элементов схемы.

1. Выбор и обоснование структурной схемы

Структурная схема разрабатываемой передающей камеры приведена на рисунке.

Рис. 1.1 Структурная схема передающей камеры

Она содержит следующие каскады:

Видикон является одним из главных устройств передающей камеры. Он осуществляет преобразование световой энергии в электрический сигнал.

Видеоусилитель (противошумовой корректор, предоконечный усилитель, корректор нелинейных искажений, корректор апертурных искажений).

Противошумовой корректор.

Противошумовой корректор предназначен для увеличения соотношения сигнал/шум яркостного сигнала поступающего с первичного преобразователя. В качестве первичного преобразователя используется видикон, обладающий достаточно высоким соотношением сигнал/шум, но малым уровнем сигнала на нагрузке. Поэтому соотношение сигнал/шум в основном определяется собственными шумами противошумового корректора. Следовательно, в качестве противошумового корректора должен выступать видеоусилитель с малыми собственными шумами.

Предоконечный усилитель.

Предоконечный усилитель предназначен для повышения видеосигнала до уровня, обеспечивающего нормальное функционирование последующих каскадов. Предоконечный усилитель должен обладать низкими значениями вносимых в видеосигнал искажений.

Корректор нелинейных искажений.

Корректор нелинейных искажений необходим для коррекции нелинейных искажений вносимых в сигнал первичным преобразователем. В общем случае для сохранения подобия передаваемого и воспроизводимого изображения необходимо обеспечить прямую пропорциональность между яркостью элементов передаваемого и принимаемого изображения. Следовательно корректор является звеном с кусочно-линейной характеристикой.

Корректор апертурных искажений.

Апертурные искажения изображения возникают первичных преобразователях конечных поперечных размеров электронного луча и аберрации в оптических системах. Наибольшее применение из всех схем коррекции получила схема дифференциальной и разностной коррекции. Он основан на алгебраическом сложении сигнала и его четных производных.

Блок формирования сигнала (смеситель, каскад восстановления уровня черного).

Смеситель предназначен для получения из видеосигнала и синхросмеси полного телевизионного сигнала. Смеситель должен иметь низкие уровни вносимых искажений.

Каскад восстановления уровня черного.

Данный каскад предназначен для восстановления уровня постоянной составляющей полного телевизионного сигнала утраченного после прохождения сигнала через линейные цепи усиления и коррекции.

Синхрогенератор предназначен для формирования импульсов синхронизирующих системы развертки на передающей и приемной стороне. Он должен обладать высокой стабильностью задающего генератора для уменьшения вносимых искажений.

Генератор разверток луча.

Генераторы развертки луча предназначены для отклонения развертывающего луча при помощи пилообразных токов пропускаемых через отклоняющие катушки первичного преобразователя. Генераторы развертки луча управляются синхрогенератором. Основное требование к генераторам развертки – высокая степень линейности пилообразного сигнала.