Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Частота колебаний, осуществляющих кадровую развертку (смещение по вертикали), должна соответствовать заданной ча-| стоте смены кадров FK — 1/^к» а частота колебаний, осуществляю-! щих строчную развертку (смещение по горизонтали), — частотен строк Fc — 1 /Тсг которая в z раз больше частоты кадров (г —* число строк, которое укладывается в поле обзора).
Время возвращения мгновенного поля зрения в исходное положение должно быть минимальным, так как в течение этого времени полезные сигналы обычно не формируются. Однако в ряде случаев применяется синусоидальная развертка (рис. 24), при которой в качестве рабочего перемещения могут использоваться как прямой, так и обратный ход строчной развертки. Синусоидаль-
Рис. 22. Построчная или про* грессивная траектория сканирования
40
I
a)
Рис. 23. Закон движения сканирующего поля для строчной траектории сканирования: а — идеальный; б —
реальный
Рис. 24. Синусоидальная траектория сканирования
ная развертка образуется за счет колебательного движения вдо^ некоторой прямой по синусоидальному закону и движения этой прямой в перпендикулярном направлении (по кадру) с постоян-ной скоростью V. Недостатком синусоидальной развертки является непостоянство скорости сканирования, которая возра-стает в центральной части растра. В связи с этим иногда для раз. вертки используются только центральные участки синусоиды
Q) V
Рис. 25. Некоторые специальные траектории сканирования: а — гусеница; б — следящая развертка
Для того чтобы построчная развертка осуществлялась без пропусков и наложений строк, в простейшем случае необходимо иметь размер элемента разложения, равный расстоянию между строками. Если при этом г — число строк в кадре, h — высота кадра, I — ширина, то могут быть получены следующие приближенные соотношения:
размер элемента разложения
а = /г/г; число элементов в строке
Nc = На = (///г) z = рг,
где р — l!h\
число элементов в кадре
NK = Ncz = pz2\
число элементов, сканируемых в единицу времени,
п = ЛЛ = ^к/>22.
При визуальной индикации цели, находящейся в поле обзора, наименьшее значение частоты кадров FK определяется допустимой
42
стотой мелькания изображения. Критическая частота мельканий ПРИ которой оператор воспринимает изображение как слит-Ное’ зависит от яркости изображения и для современных прием* .J гелевизионных трубок составляет 48—50 Гц. Если при этом 4/3, аг = 625, то ft = 50• 6252• 4/3 = 26-103 с"1.
Для уменьшения кажущейся частоты мельканий изображения без увеличения числа элементов, сканируемых в единицу времени, может применяться чересстрочная развертка. В этом случае поле обзора сканируется так, что полный осмотр его осуществляется за два цикла сканирования: каждый цикл содержит либо нечетные, либо четные строки растра. Благодаря инерционности зрения и наличию послесвечения экрана индикатора, наблюдатель видит эти поля слитно, так как межстрочное мерцание менее заметно, чем межкадровое. Частота кадров и требуемая полоса частот, пропорциональная числу элементов, сканируемых в единицу времени, при чересстрочной развертке снижается в два раза, однако и время наблюдения полного кадра удваивается. При чересстрочной развертке повышаются требования к ее стабильности и возникает большая опасность пропуска цели, особенно движущейся.
Из числа других, менее распространенных траекторий сканирования, следует упомянуть так называемую гусеницу — траекторию, образованную за счет сочетания вращательного движения с колебательным или линейным перемещением (рис. 25, а).
Большой интерес представляет также следящая развертка, при которой мгновенное поле зрения непрерывно или дискретно перемещается вдоль контура объекта наблюдения (рис. 25, б).
Глава 3 СПОСОБЫ СКАНИРОВАНИЯ ПРИ РЕГУЛЯРНОМ ПОИСКЕ (ТИПЫ СКАНИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ)
При регулярном поиске сканирующее поле движется по заранее заданному закону. Выше были рассмотрены наиболее часто встречающиеся законы движения безотносительно к способу, который обеспечивает перемещение поля в пространстве. Между тем, изменить направление ориентации мгновенного поля зрения оптико-электронного прибора в пространстве можно различными путями
11 в зависимости от используемого способа сканирования определяется тот или иной тип сканирующего прибора.
Обычно различают приборы со сканированием электронным лу-Чом, со сканированием световым лучом, с оптико-механическим СКа^ированием.
43
§ 1. СКАНИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ
1.1. Основные принципы. Системы мгновенного действия и системы с накоплением
Сканирование электронным лучом осуществляется в телевизионных передающих трубках (иконоскоп, супериконоскоп, орти-кон, суперортикон, диссектор, видикон и др.).
Большинство современных передающих трубок являются фотоэлектрическими приемниками излучения с внешним фотоэффектом, обладающими достаточной чувствительностью в видимой и ближней инфракрасной области спектра до длины волны 1,2 мкм.
Однако в ряде случаев (видикон, статикон, эндикон, плюмби-кон и др.) в качестве фотокатода в передающих трубках используется фоторезистор, т. е. явление внутреннего фотоэффекта. Максимальное значение длины волны, до которой удается обеспечить заметную чувствительность трубок с фоторезисторами при комнатной температуре, лежит в области 2—2,5 мкм, что позволяет наблюдать объекты, собственная температура которых не ниже 150° С. Основная трудность создания трубки, способной обнаруживать слабонагретые объекты, состоит в том, что для удержания заряда на фотослое его удельное сопротивление должно быть велико (порядка 1010 —1011 Ом-см), а полупроводник с большим удельным сопротивлением (большой энергией связи носителей) не имеет фоточувствительности в длинноволновой области спектра, где энергия кванта весьма мала.
