Св. план 2002 г., поз 108

Гульбану Габдулловна Сабдыкеева

Телевидение

Программа, методические указания и задание на контрольную работу

(для студентов заочной формы обучения специальности 380540)

Редактор В.В.Шилина

Подписано в печать __ . __ . __ . Формат 60х84 1/16

Тираж 50 экз. Бумага типографская N1

Объем 2 уч.-изд.л. Заказ __ . Цена 64 тг.

Ротапринт Алматинского института энергетики и связи

480013 Алматы, Байтурсынова 126

СОСТАВИТЕЛЬ: Г.Г.Сабдыкеева. Телевидение. Программа, методические указания и задание на контрольную работу. Для студентов заочной формы обучения специальности 380540 – Радиосвязь, радиовещание и телевидение. – АИЭС, 2002 г. 32с.

Методические указания содержат программу, пояснения по выполнению заданий к контрольной работе по курсу Телевидение.

Ил. 1, табл. 2, библиогр. – 5 назв.

Рецензент: зав. кафедрой телекоммуникационных систем, канд.техн.наук, доцент С.В. Коньшин

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2002 г.

Ó Алматинский институт энергетики и связи, 2002 г.

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ Энергетики и связи

Кафедра радиотехники

Телевидение

Программа, методические указания и задание на контрольную работу

(для студентов заочной формы обучения специальности 380540)

Алматы 2002

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ Энергетики и связи

Кафедра радиотехники

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-методической работе

_________________ Э.А.Сериков

"___"_____________2002 г.

телевидение

Программа, методические указания и задание на контрольную работу

(для студентов заочной формы обучения специальности 380540)

СОГЛАСОВАНО Рассмотрено и одобрено на

Начальник УМО заседании кафедры РТ

________О.З.Рутгайзер Протокол №__ от "__"___2002г.

"__" _________ 2002 г. Зав. кафедрой РТ

_______________ А.З.Айтмагамбетов

Редактор Составитель:

________ В.В.Шилина

"__" _________ 2002 г. _____________ Г.Г.Сабдыкеева

Алматы 2002

1 Общие сведения

В курсе Телевидение изучаются теоретические положения, принципы работы основных специфических телевизионных устройств, предназначенных для формирования, обработки, передачи и приема видеоинформации. Изучение этого курса студентами осуществляется после прохождения материалов предшествующих курсов: Усилительные устройства, Импульсные устройства, Измерения в технике связи, ТПС, Антенно-фидерные устройства, Радиопередающие устройства, Радиоприемные устройства. По курсу предусматривается выполнение контрольной работы, лабораторного практикума и сдача зачета по нему, экзамена по теоретическому курсу.

Общий объем изучаемого курса составляет 191 час. Из них 143 часа отводится на самостоятельную работу, 48 часов на аудиторные занятия: 24 часа – лекций; 24 часа – лабораторные работы.

2 Программа курса

Введение

Предмет и задачи курса. Роль телевидения в жизни общества. Основные этапы развития телевидения. Технические средства и методы современного телевидения.

2.1 Основные проблемы и принципы современного телевидения

2.1.1 Сущность проблемы и принципы телевидения

Возможность построения изображения из конечного числа элементов. Отображение оптической информации, заключенной в конечном объеме, в виде двухмерного (плоского) изображения.

Трансформация двухмерного распределения яркости и цветности в последовательно чередующиеся во времени значения сигнала изображения. Развертка изображения. Преобразование сигнала в изображение.

Обобщенная структурная схема телевизионной передачи.

2.1.2 Восприятие и параметры телевизионного изображения

Глаз как приемник зрительной информации. Основные характеристики зрительной системы:

- разрешающая способность;

- контрастная чувствительность;

- инерционность зрительного ощущения;

- спектральная чувствительность;

- бинокулярность зрения.

Основные понятия о цвете. Элементы колориметрии.

Основные характеристики, определяющие качество телевизионного изображения: размеры, четкость и резкость, геометрическое подобие, зашумленность, отношение сигнала к помехе. Оценка качества телевизионного изображения по испытательным таблицам.

2.1.3 Форма и частотный спектр сигнала изображения

Особенности сигнала изображения при конечных размерах растрового элемента. Построчная развертка. Частоты разверток.

Чересстрочная развертка как средство сокращения полосы частот сигнала изображения. Полоса частот и структура спектра телевизионного сигнала (линейчатый характер спектра). Требования, предъявляемые к телевизионному каналу.

2.1 Воспроизведение изображений и преобразование изображений в электрические сигналы

2.2.1 Телевизионные преобразователи сигнал-свет

Устройство кинескопов для монохромного и цветного телевидения. Основные свойства люминофонов. Светотехнические требования, предъявляемые к экранам кинескопов. Роль вторичной эмиссии, потенциал изолированной мишени при электронной бомбардировке. Проекционные системы и особенности проекционных кинескопов. Светоклапанные системы. Перспективы развития электронно-оптических воспроизводящих устройств.

2.2.2 Телевизионные преобразователи свет-сигнал

Принципы построения передающих трубок. Электронная оптика передающих трубок. Система “мгновенного” действия и система накопления заряда. Потенциальный рельеф и его образование. Режим работы мишени. Образование электронного изображения и его перенос. Устройство, работа и основные характеристики трубок с фотопроводящими мишенями (видиконы, плумбиконы и др.).

Пути повышения чувствительности передающих трубок. Новые передающие телевизионные трубки.

Твердотельные преобразователи свет-сигнал и перспективы их использования.

2.3 Устройство развертки и синхронизации

2.3.1 Развертывающие устройства

Требования, предъявляемые к телевизионным разверткам. Размер и стабильность растра, линейность и другие характеристики разверток.

Методы получения пилообразных токов и напряжений.

Отклоняющие системы и их параметры.

Выходные каскады телевизионных разверток. Структурная схема генератора развертки.

Методы формирования управляющих токов и напряжений. Синхронизация генераторов разверток.

2.3.2 Синхронизация развертывающих устройств

Синхронизирующие сигналы и предъявляемые к ним требования. Методы передачи синхронизирующих сигналов, их выделение в приемнике.

Способы повышения помехоустойчивости синхронизации при построчной и чересстрочной развертке. Форма телевизионного сигнала. Функциональная схема синхрогенератора.

2.4 Устройства формирования телевизионного сигнала

2.4.1 Передающие телевизионные камеры

Структурная схема телевизионной передающей камеры и классификация передающих камер.

Оптика телевизионных передающих камер.

Светотехнический расчет оптической системы.

Чувствительность телевизионной передающей камеры.

Телевизионная передающая камера с бегущим лучом.

2.4.2 Усиление и обработка сигнала изображения

Особенности телевизионных усилителей и предъявляемые к ним требования.

Предварительный усилитель, противошумовая коррекция.

Формирование телевизионного сигнала. Вспомогательные устройства телевизионного тракта (смесительные каскады, схемы коммутации и др.).

Назначение и работа схем гамма-коррекции, апертурной коррекции.

Фиксация уровня черного.

2.5 Системы цветного телевидения

2.5.1 Методы передачи информации о цвете

Последовательный метод передачи сигналов цветного телевидения.

Одновременный метод передачи сигналов.

Основные требования к вещательной системе цветного телевидения.

Совместимость систем цветного и монохромного телевизионного вещания.

2.5.2 Стандартные совместные системы цветного телевидения

Сокращение полосы частот сигналов цветности.

Передача сигналов цветной информации в современных системах NTSC, PAL, CEKAM (SECAM).

Основные характеристики, устройство и работа передающей и приемной части системы СЕКАМ.

2.6 Телевизионное вещание

2.6.1 Телевизионные центры

Классификация телевизионных центров. Структурная схема телевизионного центра.

Телевизионные студии.

Передвижные и репортажные телевизионные станции.

Технология телевизионного вещания.

2.6.2 Телекинопроекция и консервация телевизионных программ

Методы консервации программ на кинопленку.

Методы консервации программ на магнитную ленту.

2.6.3 Особенности передачи и приема телевизионных сигналов

Общие требования к каналам телевизионного вещания. Частичное подавление одной боковой полосы, полярность модуляции. Поляризация излучения.

Волны и каналы телевизионного вещания. Дальность действия телевизионных центров.

Основные особенности передачи и приема звукового сопровождения телевизионных программ.

Организация междугородного и международного вещания. Преобразователи телевизионных стандартов.

Кабельные, радиорелейные и спутниковые системы связи.

Нормирование, измерение и контроль основных параметров телевизионного изображения.

Принципы построения и структурные схемы телевизионных приемников.

2.7 Использование телевизионных методов в научных исследованиях и народном хозяйстве

Применение телевидения в народном хозяйстве как средство автоматизации и управления.

Особенности построения телевизионных систем прикладного назначения.

Общие принципы передачи и воспроизведения объемного изображения. Стереоцветное телевидение. Применение стереоскопического телевидения.

Малокадровое телевидение.

Космовидение.

2.8 Перечень лабораторных занятий

2.8.1. Изучение основных параметров ТВ системы и полного ТВ сигнала.

2.8.2. Исследование принципов развертки изображений.

2.8.3. Исследование генератора кадровой развертки.

2.8.4. Исследование генератора строчной развертки.

2.8.5. Синхронизация генераторов развертки ТВ приемников.

2.8.6. Восстановление постоянной составляющей ТВ сигнала.

2.8.7. Исследование нелинейных искажений ТВ изображения и ТВ сигнала.

2.8.8. Исследование трехлучевого масочного цветного кинескопа.

2.8.9. Исследование принципов формирования яркостного и цветоразностных сигналов в системе вещательного телевидения.

3 Пояснение к изучаемым вопросам

3.1 Основные принципы современного телевидения

В стандартном телевидении реальное объемное изображение передается как плоское, содержащее конечное число элементов. Информация, содержащаяся в изображении, преобразуется в сигнал при помощи развертки. Процессы развертки при приеме и передаче должны быть подобраны и синхронизированы между собой. Структурная схема телевизионной передачи обязательно включает преобразователь сигнал-свет (в приемнике).

Обратите внимание на то, что свойства зрения определяют основные параметры телевизионного стандарта. Например, инерционность зрения определяет частоту смены кадров, разрешающая способность и технико-экономические соображения - число строк и т.д. Здесь ознакомьтесь с идеей трехкомпонентного цветового зрения, представлением цветности на цветовом треугольнике в системе XYZ. При изучении основных характеристик, определяющих качество телевизионного изображения, проследите связь между ними и требованиями к телевизионной аппаратуре, какие свойства отдельных элементов телевизионной аппаратуры ухудшают качество изображения.

Размер развертывающего (сканирующего) элемента как передатчика, так и приемника ограничивает четкость изображения. Число строк разложения определяется соотношением частот разверток, строчной и кадровой. Чересстрочная развертка позволяет повысить в два раза частоту мельканий, т.е. передавать 25 кадров в секунду и тем самым вдвое сократить количество передаваемой информации, т.е. в итоге сократить полосу частот сигнала. Спектр телевизионного сигнала имеет линейчатый характер. В относительно свободные участки может быть помещена информация о цветности. Свойства телевизионного канала существенно влияют на качество изображения. Стандарт устанавливает нормы на искажения в канале.

3.2 Воспроизведение изображений и преобразование изображений в электрические сигналы

В современных телевизорах применяют кинескопы с электростатической фокусировкой луча. Наиболее широкое распространение получили кинескопы с теневой маской. Здесь в первую очередь обратите внимание на спектральную характеристику излучения, время после свечения экрана. С целью улучшения контрастности и повышения яркости телевизионного изображения экран кинескопа изнутри покрывают алюминиевой пленкой. Изолированная мишень, облучаемая потоком “медленных” электронов приобретает потенциал катода, а в режиме “быстрых” электронов - потенциал “анода”. Проекционные системы в основном предназначены для обслуживания больших аудиторий, хотя в последнее время вновь наблюдается интерес к использованию их в бытовых телевизорах. В настоящее время кинескоп является основным воспроизводящим устройством. Существующие безлучевые матричные индикаторы не способны конкурировать с кинескопом по качеству изображения.

После создания электронных передающих трубок стало возможным современное высококачественное телевидение. В передающих трубках фокусировку электронных потоков осуществляют при помощи электростатических и электромагнитных полей. Чувствительность систем с накоплением не зависит от числа элементов, на которое разбивается изображение. Этим объясняется практически монопольное положение таких систем в телевидении. При освещении фотокатода трубки на ее мишени образуется потенциальный рельеф, отражающий распределение светового потока. Перенос электронного изображения позволяет разделить функции фотоэмиссии и накопления. Возможность использования фотокатода в режиме насыщения с усилением за счет вторично-эмиссионных свойств мишени повышают чувствительность трубки. Суперортикон обладает высокой чувствительностью и незаменим при работе в условиях слабой освещенности. В плумбиконе применяют мишень с фотодиодными свойствами, что позволило получить достаточно малую инерционность. Плумбиконы используют в современных высококачественных передающих камерах. Твердотельные фотоэлектрические преобразователи на приборах с зарядовой связью позволяют создать малогабаритные передающие камеры нового поколения.

3.3 Устройство развертки и синхронизации

От работы генератора развертки зависит форма и размер изображения на экране. При геометрических и нелинейных искажениях менее 5% наблюдатель их не замечает. Различие в методах получения пилообразных токов частоты строк и кадров сводится к тому, что генератор кадровой развертки работает как усилитель, а генератор строчной развертки, как правило, выполняют по ключевой схеме. Отклоняющие системы для современных широкоугольных кинескопов с углом отклонения луча 90⁰......100⁰ выполняют с расширяющейся частью на участке горловина-раструб.

В приемной телевизионной аппаратуры еще находят применение ламповые выходные каскады, особенно в схеме строчной развертки. Вызвано это сложными условиями: во время обратного хода в нагрузке возникают импульсы напряжения значительной величины. Наиболее универсальной схемой формирования управляющих сигналов является разрядный каскад, работающий от задающего генератора.

В состав телевизионного сигнала включают импульсы, предназначенные для синхронизации двух генераторов развертки, а в цветном телевидении добавляют еще и импульсы цветовой синхронизации, управляющие коммутатором. Синхронизирующие сигналы не должны создавать помех на изображении, для чего их передают во время обратного хода за уровнем черного. Существенное различие по длительности кадровых и строчных синхроимпульсов позволяет разделять их простыми средствами. В результате между моментами запуска генератора вертикальной развертки в смежных полях и неизменной последовательностью строчных синхроимпульсов появляется чередующийся сдвиг на половину строки. Для уменьшения влияния этого сдвига усложняют структуру кадрового импульса. При ознакомлении со стандартным телевизионным сигналом следует учесть, что по ГОСТ 7845-92 длительность строчного синхронизирующего импульса равна 4,7 мкс, а защитный интервал (разность уровней гашения черного) может быть в пределах от 0 до 5%. При изучении функциональной схемы синхрогенератора в первую очередь обратите внимание на использование делителей частоты для получения нужных частот. В настоящее время синхрогенераторы с силовой сетью питания не синхронизируют, а ведомый режим используют, например, при объединении нескольких передвижных телевизионных станций в единую сеть.

3.4 Устройства формирования телевизионного сигнала

Уделите внимание структурной схеме передающей камеры. Ознакомьтесь с различными типами объективов, используемых в телевизионных передающих камерах, основными их особенностями и характеристиками. Изучите светотехнический расчет оптической системы телевизионной передающей камеры, учитывающий освещенность в плоскости оптического изображения, вопросы чувствительности преобразователей свет-сигнал. Преобразователи типа “бегущий луч” используют при передаче по телевидению кинофильмов, диафильмов, диапозитивов.

Уделите внимание специфическим особенностям ТВ сигнала, определяющим основные требования к ТВ усилителям:

- неискаженная передача сигнала в требуемой полосе частот;

- минимальные искажения формы ТВ сигнала;

- коррекция различных искажений;

- осуществление автоматической регулировки усиления и т.д.

Рациональное конструирование входных каскадов ТВ тракта и противошумовая коррекция снимают уровень флуктуационных помех. При формировании ТВ сигнала производится сложение сигнала изображения с сигналами гашения и синхронизации, осуществляется ограничение гасящих импульсов для очистки сигнала от помех. В процессе ТВ вещания часто производится коммутация ТВ сигналов и микширование. Коррекция нелинейных искажений по существу сводится к получению требуемой формы характеристик передачи уровней системы. Для коррекции нелинейных искажений используют устройства, называемые гамма-корректорами. Уделите внимание апертурным искажениям, возникающим в ТВ устройствах с разверткой электронным лучом, и методом их коррекции. Изучите применяемые в телевидении способы передачи сигнала, пропорционального средней яркости изображения, и их схемы восстановления этого сигнала при помощи фиксации уровня черного.

3.5 Системы цветного телевидения

Как последовательный, так и одновременный методы интенсивно разрабатывались в конце 40-х годов. Ни один из них не был принят для телевизионного вещания. Выполненные исследования явились основой для создания стандартных систем цветного телевидения. Основным требованием, предъявляемым к вещательной системе цветного телевидения, является ее совместимость с системой монохромного (черно-белого) телевидения, т.е. используют тот же стандарт разложения и те же каналы связи.

Сокращение полосы частот сигналов цветности в пределах, используемых в цветном телевидении, т.е. в 3-4 раза, практически не ухудшает цветовой четкости. Объясняется это тем, что глаз воспринимает окрашенные мелкие детали как черно-белые, поэтому нет необходимости передавать их окрашенными. Во всех стандартных совместимых системах цветоразностные сигналы передают на поднесущей в спектре сигнала яркости. Системы различают видом модуляции и некоторыми особенностями передачи сигналов. При изучении системы СЕКАМ рассмотрите структурные схемы передачи и приема, усвойте назначение цепей предыскажения.

3.6 Телевизионное вещание

Основным звеном телевизионного центра является аппаратно-студийный блок, включающий оборудование, необходимое для создания телевизионного сигнала. Изучите особенности телевизионных студий. Современные передвижные телевизионные станции обеспечивают высокое качество изображения. В настоящее время почти все телевизионные передачи предварительно записывают на магнитную ленту, что упрощает технологию вещания.

Запись программ на кинопленку и передачу кинофильмов широко используют в практике телевизионного вещания. В последнее время основным средством консервации телевизионных программ стала запись на магнитной ленте.

Телевизионные сигналы передают с использованием амплитудной модуляции и частично подавленной нижней боковой полосой. Телевизионные передачи осуществляют в диапазоне метровых и дециметровых волн, так что зона уверенного приема ограничивается расстоянием прямой видимости. Передачу сигналов звукового сопровождения получают после видеодетектора как результат биений между частотами передатчиков изображения и звука. Одной из трудностей, возникающих при международном обмене телевизионными программами, является необходимость преобразования стандартов. Ознакомьтесь со стандартами о кабельных, радиорелейных и спутниковых системах связи. Качество работы аппаратуры оценивают по изображению испытательной таблицы. При измерении параметров телевизионного канала широко используют метод испытательных строк. При изучении структурной схемы телевизионного приемника основное внимание обратите на блоки синхронизации, развертки, цветности.

3.7 Использование телевизионных методов в научных исследованиях и народном хозяйстве

Сейчас телевидение все шире внедряют в системы контроля и управления как средство визуализации различной информации. Обратите внимание на различие задач, решаемых прикладным и вещательным телевидением, отличия требований и конструктивных решений. Ощущение объемности помогает человеку правильно ориентироваться в пространстве. При передаче и воспроизведении объемного изображения должны выполняться два условия:

- передача сигналов двух изображений;

- деление их в приемном устройстве должным образом.

Стереоцветное телевидение еще больше повышает реальность восприятия объектов. В настоящее время стереоскопическое телевидение применяют в различных системах дистанционного контроля и управления. Малокадровое телевидение применяют при передаче малоподвижных изображений по узкополосному каналу связи. Телевидение широко применяют для исследований в различных областях науки.

Телевидение играет огромную роль в освоении космоса, где его применяют:

- для связи с космонавтами;

- для исследования планет солнечной системы;

- для дистанционного управления космическими аппаратами.

4 Контрольное задание и методические указания к выполнению

4.1 Общие указания

Выполнение контрольных заданий позволяет углубить знания по отдельным разделам курса. Во время экзамена студенту могут быть заданы вопросы по содержанию контрольных заданий.

Иногда при незначительных недоработках рецензент отмечает, что работа зачтена, но в нее необходимо внести конкретные исправления и добавления. Студент обязан внести соответствующие исправления. В противном случае придется делать это перед получением экзаменационного билета.

4.2 Контрольное задание

Выбор варианта задания производят по последним двум цифрам номера студенческого билета. Номер варианта соответствует числу, образованному последними двумя цифрами студенческого билета. Например, если номер студенческого билета 79386, то выполняется 86 вариант, если 79200, то выполняется 00.

Задачи, входящие в контрольное задание выбираются по таблице 1.

Таблица 1

Номер

вари-

анта

Номера задач

Номер

строки

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

2

4

5

6

7

8

9

10

11

20

13

14

15

16

17

18

22

20

2

29

3

5

4

5

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

2

16

15

20

25

22

14

30

28

19

71

34

5

7

31

32

13

12

32

33

27

34

29

33

30

11

19

36

16

20

6

27

22

36

21

26

29

11

23

31

37

39

51

43

62

72

60

47

55

59

67

70

75

63

49

41

66

74

53

45

38

50

58

62

68

76

65

57

52

44

46

40

48

56

61

73

69

64

54

2

3

4

5

1

7

9

10

8

12

13

15

14

17

18

19

20

15

10

1

2

3

4

5

1

7

9

10

8

12

13

15

14

17

18

19

15

7

10

Номер

вари-

анта

Номера задач

Номер

строки

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

28

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

2

3

19

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

19

19

20

2

3

34

15

21

10

19

29

19

24

6

27

23

28

21

25

25

26

21

25

24

27

32

10

25

31

15

13

24

28

24

35

21

27

23

21

36

26

13

30

20

42

71

76

63

51

42

37

57

70

74

45

39

48

54

60

66

72

44

38

40

46

53

59

65

68

73

75

71

58

49

41

47

56

50

61

67

69

62

43

1

2

3

4

5

1

7

9

10

8

12

13

15

14

17

18

19

1

9

3

1

2

3

4

5

1

7

9

10

8

12

13

15

14

17

18

19

20

2

Продолжение таблицы 1

Номер

вари-

анта

Номера задач

Номер

строки

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

4

5

6

7

8

9

31

11

12

13

14

28

32

26

13

28

5

35

29

5

17

5

37

41

46

52

58

63

66

70

73

76

48

13

1

2

3

4

5

1

7

9

10

8

Номер

вари-

анта

Номера задач

Номер

строки

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

5

16

17

18

19

20

5

6

7

8

20

22

12

23

30

34

26

29

21

13

27

33

48

38

51

55

59

68

74

76

46

52

57

12

13

15

14

17

18

19

20

8

13

14

Задача 1. Вычертите осциллограмму видеосигнала, соответствующего развертке, заданной в таблице 1, строки изображения, приведенного на рисунке.

Для двух групп периодически повторяющихся элементов, находящихся на заданной строке, определите частоту повторения соответствующих им импульсов. На осциллограмме видеосигнала отметьте уровни черного, белого, серого, гасящих и синхроимпульсов в соответствии с ГОСТ 7845-92.

Рисунок 1 - Испытательное изображение (масштаб по горизонтали: 1 клетка 2 мкс).

Определите длительность одного элемента разложения. Найдите расстояние, на котором еще могут различаться мелкие детали испытательного изображения, расположенные на заданной строке, считая, что ширина изображения b = 40 см.

Задача 2. Энергетическая спектральная плотность облучения. На поверхность S = 4 м²падает монохроматический поток лучистой энергии dP_пад = 100 Вт со спектром шириной 2 нм. Определить энергетическую спектральную плотность облучения этой поверхности Е_e_l.

Задача 3. Энергетическая интегральная плотность облучения. На поверхность S = 5 м² падает поток лучистой энергии P_пад = 100 Вт. Определить энергетическую интегральную плотность облучения этой поверхности.

Задача 4. Энергетические спектральные характеристики лучистой энергии. Монохроматическое излучение с поверхности S = 4 м² имеет спектр шириной dl = 2 нм и мощность dP_изл = 10 Вт в телесном угле 2 ср в направлении ОА, составляющем угол a = 30⁰ с перпендикуляром к поверхности S. Определить энергетические спектральные характеристики: плотность мощности Р_l, светимость М_e_l, силу излучения I_e_l, яркость излучения L_e_l.

Задача 5. Построение чересстрочного растра. Построить чересстрочный растр, если:

а) число строк в кадре z = 7; за время прямого хода по кадру (по вертикали) развертывается активное число строк в одном поле z_ап = 3,5; за время обратного хода по кадру (по вертикали) развертывется число строк z_охв = 0;

б) z = 7, z_п = 3,5, z_ап = 2,5, z_охв = 1, Т_охв = 0.

Задача 6. Параметры чересстрочной развертки. Число строк развертки z = 525, частота полей f_п = 60 Гц. Определить частоту кадров f_к, длительности поля Т_п и кадра Т_к, частоту строк f_z, длительность строки Н.

Задача 7. Параметры чересстрочной развертки. Число строк в кадре z_к = 1251, частота полей f_п = 80 Гц. Определить частоту кадров f_к, длительность поля Т_п, длительность кадра Т_к, частоту строк f_z, длительность строки Н.

Задача 8. Скорость движения электронного луча на экране кинескопа. Ширина изображения l = 50 см, длительность прямого хода строчной развертки Т_пхс = 52 мкс, длительность обратного хода строчной развертки Т_охс = 12 мкс. Определить скорость движения электронного луча по экрану кинескопа во время прямого и обратного ходов строчной развертки.

Задача 9. Глубина резкости передаваемой сцены. Съемочный объектив передающей телевизионной камеры имеет диаметр входного зрачка D = 30 мм, его фокусное расстояние f = 50 мм. Расстояние от мишени видикона до передаваемой сцены А₀ = 3,0 м, высота этой сцены y₀ = 180 см, диаметр кружка рассеяния d = 0,015 мм. Определить масштаб изображения m, размер изображения на мишени видикона y_и, относительное отверстие объектива , глубину резкости передаваемой сцены DА.

Задача 10. Число горизонтальных ТВЛ. Задано: угол разрешения по вертикали j = 2 мин, относительное расстояние наблюдения изображения горизонтальных полос r = 4. Определить число различимых горизонтальных линий М (в ТВЛ).

Задача 11. Четкость телевизионного изображения по вертикали (в ТВЛ). Задано число строк в кадре z = 525 при чересстрочной развертке и относительной длительности кадрового (по вертикали в одном поле) обратного хода s = 0,08. Определить число активных строк в кадре z_ак и в поле z_ап, число различимых горизонтальных линий в кадре М при Кэлл-факторе р = 0,75 ТВЛ.

Задача 12. Построение равномерной серой шкалы. Задано отношение яркостей смежных ступеней (градаций) равномерной серой шкалы s = L_NlL_N_-1 = 1,1. Коэффициент отражения первой ступени (черной) r₁= 0,08, число ступеней m = 10. Составить таблицу значений r_N для ступеней N = 1,2,3,…,10 этой шкалы; построить график зависимости r_N от N; определить контрастность шкалы С.

Задача 13. Число ступеней яркости в серой шкале. Контрастность равномерной серой шкалы С = 100; коэффициент относительного изменения яркости между смежными ступенями этой шкалы d = 0,40. Определить необходимое число градаций (ступеней) яркости m.

Задача 14. Равномерная серая шкала. Равномерная серая шкала имеет m = 12 ступеней (градаций) яркости. Яркость ступени L_N = 1 кд/м² и отличается от яркости предыдущей ступени L_N_-1 на величину DL = 0,1 кд/м². Определить контрастность С этой шкалы.

Задача 15. Модуляционная характеристика кинескопа. Дан черно-белый кинескоп, модуляция сеточная. Используя постоянные коэффициенты К = 3, q = 1,5, g_к = 3,0 и выбрав напряжение запирания луча Е₃ = -50 В по формуле Алларда-Мосса найти ток электронного луча при напряжениях сигнала Е_с, отсчитанных от напряжения запирания, равных 5, 10, 15, 20, 25, 35 и 50 В. Составить таблицу расчета напряжения сигнала (т.е. при g_к=3) и тока луча I_л (мкА), напряжения на модуляторе относительно катода е_мк при заданных значениях Е_с. По данным этой таблицы построить график-модуляционную характеристику кинескопа I_л=f(E_c), поместив на горизонтальной оси две шкалы: для Е_c и для е_мк(B). Определить яркость свечения экрана кинескопа L_э (кд/м²) при токе луча I_л = 300 мкА, если площадь экрана S_э = 0,17 м², напряжение на втором аноде кинескопа u_a₂ = 18 кВ, светоотдачи люминофора s = 60 лм/Вт.

Задача 16. Внешняя засветка экрана кинескопа. Коэффициент пропускания переднего стекла экрана кинескопа t = 0,3. Определить коэффициент увеличения (выигрыша) контрастности изображения К_c на таком экране относительно контрастности при t = 1.

Задача 17. Напряжение запирания электронного луча. Кинескоп работает с сеточной модуляцией. Напряжение между модулятором и катодом u₁ = -40 В. Размах напряжения сигнала на модуляторе при модуляции сигналом с положительной полярностью Е_c = 30 В. Определить напряжение запирания Е₃ и напряжение на первом аноде u_a₁.

Задача 18. Отклонение электронного луча в кинескопе магнитным полем. Электроны входят в однородное магнитное поле ОК кинескопа. Напряжение на втором аноде кинескопа u_a₂ = 20 кВ, диаметр горловины колбы кинескопа d = 38 мм, длина ОК I = 100 мм, расстояние от середины ОК до экрана L = 400 мм, отклонение электронного луча на экране D = 140 мм. Определить: 1) угол отклонения луча j; 2) скорость движения электронов в электрическом поле между анодом и катодом; 3) необходимое суммарное число ампервитков, создаваемое двумя ОК; 4) напряженность Н магнитного поля внутри ОК; 5) радиус R окружности, по которой движется электрон; 6) длительность одного оборота электрона Т.

Задача 19. Сила Лоренца. Электрон входит в магнитное поле с напряженностью Н = 100 эрстед со скоростью V = 500 м/с. Угол между векторами V и Н равен a = 30⁰. Определить величину силы Лоренца.

Задача 20. Длительность одного оборота электрона. Электрон движется по окружности в магнитном поле с напряженностью Н = 100 Э. Определить длительность одного оборота электрона.

Задача 21. Настройка ТВС на третью гармонику. Регулятор линейности строк (РЛС). Утроитель напряжения в ГСР. Ответить письменно на следующие вопросы: 1) цель и схема настройки выходного трансформатора строк (ТВС) на третью гармонику частоты строк; 2) назначение и схема включения РЛС; 3) назначение и схема утроителя высокого напряжения для питания второго анода кинескопа.

Задача 22. Генератор кадровой развертки в телевизоре. Индуктивность каждой кадровой катушки L_к = 5 мГн, амплитуда тока в ней I_m_к = 0,5 А. Определить реактивную мощность Р_{р охп} в каждой ОК во время кадрового обратного хода в одном поле, длительность которого Т_охп = 2 мс.

Задача 23. Генератор строчной развертки в телевизоре. Энергия магнитного поля, необходимая для полного отклонения электронного луча в кинескопе по горизонтали (от центра экрана до края экрана), N = 3 мДж. Длительность строчного прямого хода Т_пхс = 52 мкс, длительность строчного обратного хода Т_охс = 12 мкс. Определить реактивную мощность, вырабатываемую во время прямого строчного хода Р_{р пхс} и частоту собственных колебаний f₀ в строчных ОК.

Задача 24. Импульс напряжения строчного обратного хода в телевизоре. Общая индуктивность пары строчных ОК L_кс = 3 мГн; амплитуда отклоняющего тока, потребляемого парой этих катушек I_mc = 1 А. Частота собственных колебаний в катушках во время строчного обратного хода f₀ = 50 кГц. Определить величину импульса напряжения на катушках во время строчного обратного хода.

Задача 25. Красная граница внешнего фотоэффекта. Работа выхода фотокатода А = 1,6 эВ. Определить длину волны l_max, которая является красной границей внешнего фотоэффекта для данного фотокатода.

Задача 26. Скорость электронов в электронном луче. Напряжение на сигнальной пластине мишени видикона U_сп = +15 В относительно катода его электронного прожектора. Определить скорость V, с которой электроны луча подходят к мишени видикона.

Задача 27. Фотоэлектронное усиление тока. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) имеет число каскадов (динодов) n = 5. Коэффициент вторичной эмиссии каждого динода s = 4. Определить общий коэффициент вторичного электронного усиления тока К в этом ФЭУ.

Задача 28. Система RGB-МКО-1931 г. Цвет Ц получен путем аддитивной смеси основных цветов R, G, B системы RGB-МКО-1931 г., яркости которых L_R = 5 кд/м², L_G = 30 кд/м², L_B = 0,3 кд/м². Определить: 1) координаты цвета R, G, B цвета Ц и написать для него цветовое уравнение; 2) яркость цвета Ц; 3) координаты цветности r, g, b цвета Ц; 4) представить цвета Ц и белое Е точками на диаграмме цветностей r, g.

Задача 29. Смесь двух цветов. Заданы два цвета: Ц₁ с координатами цвета Х₁ = 5Т, Y₁ = 12Т, Z₁ = 7Т и Ц₂ с координатами цвета Х₂ = 3,5Т, Y₂ = 8Т, Z₂ = 2Т. Определить координаты цветности х, у, z цвета Ц₃ их смеси в системе XYZ-МКО-1931 г.

Задача 30. Формула М.Планка для изучения АЧТ. Заданы длины волн излучения АЧТ: l₁ = 400 нм, l₂ = 500 нм, l₃ = 600 нм, l₄ = 700 нм и его цветовая температура Т_c = 6500 К. Определить спектральную поверхностную плотность мощности этих излучений Q_l [эрг/(нм×см²×с)] по формуле М. Планка.

Задача 31. Цветоразностные сигналы. Относительные яркости основных цветов приемника с треугольником типа NTSC на стандартном белом цвете С равны: a = 0,30, b = 0,59, d = 0,11. На некотором заданном цвете размахи видеосигналов основных цветов будут: E’_R=20B, E’_G=50B, E’_B=30B.Определить стандартный сигнал яркости и цветоразностные сигналы при этом цвете Ц.

Задача 32. Цветоразностные сигналы. Относительные яркости основных цветов приемника при треугольнике типа NTSC равны: a = 0,2995, b = 0,5805, d = 0,1139. Напряжения цветоразностных сигналов на цвете Ц равны: E’_R_-_Y=50B, E’_G_-_Y=30 B. Определить напряжение сигнала E’_B_-_Y на этом цвете.

Задача 33. Сигналы основных цветов. Для цвета Ц заданы размахи видеосигналов: E’_Y=5B, E’_R_-_Y=2B, E’_G_-_Y=-7B, E’_B_-_Y=3B. Определить размахи напряжений сигналов основных цветов E’_R, E’_G, E’_B.

Задача 34. Сигналы D’_R и D’_B. Заданы размахи цветоразностных сигналов и на некотором цвете Ц. Определить размахи цветоразностных сигналов

Задача 35. Частотная модуляция цветовых поднесущих. Заданы размахи (отн. ед.) цветоразностных видеосигналов на некотором цвете Ц. Определить девиации частоты и мгновенные частоты f_R и f_B на этом цвете Ц.

Задача 36. Высокочастотные предыскажения. Заданы мгновенные частоты f₁ = 3500 кГц, f₂ = 4000 кГц, f₃ = 4500 кГц, f₄ = 5000 кГц частотно- модулированного сигнала цветности в кодере СЕКАМ. Определить модуль коэффициента передачи устройства ВЧП |A_ВЧ(f)| и размах напряжения (в отн. ед. и в вольтах) видеосигнала цветности 2U_ц на выходе устройства ВЧП на указанных частотах.

Задача 37. Система NTSC. На выходе декодера цветного телевизора по системе NTSC при приеме испытательного сигнала цветных полос (с компрессией) образуются цветоразностные сигналы (отн. ед). Определить значения (отн. ед.) соответствующих им цветоразностных сигналов которые используются в телевизоре для матрицирования в кинескопе.

Задача 38. Сигнал яркости и цветоразностные сигналы в системе NTSC. В кодер системы NTSC поступают сигналы основных цветов (отн. ед.). Определить сигнал яркости цветоразностные сигналы

Задача 39. Система ПАЛ. В кодере системы ПАЛ создаются сигналы (в отн. ед.). Определить: 1) сигналы на входе кодера; 2) амплитуду сигнала цветности U_m_ц и его фазу j на выходе кодера.

Задача 40. Система ПАЛ. В кодере системы ПАЛ создаются сигналы (отн. ед.). Определить: 1) сигналы на входе кодера; 2) амплитуду сигнала цветности U_m_ц и его фазу j на выходе кодера.

Задача 41. Система ПАЛ. В кодере системы ПАЛ создаются сигналы в строке с номером n (без инверсии фазы) сигналы (отн. ед.). Определить: 1) сигналы на входе кодера; 2) амплитуду сигнала цветности U_m_ц и его фазу j на выходе кодера.

Задача 42. Энергетические интегральные характеристики световой энергии. Поток лучистой энергии Р = 100 Вт излучается с поверхности S=5м² в телесном угле w = 2 ср в направлении ОА, составляющим угол a = 30⁰ с перпендикуляром к поверхности S. Определить величины М_е, I_e и L_e.

Задача 43. Энергетическая интегральная плотность облучения. На поверхность S=5м² падает поток лучистой энергии Р_пад = 100 Вт. Определить энергетическую интегральную плотность облучения этой поверхности.

Задача 44. Энергетические спектральные характеристики лучистой энергии. Монохроматическое излучение с поверхности S=4м² имеет спектр шириной dl=2 нм и мощность dР_изл = 10 Вт в телесном угле 2 ср в направлении ОА, составляющем угол a = 30⁰ с перпендикуляром к поверхности S. Определить энергетические спектральные характеристики: плотность мощности Р_l, светимость М_e_l, силу излучения I_e_l, яркость излучения L_e_l.

Задача 45. Энергетическая спектральная плотность облучения. На поверхность S=4м² падает монохроматический поток лучистой энергии dР_пад = 100 Вт со спектром шириной 2 нм. Определить энергетическую спектральную плотность облучения этой поверхности Е_e_l.

Задача 46. Энергетическая величина светового потока. Задан монохроматический поток лучистой энергии dP = 40 Вт на волне l = 600 нм. Определить величину светового потока этого излучения.

Задача 47. Параметры чересстрочной развертки. Число строк развертки z = 252, частота полей f_п = 60 Гц. Определить частоту кадров f_к, длительности поля Т_п и кадра Т_к, частоту строк f_z, длительность строки Н.

Задача 48. Параметры чересстрочной развертки. Число строк в кадре z_к = 1251, частота полей f_п = 80 Гц. Определить частоту кадров f_к, длительность поля Т_п, длительность кадра Т_к, частоту строк f_z, длительность строки Н.

Задача 49. Скорость движения электронного луча на экране кинескопа. Ширина изображения I = 50 см, длительность прямого хода строчной развертки Т_пхс = 52 мкс, длительность обратного хода строчной развертки Т_охс = 12 мкс. Определить скорость движения электронного луча по экрану кинескопа во время прямого и обратного ходов строчной развертки.

Задача 50. Число строк в кадре. Число строк в кадре z = 525; число строк, затраченных в поле на обратный ход по кадру (по вертикали в одном поле) z_ox_в = 20. Определить m в формуле z = 2m + 1 и z_ап.

Задача 51. Ширина спектра видеосигнала. Число строк в кадре z = 625; частота полей f_п = 50 Гц; формат кадра К=4:3=1,33; относительные длительности обратных ходов развертки a = 0,18, b = 0,08.Определить частоту кадров f_к при чересстрочной развертке и максимальную частоту f_max спектра видеосигнала.

Задача 52. Скорости движения электронного луча по горизонтальным строкам V_x, и по вертикали V_у на экране кинескопа и отношение V_x/V_у. Ширина изображения на экране кинескопа I=60 см, развертка чересстрочная, длительность активной части строки Н_а = 52 мкс, число строк в кадре z_к = 625, формат кадра К = 4:3=1,33; относительные длительности обратных ходов по строкам a = 0,19, по кадрам b = 0,05. Определить скорость движения электронного луча СЭ вдоль строки V_x и по вертикали V_у, отношение V_x/V_у в одинаковых единицах измерения.

Задача 53. Временные частоты видеосигнала на входе кинескопа. Число активных строк в кадре z_а = 575, высота изображения на экране кинескопа h = 45 см, частота строк f_z= 15625 Гц, скорость движения СЭ по экрану кинескопа по горизонтали V_x=11,5·10³м/с, пространственная частота изображения по горизонтали n_x=0,520 мм^-1. Определить пространственную частоту изображения по вертикали n_y(мм^-1), временную частоту видеосигнала на входе кинескопа по горизонтали f_x и по вертикали f_y, Гц.

Задача 54. Построение равномерной серой шкалы. Задано отношение яркостей смежных ступеней (градаций) равномерной серой шкалы s=L_N/L_N_-1=1,1. Коэффициент отражения первой ступени (черной) r₁= 0,08, число ступеней m=10. Составить таблицу значений r_N для ступеней N = 1,2,3,...,10 этой шкалы; построить график зависимости r_N от N; определить контрастность шкалы С.

Задача 55. Число ступеней яркости в серой шкале. Контрастность равномерной серой шкалы С = 100; коэффициент относительного изменения яркости между смежными ступенями этой шкалы d = 0,40. Определить необходимое число градаций (ступеней) яркости m.

Задача 56. Гамма-коррекция. Заданы коэффициенты нелинейности световой характеристики передающей трубки g₁= 0,5 и модуляционной характеристики кинескопа g₂= 1,7. Составить таблицу расчета функций у₁= х^g¹ и у₂ = х^g², у = х при значениях х, равных 0,1; 0,3; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 10 (отн. ед.). Построить график этих функций в зависимости от значений х в линейном масштабе по обеим осям, а также в логарифмическом масштабе по обеим осям при значениях x равных 0,1; 1,0; 10,0.

Задача 57. Закон Вебера-Фехнера. Исходная яркость экрана кинескопа на белом L₁ = 100 кд/м². При регулировке яркость на белом увеличилась на величину DL=20 кд/м². Определить изменение ощущения яркости DS в результате этой регулировки.

Задача 58. Гамма-коррекция. Заданы значения коэффициентов нелинейности световой (сигнал-свет) характеристики преобразователя света в сигнал типа “бегущий луч” g_бл=1,0 и модуляционной характеристики кинескопа приемника g_к=2,8. Определить коэффициент нелинейности характеристики гамма-корректора g_гк, необходимый для получения линейной зависимости L_и = KL_о, где L_и - яркость изображения на экране кинескопа, L_о- яркость передаваемой сцены.

Задача 59. Модуляционная характеристика кинескопа. Дан черно-белый кинескоп, модуляция светочная. Используя постоянные коэффициенты К=3, q=1,5, g_к= 3,0 и выбрав напряжение запирания луча Е_з= -50 В по формуле Алларда-Мосса найти ток электронного луча при напряжениях сигнала Е_c, отсчитанных от напряжения запирания, равных 5, 10, 15, 20, 25, 35 и 50 В. Составить таблицу расчета напряжения сигнала (т.е. при g_к=3) и тока луча I_л(мкА), напряжения на модуляторе относительно катода е_мк при заданных значениях Е_c. Пo данным этой таблицы построить график-модуляционную характеристику кинескопа I_л = f(Е_c), поместив на горизонтальной оси две шкалы: для E_c и для е_мк(В). Определить яркость свечения экрана кинескопа L_э(кд/м²) при токе луча I_л = 300 мкА, если площадь экрана S_э= 0,17 м², напряжение на втором аноде кинескопа u_a₂= 18 кВ, светоотдачи люминофора s = 60 лм/Вт.

Задача 60. Внешняя засветка экрана кинескопа. Коэффициент пропускания переднего стекла экрана кинескопа t = 0,3. Определить коэффициент увеличения (выигрыша) контрастности изображения К на таком экране относительно контрастности при t = 1.

Задача 61. Напряжение запирания электронного луча. Кинескоп работает с сеточной модуляцией. Напряжение между модулятором и катодом u₁= -40 В. Размах напряжения сигнала на модуляторе при модуляции сигналом с положительной полярностью Е_c = 30 В. Определить напряжение запирания Е_з и напряжение на первом аноде u_a₁.

Задача 62. Генератор кадровой развертки в телевизоре. Индуктивность каждой кадровой катушки L_к = 5 мГн, амплитуда тока в ней I_m_к=0,5А. Определить реактивную мощность Р_{р охп} в каждой ОК во время кадрового обратного хода в одном поле, длительность которого Т_охп = 2 мс.

Задача 63. Генератор строчной развертки в телевизоре. Энергия магнитного поля, необходимая для полного отклонения электронного луча в кинескопе по горизонтали (от центра экрана до края экрана), N=3 мДж. Длительность строчного прямого хода Т_пхс = 52 мкс, длительность строчного обратного хода Т_охс= 12 мкс. Определить реактивную мощность, вырабатываемую во время прямого строчного хода Р_р _пхс и частоту собственных колебаний f_o в строчных ОК.

Задача 64. Импульс напряжения строчного обратного хода в телевизоре. Общая индуктивность пары строчных ОК L_кс=3 мГн; амплитуда отклоняющего тока, потребляемого парой этих катушек I_mc = 1 А. Частота собственных колебаний в катушках во время строчного обратного хода = 50 кГц. Определить величину импульса напряжения на катушках во время строчного обратного хода f_o = 50 кГц.

Задача 65. Генератор кадровой развертки в телевизоре (ГКР). Кадровые отклоняющие катушки соединены последовательно. Эффективное значение тока в них I_к _эфф= 1,0 А, индуктивность каждой катушки L_к= 10 мГн, длительность обратного хода по вертикали Т_охп = 1,6 мс. Определить амплитуду отклоняющего тока в катушках I_m_к и реактивную мощность, выделяемую в обеих катушках во время обратного хода по вертикали Р_р _охп.

Задача 66. Освещенность на мишени передающей трубки. Освещенность передаваемой сцены Е₀= 3000 лк; высота объекта на сцене у₀ = 180см; высота изображения этого объекта на мишени передающей трубки у_и= 8 мм; диаметр входного зрачка съемочного объектива передающей камеры D = 25 мм, его фокусное расстояние f = 150 мм; коэффициент пропускания этого объектива t₀ = 0,8; коэффициент отражения у объектива передачи на белом r = 0,6. Определить освещенность на белом оптического изображения на мишени передающей трубки Е_и и масштаб изображения m, отношение Е₀/Е_и.

Задача 67. Красная граница внешнего фотоэффекта. Работа выхода фотокатода А = 1,6 эВ. Определить длину волны l_max, которая является красной границей внешнего фотоэффекта для данного фотокатода.

Задача 68. Скорость электронов в электронном луче. Напряжение на сигнальной пластине мишени видикона U_сп = +15 В относительно катода его электронного прожектора. Определить скорость V, с которой электроны луча подходят к мишени видикона.

Задача 69. Фотоэлектронное усиление тока. Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) имеет число каскадов (динодов) n = 5. Коэффициент вторичной эмиссии каждого динода s = 4. Определить общий коэффициент вторичного электронного усиления тока К в этом ФЭУ.

Задача 70. Отношение С/Ш на выходе ПВУ. Резистор нагрузки видикона R_н = 1000 Ом, емкость на входе ПВУ С_вх = 15 пФ; максимальная частота спектра видеосигнала f_max = 6 МГц; резистор дробового шума R_ш= 1000 Ом; размах тока сигнала на белом на выходе видикона i_c = 200 нА. Определить отношение С/Ш на выходе ПВУ.

Задача 71. Отношение С/Ш на выходе ПВУ. Входная емкость ПВУ С_вх = 15 пФ; резистор дробового эффекта R_ш = 1000 Ом; ширина полосы пропускаемых частот ПВУ f_max = 6 МГц. Ток сигнала на белом на выходе видикона i_c = 200 нА, pезистор нагрузки R_н= 200 кОм, рабочая температура в схеме ПВУ Т = 300 К(+27⁰С). Определить отношение С/Ш на выходе ПВУ на белом и шумовой ток на выходе ПВУ i_ш, если усиление ПВУ К₀ = 1.

Задача 72. Системы XYZ-МKO-1931 г. и UVW-МКО-1960 г. В диапазоне световых волн 380....780 нм заданы следующие значения интегралов для некоторого цвета Ц: Определить: 1) координаты цвета X, Y, Z цвета Ц и его координаты цветности x, y, z; 2) координаты цвета U, V, W данного цвета Ц и его координаты цветности u, v, w; 3) представить данный цвет Ц и цвета Е и D₆₅ на диаграммах цветностей x, y и u, v.

Задача 73. Смесь двух цветов. Заданы два цвета: Ц₁ с координатами цвета Х₁ = 5 Т, Y₁ = 12 Т, Z₁ = 7 Т и Ц₂ с координатами цвета Х₂ = 3,5 Т, Y₂ = 8 Т, Z₂ = 2 Т. Определить координаты цветности x, y, z цвета Ц₃ их смеси в системе XYZ-МKO-1931 г.

Задача 74. Смесь двух цветов. Заданы цвета Ц₁ и Ц₂ на диаграмме цветностей х₁, у₁. Координаты цветности цвета Ц₁ равны х₁ = 0,2, у₁ = 0,2, его модуль m₁ = 20 Т. Координаты цветности цвета Ц₂ равны х₂ = 0,5, у₂ = 0,4, его модуль m₂ = 10 Т. Цвет смеси Ц₃=Ц₁+Ц₂. Определить: 1) на диаграмме цветностей х₂, у₂ графоаналитическим методом представить точку Ц₃ и ее координаты цветности; 2) аналитическим методом найти координаты цветности х₃, у₃ цвета Ц₃ и представить его на диаграмме цветностей х, у точкой. Сравнить результаты графического и аналитического решений.

Задача 75. Формула М. Планка для излучения АЧТ. Заданы длины волн излучения АЧТ: l₁ = 400 нм, l₂ = 500 нм, l₃ = 600 нм, l₄ = 700 нм и его цветовая температура Т_c = 6500 К. Определить спектральную поверхностную плотность мощности этих излучений Q_l[эрг/(нм×см²×с)] по формуле М. Планка.

Задача 76. Определение координат цвета заданного цвета Ц по его координатам цветности. Даны координаты цветности цвета Ц в системе RGB-МКО-1931 г.: r=0,3, g=0,2, b=0,5. Определить координаты цвета R, G, B этого цвета Ц.

4.3 Методические указания по выполнению контрольного задания

Контрольное задание состоит из ряда отдельных задач, охватывающих материал различных разделов курса. Задачи подобраны так, что ответы на них можно получить при изучении соответствующих разделов курса по учебникам [1] и [2].

В задаче 1 вычертите осциллограмму сигнала, получающегося при развертке заданной строки изображения, приведенного на рисунке 1. При этом предполагается, что развертывающий (сканирующий) элемент перемещается вдоль строки с постоянной скоростью, и его горизонтальный размер настолько мал, что не влияет на форму сигнала (апертурные искажения отсутствуют).

В изображении рисунка 1 имеются черные и серая детали на белом фоне. Серая деталь отмечена штриховкой. При построении осциллограммы покажите строчный гасящий и синхронизирующий импульсы, отметьте численные значения уровней черного, белого, серого, гасящих и синхроимпульсов. Считаем, что серому в изображении соответствует уровень, расположенный в середине между уровнями черного и белого.

При вычерчивании осциллограмму совместите с изображением строки, которой она соответствует.

Ниже помещается материал, поясняющий выполнение задания.

Длительность одного элемента разложения t_э вдоль строки

(4.1)

где Н - длительность строки, Н = 64 мкс;

а - длительность строчного гасящего импульса, 12 мкс;

Z₀ - число активных строк растра,

, (4.2)

где j - длительность кадрового гасящего импульса, j = 25Н+а;

- длительность поля, =20 мс;

Z - номинальное число строк разложения, Z = 625.

Приведенное выше выражение для t_э справедливо при условии равенства горизонтальной и вертикальной четкости, когда реализуется предельно возможная четкость в вертикальном направлении.

Веерообразно расходящиеся линии переменной ширины, типа показанных в середине рисунка 1, используют для определения четкости изображения. В зависимости от технического состояния аппаратуры горизонтальная четкость стандартного телевизионного изображения находится в пределах 400....650 линий, для оценки четкости в указанных пределах потребовалось бы выполнить рисунок из линий, составляющих 1/550 его ширины.

Определить длительность импульсов, полученных в процессе развертки столь мелких деталей изображения, по имеющемуся рисунку практически невозможно. Поэтому тонкие линии не показаны на рисунке 1. Достаточно отметить, что они подобны имеющимся в центре этого рисунка.

Длительность Т получающихся импульсов:

, (4.3)

где Т_max и Т_min - соответственно наибольшая и наименьшая длительность

клинообразной детали;

m - номер строки;

N - полное число строк, занимаемое испытательным изображением, N=20.

При вычислениях следует пользоваться значениями Т_min = 0,1 мкс, и Т_max = 0,2 мкс.

Мелкие детали изображения не замечаются наблюдателем, если он находится достаточно далеко от экрана.

Требуется определить расстояние D, на котором детали испытательного клина, расположенные на заданной строке m, воспринимаются на пределе разрешающей способности.

Считаем, что предельная разрешающая способность равна одной угловой минуте, a = 1^’. При столь малом угле можно принять tga = a, и искомое расстояние будет

, (4.4)

где h - ширина детали в единицах длины, зависящая от ее длительности Т и горизонтального размера изображения b,

. (4.5)

Значение a в выражении (4.4) нужно подставлять в радианах, т.е. a = 0,000291.

5 Вопросы для самопроверки

5.1 Какое (ориентировочно) число элементов имеет стандартное телевизионное изображение?

5.2 Какой закон развертки используется в вещательном телевидении?

5.3. Поясните назначение основных элементов структурной схемы телевизионной передачи.

5.4 Что называют апертурной характеристикой? Приведите пример.

5.5 Поясните причины, по которым использование чересстрочной развертки позволяет понизить верхнюю частоту спектра сигнала.

5.6 Как повлияет на качество изображения сокращение передаваемой полосы в области верхних частот?

5.7 Поясните причины, по которым в современных кинескопах для бытовых телевизоров используется электростатическая фокусировка электронного луча.

5.8 Дайте определение времени послесвечения экрана.

5.9 Поясните средства повышения контрастности изображения на экране кинескопа.

5.10 Дайте определение коэффициента вторичной эмиссии.

5.11 Поясните работу светоклапанной системы.

5.12 Поясните преимущества систем с накоплением заряда. Рассмотрите как реализуется накопление зарядов в современных трубках.

5.13 Рассмотрите устройство и процесс образования сигнала в трубке суперортикон.

5.14 Поясните устройство и принцип действия передающей трубки видикон.

5.15 Поясните особенности структуры мишени плумбикона.

5.16 Запишите определение коэффициента нелинейности развертки.

5.17 Поясните работу выходного каскада строчной развертки.

5.18 Поясните работу выходного каскада кадровой развертки.

5.19 Нарисуйте схему разрядного каскада, поясните его работу, влияние величины емкости на форму импульсов напряжения.

5.20 Изобразите форму синхронизирующих сигналов строчных и кадровых. Какова их длительность?

5.21 Поясните назначение врезок и уравнивающих импульсов в стандартном сигнале.

5.22 Поясните процесс отделения синхроимпульсов от полного сигнала, работу амплитудного селектора.

5.23 Поясните процесс разделения строчных и кадровых синхронизирующих импульсов.

5.24 Поясните структурную схему передающей камеры черно-белого изображения на видиконе и назначение основных элементов.

5.25 Поясните структурную схему передающей камеры цветного телевидения и назначение основных элементов.

5.26 Перечислите основные типы объективов, используемых в телевизионных передающих камерах.

5.27 Поясните, какие факторы учитываются при светотехническом расчете оптической системы телевизионной передающей камеры.

5.28 Поясните, как работает преобразователь типа "бегущий луч".

5.29 Перечислите основные специфические требования к телевизионным усилителям.

5.30 Поясните идею противошумовой коррекции в предварительных усилителях телевизионных передающих камер.

5.31 Как осуществляется микширование телевизионных сигналов?

5.32 Как гамма-корректор влияет на форму телевизионного сигнала.

5.33 Поясните назначение и принцип работы схемы фиксации уровня черного.

5.34 Поясните принципы, на которых основана передача цветных изображений последовательным (или одновременным) способом.

5.35 Поясните принцип построения совместимой системы цветного телевидения.

5.36 Поясните возможность и пределы сокращения полосы частот сигналов цветности.

5.37 Чем определяется выбор частоты поднесущей в цветном телевидении? Каковы особенности передачи цветоразностных сигналов в системах NTSC, PAL, CEKAM.

5.38 Поясните назначение основных элементов структурной схемы передачи и приема системы СЕКАМ.

5.39 Изобразите и поясните структурную схему телевизионного центра.

5.40 Поясните особенности работы передвижных телевизионных станций.

5.41 Поясните процессы записи и воспроизведения изображения с кинопленки.

5.42 Поясните принцип магнитной записи телевизионных сигналов.

5.43 Изобразите стандартную частотную характеристику радиопередатчика изображения.

5.44 Поясните преимущества приема сигналов звукового сопровождения по методу выделения биений между несущими передатчиков изображения и звукового сопровождения.

5.45 Поясните основные принципы преобразования сигналов из одного стандарта разложения в другой.

5.46 Поясните особенности и возможности спутниковых систем связи при передаче телевидения.

5.47 Перечислите сигналы, используемые при измерении параметров телевизионного канала.

5.48 Поясните назначение элементов структурной схемы телевизионного приемника.

5.49 Поясните принцип получения стереоскопических черно-белых телевизионных изображений.

5.50 Поясните принципы получения стереоскопических цветных телевизионных изображений.

5.51 Поясните принципы малокадрового телевидения.

5.52 Поясните принципы построения телевизионных систем для связи с космонавтами, для исследования планет.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Телевидение. 4-е изд./Под ред. П.В.Шмакова.-М.: Радио и связь,1997. - 639с.

2. Пясецкий В.В. Цветное телевидение в вопросах и ответах. - Минск: Полымя, 1994. - 378 с.

3. Новаковский С.В. Сборник задач по основам техники телевидения: Учебное пособие. -М.: Радио и связь, 1998. - 168 с.

4. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры/Под ред. С.В.Новаковского: Учебное пособие. -М.: Радио и связь, 1994. - 348 с.

5. Новаковский С.В., Котельников А.В. Новые системы телевидения. Цифровые методы обработки сигналов. -М.: Радио и связь, 1992. - 88 с.

6. Сабдыкеева Г.Г. Телевидение. Программа, методические указания и задание на контрольную работу (для студентов специальности 38.04 заочного обучения). –Алматы: АИЭС, 1995.

7. Айтмагамбетов А.З., Сабдыкеева Г.Г. Кабельное телевидение: Учебное пособие. –Алматы: АИЭС, 2001.

Приложение А

Из огромного диапазона существующих в природе электромагнитных волн лишь узенький их участок в пределах l » 380+770 нм (нм - нанометр; 1 нм = 10^-9м) обладает способностью вызывать ощущение света, причем волны различной длины вызывают ощущение света различного цвета.

Шкала распределения диапазона световых волн между наиболее хорошо различимыми глазом спектральными (содержащимися в солнечном свете) цветами.

Таблица П1

Длина волны, нм

770 605 590 560 500 470 430 380

Спектральный состав

Красный

Оранжевый

Желтый

Зелен

ый

Голуб

ой

Синий

Фиолетовый

В действительности глаз способен различать не семь, а гораздо больше (до 150) оттенков спектральных цветов (цветовых тонов) и около 40 пурпурных цветовых тонов (сиреневый, вишневый и т.д.), которые не являются спектральными и образуются в результате смешения красного и синего цветов.

Если на глаз одновременно воздействуют все спектральные цвета, имеющие примерно разные энергии, то создается ощущение белого цвета.

Такое же ощущение может быть получено при воздействии на глаз только двух, но вполне определенных цветов. Эти два цвета, создающие при смешении ощущение белого цвета, называют дополнительными. Для каждого данного существует свой дополнительный цвет, например, для желтого дополнительным служит синий цвет, для оранжевого – голубой, для зеленого - пурпурный.

Основными величинами и понятиями, количественно и качественно характеризующими световые явления, являются следующие.

Световой поток Ф - это интенсивность (мощность) лучистой энергии света. Единица измерения – люмен (лм).

Сила света I – это пространственная плотность светового потока. Чем плотнее концентрируется в определенном направлении излучаемая источником света энергия, тем больше сила света. Единица измерения - кандела (кд).

Яркость источника света В - это интенсивность свечения его поверхности, непосредственно воспринимаемая глазом. Яркость зависит от силы света на поверхности источника света и направления ее наблюдения. Единица измерения яркости - кандела на квадратный метр (кд/м²).

Цветовой тон - это свойство светового потока, которое позволяет отличить его по цвету от других световых потоков. Цветовой тон характеризуется преобладающей (доминирующей) в данном световом потоке длиной волны l_д. Например, для светового потока красного спектрального цвета принято l_д = 700 нм; для зеленого - 546 нм, для синего - 436 нм. Пурпурные цвета характеризуются длинами волн их дополнительных цветов.

Насыщенность цвета - это степень свободы цвета от примеси белого света. Световые потоки одного и того же цветового тона, в зависимости от примеси белого света, могут иметь различную насыщенность. При этом цветовой тон не меняется, а создает лишь впечатление более блеклой окраски. Количественно насыщенность оценивается чистотой цвета Р, которая устанавливает относительное содержание светового потока Ф_Д чистого (спектрального) цвета в световом потоке Ф_о того же цветового тона: Р=Ф_Д/Ф_О= Ф_Д/( Ф_Д+Ф_Б), где Ф_Б - световой поток белого цвета (Ф_Б= Ф_О- Ф_Д).

Для чистого спектрального цвета Ф_Б = 0 и Р = 1; для белого цвета: Ф_Д = 0 и Р = 0. Следовательно, чем ближе значение чистоты цвета Р к единице, тем больше насыщенность.

Цветовой тон и насыщенность определяют цветность светового потока, и его яркость определяется яркостью источника света, поэтому цвет является трехмерной величиной, так как характеризуется тремя параметрами - яркостью, цветовым тоном и насыщенностью.

Большинство окружающих нас предметов не является источником света, а лишь отражает в большей или меньшей мере падающий на них световой поток Ф_ПАД. Благодаря чему и делаются видимыми, т.е. являются как бы вторичными источниками света. Их светотехнические свойства характеризуются освещенностью, коэффициентом рассеянного отражения, яркостью, контрастностью и цветностью.

Освещенность Е - это плотность светового потока, распределяемая по площади (S), освещаемой им поверхности: Е=Ф_ПАД/S.

Единица измерения освещенности – люкс (лк).

Падающий световой поток не только отражается освещаемой поверхностью, но может частично (или полностью) поглощаться или, в случае прозрачных поверхностей, пропускается через них.

Отражающее свойство поверхности характеризуется коэффициентом рассеянного (диффузного) отражения Y=Ф_отр/Ф_пад, где Ф_отр - рассеянный отраженный световой поток.

Если все спектральные составляющие падающего белого светового потока отражаются, то коэффициент рассеянного отражения от поверхности близок к единице, и она имеет белый цвет. Так, например, для мела, снега Y»0,95. Если же поглощаются все световые лучи, коэффициент рассеянного отражения от поверхности близок нулю, и она выглядит черной.

Поверхности частично, но равномерно, отражающие и поглощающие все спектральные составляющие белого света, приобретают серые, т.е. в той или иной мере ослабленные белые цвета (0 < Y < 1).

Если поверхность отражает отдельные составляющие спектра белого света, а все остальные поглощает, то она приобретает цвет отраженного светового потока.

Яркость поверхности (как вторичного источника света) во всех случаях определяется интенсивностью падающего и отраженного световых потоков. Отдельные элементы (участки) поверхностей предметов чаще всего имеют различные яркость и цветность, и благодаря этому создается представление об их структуре.

При наблюдении предметов (или их изображений) существенную роль играет диапазон яркостей в поле зрения, который принято называть контрастностью К и представлять в виде отношения яркости наиболее светлого элемента предмета или изображения В_max к яркости темного элемента В_min, K= В_max/В_min. Обычно К < 100, но иногда может достигать и нескольких тысяч.

Наука об изменении цвета, базирующаяся на законах смешения цветов, называется колориметрией.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1 Общие сведения

2 Программа курса

3 Пояснения к изучаемым вопросам

3.1 Основные принципы современного телевидения

3.2 Воспроизведение изображений и преобразование

изображений в электрические сигналы

3.3 Устройство развертки и синхронизации

3.4 Устройства формирования телевизионного сигнала

3.5 Системы цветного телевидения

3.6 Телевизионное вещание

3.7 Использование телевизионных методов в

научных исследованиях и народном хозяйстве

4 4 Контрольное задание и методические указания

к выполнению

4.1 Общие указания

4.2 Контрольное задание

4.3 Методические указания по выполнению контрольного

задания

5 Вопросы для самопроверки

Список литературы

Приложение