Сравнительный анализ существующих способов построения телевизионных камер на ПЗС
Одним из принципов, а так же и достоинств, приборов с зарядовой связью (ПЗС) является принцип последовательного переноса, при котором информационные заряды преобразуются в видеоимпульсы на выходе. В результате резко улучшается соотношение сигнал-шум и повышается качество изображения.
Современные телевизионные камеры на ПЗС строятся так, чтобы область накопления и переноса разделялись(рисунок 1.1). В так называемых матрицах с переносом кадра сохраняется однородная структура элементов, но выделяется область хранения, защищенная от света и по числу элементов идентичная светочувствительной области. В светочувствительной области происходит накопление информации, обычно в течение полукадра. Затем зарядовые пакеты быстро сдвигаются в область хранения.
В течение следующего полукадра в освободившейся светочувствительной области идет накопление, а из области хранения зарядовые пакеты переводятся в выходной сдвиговый регистр и далее - в выходное устройство.
В так называемых матрицах со сторочно-кадровым переносом однородная структура элементов не сохранена (рисунок 1.2); область накопления как бы разрезана на вертикальные столбцы, между которыми вставлены защищенные от света вертикальные сдвиговые регистры.
В светочувствительных элементах заряды накапливаются в течение всего времени кадра (точнее, почти всего времени кадра), потом они одновременно переходят в соседние ячейки сдвиговых регистров и, пока копится следующий кадр, выносятся в выходной регистр и выходное устройство. Таким образом, логично будет предположить, что камеры на ПЗС с разным типом используемых матриц будут иметь разные структурные схемы, будут отличаться друг от друга схемами управления переносом зарядов в секцию нижнего сдвигового регистра (схемами управления вертикальным переносом), что вытекает из строения этих матриц.
В состав схемы телекамеры с переносом кадра входят тактовый генератор, состоящий из синхрогенератора и формирователей фазных напряжений, а также усилитель-формирователь видеосигнала. Поскольку матрица разделена на секцию накопления и секцию памяти, то необходимо сформировать для них управляющие напряжения. Эту задачу выполняют формирователи фазных напряжений секций накопления и памяти соответственно. Камера работает на телевизионное воспроизводящее устройство без чересстрочной развертки.
)ПЗС:
а) секция накопления
б) секция памяти
в) нижний однострочный регистр
г) выходное устройство
) блок обработки выходного сигнала
) блок формирования управляющих трехфазных напряжений
) генератор тактовых импульсов
) система автоматической регулировки чувствительности ПЗС
Рисунок 1.1 - Структурная схема телевизионной камеры на ПЗС с переносом кадра
)ПЗС:
а) секция накопления
б) нижний однострочный регистр
в) выходное устройство
) блок обработки выходного сигнала
) блок формирования управляющих трехфазных напряжений
) генератор тактовых импульсов
) система автоматической регулировки чувствительности ПЗС
Рисунок 1.2
Особенностью схемы телекамеры со строчно-кадровым переносом является то, что в матрице отсутствует разделение на область накопления и область памяти. Таким образом, необходимо сформировать импульсы переноса зарядов из светочувствительных элементов в вертикальные сдвиговые регистры и из вертикальных регистров в нижний сдвиговый регистр. Сдвиговые вертикальные регистры работают в 2-х фазном режиме.
Статья в тему
Основные характеристики датчиков движения
Датчик
движения - это пироэлектрический детектор, служащий приемником волн
инфракрасного диапазона. Из курса физики мы знаем, что любое тело, нагретое до
определенной температуры, начинает излучать ИК волны. То есть, принцип работы
датчика движения основан на регистрации инфракрасных ...