【文章內容簡介】 khz,增益 Av =2，品質因數(shù) Q=10，原理圖如圖所示。 帶通濾波器的性能參數(shù)：20 26 3 90541 1 11 ( 2 )VVR C R RQBWRAAR???????????? ? ? 積分電路：積分電路的作用是將輸入的交流信號變成直流信號，可以采用 AD536A 芯片。AD536A 能夠計算直流和交流信號的真有效值。在工作時，如果輸入的是幅值緩慢變化的直流信號，則它可以進行精確的轉換。當輸入直流信號的幅值變化較快時，由于直流誤差 (平均誤差 )和紋波誤差的存在， AD536A 的實際輸出值將與理想的輸出值略有差異。 當采用如圖 5 所示的兩極濾波電路時， 在不增加穩(wěn)定時間的情況下， 可更有效地減小紋波。 對于恒定的紋波， 可以通過減小 C C4 和 C5 的值來進一步縮短穩(wěn)定時間。 由于直流誤差與濾波器無關，而僅與 C6 有關，所以在選擇 C6 時，只要考慮其直流誤差即可。 經(jīng)過 AD536 后輸出的是直流信號，與入射到光電傳感器上的光信號的強度成正比。 三、實驗內容 實驗內容： 實驗背景介紹和整體演示； 學生自己動手調節(jié)光路，電路不作設計由已經(jīng)有的模塊來完成，記錄不同波片的透過率。 實驗數(shù)據(jù) 標準樣品 電壓（ mV） 516 343 114 透過率 相對誤差 /% 14 載物臺上無樣品時， V0=1000mV 誤差分析 阻值與標稱值不相符； ； 。 實驗小結 實驗中 測量 了 并計算樣品的光譜透過率， 熟悉 了光電探測系統(tǒng)的基本組成， 掌握 了透過率的測量原理及方法， 并且 基本完成了測量任務。 實 驗七 攝像機原理實驗 一、實驗目的 1． 理解攝像機的工作原理 2． 掌握視頻信號的構成 3． 設計簡單的疊加圖形 二、電視攝像原理 一幅圖像，根據(jù)人眼對細節(jié)分辨力有限的視覺特性，總可以看成是由許多小單元組成。在圖像處理系統(tǒng)中， 這些組成畫面的的細小單元稱為象素， 象素越小， 單位面積上的象素數(shù)目就越多，由其構成的圖像就越清晰。 電視系統(tǒng)中， 把構成一幅圖像的各象素傳送一遍稱為一個幀處理， 圖像的每幀由許多象素轉變成相應的電信號， 再分別用各個相應信道把這些信號同時傳送出去， 接受端接收后又同時進行轉換， 恢復出原發(fā)射的信號。 只有對一幅圖象進行分解和同步掃描之后，才可能對這幅圖象進行傳遞和再現(xiàn)。因此，一個完整的電視信號不但應有反映象素亮度的視頻信號還應有保證與攝象管內電子束進行同步掃描的復合同步信號，以及在掃描逆程時關閉電子束的復合消隱信號！ 根據(jù)人眼的生理特點，在不產(chǎn)生亮度閃爍感和保證有足夠的清晰度的情況下，掃描頻率應該在 48Hz 以上， 掃描行數(shù)須在 500 以上，為了使圖象清晰度不下降，又要減小系統(tǒng)的帶寬， 人們又提出了隔行掃描技術！隔行掃描方式是將一幀（一幅）電視圖象分成兩場進行掃描。第一場掃出光柵的第 1， 3， 5， 7?等奇數(shù)行，稱為奇數(shù)場；第二場掃第 2， 4， 6， 8?等偶數(shù)行，稱為偶數(shù)場。每一幀圖象經(jīng)過兩場掃描，所有象素即可掃完，電視電子束的掃描軌跡也稱為掃描光柵，如上圖所示。下圖所示為行掃描電流波形及水平 (行 )掃描示意圖。 場掃描鋸齒電流及場偏轉軌跡如上 圖 所示 視頻輸出的電壓大小， 反映了一行中對應象素的明暗程度， 視頻信號具有正負極性之分，對于正極性視頻信號， 象素越亮信號的幅度 越大， 而對于負極性視頻信號則相反， 象素越亮，信號的幅度越??！ 電視系統(tǒng)中．掃描正程期間傳送圖像信號，逆程期間不傳送圖像信號。電子束逆程掃描在熒光屏上出現(xiàn)回掃線， 將對正程的圖像造成干擾， 影響圖像的清晰度。 因此需使電視機在行、場掃描逆程期間電子束截止，以消除行、場逆程回掃線，即實現(xiàn)消隱。行消隱脈沖的寬度一般為 12us,場消隱脈沖寬度一般為 25TH，如下圖： 在電視系統(tǒng)中． 為了使電視機重現(xiàn)的圖像與攝像機拍攝的圖像完全一致， 要求接收端與發(fā)送端的電子 束掃描必須同步。如果收、發(fā)端掃描不同步，則重現(xiàn)的圖像變形或不穩(wěn)定，嚴重時圖像混亂不能正常收看。完整的同步信號如下： 視頻同步信號同步脈沖疊加在消隱脈沖之上，亮度視頻信號則是插在相連的消隱脈沖之間 。 從上述說明中， 我們可以看到場同步信號的寬度遠比行同步的要寬的多， 同時要比行周期還要寬， 這對于接受方獲取同步信號是很不利的。因此， 為了解決這個問題， 作到準確同步， 我們將場同步信號開槽， 信號形成一系列的鋸齒形狀。 這些鋸齒脈沖中也包含有行同步信號，稱為“開槽脈沖”。 另 外， 電視視頻信號中的行場同步信號的提取是不同。 行同步信號是幅度比較法獲得的，通過限幅電路來獲得同步； 我們看到， 場同步信號脈寬比行的要大的多， 因此通過對符合同步信號進行積分后，用比較電路就可以獲得場同步信號。 為了保證奇偶場的場同步積分后波形相同，在場間又引入均衡脈沖！ 三、電視信號圖象疊加原理 視頻信號及時間疊加是視頻信號中混入一定形狀的圖形或時間信號， 從而在屏幕的特定位置上與圖象信號同時進行顯示的設備。 本實驗是要在視頻信號中疊加一個十字線， 其基本原理如下： 首先提取視頻信號中行﹑場同步信號， 然后對行、 場同步信號進行計數(shù)， 產(chǎn)生一個與行 場同步信號有穩(wěn)定關系的控制信號， 用這個控制信號控制模擬開關， 模擬開關的輸出就在 2 路輸入信號 （十字線與視頻信號） 間的快速切換， 由于人眼視覺的暫留效應， 在顯示器屏幕上看起來就是一幅疊加了十字線的圖像！ 下面是電視信號疊加圖像的原理框圖： 普通攝像頭輸出的是復合視頻信號，因而首先必須進行分離。 視頻信號同步分離電路 （ 1）、 LM1881 芯片簡介 為了使用方便， 我們使用集成視頻信號同步分離電路 LM1881， 下面簡單說明 LM1881 的功能。 LM1881 視頻信號同步分離器能夠從幅度為 到 2V 的標準負同步 NTSC、 PAL 和 SECA 信號中提取定時信號，包括混合和場的同步 脈沖定時和奇偶場信息。 LM1881 的工作原理如下圖： LM1881 的使用十分方面，只需要直流 5V 到 12V 的單電源提供電壓，在使用的過程中，除了在 8 腳用電容耦合電源和在 6 腳用耦合電容設置電流外， 只僅僅需要在 2 腳耦合信號輸入耦合一個電容和在 6 腳設置一個電阻， 他們是用來確定內部 電流的； 如果輸入信號掃描頻率不是 ，那么通過調節(jié) 6 腳可以保證 LM1881 器件能夠使用。從該芯片中我們可以得到四種主要的同步信號： 混合同步信號 （包括場行掃描時間信息）， 場同步脈沖， 沖激或鉗位脈沖和奇偶輸出。 實驗儀器電路板中使用集成芯片 LM1881 分離出行場同步信號的電路如下： LM1881 構成的行場分離電路其中： hs 表示復合同步輸出 vs 表示場同步輸出 EVEN/ODD 表示奇偶場同步輸出 控制電路 控制電路的功能是要計算出疊加圖像的場、行位置值 。實際上使用計數(shù)器就可以實現(xiàn)。本實驗儀使用大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐? EPM7128SLC84 來實現(xiàn)對 hs、 vs 信號的計數(shù)。 疊加圖形 模擬開關工作原理示意圖： 假設模擬開關有二路輸入信號 VideoIn VideoIn 2， 當選擇信號 VideoSe 為高電平時，模擬開關輸出為 VideoIn 1，當 VideoSe 為低電平時，模擬開關輸出為 VideoIn 2。 一、 實驗內容 （ 1） 用示波器觀察復合視頻信號的波形。 （ 2） 用示波器觀察場同步、行同步信號的波形并畫出這兩個波形圖。 （ 3） 按動 S1~S5， 觀察 實驗現(xiàn)象。 （ 4） 在實驗儀的面包板上， 用 中小規(guī)模集成電路實現(xiàn)在監(jiān)視屏幕上任一位置的疊加一橫線或豎線。 具體實現(xiàn)過程： 用 兩片 74HC161 通過并行方式組成一個 256 進制計數(shù)器， 用此 計數(shù)器對 hs信號進行計數(shù)， 計數(shù)器 的進位輸出與 CD4053 的第 10 腳相連， 通過 控制 CD4053 的輸出在原圖像和橫線的快速切換， 就可以 在顯示器上疊加一條橫線的圖像 。 二、 實驗小結 通過觀察實驗現(xiàn)象，理解了攝像機的工作原理和視頻信號 的組成； 掌握 了視頻信號中疊加圖像、 文字 的原理和方法， 并在 視頻信號中疊加了時間和日期、 十字線 等圖像， 基本 完成實驗目標 。 實驗八 光譜透過率測試實驗 一、 實驗目的 （ 1） 了解 單色儀結構、原理和使用方法； 進一步了解 鎖定放大器 的工作 原理以及其使用方法 。 （ 2） 掌握 單色儀的定標方法及用單色儀測定濾光片光譜透過濾的方法。 深入理解 微弱信號