SU648985A2 - Устройство дл измерени характеристик фотографических систем - Google Patents

Description

выход которого подключен ко входу блока определени  знака, к выходу ко торого присоединены управл ющие входы третьего и п того ключей, выход третьего ключа соединен со вторыми йходами вЕЛЧислительных блоков, выход счетчика импульсов подключен ко вход блока управлени , информационный вхо первого ключа, второй вход счетчика импульсов, второй вход блока умножени  и третьи входы вычислительных бл ков соединены с соответствующими вхо дами устройства. Это устройство осуществл ет измерени  ЧКХ по способу, основанному на аппроксимации нормированных функций рассеивани  и ЧКХ фотосистем. Недостатком известного устройства  вл етс  высока  трудоемкость и боль шое врем  измерений разрешающей способности , что обусловлено тем, что устройство автоматизирует только one рации измерени  параметра, вследстви чего сохран ютс  ручные операции при нахождении ЧКХ и разрешающей способности , соответствующих измеренному значению параметра, поскольку искома  ЧКХ определ етс  оператором с помощью специального приложени ,, пре ставл ющего собой набор заранее рассчитанных на ЭВМ и построенных в виде графиков семейств ЧКХ дл  различных дискретных зъшчений параметров, а разрешающа  способность находитс  путем наложени  пороговой характеристики на ЧКХ. К недостаткам извест ного устройства следует отнести и ошибку дискретности, имеющую место при определении ЧКХ с помощью приложени . Кроме того, необходимость использовани  приложени  представл ет известное неудобство дл  операторов . Целью изобретени   вл етс  повьш ние быстродействи  устройства и сни жение трудоемкости измерени  разрешающей способности. Это достигаетс  тем, что в устро ство введен функциональный преобразователь , вход- которого соединен с выходом второго ключа, а выход подключен ко второму входу блока регистрации . Такое подключение функциональног преобразовател  полностью автоматизирует процесс измерени  разрешающе способности. Значение разрешающей способности получаетс  сразу же пос ле определени  параметра, мину  эта нахождени  ЧКХ, Тем самым исключают с  ручные операции и значительно сокращаетс  врем  измерений. На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - пример реализации функционального преобразовател . Устройство содержит ключ 1, гене ратор тактовых импульсов 2, счетчик импульсов 3, блок управлени  4, м.ик роденситометр 5, входы 6 и 7 ключ,а 1, преобразователь 8 плотности в экспозиции, ключ 9 с управл ющим вхоом 10, распределитель импульсов 11, блоки пам ти 12 и 13, блок вычитани  14, ключи 15 и 16, вычислительные блоки 17 и 18, блок 19 определени  знака, управл ющие входы 20 и 21 ключей 15 и 16, входы 22, 23 и 24, 25 блоков 17 и 18, блок умножени  26, блок делени  27, ключ 28, блок регистрации 29, функциональный преобразователь 30. Функциональный преобразователь 30 содержит операционный усилитель 31, резисторы 32 и 33, диоды 34 и 35, резисторы 36 и 37, вход 38, резисторы 39 и 40, вход 41 и выход 42. Все устройство может быть разделено на две, работающие последовате- льно части: измеритель параметров . и измеритель разрешающей способности ,- причем первый предназначен дл  измерени  величины параметра по изображению скачка  ркости на негативе, а второй - дл  определени  разрешаюи; .ей способности по измеренному параметру „ Принцип работы устройства основан на том, что дл  ЧКХ существует однозначна  функциональна  зависимость разрешающей способности непосредственно от параметра. Действительно , при фиксированном пара -четре семейства ЧКХ представл ют собой семейства монотонно убывающих с ростом пространственной частоты кривых, пересекающихс  только в одной точке при нулевой частоте и контрасте единица , причем чем меньше параметр, тем выше идет соответствующа  ЧКХ. Пороговые характеристики представл ют собой монотонно возрастающие кривые (часто первого или второго пор дка), имеющие ненулевую посто нную составл ющую . Следовательно, данной пороговой характеристике и каждой ЧКХ сем.ейства соответствует только одно значение разрешающей способности, причем оно тем больше, чем меньше параметр (т.е. чем лучше исследуема  система) Зависимость разрешающей способности от параметра может быть достаточно просто найдена с помощью ЭВМ. С этой целью в качестве исходных данных используют заданную пороговую характеристику (в виде таблицы или аналитической зависимости ) , формулу дл  вычислени  ЧКХ и выбранное значение параметра. Дискретно измен ют параметр на отрезке и дл  каждого значени  вычисл ют ЧКХа затем наход т ту пространственную частоту, при которой значение ЧКХ равно пороговому контрасту и котора   вл етс  разрешающей способностью дл  данного параметра. После того, как будут перебраны все значени  параметра из отрезка, оказываетс  определенной таблица значений параметpa и разрешающа  способность, котора  и определ ет искомую функцию, Графически искомые функции представ л ют собой монотонно убывающие крив Использование функций существенн снижает затраты труда и времени на измерение разрешающей способности, поскольку полностью исключаетс  необходимость измерени  ЧКХ, что особенно важно в тех случа х когда ЧК измер етс  только с целью измерени  разрешающей способности. Простота операций определени  ра решающей способности с использовани ем функций позвол ет легко автомати зировать этот процесс. Действительно , если измеренное значение параме ра подать на вход функционального преобразовател , осуществл ощего пр образование входного сигнала по определенному закону, то на его выходе получитс  соответствующее значение разрешающей способности, В измерителе параметров преобразование изображени  скачка  ркости в электрический сигнал выполн ет микроденситометр 5, который непрерывно и равномерно перемещает стол S течение времени, когда сигнал Р бота со входа 7 ключа 1 проходит через ключ, и в совокупности с прео разователем 8 плотностей в экспозиции выдает распределение экспозиций в изсзбражении скачка  ркости. Ключ 9 отпираетс  на врем , разное длительности разрешающего импул са, подаваемого на его управл ющий вход 10 с генератора тактовых имуль сов 2. В результате на выходе ключа 9 распределение экспозиций оказ ваетс  представленным в виде последовательности импульсов, амплитуда которых несет информацию о значени х экспозиции Б выбранных таким образом точках разбиени  переходной кривой. Распределитель импульсов 11, блок пам ти 12 и 13 и блок вычитани  14 в совокупности решают задачу определени  перепада экспозиций в изображении скачка  ркости. Распределитель импульсов 11 по сигналам блока управлени  4 засылает первый и М-тый импульсы в блок пам ти 12 и 13 соответственно, где проис ходит запоминание величины амплитуд соответствующих импульсов, представл ющих собой нижнее и верхнее устано вившиес  значени . Входы блока вычитани  14 подключены так, чтобы обеспечить вычитание сигнала, наход щегос  в блоке пам ти 12 из сиг нала, засылаемого в блок пам ти 13„ Ключи 15 и 16, вычислительньге блоки 17, 18 и блок 19 определени  знака предназначены дл  поиска мак симугла первой разности и его запоминани , Управл ющие входы 20 и 21 ключей 15 и 16 подключены к выходу блока IS определени  знака так, что ключи-оказываютс  открытыми, если знак второй разности больше нул  ил равен нулю. Вычислительный блок 17 последовательно , по мере поступлени  импульсов с выхода ключа 16 определ ет разность амплитуд пришедиюго и предыдущего импульсов и либо вьщает её в виде импульса, либо сохран ет ее на своем выходе до прихода следующего импульса, Вычислительный блок 18 определ ет разность уровней сигналов.на выходе вычислительного блока 17, дл  чего он должен запомнить предыдущее значение сигнала, чтобы вычесть его из поступившего. Поскольку дл  работы вычислительных блоков 17 и 18 необходимо в такт с приход щими ш-.шульсами производить перезапись или тереключени  внутри этих блоков f то предусмотрена подача тактовых импульсов на их входы 22 и 23. Приведение рассматриваемой части устройств; в исходное положение осуществл етс  подачей команды Исходное положение на входы 24 и 25. При этом сигналы на входах этих блоков станов тс  равньгми нулю, в результате чего блок 19 определени  знака открсшает ключи 15 и 16, подготавлива  тем са-мьк рассматриваемые блоки к очередному измерению. Когда в процессе измерений знак второй разности становитс  отрицательным , блок 18 определени  знака 19 закрывает ключи 15 и 16, вследствие чего прекращае с  поступление входных и тактовых импульсов в вычислительные блоки 17 и 18, а следовательно , в пам ти вычислительного блока 18 ока зываетс  запомненным до конца измерений максимальное значение первой разности. Дл  нормальной работы всего устройства вычислительные блоки 17 и 18 должны быть устроены так, чтобы в процессе измерений они выходили из исходного положени  автоматически только по второму и третьему тактовым импульсам соответственно. В противном случае может быть нарушена нормальна  работа устройства вследствие неопределенности вычитаемых. Блок умножени  26, блок делени  27 и ключ 28 осуществл ют вычисление значени  параметров и выдачу его в блок регистрации 29. Ключ 28 закрыт а течение всего врем.ени измерений, поскольку все компоненты действи  дл  вычислени  параметра оказываютс  определенными только в конце процесса измерени . Он открываетс  по сигналу блока управлени  4 после того, как в счетчике 3 зафиксирован (М+1) тактовый импульс. В результате в блак регистрации 29 поступает правильное значение параетра .

Измеритель разрешающей способности состоит только из одного функционального преобразовател  30, задачей которого  вл етс  преобразование измеренного значени  параметра в разрешающую способность. С этой целью при подготовке к измерени м функциональный преобразователь настраиваетс  на воспроизведение той функциональной зависимости, котора  соответствует выбранной величине параме- ра (завис щей от состава фотосистемы) и заданной пороговой характеристике (определ емой типом фотопленки).

Вход функционального преобразовател  30 подключен к выходу ключа 28, вследствие чего измеренное значение параметра подаетс  на его вход сразу же после окончани  работы измерител  параметра. Поскольку выходной величиной функционального преобразовател  30  вл етс  разрешающа  способность, то его выход подключен непосредственно к блоку регистрации 29.

В качестве функционального преобразовател  в устройстве может быть использована, например, одна из разновидностей диодных функциональных преобразователей, предназначенна  дл  воспроизведени  монотонно убывающих функций {см„фиг.2).

Независимо от конкретной схемы.. функциональный преобразователь представл ет собой устройство, коэффициент передачи которого измен етс  с изменением, входного сигнала, В преобразователе, представленном на фиг.2, измен етс  коэффициент усилени  операционного усилител  31, определ емый вобщем случае соотношением входного сопротивлени  и сопротивлени  обратной св зи. В данной схеме изменение коэффициента усилени  достигаетс  изменением входного сопротивлени  при посто нном сопротивлении резистора 2 обратной св зи, Это изменение происходит вследствие того, что параллельно посто нно подключенному входному резистору 33 соединены коммутируемые с помощью диодов34 и 35 резисторы 36 и 37, Источник напр жени , подключаемый к входу 38, и резисторы 39 и 40 предназначены дл  установки напр жени  коммутации и дл  задани  величины.

Работает такой преобразователь следующим образом.

Когда напр жение источника входного сигнала, подаваемого на вход 41, равно нулю, диоды 34 и 35 открыты , позтому на выходе 42 напр жение определ етс  напр жением источника

(вход 38) и резисторами 39 и 40. Резисторы 36 и 37 через открытые диоды 34 и 35 подключены параллельно резистору 33, чем обеспечиваетс  минимальное входное сопротивление и,

Следовательно,максимальный коэффициент усилени  операционного усилител . Этот коэффициент усилени  неизменен до тех пор, пока входное напр жение не увеличитс  настолько, что закроетс  один из диодов, например диод

34,и отключит резистор 36 При этом происходит скачкообразное уменьшение коэффициента усилени . Если входное напр жение возрастет настолько, что

произойдет запирание и второго диода

35,то коэффициент усилени  еще раз скачкообразно уменьшитс . Такой функциональный преобразователь формирует функциональную зависимость в виде ломаной линии, поэтому увеличевне точности формировани  заданной

функции, достигаетс - увеличением числа узлов за счет увеличени  количества параллельных подключаемых коммутируемых резисторов и диодов.

Формула ,изобретени 

Устройство дл  измерени  характеристик фотографических систем по

авт.св, № 442475, о т л и ч а ю ш. ее с   тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства и снижени  трудоемкости измерени  разрешающей способности, в него введен функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход подключен ко второму входу блока регистрации.

33

if 039

36

32

42 Ф

40

37

Д5

J 0fuz2