Тред №63338

[quote]Итого, если резюмировать всё сказанное в предыдущем посте, то получим примерно следующее:
- ЭОП - прибор принципиально ваккумный, и вплоть до поколения II+ содержащий электродную систему с жёсткостью мала-мала пониже, чем у всяческих новомодных твердотельных изысков, а посему весьма чувствительный к вибрации.
- ЭОП, вообще говоря, "заточен" под видимый свет и узенькую полоску ближнего ИК, а хоть как-то работать со средним ИК он теоретически может со II+ поколения, а реально - с III.  Посему работает он практически исключительно в отражённом свете (если Вы из той оптики, что вам в универе читали, ещё не забыли, что такое закон смещения Вина, то легко можете посчитать температуру АЧТ, для которого спектральный максимум будет, скажем, 900 нанометров (граница немодифицированной S-25)... У меня получилось 3222 К. А сколько у Вас? Впрочем, даже если работать не по "верхушке" спектра, а по его коротковолновому "хвосту", это всё равно никого "не лечит", ибо если Вы вспомните планковскую формулу для энергетического спектра АЧТ, то найдёте там весьма паскудную обратную экспоненту от частоты, которой достаточно и самой по себе, а если ещё и учесть, что светимость эта энергетическая, и по уму её надо пересчитывать в квантовый выход (т.е. если грубо - поделить на частоту и получить всего-то омега-квадрат в числителе коэффициента перед этой самой экспонентой, со всеми отсюда вытекающими относительно сдвига вершины спектра) - то станет и совсем кисло).
- разрешение ЭОПов последних поколений определяется шагом каналов в микроканальной пластине, лежит в районе ~10 микрон и весьма трудно меняется. Посему в тех применениях, где требуется повышенное пространственное разрешение, диаметр фотокатода тупо увеличивается (ЭОП "общего применения" - это как правило 3/4" (у нас - 18 мм), ЭОП, предназначенный для изготовления прицелов - 1" (у нас - соответственно 25 мм)).
- ввиду достаточно резкого спада спектральной характеристики в ИК конце спектра, охлаждение ему не требуется, а тепловые шумы составляют незначительную долю собственных шумов катода (в основном приходится бороться со всяческими "горячими точками", автоэмиссией на острых гранях кристаллов и прочими подобными радостями, которым дела до температуры - как мне до классического балета... ).  

Кстати, II+ и III поколение ЭОПов не конфликтуют, а сосуществуют параллельно, поделив между собой тэк скаать "экологические ниши". Там, где важна возможность работы на фоне всяческих засветок (например, в прицелах) - используется поколение II+ (тех же прицелов на "трёшке" я лично не видел) из-за наличия у оного качественного антиблюминга, там где во главу угла ставится возможность работы без подсветки при минимальных уровнях освещённости, а возможность нарваться на прямой яркий свет ничтожна (например, всяческие очки, особеннно пилотские) - "рулит " третье поколение. По деньгам час работы обоих девайсов стоит примерно одинаково (II+ сильно дешевле в производстве, но и сильно быстрее сдыхает от старости).


Ладно. а теперь приступим к тепловизорам.

Как легко сообразить из названия - это приборы, работающие по собственному тепловому излучению цели (и потому в подсветке не нуждающиеся принципиально). Рабочая длина волны у них где-то на порядок больше, чем у ЭОПов (например, для "последнего писка моды" - инжекционных фотодиодов на основе структуры германий/кремний с квантовыми точками (активно разрабатываемых новосибирским филиалом Института физпроблем и параллельно внедряемых в производство на НПО "Орион") нижняя граница рабочего диапазона - аж 20 микрон (20 тыс нанометров, где-то в 16 раз больше чем для самого "навороченного" ЭОПа III поколения), для несколько более старых кремний-галлиевых систем - 16 микрон, для неохлаждаемых (!!! При такой-то длине волны!) P+/N+ арсенид-галлиевых гетероструктур - 2,3-2,7 микрона (кстати, именно на них был сделан "дальний" ИК-канал спектрозонального фотоаппарата МКФ-6, которым в своё время с "Мира" (пока его ещё не утопили) Землю фотографировали... ), для штатного для нынешних военных тепловизоров материала КРТ (эпитаксиальные пленки кадмий-ртуть-теллур) - до 14 микрон ). Впрочем, то, что именно так и должны обстоять дела - очевидно хотя бы из той же планковской формУлы для спектра АЧТ (чему у нас там 300 кельвин соответствует? IMHO чему-то чуть меньше 10 микрон... ).

Кроме отсутствия даже теоретической необходимости в подсветке (да и невозможности оную организовать, строго говоря... Вы представляете, как организовать достаточно компактный прожектор такого диапазона? Мне лично - представить не удаётся: ну не знаю я, как закон Стефана-Больцмана на@бать, а там яркость есть четвёртая степень температуры (и, соответсвенно, длины волны)... ), такая длина волны даёт ещё и то преимущество, что для такого прибора прозрачны большинство дымовых завес (как Вы наверняка помните, интенсивность рэлеевского рассеяния на аэрозолях обратно пропорциональна четвёртой степени отношения длины волны к квадрату объёма частицы, а здесь рассеивание именно рэлеевское, ибо лямбда пополам у нас в данном случае - аж 5 микрон.. ). То есть проблему для тепловизора представляет только минеральная пыль, причём достаточно грубых фракций, но она, к счастью, очень быстро оседает.

"Нулевым" поколением тепловизоров принято считать приборы с двумерным механическим сканированием и фоторецептором но основе чего-нить типа линейки резисторов из антимонида индия (серийно выпускаемый прибор тепловизионной разведки "Уёби... "Пособие-1" - это как раз про то самое: 50-элементный фотоприёмник из антимонида индия, жутко капризная система охлаждения оного, выходящая на режим эдак с минутку-другую (...-пятую-десятую... ) и куча других "радостей плоти", в итоге дающая качество крайне хреновой камеры видеонаблюдения, но... даже в теории не требующая какой-л. подсветки и способная засечь даже летней ночью и даже одетого человека метров эдак с двухсот-трёхсот по его собственному тепловому излучению. Правда, только именно засечь, опознать по фигуре, мужчина это или женщина - уже из области запредельной фантастики ).

Первое поколение - это фоторецепторы на основе эпитаксиальных структур кадмий-ртуть-теллур (КРТ), всё ещё охлаждаемые, но сильно менее шумящие. Развёртка всё равно механическая по обеим осям, никакой постобработки нет. Серийно выпускаемые приборы "Пособие-2" и "Агава-2" принадлежат именно к этому поколению.

Второе поколение - это уже субматрицы с суммированием не менее чем по двум элементам и одномерной развёрткой (стандарт де-факто - марица 4*288 элементов даёт возможность получить разрешение в 288 телевизионных строк, т.е. старого чёрно-белого телевизора (не забываем, в системе SECAM развёртка чересстрочная, и если эта самая чересстрочность сдохнет - как раз и поимеем 282,5 видимых строк)).  

Третье поколение - полнокадровая матрица из КРТ, всё ещё охлаждаемая, но сканирование уже чисто электронное, размер чувствительного элемента - 20*20 микрон, характерный порог для различения объектов по температуре - 0,07 кельвина. Судя по описаниям, именно к этому поколению относится та камера, которую собираются поставлять французы. У нас это - матрички производства ФГУП "Альфа" и новосибирского института физпроблем (в "гражданской" серии - 128*128, в военной - "отвечаю согласно уставу, уклончиво-непочтительно: а х@й его знает, товарищ майор!"), того же "Ориона" с "Гиредметом" (384*288 элементов)

Четвёртое поколение уже неохлаждаемое, например кремниевые матрицы микроболометров, всяческая пироэлектрика (например, разработанные в ЦНИИ "Циклон" и внедряемые в серию на "Ангстреме" микроболометрические матрички 128*128 и их аналоги от фирмы "Хьюз" и "Тухес Инструмент"(последние - 64*64, "ну не шмогла я!" (ц)... )).

Пятое поколение - это всё, что выше (например, те же неохлаждаемые кремний-платиновые ИОФАНовские матрицы (тоже, кстати, переданные на "Ангстрем" (как у них, бедняг, от такого разнообразия осваиваемых техпроцессов крыша не съехала... ), поделки НПП "Пульсар" (о которых, впрочем, кроме бодрых реляций и пары активно демонстрируемых "из рук" опытных образцов неизвестно), причём всё это как правило интегрировано на одном кристалле с первыми фазами цифровой постобработки.


Ну вот, вроде и с тепловизорами закончили, приступаем к конкретному "разбору полётов"...

Цитата: Enjoy
Сначала идёт оптическая система. В принципе на сегодняшний день - это наверно и самая дорогостоящая вещь.
Неправда...
Это не так по многим причинам:
- во первых, для оптики, предназначенной для работы с ЭОПами пофиг хроматическая аберрация (то, что отличает, например, бинокль от игрушки, имеющей его форму-цвет-размер-увеличение), в окулярной части - по определению (люминофор монохромен), в объективной - в силу достаточно "острой" характеристики фотокатода;
- во вторых, точно по тем же причинам не нужна диапазонность просветляющих покрытий (а значит можно не трахаться с разнотолщинными слоями, а лепить их по принципу "эх раз, да ещё раз, да ещё много-много-много раз" в тупом автоматическом цикле без какой-л. перенастройки. Да и слой тут толще, чем для видимого света выходит )
- в третьих, для такой оптики пофиг дисторсия поля зрения (по той причине, что у ЭОПа она один хрен на порядки больше) и сферическая аберрация (примерно по тем же причинам плюс из-за того, что минимальное рабочее расстояние такой оптики - минимум десяток метров, а никак не десятки сантиметров, как у объектива самой паршивой мыльницы).
- ну и в четвёртых, об остальных искажениях (включая наиболее трудновыводимые из них, типа той же комы) особо заботиться тоже не стоит, хотя бы потому, что линиатура даже самого лучшего ЭОПа в разы, если не на порядки меньше таковой даже у совково-ширпотребных плёнок фирмы Свема (для которых объективы, слава те Господи, даже беспризорники в колонии имени Дзержинского в голодные тридцатые лепили - и ничего, получалось... ).

Вот и выходит, что любой из линейки объективов даже историко-революционного "Киева-4А" (изготавливавшихся, кстати, из лантанового стекла, и посему позволявших снимать даже на плёнку "Инфрахром-1300", до которой ЭОПам как до Китая брассом по пустыням Казахстана... ) все потребности ЭОПа удовлетворяет с ха-арошим запасом. А учтя, что ни один из них дороже $20 в своё время (начало 70-х, инфляцию сами посчитайте) не стоил даже в рознице, а их никоновские аналоги (в цене которых 80% - плата за "бренд") и сейчас редко выползают за две сотни, несмотря на ультрамелкосерийность, и соотнеся это с ценой "голой" ячейки даже поколения II+, получаем, что цена собсно оптики составляет дай Бог прОцентов 10-15 цены готового изделия.

Цитата: Enjoy
наверно в этом и состоит отличие современного тепловизора от старого.
Да нет, именно в этом и состоит отличие ПНВ от тепловизора. Почему - см выше (в т.ч. - в предыдущем посте)...

Цитата: Enjoy
Что такое ЭОП? это кинескоп наоборот.
Да нет, скорее уж не "кинескоп наоборот", а какой-нить ортикон/суперортикон, у которого вместо отклоняющей системы и электронной пушки присандалена система фокусировки и экран. Или если ещё проще - камера плюс кинескоп. Причём 99,9% потребительских его свойств определяются именно "камерой" (т.е. первичным преобразователем).

Цитата: Enjoy
И Тепловизор с ЭОП отличается от современного примерно как телевизор с кинескопом отличается от ЖК телевизора.
"Тепловизор" с ЭОП отличается от тепловизора примерно как плюмбикон 30-х годов от современных камер: заведи сигнал с него хоть на историко-революционный "Рубин" первых выпусков, хоть на топовую "Соньку" этого года с диагональю полтора метра - один хрен ничего кроме откровенной порнографии не получишь...

Цитата: Enjoy
За матрицей идёт электронный блок обработки. В 80 годах это была самая дорогая вещь. Там тогда ставили специализированный видеопроцессор. Но сейчас ничего особенного - компьютер в каждом доме.
Знаете, вообще-то спецпроцессоры там использовали не "от бедности", а "от жадности"... Потому как процессор с архитектурой "заточенной" именно под обработку изображения имеет энергопотребление и размеры порядков на несколько поменьше, чем "процессор общего назначения", занятый ровно той же работой. Например, для того, чтобы обеспечить равное с TMS320xxx от фирмы "Тухес Инструмент" качество обработки (и, соответственно, примерно половину от "нашего ответа Чемберлену" Л1879ВМ1 (NM6403 в экспортном варианте) от ИВО "Модуль") топового четырёхъядерного "Пентиума" откровенно не хватает... Да и цена такому камню - $25 при партии от 10 штук (в отличии от Пенисиума). Так что идею пользоваться ширпотребом там, где нужен специализированный инструмент - рекомендую похерить как можно быстрее...

Цитата: Enjoy
где он и видит ИК изображения перемещённые в видимый диапазон. Вот и всё.
Действительно "...и всё. Телемаркет!" (ц)... За исключением того, что ИК бывает разным: ближним и, скажем так, не очень, подсветным и бесподсветным... А это, знаете ли, иногда важно буквально жизненно...

Цитата: Enjoy
Ну так вот, если бы у меня например, стояла задача сделать тепловизор для танка, я бы сто раз подумал что ставить ЭОП или ПЗС. Потому как танк это всё же не домашний телевизор. Он и прыгает, по нему и снаряды попадают. Там тряска дай боже.
Угу... А ЭОПам, даже более-менее современным, она - как ржавым серпом по ... э-э-э... молоту (они, конечно, чутка поживучее старых поколений, которые даже во всяческих очках-прицелах дополнительно амортизировать приходилось, но всё равно стеклянные и сильно потяжелее матрички, а посему бьются куда легче... ).

Цитата: Enjoy
А Оптика для ПЗС должна быть более хорошо отъюстирована и отцентрирована, т.к. ПЗС меньше и точка у неё меньше.
Это если исходить из равенства разрешений, что в данном случае неверно. Во первых, матрички тепловизоров как правило всё-таки больше (ну или на худой конец - равны по размерам), а во вторых - достигнутое на настоящий момент разрешение у них сильно (как минимум в разы, иногда - на порядок) меньше, чем у ЭОПов. И любят их конструкторы не за разрешение, а несколько за другие свойства... Так что и тут промах..  

Цитата: Enjoy
Ну и матрицы наверно придётся закупать за рубежом, в отличии от ЭОП.
Вообще-то ПЗС-ки у нас производят ещё с начала 80-х годов (например, ИМС 1527ХМ3, с разрешением в 288 телевизионных строк, если мне склероз не изменяет - ленинградская "Светлана"), а вот с матричками дальнего и сверхдальнего ИК практически приемлемых разрешений возиться начали дай Бог лет пять как... Хотя, в принципе, платиносиликоновые матрички 512*512 с коммутатором на том же кристалле из ИОФАНа на "Ангстрем" переехали уже минимум пару лет назад (так что скорее всего сейчас они в стадии установочной серии, и оч не исключаю, что французам либо придётся ставить линию у нас и отдавать технологию, либо идти лесом (если уж "Мотор-Сич" буквально "по живому" зарезали - то поприжать гордых галлов ещё на этапе планирования (буде они "странного возжелают" (ц) ) - сам Бог велел... ).

Цитата: Enjoy
1) качество изображения (у матрицы конечно получше)
Ежели Вы насчёт разрешения и зашумлённости - так прям наоборот...

Цитата: Enjoy
2) стоимость производства (может пусть лучше будет 3 танка с ЭОП чем один с ПЗС)
Ну, исходя из такого подхода, десяток мотоциклов с коляской с установленной туда ПУ "Корнета" - ещё лучше... Что там Суворов завещал? "Не числом, а умением", так?

Цитата: Enjoy
3) простота производства и обслуживания (именно местного производства)
Ну, я бы упирался не в "простоту ремонта", а в независимость доступности комплектующих от настроения очередного ПАСЕ, ОБСЕ и прочих ...СЕ. "Технологическая безопасность оборонных отраслей" называется... И с ней по данному пункту у нас пока что имеет место определённая жоППа (с двумя большими буквами "П")... Но поскольку занят этим не один десяток заведений (см. выше), то "недолго это дело будет жить на земле" (ц)...

Цитата: Enjoy
4) простота ремонта
Тут - полный паритет. И там, и там - ремонт заменой субблока (если накрылся преобразователь, то ремонт в полевых условиях встанет куда дороже, чем установка нового комплекта заранее съюстированной начинки, вынутого из коробочки с ЗИПом - сама-то оптика копейки стоит, а работа по её юстировке в полевых условиях - дохрена и больше).

Цитата: Enjoy
5) способность выдерживать нагрузки, длительность работы.
Тут тоже не всё так однозначно... Например ЭОП II+ поколения гарантированно сдохнет за 3 тыс часов от деградации катода, а вот насчёт некоторых типов матричек (особенно неохлаждаемых) в потенциале можно ждать куда бОльшего - полупроводники, сэ-эр!

Цитата: Enjoy
Так что хотя матрица и лучше ЭОП, но в принципе если ЭОП хорошо сделан, то можно обойтись и им.
Извините, а что лучше, пушка или ПТУР? IMHO - так просто разные вещи, так же как тепловизор и ПНВ...

Цитата: Enjoy
А почему тогда инозаказчики ставят "правильный" тепловизор?
Ну, например, потому, что не хотят "слепнуть" в дымовых завесах и ловить прожектором подсветки ПТУР максимум через полминуты после его включения...

Цитата: Enjoy
Ну представьте себя на месте покупателя, не очень стеснённого в деньгах. Там будет примерно такой диалог:
Покупатель:
-Мне пожалуйста чтоб всё было круто, лучше всех, чтоб шашечки были.
Продавец:
-Шашечки? Конечно, конечно! Любой каприз за ваши деньги:)
Сударь, не обольщайтесь... Поколение "пепси-пейджер-MTV" (точнее, забугорный его эквивалент), для которого главное - "чтобы круто", никто к планированию армейского снабжения "за бугром" не подпускает, и побудительные причины того или иного выбора у соответствующих господ куда более увесистые, нежели "последний писк моды"...писк моды"...