Цифровой аддитивный анализатор

В любительских условиях аддитивный метод фотопечати легче поддается автоматизации, чем субтрактивный. Из этих соображений и был изготовлен и испытан данный анализатор, предназначенный для автоматизации процесса цветокоррекции в цветном позитивном процессе. Прибор (рис. 108) позволяет значительно ускорить изготовление цветных фотокопий, сократить количество пробных отпечатков при печати с негативов на разных типах пленок, а также в том случае, если при съемке на одном типе негативного материала применялись источники света различного спектрального состава (например, дневной свет и свет ламп накаливания). При фотопечати с однотипных негативов прибор работает очень точно, что позволяет свести брак к минимуму.

Прибор показывает реальное время, в течение которого необходимо экспонировать каждый слой цветного позитивного материала, чтобы получить фотоотпечаток с номинальной плотностью и правильной коррекцией.

В практике черно-белой фотопечати анализатор можно использовать как высокоточный фотоэкспозиметр. Измерение производят в трех участках спектра: синем, зеленом и красном, что соответствует максимумам поглощения красителей, содержащихся в соответствующих слоях цветного негативного материала.

Интервал измеряемых экспозиций разбит на два диапазона: от 0,01 с до 9,99 с и от 0,1 с до 99,9 с. Результаты измерения отображаются на трехразрядном цифровом табло.

Рис. 108. Общий вид цифрового аддитивного анализатора

Прибор имеет две калибровочные программы, которые можно использовать для работы с двумя типами цветных позитивных материалов, имеющих различные значения балансных светофильтров. Эти же программы (при работе на одном типе цветного позитивного материала) можно использовать для измерения двух видов заранее выбранных цветных тонов. Например, одну программу откалибровать для измерения по средне-серому тону, а вторую — по телесному тону. Участки с такой окраской можно найти практически на любом цветном негативе.

Принцип действия прибора основан на время-импульс-ном методе измерения (рис. 109). Цикл измерения имеет длительность 0,1 с в диапазоне выдержек 0,01 с — 9,99 с и 1 с в диапазоне 0,1 — 99,9 с.

Рассмотрим работу прибора в течение одного цикла измерения. Импульсы с частотой 100 кГц с генератора на микросхеме DD7 поступают на декадные делители DD2—DD6. На выходе счетчика DD4 возникает последовательность импульсов с периодом 0,1 с или 1 с (в зависимости от положения переключателя диапазонов SA5). В целях улучшения стабильности работы генератор стабилизирован кварцевым резонатором ZQ1. Импульс со счетчика DD4 устанавливает триггер DD1.1 в единичное состояние. При этом открывается транзистор VT1 и закрывается транзистор VT2. Начинается цикл интегрирования. Счетные импульсы с периодом 0,1 мс или 1 мс (в зависимости от диапазона измерения) через инвертор DD8.4 начинают поступать на счетчики DD9—DD11. Отрицательное напряжение на выходе интегратора, выполненного на операционном усилителе DA1, начинает увеличиваться пропорционально освещенности фоторезистора. Напряжение с выхода микросхемы DA1 поступает на один из входов компаратора DA2. На другой вход подается опорное напряжение с одного из калибровочных резисторов R26—R31. В момент, когда эти напряжения сравняются, компаратор перейдет из одного устойчивого состояния в другое. На его выходе возникнет перепад напряжения, который инвертируется транзистором VT5, и с него поступит на вход R триггера DD1.1, устанавливая его в нулевое состояние. Прохождение счетных импульсов через элемент DD8.4 прекращается. При этом открывается транзистор VT2 и через малое сопротивление его канала разряжается интегрирующий конденсатор С3, готовя таким образом интегратор к следующему циклу измерения. Записанная в счетчиках DD9—DD11 информация переписывается в конце каждого цикла интегрирования в промежуточные регистры DD12—DD14. Регистры служат для устранения мелькания цифр во время счета в процессе измерения.

Счетчики DD9—DD11 устанавливаются в нулевое состояние импульсом, возникающим в конце интегрирования и задержанным элементами DD8.1—DD8.3. Информация, записанная в регистрах, поступает на дешифраторы DD15—DD17, с них — на семисегментные светодиодные индикаторы HL3—HL5 и индицируется ими до окончания следующего цикла измерения. Триггер D1.2 служит для гашения индикаторов в случае слишком малой освещенности фоторезистора R1. Если к концу цикла измерения напряжение на выходе интегратора DA1 не достигнет порогового, то триггер DD1.2 переходит в нулевое состояние; через входы Г дешифратор гасит индикаторы. Таким образом, мигание индикаторов говорит о недостатке освещенности и необходимости перейти на другой диапазон измерения.

Для балансировки интегратора при налаживании служит резистор R5 и схема на транзисторах VT3—VT4.

При затемненном резисторе R1 напряжение на выходе DA1 должно иметь небольшую отрицательную величину. В этом случае транзистор VT3 закрыт, транзистор VT4 открыт и светится зеленый светодиод HL2. В случае положительного напряжения на выходе DA1 светится красный светодиод HL1, что говорит о необходимости балансировки. Вращая резистор R5, добиваются погашения красного светодиода. Момент погашения светодиода HL1 и зажигания HL2 говорит о балансе. О точном балансе говорит и мигание (при затемненном фотоприемнике) цифровых индикаторов с минимальной частотой.

Анализатор изготовлен из доступных деталей. В частности, в нем применены микросхемы широко распространенной серии 155. Прибор состоит из двух блоков. Выносной блок (рис. ПО) содержит турель с зональными светофильтрами, фотоприемник, интегратор DA1, компаратор DA2, индикаторы баланса HL1—HL2 и балансировочный резистор R5. С турелью сопряжены микропереключатели SA1—SA3, которые после установки одного из зональных светофильтров подключают к компаратору соответствующий калибровочный резистор.

Принципиальная электрическая схема выносного измерительного анализатора

Основной блок (см. рис. 109) содержит всю цифровую часть прибора, источник питания, выведенные на переднюю стенку калибровочные резисторы R26—R31, переключатель диапазонов SA5, переключатель программ SB6, включатель сетевого напряжения SA4 и микроамперметр РА 1 . Фоторезистор ФПФ-7 с любым буквенным индексом. (Такие резисторы применяются в фотоэкспонометрах Ленинград-6, Свердловск.) Фоторезистор ФПФ-7 можно заменить фоторезистором ФПФ-9, другие типы применять нежелательно из-за большой нелинейности их люкс-амперных характеристик. Применение фотодиодов, при всех их достоинствах, не представляется возможным из-за малой чувствительности их в коротковолновой части спектра. Светодиоды HL1—HL2 можно заменить любыми, например АЛ-102 при соответствующем подборе резисторов R12, R14 по номинальному току светодиода.

Интегрирующий конденсатор СЗ должен иметь небольшой ток утечки. Подойдут конденсаторы серий К-73, К-77 и им подобные. Микросхему К544УД1 можно заменить на КР544УД1, а микросхему К521САЗ — на К544САЗ. Разъем XI — любой, с числом контактов не менее 10. Переключатель SA5 — типа МТ, переключатель SB6 — типа П2К. Резисторы R26—R31 желательно применять проволочные, так как у: них надежней контакт между ползунком и резистивным элементом. Кварцевый резонатор ZQ1 — любого типа на частоту 100 кГц. Дешифраторы К514ИД1 можно заменить КР514ИД1.

Можно применять и дешифраторы К514ИД2 или КР514ИД2, но в этом случае понадобится установка балластных резисторов и применение светодиодных индикаторов с общим анодом.

Микроамперметр РА 1 служит в качестве электрической шкалы для калибровочных резисторов. Полное отклонение стрелки должно быть при 12В , и регулируется оно резистором R34. В качестве зональных светофильтров применены следующие комбинации цветных стекол: синий светофильтр — стекло СС4, толщина 5 мм; стекло СЗС-18, толщина 2 мм; зеленый светофильтр — стекло ЖС-18 толщиной 3 мм; стекло СЗС-18 толщиной 3 мм; красный светофильтр— ст екло КС-14 толщиной 2.мм.

Годятся и другие строго зональные светофильтры. Например, зеленый и красный светофильтры подойдут от цветоанализатора Цветан. Дополнительно для ослабления инфракрасного излучения от лампы накаливания перед фоторезистором установлен светофильтр из стекла СЗС-16 толщиной 4—5 мм. Такое стекло применяется в качестве теплофильтра в диапроекторах.

Рис. 111. Принципиальная электрическая схема блока питания цифрового аддитивного анализатора

В качестве источника питания (рис. 111) можно применить любой стабилизатор, обеспечивающий при напряжении 5В ток нагрузки 0,5 А, а при напряжении 12 В — ток 5 мА. Прибор собран на двух печатных платах, разводка которых зависит от применяемых компонентов, и поэтому в описании не приводится.

Правильно собранный прибор нуждается в минимальной наладке. Цифровая часть схемы, если она собрана правильно, начинает работать сразу. Затемнив фоторезистор, балансируют интегратор DA1 до момента загорания зеленого светодиода HL2. При испытании прибора в условиях фотолаборатории иногда может понадобиться корректировка величины конденсатора СЗ для приведения величины выдержек, показываемых прибором, к реальным , полученным путем пробной печати. При увеличении емкости конденсатора СЗ значения выдержек, показываемых прибором, увеличиваются, и наоборот. Для некоторых образцов фоторезисторов может понадобиться установка серого светофильтра в красном канале (для ослабления его чувствительности). Плотность светофильтра подбирают опытным путем. Изготовить светофильтр можно из засвеченной и проявленной до соответствующей степени почернения черно-белой фотопленки.

Рекомендации по работе с прибором. Прежде всего необходимо сделать на цветной негативной пленке снимок нейтрально-серой шкалы. Обработанный негатив устанавливают в увеличитель. Путем пробной печати подбирают такое сочетание экспозиций за зональными светофильтрами, чтобы на отпечатке после обработки получилось изображение серой шкалы с оптимальной плотностью и нейтрально-серым цветом. Значения экспозиций записывают. После этого убирают светофильтры из увеличителя, кладут выносной блок на экран, совмещают фотоприемник с участком негатива, на котором изображен средне-серый тон, и начинают калибровку прибора. Включают одну из программ переключателем SB6, устанавливают красный светофильтр на турели анализатора и, вращая ручку соответствующего калибровочного резистора, добиваются на цифровом табло такого же показания, как при пробной печати через красный светофильтр. Эту операцию повторяют за зеленым и синим светофильтрами. Каждый раз записывают показания прибора РА 1 . При калибровке синего канала нужно учитывать инерционность фотоприемника и ждать, когда показания цифрового табло установятся. Если откалибровать анализатор не удается, то нужно откорректировать величину конденсатора СЗ или заменить лампу в увеличителе на более мощную.

Записанные показания прибора РА 1 могут понадобиться в дальнейшем, если придется работать на том позитивном материале, для которого проводилась калибровка. В этом случае достаточно будет установить ручками калибровочных резисторов на шкале прибора РА 1 записанные показания.

Закончив калибровку, в фотоувеличитель устанавливают рабочий негатив, включают лампу, направляют фотоприемник на участок негатива со средне-серым тоном и проводят измерение по очереди за каждым зональным светофильтром. Значения выдержек, показанные прибором, и будут теми величинами экспозиций, которые нужно установить на реле времени для экспонирования позитивного материала с данного негатива.

По мере накопления опыта работы с прибором калибровку можно будет проводить по любому рабочему негативу. В этом случае для калибровки лучше всего использовать участки негатива с серым или телесным тоном. Анализатор можно использовать и при печати черно-белых фотографий. Но в этом случае желательно использовать красный или зеленый канал.