Каждая ячейка ПЗС-прибора напоминает "стакан" для заряда, который туда натекает со скоростью, пропорциональной освещенности ячейки. В течение времени выдержки ему дают туда натекать, потом начинается процесс съёма сигнала. При этом в каждой цепочке ячеек (она может не совпадать с топологической строкой/столбцом) по тактовому сигналу происходит процесс "перелива" содержимого из каждого ее стакана в следующий. Сигнал на выходе преобразователя заряд-напряжение, находящегося в конце цепочки, последовательно принимает значения, соответствующие зарядам от всех ее ячеек, начиная от ближней и заканчивая самой дальней. Причем сигнал от самой дальней, прежде чем прийти на преобразователь, побывает по очереди во всех промежуточных "стаканах". Скорость накопления заряда практически линейно зависит от освещенности. Кроме того, есть некий "темновой ток", из-за которого невозможны очень длинные выдержки. При превышении некоторой экспозиции "стакан" переполняется, и заряд в нем перестает увеличиваться, но зато начинает растекаться вокруг, попадая в соседние стаканы (Блюминг-эффект). При этом, насколько мне известно, отсутствует возможность регулировать эту максимальную экспозицию: она задается технологически еще при проектировании матрицы. Из изложенного понятно, что у матрицы есть только ОДНА светочувствительность (она же минимальная). К примеру, у Nikon D70 она была равна 200, именно поэтому эта матрица и вела себя лучше на высоких ISO, чем предшествующие модели. После преобразователя "заряд-напряжение" сигнал масштабируется аналоговой частью схемы, а затем подается на АЦП и переводится в цифровой вид. Не могу этого утверждать, но похоже, что именно на этом этапе происходит управление ISO: при удвоении ISO сигнал просто усиливается вдвое, т.е. в диапазон АЦП укладывется нижняя половина сигнала с матрицы. Соответственно, вдвое усиливаются и шумы. Кстати, в астрономии уже давно используются охлаждаемые до -100 и более матрицы на выдержках, измеряемых часами: тепловые шумы увеличиваются вдвое при увеличении температуры на 8 градусов. Результирующий динамический диапазон (отношение между максимальным сигналам и шумами), следовательно, зависит от установленной светочувствительности настолько же, насколько от нее зависят шумы. В реальных условиях важно поведение системы на краях диапазона. Человеческие органы чувств имеют логарифмический характер чувствительности, матрица же - линейный. В этом смысле пленка, как известно, обладает повышенной "перегрузочной способностью" в светах, но зато серьезно проигрывет в тенях. Однако, что бы там ни говорили, заметность искажений в светах больше. Поэтому и родилась технически изощренная, но результативная идея "Super CCD" с ячейками различной чувствительности от Fuji.
длина у проводников ограничена только лишь потому, что они образуют простейшую интегрирующую RC-цепочку (любой реальный проводник является и сопротивлением, и ёмкостью, и индуктивностью одновременно), являющуюся отличным ФНЧ, соответственно, фронты сигнала уплывают за милую душу, ибо прямоугольный импульс имеет очень широкий спектр. по сути -- бесконечный а про принципы работы усилительного каскады вы замечательно ушли от ответа, сославшись на учебник вы хоть знаете, что такое ПЗС -- прибор с зарядовой связью? на ПЗС-матрице нет никаких длинных проводников от каждого элемента -- заряд считывается построчно/по столбцам (логическим, может и не совпадать с геометрическими строками-столбцами) путём потактового переноса заряда из одной ячейки в следующую, а АЦП аккуратненько оцифровывает каждый сигнал, приходящий в граничную ячейку. НЕТУ там длинных линий передачи и тому подобного насчёт выборки АЦП в каких-то там частях: бред. перед АЦП стоит регулируемый усилитель, который растягивает сигнал с матрицы под шкалу АЦП. в зависимости от ИСО изменяется и коэффициент усиления, так что АЦП ничего не выбирает, он работает в постоянном (практически) режиме
:'( Во блин, как раскатали мою теорию Вот только я вижу более подробное ее описание. Ну я же специально пытался объяснить на пальцах, не заходя глубоко в теорию, но видимо придется дополнить. По поводу перетекания заряда, я специально указал в своем посте "Не зависимо от типа матрицы, без разницы как происходит передача информации с ячейки матрицы, по прямому проводу или по тактовому сигналу перезаряжать емкость соседней ячейки, главное здесь, что заряд с каждой ячейки будет передаваться по своему пути, отличном от других, и в данном случае соседняя ячейка будет являться проводником другой ячеки, то есть, тем же куском провода. По поводу линейности приборов, каждый полупроводник имеет свою ВАХ (которая в свою очередь близка, но не целиком повторяется у приборов даже из одной партии выпуска), и какой участок ВАХ будет использоваться зависит от режима работы данного прибора, если мы хотим допустим реализовать линейный усилитель, то соответственно устанавливаем такое смещение на базе, которое будет загонять режим работы каскада на линейную часть графика (вернее максимально близкую к линейной). Попробуйте создать обычный многокаскадный линейный усилитель (ну хотябы из 3х каскадов), могу сразу сказать - сразу это не получится, для полной линейности, будет необходимо подгонять каждый каскад по максимальной линейности, и чем больше каскадов тем тяжелее это реализовать. Без разницы чем реализованы ячейки матрицы, транзистор там или диод, я указал резистор, думал так нагляднее и понятней. (сколько раз себя упрекал, что писать о ВЫСОКИХ материях, надо обдумавши каждое слово, и как это слово может быть исталковано):'( К чему разговор о линейности? К тому что, если бы все элементы матрицы имели абсолютно одинаковые ВАХ и приходили бы на обработку АЦП, абсолютно одинаково, то и шумы были бы одинаковы не зависимо от усиления перед АЦП (т.е 3200 и 100 ИЗО). По поводу выборки АЦП, ну не надо уж так истолковывать мои упращения Естественно АЦП работает в фиксированном диапазоне потенциалов, а усилитель просто подгоняет данные потенциалы под этот диапазон, который соответственно с определенной дискретность в зависимости от разрядности разбивается на 256 или 64К или сколько угодно участков кривой (кривой которую я описал в первом опыте своего первого поста). О чем это я? Я о том что , матрица линейна, но это в идеале, на деле же не линейность аналоговой части , компенсируется линейной разбивкой АЦП, с соответствующими потерями и шумами.... ИМХО: Светочувствительный слой это тоже самое, что и матрица до преобразования АЦП, но с большей беспорядочностью..... Вообще мы говорим о таких вещах, о которых говорить следует рисуя и приводя схемы, графики и картинки, просто довольно лениво. Но сколько уже прочитано статей на эту тему и каждый трактует сие по своему.... вернее как он это понял сам.
Не претендую на истину в последней инстанции. Вообще интересно посмотреть на дискуссию на хоботе, очень интересна работа АЦП и принципы современой обработки аналогового сигнала, особенно та часть которая касается канальности современных АЦП и кэширования...
