Устройство формирования сигнала изображения

.И. Кириллоанасьева ния ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится квидению. Цель изобретение качества формированизображения. Устр-во сорогенератор 1 согласли 2, 3 и .4, датчик 5 в ния - повышеия сигнала держит синхующие усилите- идеосигнала,б Составитель Э.Борис Техред Л.Олийнык Корректор И,Мус актор Л.Зайце аказ 639856 6 исное одственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тир ВНИИПИ Гос по дела 113035, Москвого комитета ний и открыт аушская наб.1443204 на приборах с зарядовой связью, видеоусилитель 6, формирователь 7 импульсов конца кадра, делитель 8 частоты импульсов, фильтр 9 верхнихчастот, дифференциальный усилитель10, компаратор 11, эл-т И 12, блоксравнения 13, управляемые источники14, 15, 16 и 17 напряжения, Формирователь 18 сигналов управления,блок выбора 19 строки, регистр 20сдвига и блок управления 21, Принципработы устр.ва формирования сигналаиэображения основан на автоматичес-кой регулировке напряжений, управляюИзобретение относится к телевидению и может быть использовано в телевизионных системах с датчиками видеосигнала на приборах с зарядовой связью,5Цель изобретения - повышение качества Формирования сигнала изображения.На Фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства формирования сигнала изображения; наФиг. 2 - схема .блока сравнения, нафиг. 3 - схема управляемого источниканапряжения; на фиг. 4 -схема Формирователя сигналов управления; на 15фиг. 5 - схема блока управления; нафиг, б и 7 - временные диаграммы, поясняющие их работу,Устройство формирования сигналаизображения (фиг. 1) содержит синхрогенератор 1, первый, второй и третий согласующие усилители 2-4, датчик 5 видеосигнала на приборах сзарядовой связью (ПЗС), видеоусилитель б, формирователь 7 импульсовконца кадра, делитель 8 частоты импульсов, фильтр 9 верхних частот,дифференциальный усилитель 10, компаратор 11, элемент И 12, блок 13 сравнения, первый, второй, третий, четвертый управляемые источники 14-17напряжения, формирователь 18 сигналов управления, блок 19 выбора стро"ки, регистр 20 сдвига, блок 21 управления, вход 22 управления, первый и щих работой датчика 5 в процессе калибровки, которая производится какпри перестройке режимов работы датчика 5 (телевизионный, малокадровый),так и при работе в определенном режиме, Цель достигается за счет обеспечения точности калибровки прианализе видеосигнала путем учетаего шумовой составляющей. Устр-вопо пп. 2, 3 и 4 ф-лы отличается выполнением блока сравнения 13, источников 14, 15, 16 и 17 и формирователя 18. 3 з.п. Ф-лы, 7 ил. 2второй входы 23 и 24 кодов превышения опорного сигнала.Блок 13 сравнения (фиг. 2) содержит счетчик 25 импульсов, первый ивторой компараторы 26 и 27 кодов,первый и второй КБ-триггеры 28 и 29,элемент И 30.Управляемый источник напряжения(фиг. 3) содержит элемент ИЛИ 31,реверсивный счетчик 32, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 33, усилитель 34, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 35,Т-триггер 36.Формирователь 18 сигналов управления (фиг4) содержит первый элемент ИЛИ 37, элемент НЕ 38, второйэлемент ИЛИ 39, Э-триггер 40, третийэлемент ИЛИ 41, Т-триггер 42.Блок 21 управления (фиг. 5) содержит компаратор 43 кодов, Э-триггер44, КБ-триггер 45, счетчик 46,Устройство формирования сигналаизображения работает следующим образом. Принцип работы устройства формирования сигнала изображения основан на автоматической регулировке напряжений, управлящцих работой датчика 5 в процессе калибровки, которая про. изводится как при перестройке режимов работы датчика 5 (телевизионный. малокадровый), так и при работе в определенном режиме, при этом для обеспечения точности калибровки при14анализе видеосигнала производится учет его шумовой составляющей.Калибровка устройства Формирования сигнала изображения производится при помещении перед датчиком 5 испытательной таблицы в виде изображения белой полосы на черном Фоне перпендикулярно линии, разделяющей секции накопления и памяти, Изображение таблицы проецируется на секцию накопления датчика 5.Установка испытательной таблицы при калибровке может производиться блоком механических устройств при включении устройства формирования 1 сигнала изображения, при этом на выходе компаратора 43 кодов устанавливается уровень логической единицы, при котором перед датчиком 5 блоком механических устройств устанавливается испытательная таблица. На вход 22 устройства формирования сигнала изображения подается код, определяющий режим работы синхрогенератора 1. На первые входы второго, третьего и четвертого управляемых источников 15-17 напряжений подаются коды чисел, соответствующие уровням напряжений с выходов первого, второго, третьего и четвертого управляемых источников 14-17 напряжений, при которых начинается настройка устройства формирования сигнала изображения. На первый вход реверсивного счетчика 32 первого управляемого источника 14 напряжения подается код числа, соответствующий напряжению, с которого начинается привязка видеосигнала к пороговому уровню Ч, . При смене кода на входе 22 управления устройства формирования сигнала на первом выходе блока 21 управления в течение первого кадра формируется сигнал , уровня логической единицы, при котором производится установка начальных напряжений с выходов первого, второго, третьего и четвертого управляемых источников 14-17 напряжения.При сигнале уровня логического нуля на первом и втором выходах блока 21 управления производится автоматическая установка напряжений секции накопления, секции памяти и выходного регистра датчика 5, при которых минимальна неэффективность переноса заряда ПЭС. При сигнале уровня логической единицы на втором выходе 432044блока 21 управления напряжения навыкодах управляемых источников напряжения фиксируются.После окончания процесса калибровки испытательная таблица убираетсяблоком механических устройств.Устройство формирования сигналаизображения в процессе калибровки 10 работает следующим образом.Синхрогенератор 1 формирует сигналы управления первым, вторым итретьим согласующими усипителями2-4, которые управляют секцией накоп ления, секцией памяти и выходнымрегистром датчика 5, кадровые гасящие импульсы (фиг. ба, 7 а), поступающие на входы формирователя 7 импульсов конца кадра, блока 19 выбора 20 строки, формирователя .18, блока 21управления, входы первого, второго,третьего и четвертого управляемыхисточников 14-17 напряжений, а также строчные гасящие импульсы (фиг.бб), 25 поступающие на вход блока 19 выборастроки.Формирователь 7 импульсов конца1кадра формирует импульсы конца кадра (фиг. бв), поступаницие на вход Зр блока 13 сравнения. Блок 19 выборастроки формирует импульсы исследуемых строк изображения (фиг, бг), поступающие на вход элемента И 12. Третий согласующий усилитель 4 формирует тактовые импульсы (фиг. бд), которые поступают с второго выхода третьего согласующего усилителя 4 навход элемента И 12, причем каждый.импульс соответствует элементу изобра жения датчика 5 видеосигнала на ПЗС.Видеосигнал (фиг. бе) с выходадатчика 5 через видеоусилитель 6 поступает на фильтр 9Продифференцированный видеосигнал (фиг. бж) с выхода 45 фильтра 9 поступает в дифференциальный усилитель 1 О и с его выхода накомпаратор 11, на другой вход которого подается опорный сигнал ЧПри превышении уровня видеосигналаопорного сигнала Ч на выходе компаратора 11 вырабатывается сигналуровня логической единицы (фиг. бз),поступаниций на первый вход элементаИ 12, на вход которого поступают также импульсы из блока 19 выбора строки (фиг. бг) и импульсы с второговыхода третьего согласующего усилителя 4 (фиг. бд). С выхода элементаИ 12 на вход блока 13 сравнения пос 1443204тупают импульсы, количество которыхравно количеству элементов исследуемого фрагмента изображения, приращение видеосигнала в которых больше заданного порогового уровня Ч (фиг. би).На первый вход 23 подается код числа, равного количеству элементов изображения, приращение видеосигнала с которых превышает опорный сигнал 7 , а на второй вход 24 подается вор ькод числа, равного допустимому числу элементов изображения, приращение видеосигнала с которых может превысить уровень сигнала опорного Ч, . На первые входы реверсивных счетчиков 32, второго, третьего и четвертого управляемых источников 15-17 напряжений подаются коды чисел, соответствующие исходным напряжениям секции накопления памяти и выходного регистра, датчика 5, с которых начинается настройка устройства формирования сигнала изображения.Дальнейшую работу устройства формирования сигнала изображения можно разделить на три цикла.Во время первого цикла происходит автоматическая установка оптимального напряжения первого согласующего усилителя 2, управляющего работой секции накопления датчика 5.Если в течение кадра количество импульсов, поступающих на первый вход блока 13 сравнения, больше чисел, установленных на первом и втором входах 23 и 24 (фиг. би, период Т 1), то на его втором и первом выходах в моменты времени г с (фиг. бн, м, к, л, период Т 1) установится состояние логической единицы, а на третьемвыходе в момент времени с (фиг, бо, период Т 1) установится состояние логического нуля, На первом выходе формирователя 18 состояние логического нуля не изменится (фиг. 7 е, период Т 1), на втором его выходе установится состояние логической единицы (фиг,7 в, период Т 1), а на третьем выходе в момент времени с (фиг, 76, период Т 1) установится - состояние логического нуля. Во время кадрового гасящего импульса (фиг. ба, 7 а) первый управляемый источник 14 напряженияуменьшит напряжение на втором входе дифференциального усилителя 10 (фиг.7 ж, период Т 1), тем самым уменьшаявелиЧину постоянной составляющей55 второго управляемого источника 15напряжения возрастает (фиг. 7 з,период ТЗ).После изменения напряжения навыходе второго управляемого источна выходе дифференциального усилителя 10 и привязывая вершину импульсов видеосигнала к уровню порогово го напряжения УЕсли в течение кадра количествоимпульсов, поступающих на первыйвход блока 13 сравнения, меньше чисел, установленных на первом и вто О ром входах 23 и 24 (фиг, би, периодТ 2), то на его первом, втором и третьем выходах установится состояниелогического нуля (фиг. бн, м, о).На первом выходе формирователя 18 15 состояние логического нуля не изменится (фиг, 7 е, период Т 2). На втором выходе формирователя 18 установится состояние логической единицы (фиг. 7 в, период Т 2), а на тре тьем выходе в момент времени с,(фиг. 7 б, период Т 2) установитсясостояние логического нуля. Во времякадрового гасящего импульса первыйуправляемый источник 14 напряжения 25 увеличит напряжение на входе дифференциального усилителя 10 (фиг. 7 ж,период Т 2), привязывал вершину импульсов видеосигнала к уровню порогового напряжения Уо .ЗО Если в течение кадра количествоимпульсов, поступающих на первыйвход блока 13 сравнения, больше числа, установленного на первом входе23, но меньше числа, установленного З 5 на втором входе 24 (фиг, би, периодТЗ), то на первом выходе блока 3сравнения установится состояние логического нуля (фиг, бн, период ТЗ),а на втором и третьем выходах блока О 13 сравнения в момент с (фиг. б,м, о, период ТЗ) установится состояние логической единицы. На первомвыходе формирователя 18 сохранитсясостояние логического нуля (фиг.7 е, ,15 период ТЗ), на его третьем выходеустановится состояние логическойединицы (фиг. 7 б, период ТЗ), ана втором выходе формирователя 18в момент времени с (фиг. 7 в, пе риод ТЗ) установится состояние логического нуля. Напряжение на выходе первого управляемого источника14 напряжения не изменится (фиг,7 ж,период ТЗ), а напряжение на выходеЕсли в течение следующего кадра количество импульсов, поступивших на первый вход блока 13 сравнения, больше числа, установленного на первом входе 23 но меньше числа, установленного на втором входе 24 (фиг. 6 и, период Т 5), то на втором (фиг. 6 м, период Т 5) и третьем (фиг. 6 о,.период Т 5) выходах блока 13 сравнения в момент. времени с, установится состояние логической единицы, а на его первом выходе - состояние логического нуля (фиг.бн, период Т 5).Состояние на первом выходе формирователя 18 не изменится (фиг, 7 е, период Т 5), на втором выходе Формирователя 18 в момент времени с установится состояние логического нуля (фиг. 7 в, период Т 5), а на третьем выходе - состояние логической едини- цы (фиг. 7 б, период Т 5). Второй управляемый источник 15 напряжения производит дальнейшее изменение напряжения в направлении, в котором оно изменялось впредыдущем кадре. 35 ника 15 напряжения во время следующего кадра производится анализ видеосигнала с выхода датчика 5.Если в течение следующего кадра количество импульсов, поступивших на первыйвход блока 13 сравнения, больше чисел, установленных на первом 23 и втором 24 входах (фиг. 6 и, период Т 4), то на втором и первом выходах блока 13 в моменты времени г и с установится состояние логической единицы (фиг. 6 м, н, период Т 4), а на третьем выходе в момент времечи г - состояние логического 15 нуля (Фиг. 6 о, период Т 4).Логическое состояние на первом выходе Формирователя 18 не изменится (фиг. 7 е, период Т 4) и второй управляемый источник 16 напряжения 20 не изменит направления изменения напряжения (Фиг. 7 э, период Т 4).На втором выходе формирователя 18 установится состояние логической единицы (фиг. 7 в, период Т 4), а на его 25 третьем выходе в момент времени с состояние логического нуля (фиг.7 б, период Т 4), и после привязки вершины импульса к уровню П производится дальнейшее изменение йапряжения в 30 том же направлении, в котором оно изменилось в предыдущем кадре. Если в течение следующего кадра количество импульсов, поступающих на первый вход блока 13 сравнения, меньше чисел, установленных на первом и втором входах 23 и 24 (Фиг, би, период Т 6), то на его первом, втором и третьем выходах установится состояние логического нуля (фиг. 6 н, м, о, период Т 6). Состояние на первом выходе формирователя 18 в момент времени с изменится на противоположное3(фиг. 7 е, период Т 6) и второй управляемый источник 15 напряжения изменит направление изменения напряжения на противоположное, На втором выходе формирователя 18 установится состояние логической единицы (фиг. 7 в, период Т 6), а на третьем выходе в момент времени г - состояние логического нуля (фиг. 7 б, период Т 6)и после привязки вершины импульса к описанному уровню .Б производится дальнейооршее изменение напряжения в направлении, противоположном направлению, в котором напряжение изменялось в предыдущем кадре. При достижении оптимального напряжения секции накопления датчика 5 изменения напряжения в большую и меньшую сторону от оптимального, производимого вторым управляемым источником 15 напряжения, приводят к формированию импульсов, поступающих на вход делителя 8 частоты импульсов. Делитель, вход которого подключен к первому выходу формирователя 18, фиксирует изменения состояния первого выхода формирователя 18. При определенном количестве поступивших импульсов, определяемых коэффициентом деления делителя 8, последний формирует импульс, поступакзций в регистр 20 сдвига, который запрещает работу второго управляемого источника 15 напряжения и разрешает работу третьего управляемого источника 16 напряжения путем подачи нашестой вход второго управляющего источника 15 напряжения логической единицы, а на шестой вход третьего управляемого источника 16 напряжения логического нуля. Устройство формирования сигнала изображения переходит к следующему циклу работы, во время которого производится автоматическая установка оптимального управляющего напряжения третьего согласующего усилителя 4,1443204 управляющего работой выходного регистра датчика 5,Управляющее напряжение из четвертого управляемого источника 17 напряжения поступает на второй вход третьего согласующего усилителя 4, При1достижении максимальной крутизнычерно-белого перепада видеосигнала делитель 8 при определенном количестве поступивших импульсов формирует сигнал логической единицы, поступающий в регистр 20, о запрете работы четвертого управляемого источника 17 напряжения и сигнал логичес:кого нуля о разрешении работы второго управляемого источника 15 напряжения,.При определенном количестве импульсов, поступивших на третий входблока 21 управления и определяемыхкоэффициентом пересчета счетчика 46блока 21 управления, на втором выходе блока 21 управления Формируетсясигнал уровня логической единицы,который прекращает калибровку устройства и фиксирует установленныеуправляющие напряжения секции накопления, памяти и выходного регистрадатчика 5. При этом на выходе компаратора 43 Формируется сигнал уровня логического нуля, при котором производится снятие испытательной таблицы и переход от режима калибровкив рабочий режим. дифференциальный усилитель, компаратор, элемент И и блок сравнения, а также блок управления, формирователь сигналов управления, делитель частоты импульсов, регистр сдвига, блок выбора строки, формирователь импульсов конца кадра и первый, второй, третий и четвертый управляемые источники напряжения, при этом четвертый выход синхрогенератора соединен с входом формирователя импульсов конца кадра и с первыми входами блока ыбора строки, формирователя сигнаов управления, первого, второго, третьего и четвертого управляемых источников напряжения и блока управ. - ления, второй вход которого объединен 5 10 15 с входом синхрогенератора и являетсявходом управления устройства Формирования сигнала изображения, пятый выход синхрогенератора соединен свторым входом блока выбора строки,выход которого соединен с вторым входом элемента И, третий вход которогосоединен с вторым выходом третьегосогласующего усилителя, а выход соединен с первым входом блока сравнения,второй вход которого соединен с выходом Формирователя импульсов концакадра, третий и четвертый входы блокасравнения являются соответственнопервым и вторым входами кодов превышения опорного сигнала, первый выходсоединен с вторым входом первого уп-,равляемого источника напряжения, авторой и третий выходы блока сравнения соединены соответственно с вторыми третьим входами формирователя сигналов управления, первый выход котороформула изобретения го соединен с входом делителя частоты импульсови с вторыми входами второго,третьего и четвертого управляемых источников напряжения, второй выходсоединен с третьими входами второготретьего и четвертого управляемыхисточников напряжения,а третий выходсоединен с третьим входом первого управляемого источника напряжения, четвертый вход которого объединен с четвертыми входами второго, третьего ичетвертого управляемых источниковнапряжения и соединен с первым выхового управляемого источника напряжения объединены с пятыми входами вто 1. Устройство Формирования сигнала изображения, содержащее последовательно соединенные датчик видеосигнала на приборах с зарядовой связью и видеоусилитель, выход которогоявляется выходом устройства Формирования сигнала изображения, первый,второй и третий согласующие усилители и синхрогенератор, первый, второйи третий выходы которого через одноименные согласующие усилители соединены соответственно с входом секции 5 Онакопления, входом секции памяти ивходом выходного регистра датчикавидеосигнала на приборах с зарядовойсвязью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, дом блока управления, третий вход кочто, с целью повышения качества фор торого объединен с входом сдвиговогомирования сигнала изображения, вве-регистра и соединен с выходом делитедены последовательно соединенныеля частоты, пятьй и шестой входы перфильтр верхних частот, вход которогосоединен с выходом видеоусилителя, 144 ЗгО 4 1рого, третьего и четвертого управляемых источников напряжения и соединены с вторым выходом блока управления, а выход соединен с вторым входом дифференциального усилителя, шестой вход второго управляемого источника напряжения соединен с первым выходом регистра сдвига, второй и третий выходы которого соединены с 1 О шестыми входами соответственно третьего и четвертого управляемых источников напряжения, выходы второго, третьего и четвертого управляемых источников напряжения соединены с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего согласующих усилителей.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок срав нения содержит счетчик импульсов, первый вход которого является первым входом блока сравнения-, первый и второй компараторы кодов, первые входы которых являются соответственно третьим 25 и четвертым входами блока сравнения, а вторые входы объединены и соединены с выходом счетчика импульсов, первый КБ-триггер, Б-вход которого соединен с выходом первого компаратора ЗО кодов, а прямой выход является первым выходом блока сравнения, второй КБ-триггер, Б-вход которого соединен с выходом второго компаратора кодов, а К-вход объединен с К-входом первого КБ-триггера с вторым входом счетчика импульсов и является вторым входом блока сравнения, и элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго КБ-триггера и 4 О является вторьж выходом блока сравнения, второй вход соединен с инверсным выходом первого КБ-триггера, а выход является третьим выходом блока сравнения. 453. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что управляемый источник напряжения содержит последовательно соединенные реверсивныйсчетчик, первый вход которого является входом эадания кода, цифроаналоговый преобраэователь и усилитель,выход которого является выходом управляемого источника напряжения, элемент ИЛИ, первый, второй и третийвходы которого являются соответственно шестым, третьим и пятым входамиуправляемого источника напряжения,а выход соединен с вторым входом реверсивного счетчика, третий и четвертый входы которого являются соответственно первым и четвертым входамиуправляемого источника напряжения,а также последовательно соединенныеТ-триггер, вход которого соединен свторым выходом реверсивного счетчика, и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второйвход которого является вторым входомуправляемого источника напряжения,а выход соединен с пятым входом реверсивного счетчика. 4, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь сигналов управления содержит последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, первый вход которого является третьим входом формирователя сигналов управления, а выход является третьим выходом формирователя сигналов управления, элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, выход которого является вторьк выходом формирователя сигналов управления,Р-триггер, третий элемент ИЛИ, второй вход которого объединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ и П-триггера и является первым входом формирователя сигналов управления, а третий вход третьего элемента ИЛИ является вторьи входом формирователя сигналов управления, и Т-триггер, выход которого является первым выходом формирователя сигналов управления.