Устройство обнаружения оптических сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 3423 СПУБЛИК 18 51 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТ Ячт МЕЧ,(Л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзн ы й научно-исследо вател ьскийинститут телевидения(54) УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в телевизионных устройствах, осуществляющих селекцию полезного сигнала в режиме счетафотонов, Цель изобретения - повышениебыстродействия и достоверности обнаружения. Датчик 1 одноэлектронных импульсовпреобразует световой поток фона и объектав последовательность одноэлектронных импульсов, нормируемых формирователем 2 сигнала. Импульсная последовательность поступает на вход элемента 3 И и на входы п+1 блоков 4 обнаружения. При поступлении сигнала "Обнаружение" блок 12 управления формирует последовательность управляющих сигналов, открывающих элемент 3 И и элемент 5 И блоков 4 обнаружения. В блоке 8 вычисления осуществляется измерение среднего значения и средне- квадратическое значение фоновой засветки, суммируемые в сумматоре 9, Суммарное значение фоновой засветки записывается в счетчики 6 блоков 4 обнаружения, Из этих значений вычитаются одноэлектронные импульсы, при этом, если число превышает записанные в счетчик 6 записи, формируется сигнал обнаружения, фиксируемый в регистр блока 11. 4 ил.Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в телевизионных устройствах, осуществляющих селекцию полезного сигнала в режиме счетафотонов. 5Цель изобретения - повышение быстродействия и достоверности обнаружения,На фиг, 1 представлена структурнаяэлектрическая схема устройства обнаружения; на фиг, 2 - структурные электрические 10схемы блока измерения фона и блока вычисления; на фиг, 3 - структурная электрическая схема блока управления; на фиг, 4 -временные диаграммы сигналов блока управления. 15Устройство обнаружения оптическихсигналов (фиг.1) содержит датчик 1 одноэлектронных импульсов, формирователь 2сигнала, элемент И 3, первый, второй(п+1)-й блоки 4.1, 4.2, 4,(п+1) обнаружения, каждый из которых содержит элементИ 5,1, 5.2.5.(п+1) блока 4.1, 4,24,(п+1) обнаружения и счетчик 6.1, 6.26(п+1) блока4.1, 4,2,4,(п+1) обнаружения, блок 7 измерения фона, блок 8 вычисления, сумматор 9, 25элемент ИЛИ 10, регистрирующий блок 11и блок 12 управления. Блок 7 измеренияфона (фиг.2) содержит делитель 13 частотыи счетчик 14 импульсов, Блок 8 вычисления(фиг.3) содержит первый 17 и второй 18 элементы И блока управления, реверсивныйсчетчик 19 блока управления, счетчик 20Джонсона, установочный триггер 21, первый, второй,(п+1)-й формирователи 22.1,22,2,22,(п+1) блока управления и задающий генератор 23,Устройство обнаружения оптических 40 сигналов работает следующим образом,За счет введения и блоков 4 обнаружения, каждый из которых содержит элемент И 5 и счетчик 6, работающий в режиме вычитания, устройство обнаружения оптиче ских сигналов позволяет проводить компенсацию величины фоновой засветки и обнаружение полезного видеосигнала на промежутке времени, равном длительности выделяемого сигнала т (фиг,4), Причем на чало работы каждой цепочки сдвинуто относительно предыдущей цепочки на время, равное т/(и+1), где (п+1) - число блоков 4 обнаружения. Введение блока 8 вычисления, который выполняет функцию извлече ния квадратного корня из измеренной величины фоновой засветки, позволяет. уменьшить вероятность ложной тревоги и тем самым повысить достоверность обнаружения сигнала. Блок 7 измерения фона предназначен для измерения усредненного значения фоновой засветки, определяемого за время, равное длительности накопления одноэлектронных импульсов в счетчиках 7, 6. Усреднение проводится с целью получения достоверной постоянной составляющей фона, Блок 7 измерения фона (фиг,2) содержит последовательно соединенные делитель 13 частоты и счетчик 14 импульсов. На вход делителя 13 частоты поступает импульсная последовательность с выхода элемента И 3, причем длительност разрешения поступления импульсов на вход блока 7 измерения фона будет кратна длительности обнаруживаемого сигнала т, то есть К т, где в коэффициент кратности. В этом случае имеется возможность усреднять импульсную последовательность фоновой засветки в течение времени 1 т и измерять его величину. Измеренная счетчиком 14 импульсов величина фона будет соответствовать величине, измеренной за длительность, равную т, С выхода блока 7 измерения фона информация параллельным кодом поступает на вход сумматора 9. Исходные состояния делителя 13 частоты и счетчика 14 импульсов определены как нулевые и устанавливаются по переднему фронту управляющего импульса т (фиг,4).Блок 8 вычисления (фиг.2), выполняющий функцию извлечения квадратного корня, содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик 15, работающий в режиме вычитания, и суммирующий счетчик 16, причем выход реверсивного счетчика 15 соединен с установочным его входом, а информационный вход реверсивного счетчика 15 подключен к информационному выходу суммирующего счетчика 16. Импульсная последовательность с выхода блока 7 измерения фона (с выхода делителя 13 частоты) поступает на вход реверсивного счетчика 15,Блок 12 управления формирует последовательность управляющих импульсов, которые поступают на вторые входы элемента И 3 и на (и+1)-й блок 4 компенсации фоновой засветки.Задающий генератор 23 формирует последовательность импульсов, частота которой соответствует величине дискретизации интервала обнаружения сигнала. Выход генератора 23 подключен к первым входам элементов И 17 и 18, вторые входы которых подключены к входу устройства обнаружения, на который поступает сигнал "Обнаружение". Информационные входы реверсивного счетчика 19 подключены к входным шиВ момент со формируется разрешаюнам, к которым подключен код, соответствущий импульс, длительно сть которого равнающий величине(К со),(К с ), г е 1 - коэффициент кратности, 11,Блок у рк 12 и авления работает следую- с, гдес - длительность обнаруживаемого сигнащим образом.5 ла, Коэффициент К определяет промежутокВ исхо ное состояние реверсивный20 - времени, кратный длительности с, за котосчетчик 19, Д9 счетчик Джонсона и устано- вством ый должно произойти усреднение фоновоивочный триггер 21 приводятся посредством рыи должна о ми емого по переднему составляющей, ее измерение р иимпульса, формируемого по песлучайной составляющей пф, обусловфронту сигнала Об ру10 ленной фоновой засветкой, Вычислениееве сивный счетчик 19 записывается код, 10 ленной оновои 3рев р20 и среднеквадратической величины осуществравный величине (К с), а счетчиктриггер 21 устанавливаются в нулевое со- ляется по формулестояние,а =%При поступлении сигнала "Обнаруже- аф= фние" открывается элемент И 17, Импульсы с 15генерат рратора 23 поступают на вход реверсив- блоком 8 вычисления.( )пос еного счетчика, вык 19 вычитая хранящийся код За время длительностью (к сц) р дия она и блошка в(К с,), При этом первый входной импульс ством блока 7 измерения фона и лока вустана вливавливает триггер 21 в единичное со- вычисления измеряются среднее значениестояние. Импульс на выходе реверсивного 20 Кфисреднеквадратическоезначен е ффсчетчика 19 появляется по истечении вре- новой засветки,менного интервала, равного (К со), Этот импульс переводит триггер 21 в исходное Далее измеренные значения суммирусостояние, Таким образом формируется уп- ются в сумматоре 9 и хранятся там весь25равляющий импульс со (фиг.4), По окончании период обнаружения.формирования импульса с открываетсяэлемент И 18, который пропускает импуль- Результат суммирования параллельнымсы с задающего генератора 23 на вход счет- кодом поступает на информационные входыджонсона 20, реакцией которого будет счетчиков 6,16.п+1 блоков 4.1,4.п+1 обцика Джоновательное появление на его выхо наружения. Блок 12 управления в мо ементыпоследовательное пдах перепада с низкого на высокий уРовень. времени с 1,сп+с (фиг. ) формируВ момент этого перепада формирователи сы длительностью с, которые сдвинуты22,122,п+1 импульсов формируют упРав- один относительно другого на периоддискляющие импульсы длительностью равной ретизации Жц. Эти сигналы посгедовательно разрешают прохождение одноэлектронсоЭпюры, представленные на фиг.4, пояс- ных импульсов через элементы И 5,пы И 5.1,5,п+1няют принцип деиействия блока 12 управле- на входы счетчиков 6.16.п+1, Работающихния, п и этом на фиг, 4 а - сигнал с выхода в режиме вычитания, По переднему фронтугенерато анератора 16 импульсов; на фиг. 4 б - сиг- управляющих импульсов сс 1 сп+1) проводитнал - на входах элементов И 17 и 18; на фиг, 40 ся запись кода по информационным входам4 - ременной интервал, формируемый ус- счетчиков 6, Счетчики 6 в устройстве выполтановочным триггером 21; на фг. 4 г, д, е няютфункции компенсатора постояннон йсосигналы с выходов соответственно форми- ставляющей фона и порогового устроиства22.1 22,1, 22.п+1, Если число одноэлектронных импульсов зарователейи ло, записандатчик 1 одноэлектронных импульсов, в 4" длительность с, превышает число,качестве которого может выступать, напРи- ное по информационным входам, то на вымер, диссектор, преобразует световой по- ходе формируется сигнал обнаружения,ток фона и объекта в последовательность которыйчерезэлементИЛИ 10 поступаетнаодноэлектронных импульсов, формирова регистрирующий блок 11. В противном слутель 2 сигнала усиливает входные импульсы 50 чае оставшаяся часть информации в счетчир ет их по амплитуде, Далее им- ках вновь относится по приходу следующеол ка 12 п авлеая последовательность поступает на управляющего импульса с блока у Рпульсная ил п е ставляетвходы элементэлемента И 3 и на входы и+1 блока ния, Обнаруженный сигнал пр до на жения. собой пачку сигналов обнаружения, котораяПри поступлении сигнала "Обнаруже- регистрируется блоком, в кач" б 12 управления формирует на сво- рого может служить, например, устройство,их выходах последовательность управля- фиксирующее временнои моментющих сигналов согласно временной диаг- ния сигналов обнаружения с последующимрамме фиг,4).их накоплением.По окончании периода обнаружения устройство обнаружения оптических сигналов приводится в исходное состояние,Формула изобретения Устройство обнаружения оптических сигналов, содержащее последовательно соединенные датчик одноэлектронных импульсов и формирователь сигнала, элемент И, первый вход которого соединен с выходом формирователя сигнала, а второй вход - с первым выходом блока управления, первый блок обнаружения, содержащий последовательно соединенные элемент И первого блока обнаружения и счетчик первого блока обнаружения, сумматор и регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности обнаружения, введены иблоков обнаружения, каждый из которых содержит последовательно соединенные элемент И блока обнаружения, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока обнаружения и счетчик блока обнаружения, выход которого является выходом блока обнаружения, информационный и управляющий входы счетчика блока обнаружения являются соответственно третьим и четвертым вхо дами блока обнаружения, элемент ИЛИ,выход которого соединен с входом регистрирующего блока, а с первого по и-й входы соединены с выходами соответствующих блоков обнаружения, блок измерения фона, 10 первый вход которого соединен с выходомпервого элемента И, первый выход - с первым входом введенного блока вычисления, а второй выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выхо дом блока вычисления, второй вход блокаизмерения фона соединен с вторым входом блока вычисления, с входом блока управления и является входом для сигнала "Обнаружение", с второго по и-й выходы блока 20 управления соединены с первым и третьимвходами соответственно с ипо п-й блоков обнаружения, вторые входы которых соединены с выходом формирователя сигнала, а четвертые входы - с выходом сумматора.25