Устройство для измерения параметров телевизионного сигнала

ОЛЙСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскиз Социалистических Респубпик(51) М. Ка Н 04 Б 7/02 с присоединением заявки (23) Приоритет Госчдарственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 30.0479, Бюллетень16 Дата опубликования описания 3004,79(71) Заввитель Ллнинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А.Бонч-Брулвича 54) УСТРОЙСТВО дЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛАИзобретение относится к тлллвизионной технике и может быть использованодля измлрлния уровнлй телевизионногоси гн алаИзвестно устройство для измлрлнияпараметров телевизионного сигнала,содержащее блок стробирования и памяти, блок фильтров нижних частот,аналого-цифровой преобразователь,вычислительный блок, блок индикации, 10преобразователь, последовательносоединенные блок для фиксации уровня,первый коммутатор, второй вход которого подключен к первому входу блокадля фиксации уровня, и временной сллектор 1)Однако известное устройство имеетнизкую точность измерения,Целью изобретения является повышлнил точности измерения параметров фтеллвизионного сигнала,Для этого в устройство для измерлния параметров телевизионного сигнала, содержащее блок стробированияи памяти, блок фильтров нижних час- Отот, аналого-цифровой преобразователь,вычислительный блок, блок индикации,преобразователь, последовательносоединенные блок фиксации уровня,первый коммутаторвторой вход кото рого подключен к первому входу блокафиксации уровня, и временной селектор, введены формирователь управляющих сигналов, два переключателя, второй и третий коммутатор, посллдоватлльно соединенные формировательразности отсчетов, четвертый коммутатор, блок усреднения, пятый коммутатор,.второй вход которого подключенк первому выходу формирователя управляющих сигналов, причем блок индикации и формирователь разности отсчлтов подключлны к формирователю управляющих сигналов, первый вход которогоподключен к первому входу блока фиксации уровня,а второй выход формироватлля управляющих сигналов подключенк второму входу блока фиксации уровня, третий - к третьему входу первогокоммутатора,члтвлртый - к второмувходу временного селектора, пятыйк первому входу второго коммутатора,шестой - к первому входу блокастробирования и памяти и к второмувкоду аналого-цифрового прлобразоватлля, выход которого подключен квходу четвертого коммутатора, а слдьмой выход формирователя управляющихсигналов подключен к третьему входучетвертого коммутатора, восьмойк второму входу блока усреднения, девятый - к первому входу вычислительного блока, к второму и третьему входу которого подключены соответственно первый и второй выходы пятого коммутатора, а выход вычислительного блока подключен к первому входу третьего коммутатора, второй вход которого подключен к выходу блока усреднения, третий - к десятому выходу формирователя управляющих сигналов, а выход - к второму входу блока индикации, кроме того, выход блока фиксации уровня подключен к первому переключателю и через преобразователь к второму входу второго коммутатора, третий вход которого подключен к выходу блока стробирования и памяти, а также выход временного селектора через последовательно соединенные второй переключатель, блок фильтров нижних частот и первый переключатель подключен к второму входу блока стробирования и памяти, а выход второго коммутатора через аналого-циф- ровой преобразователь подключен к второму входу формирователя разности отсчетов.На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.Устройство для измерения параметров телевизионного сигнала содержит блок 1, предназначенный для фиксации уровня, первый коммутатор 2,временной селектор 3, первый переключатель 4, блок фильтров 5-7 нижних частот, второй переключатель 8, блок 9 стробирования и памяти, второй коммутатор 10, преобразователь 11, аналого-цифровой преобразователь 12, формирователь 13 разности отсчетов, третий коммутатор 14, блок 15, предназначенный для усреднения, четвертый коммутатор 16, вычислительный блок 17, пятый коммутатор 18, блок индикации 19 и формирователь 20 управляющих сигналов.Устройство работает следующим образом.Устройство работает в нескольких режимах, определяемых формирователем 20 управляющих сигналов.а) Режим измерения отношения сйгнал/фоновая помеха от несинхронной сети .питания, который можно разбить на два этапа.Первый - измерение размаха сигнала изображения, при котором отфиксированный по задним площадкам строчных гасящих импульсов в блоке 1 телевизионный сигнал поступает на преобразователь 11 переменного напряжения в постоянное, который может представлять собой пиковый детектор, где размах этого сигнала преобразуется в постоянное напряжение, которое поступает на второй вход коммутатора 10.С выхода коммутатора 10 это посто. явное напряжение попадает на вход аналого-цифрового преобразователя 12,в котором преобразуется в цифровойкод, подаваемый через второй входкоммутатора 16 на вход блока дляусреднения 15. С выхода блока дляусреднения 15 цифровой код, соответствующий усредненному значению ческольких отсчетов, поступает черезкоммутатор 18 на соответствующийвход вычислительного блока 17 изапоминается его памятью. Прохождение сигнала по этой цепи,как и в10 последующих режимах работы, обеспечивается формирователем 20 управляющих сигналов.Вторым этапом рассматриваемогорежима является выделение размаха15 фоновой помехи от несинхронной сетипитания,Пораженный этой помехой сигналпоступает на первый вход коммутатора2, на второй вход которого поступаетсигнал с выхода блока 1. Коммутатор2 служит для выбора измерения суммарной составляющей помехи без предварительной фиксации уровня и мультипликативной составляющей с Фиксацией уровня, С выхода коммутатора 2сигнал через временной селектор 3,исключающий из полного телевизионного сигнала импульсы синхронизации,поступает через переключатель 8 навход фильтра 5 нижних частот, предназначенный для снижения погрешности,связанной с наличием флуктуационнойпомехи в сигнале изображения.С выходафильтра 5 сигнал через переключатель4 поступает на вход блока 9 стробирования и памяти, в котором осуществляется стробирование и запоминаниеуровня выбранного участка сигналаизображения одной и той же строки вкаждом кадре. Тогда при передаче не 40 подвижного изображения изменение этого уровня возможно только за счет несинхронной Фоновой помехи. При этомна выходе блока 9 стробирования ипамяти появляется медленно изменяющее 45 ся постоянное напряжение с частотой,равной разности частот кадровой развертки изображения, и фоновой помехи с размахом, равным размаху этойпомехи. Это напряжение через первый50 вход коммутатора 10 поступает навход аналого-цифрового преобразователя 12, который также запускаетсяимпульсами стробирования, как и блок9 стробирования и памяти.Аналого-циФровой преобразователь12 преобразует входное напряжениев цифровой код, представляющий собойпачку прямоугольных импульсов, числокоторых в ней пропорционально входному напряжению. Эти пачки импульсовв течение промежутка времени, равногопериоду вышеупомянутой разности частоты,поступают на вход Формирователя.13 разности отсчетов, который извсего набора поступающих пачек выби 65 рает две пачки с минимальным и максимальным числами импульсов в них ивычисляет их разность, Полученныйрезультат в виде цифрового кодачерез второй вход коммутатора 16,блок для усреднения 15 и коммутатор18 поступает на второй вход вычислительного блока 17, в котором в цифровом виде происходит вычисление отношения размаха сигнала иэображения,записанного ранее, к размаху фоновойпомехи. С выхода вычислительногоблока 17 вычисленная величина в виде 10цифрового кода через коммутатор 16поступает на вход блока индикации 19,где происходит запоминание и индикация полученной информации, а такжепроисходит вывод этой информации,на цифро-печатающую машину или устройство для обработки измерительнойИнФормации.б) Режим измерения отношения сигнал/флуктуационная помеха можно такжеразбить на два этапа.Первый этап полностью совпадает свышеописаннымпри измерении размахасигнала изображения, а второй заклю.чается в формировании на втором входевычислительного блока 17 цифровогокода, пропорционального эффективномузначению флуктуационной помехи, содержащейся в сигнале изображения.Видеосигнал, пораженный флуктационной помехой, поступает на вход блока 301, предназначенного для фиксации уровня, где происходит фиксация уровнясигнала по задним площадкам строчныхгасящих импульсов и при этом увеличивается в два раза уровень флуктуационной помехи, что облегчает процессвыделения этой помехи из сигналаизображения. С выхода блока 1 черезкоммутатор 2 сигнал поступает навход временного селектора 3, осуществляющего те же функции, что и в режиме а. С выхода селектора 3через переключатель 8, фильтр 6 или7 нижних частот и переключатель 4сигнал поступает на вход блока 9стробирования и памяти. Фильтр б учитывает особенности визуального восприятия флуктуационной помехи начерно-белом телевизионном изображении и используется при измеренияхв трактах черно-белого телевидения.Фильтр С учитывает особенности визуального восприятия флуктуационнойпомехи на цветном телевизионномизображении и используется при измерениях в тракте цветного телевидения. 55Блоком 9 осуществляется стробированиепораженного флуктуационной помехойвыбранного участка сигнала изображения и запоминание его уровня.На выходе блока 9 появляется скачкообразное 60постоянное напряжение, изменяющееся послучайному закону, который соответствует закону распределения мгновенныхзначений помехи. Это напряжение поступает через первый вход коммутатора10 на вход аналого-цифрового преобра 65 зователя 12, в котором каждый скачок преобразуется в пропорциональныйему цифровой код, С выхода аналогоцифрового преобразователя 12 пакетыимпульсов поступают на вход формирователя 13 разности отсчетов, которыйв этом режиме поочередно запоминаети вычитает коды соседних отсчетовмгновенных значений флуктуационнойпомехи. Эта последовательность пакетов импульсов, пропорциональных разности соседних отсчетов, через первый вход коммутатора 16, блок дляусреднения 15, где проиходит усреднение, т,е, получение кода, пропорционального эффективному напряжениюфлуктуационной помехи.Таким образом, цифровой код, пропорциональный эффективному напряжению флуктуационной помехи, черезкоммутатор 18 поступает на второйвход вычислительного блока 17. Дальнейшая работа устройства полностьюсовпадает с режимом а.в) Режим измерения уровней телевизионного сигнала осуществляетсяс помощью формирователя 20 управляющих сигналов, который формирует импульсы стробирования и фиксации,совпадающие во времени с участкамителевизионного сигнала, между которыми необходимо измерить размах(уровень).Например, для измерения размахаимпульсов уровня белого, передаваемых в составе испытательных строк,необходимо произвести фиксацию уровня по задним площадкам строчныхгасящих импульсов и произвести стробирование импульсами, совпадающимиво времени с импульсами уровня белого, Отфиксированный по выбранномууровню видеосигнал через переключатель 4 поступает на вход блока 9,осуществляющего стробирование измеряемого уровня, и с его выхода ужев виде скачкообразно изменяющегосяиз-за наличия флуктуационной помехи.постоянного напряжения через коммутатор 10 поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 12, гдепреобразуется в пакеты импульсов.Эти пакеты, число импульсов в которых пропорционально мгновенному размаху измеряемого импульса уровня белого, пораженного флуктуационной. помехой, через второй вход коммутатора 16 поступают на блок для усреднения 15, а с его выхода через второйвход коммутатора 14 на блок индикации 19. При наперед выбранном времени усреднения, т,е. выбранном количестве отсчетов, можно принципиальнополучить сколь угодно высокую точность при измерении уровней телевизионного сигнала,г) Режим измерения абсолютной величины перекоса прямоугольных импульсов осуществляется с помощью формирователя 20 управляющих сигналов, который формирует импульсы стробирования,совпадающие во времени с началом иконцоМ вершин этих импульсов.Видеосигнал с входа устройствачерез блок 1, предназначенный дляфиксации уровня, переключатель 4поступает на вход блока 9, на управляющий вход которого поочередно поступают импульсы стробирования, совпадающие во времени с начальным иконечным участками плоской вершиныпрямоугольных импульсов. На выходе 10блока 9 появится скачкообразноепостоянное напряжение, размах каждого скачка которого оказывается пропорционален перекосу прямоугольныхимпульсов и флуктуационной помехе, 15Это напряжение через коммутатор 10поступает на аналого-цифровой преобразователь 12, где преобразуетсяцифровой код, и с его выхода наформирователь 13 разности отсчетов,в котором происходит вычитание соседних отсчетов, т.е. формированиепакетов импульсов, число которыхв каждом пакете пропорциональномгновенной величине абсолютного перекоса измеряемых импульсов и флуктуационной помехе. Очевидно, что послеусреднения полученных отсчетов можно получить величину математическогоожидания, которая в данном случаеоказывается равной величине абсолютноо перекоса входных прямоугольныхимпульсов. Поэтому пакеты импульсовс выхода формирователя 13 разностиотсчетов поступают через коммутатоР16 на блок для усреднения 15, гдепроисходит усреднение несколькихотсчетон, т.е. исключение влиянияфлуктуационной помехи на точностьизмерения,40С выхода блока для усреднения 15 цифровой код через коммутатор 14 поступает на блок индикации 19, где ц счсходит индикация измеренного значения абсолютной величины перекоса 45 вершин прямоугольных импульсов.д) Режим измерения перекоса вершин прямоугольных импульсов в относительных единицах можно разбить на два этапа, 50Первый этап - измерение размаха этих импульсов совпадает с режимом в, - измерения уровней за исключением того, что пачки импульсов с выхода блока для усреднения 15 поступают уже через коммутатор 18 на первый вход вычислительного блока 17.Второй этап - измерение абсолютной величины перекоса этих. импульсов совпадает с описанным в режиме г, но результат измерения,т.е. цифровой60 код, с выхода блока для усреднения 15 также через коммутатор,18 поступает на второй вход блока 17, где производится вычисление отношения, а ре;зультат н ниде цифрового кода через 65 коммутатор 14 поступает на блок индикации 19.Предложенное устройство по сравнению с известным позволяет повысить точность измерения параметров телевизионного сигнала, так как используется один и тот же канал для обработки информации, а погрешность, случайно возникшая в этом канале, автоматически компенсируется.формула изобретенияУстройство для измерения параметров теленизионного сигнала, содержа" щее блок стробирования и памяти, блок фильтров нижних частот аналогоцифровой преобразователь вычислительный блок, блок индикации, преобразователь, последовательно соединенные блок фиксации уровня, первый коммутатор, второй вход которого подключен к пеРвому входу блока фиксации уровня, и временной селектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью понышения точности измерения параметров телевизионного сигнала, введены Формирователь управляющих сигналов, два переключателя, второй и третий коммутаторыпоследовательно соединенные формирователь разности отсчетов, четвертый коммутатор, блок усреднения, пятый коммутатор, второй вход которого подключен к первому выходу формирователя управляющих сигналов, причем блок индикации и формирователь разности отсчетов подключены к формирователю управляющих сигналов, первый вход которого подключен к первому входу блока Фиксации уровня, а второй выход формирователя управляющих сигналов подключен к второму входу блока фиксации уровня, третий - к третьему входу первого коммутатора, четвертый - к второму входу временного селектора, пятый к первому входу второго коммутатора, шестой - к первому входу блока стробирования и памяти и к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу четвертого коммутатора, а седьмой выход формирователя управляющих сигналов подключен к третьему входу четвертого коммутатора, восьмой к второму входу блока усреднения, девятый - к первому входу вычислительного блока, к второму и третьему входу которого подключены соответственно первый и второй выходы пятого коммутатора, а выход вычислительного блока подключен к первому входу третьего коммутатора, второй вход которого подключен к выходу блока усреднения, третий - к десятому ныходу формирователя управляющих сигналов, а выход - к второму входу блока индикации, кроме того, выход блока фиксации уровня подключен к первому переключателю и через преобразователь к660301 10 второму входу второго коммутатора,третий вход которого подключен квыходУ блока стробирования и памяти,а также выход временного селекторачерез последовательно соединенныевторой переключатель, блок фильтровнижних частот и первый переключатель 5подключен к второму входу блока стробирования и памяти, а выход второгокоммутатора через аналого-цифровой оставител ехред С.Ми ираж 774енногоетенийРаушск з 2136/ Подписнмйтета СССРоткрытийнаб., д.4/5 ЦНИИПИ Государств по делам изобр 3035, Москва, Ж, Патент Ужгород, ул. Проектная,Филиал едактор А.Зиньковский преобразователь подключен к второмувходу формирователя разности отсче-.тов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР кл. Н 04 И 7/02, по заявке 92182869/09, 1975, по которой принято положительное решение. Е.Погиблов,ай Корректор М. Демчик