Устройство автоматического управления параметрами луча передающей телевизионной трубки

. электрода, выходправляюшему вхо"фильтр нижнихт, вхоц которогоеоусилителя, арым входам упи его выполи1неннь.и втоуправляюшег ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) 1. Заявка фРГ М 2703836,кл. Н 04 Й 5/20,-1978.2, Технические условия на блок автоматической регулировки режима АРР 9,входящий в состав передающей телевизион, ной камеры КТП, УШ,070,030,ТУ,3. Авторское свидетельство СССРИ 607353, кл, Н 04 Й 5/34, 1976(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИЛУЧА ПЕРЕДА ЮШЕЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙТРУБКИ, содержащее последовательно. соециненные вицеоусилитель, вхоц которого подключен к выхоцу блока передающей телевизионной трубки (ПТТ), фильтрверхних частот, блок оценки энергиивысоконастотных составляющих (ВЧС),экстремальный регулятор и управляемыйисточник фокусируюшего сигнала, выходкоторого подключен к входу фокусировкиблока ПТТ, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью обеспечения максимальной разрешающей способности вовсем динамическом циапазоне передавае, мого изображения, в него введены послецовательно соединенные цополнитель.ный экстремальный регулятор, вхоц которого соединен с выходом блока оценки энергии ВЧС, и управлпитания управляющегокоторого поцключен к уду блока ПТТ, а такжепространствен ых частосоединен с выхоцом видвыхоц подключен к вторавляемого источника фокус рующ сигнала и управляемого источника питания управляющего электрода.2. Устройство по п. 1., о т л и ч а ю ю щ е е с я тем, что управляемый источник фокусирующего сигнала выполнен в вице послецовательно соединенных управляемого усилителя, первый и второй вхоцы которого являются соответственно первым и вторым входами управпяемогоисточника фокусируюшего сигнала, и сумматора, второй вход которого поа.ключен к выходу источника постоянного фокусируюшего сигнала, а выход является выхоцом управляемого источника фокуси руюшего сигнала.3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что управляемый и точняк питания яющего элект а сеюроден в вице последовательно соедини управляемого усилителя, первыйрой входы которого являются соотгтвенно первым и вторымходамиемого источника питания управляо электроаа, и сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника питания управляющего электро р аа, а выход является выхоцом управляемого источника питания управляющего электрода.1 10469Изобретение относится к телевидению,а именно к устройствам автоматическойнастройки режимов передающих телевиэионных трубок, и может быть использованово всех областях техники, гце есть необхоцимость получения максимальной раэрешающей способности перераюших телевизионных камер,Известно устройство управления сигналом перецаюшей телевизионной трубки, 1 рсоцержащее последовательно соециненныевидеоусилитель, фильтр нижних пространственных частот и накопительное устройство (интегратор), выхоц которого соецинен с управляющим вхоцом передающейэлектроннолучевой трубки, сигнальныйвход которой соединен с входом вицеоусилителя3. .Недостатком указанного устройстваявляется то, что воспроиэвецение всегоцинамического циапазона яркостей обеспечивается за счет использования интегрального критерия, а не критерия максимальной разрешающей способности пополю изображения. Кроме того, оно не 25обеспечивает подфокусировку луча всоответствии с изменяемым током, чтотакже не позволяет добиться наилучшихрезультатов по четкости передаваемогоизображения во всем динамическом диапазоне яркостей.Известен также блок автоматическойрегулировки режима, входящий в составпередающей телевизионной камеры КТП,соцержащий фильтр верхних частот,подключенный к видеоусилителю, регулатор фокусировки и регулятор тока луча,подключенные к соответствующим входампередающей телевизионной трубки, который осуществляет регулирдку тока л 3- 4 Оча передающей электроннолучевойтрубки типа суперортикон по интегральному критерию высокочастотных составляющих и по этому же критерию осушестВляет фокусироВку луча ЭЛТ, что поэволяет поддерживать разрешающую способность ТВ-камеры 500-550 ТВ линийна уровне .средней яркости при изменяющихся условиях окружающей срецы (освещенность, температура, напряжение сети и т.ц.)23,Однако укаэанный блок также не обес печивает высокой разрешающей способности на ярких и темных участках изображения, т.е. Во всем динамическом циа пазоне освещенностей передаваемого скьжета. Причиной этого является то, что ток луча поддерживается постоянным по 68 2всему полю иэображения, а не изменяет( ся в зависимости от яркости сюжета. Хо тя ВЧ составляющие и максимизируются, но они максимизируются по интегральному критерию, т.е, их оценка идет по всей плошади кадра при некотором постоянном токе луча, Поэтому очень яркие участки иэображения выглядят как сплошные белые пятна и: их детали не воспроизводятся всамых темных участках высоко онтдаст ного иэображения также невозможно различить мелкие детали.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматической фокусировки электронного луча передающей ТВ-трубки содержащее последовательно соединенные видеоусилитель, вхоц которого поцключен к вы-. ,ходу блока перецаюшей телевизионнойтрубки (ПТТ), фильтр верхних частот, блок оценкиэнергии высокочастотных составляющих, экстремальный регулятор и управляемый источник фокусируюшего сигнала выход которого поцключен к фо кусируюшему вхоцу блока перецающей телевизионной трубки.При этом экстремальный регулятор в данном устройстве состоит из послецова, тельно соединенных пробйых сигналов, генератора тактовых импульсов, цифровофго накопителя, реверсивного счетчика, преобразователя коц-аналог, усилителя постоянного тока и сумматора, второй вхоц которого соединен с вторым Выходом гейератора пробных сигналов, а выход является выходом всего экстремального регулятора, третий выход генера тора пробных сигналов соединен с первым входом преобразователя фаза-код, второй вход которого является Входом всего экстремааьного регуляторар а перВый и Второй ВыхОцы преоб раэователя фаза-коц соецинены с вторым и третьим входами цифрового накопителя и вторым и третьим вхоцами реверсивного счетчика, Экстремальный регулятор служит цля отыскания такого значения.фокусируюшего тока (напряжения), которое обеспечивает максимизацию высокочастотных составляющих в спектре видеосигнала за время кадра, т.е. создает условия цля достижения номинальной разрешающей способности при изменяющихся условиях эксплуатации (например, меняющемся токе луча). Такое выполнение устройства позволяет поццерживать практически постоянной разрешающую способность цатчика телевизионного сигнала при изменениях тока луча1046968 3и питающих напряжений электроннолучевой трубки, вызванных изменениямиусловий окружающей среды3,Однако оценка величины фокусируюшего сигнала (напряжения ипи тока) осуществляется по критерию максимума ВЧсоставляющих за время каара и это необеспечивает подстройки фокусировки приизменяющихся успрвиях считывания потенциапьного рельефа по полю растра. 1 ОКроме того, известное устройство неосуществляет изменения условий считывания, т,е, не изменяет величины тока лучав зависимости от накопленного потенциапьного рельефа, зависящего от динамического циапазона яркостей перецаваемого иэображения. Таким образом известное устройство обеспечивает поддержаниеноминальной разрешающей способности(четкости) передаваемого изображенияпри изменении окружающей срецы, но неучитывает изменения освещенностей перецаваемого изображения,Таким образом, недостатком известного устройства является невозможность 25передачи с высокой разрешающей способностью (четкостью) всех цеталей изображвния, обладающего широким динамическим циапазоном яркостей.Бель изобретения - обеспечение максимапьной разрешающей способности вовсем динамическом диапазоне яркостейпередаваемого изображения,Поставленная цель достигается тем,что в устройство автоматического управ,ления параметрами луча передающейтелевизионной трубки, содержашее последовательно соединенные видеоусилитель,вхоц которого подключен к выходу передающей телевизионной трубки (ПТТ),фильтр верхних частот, блок оценки энер,гии высокочастотных составляющих (ВЧС),экстремальный регулятор и управляемый.источник фокусируюшего сигнала, выходкоторого подключен к входу фокусировкиблока ПТТ, введены поспеаоватепьно45соединенные дополнительный экстремальный регулятор, вхоц которого соецинен свыхоцом блока оценки энергии ВЧС, иуправляемый источник питания управляющего эпектроца, выхоц которого попкпючен к управляющему вхоцу блока ПТТа также фильтр нижних пространственныхчастот, вход которого соецинен с выходом вицеоусипитепя, а выход попкпюченк вторым вхоцам управляемого источника 55фокусируюшего сигнала и управляемогоисточника питания управляющего эпектроца,4Управляемый источник фокусирующегосигнала выполнен в вице последовательно соединенных управляемого усилителя,первый и второй входы которого. являютсясоответственно первым и вторым входами управляемого источника фокусирующего сигнала, и сумматора, второй входкоторого соединен с выходом источникапостоянного фокусирующего сигнала, авыхоп является выходом управляемогоисточнйка фокусируюшего.сигнала.Управляемый источник питания управляющего электрода выполнен в вице последовательно соецинепных управляемогоусилителя, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым вхопами управляемого источника питания управляющего электрода, и сумматора, второй вход которого подключенк выхопу источника питания управляющегоэлектрода, а выход является выхоцомуправляемого источника питания управляющего эпектроца,Так как введение интегрирующего авена в цепь авторегупирования привоцит квременной задержке в сигнале рвгупирования, что недопустимо при регупировании быстропротекаюших процессов, каким,является процесс формирования видеосканнала, то интегрирующее звено ввеценов цепь формирования сигнала рвгупирования. Такую роль выполняет фильтр нижних. пространственных частот. Дпя попучения максимальной разрешаюшей способности необходимо осушествпять регулированиефокусировки в зависимости от тока луча.Нафиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг,2 - то, же, экстремального регулятора.Устройство автоматического управпевййпараметрами луча передающей телевизионной трубки, поцключаемое к блоку 1перецаюшей телевизионной трубки, содержит видеоусилитель 2, фильтр 3 верхних частот, блок 4 оценки энергии ВЧС,экстремальный регулятор 5, управляемыйисточник 6 фокусируюшего сигнала, состоящий иэ управляемого усилителя 7,сумматора 8 и источника 9 постоянногофокусируюшего сигнала, цопопнитепьныйэкстремальный регулятор 10, управляемыйисточник 11 питания управляющего эпектроца, состоящий иэ управляемого усилителя 12, сумматора 13 и источника 14 питания управляющего электрода,а также фильтр 15 нижних пространственных частот. При этом управляемыевусилители 7 и 12 являются усилителями,которые меняют амплитуду сигнала с1046968 7ражения является четкость (разрешающая способность), которая цля данного сюжета может быть измерена количест- вом ВЧС спектра видеосигнала, то эа критерий меры тока луча принимают 5 количество высокочастотных составля,ющих видеосигнала. Для того, чтобы ,не допустить перерегулирования в области высокочастотных составляющих видеосигнала, необхоцимо Обратную связь 10 завести через некоторое интегрирующее звено. В силу цвумерности телевизионного изображения наиболее оптимальная форма выполнения такого интегрирующего звена - фильтр 15 нижннх пространствен ных частот изображения. Такое введение обратной связи, влияющей на величину тока луча по критерию максимума высокочастотных составляющих видеосигнала, позволяет установить оптимальный ток 20 луча ддя темных и светлых цеталейизображения по критерию максимальной детальности воспроизвоцимых темньы и ,светлых участков изображения. С выхода источника 14 питания управляющего 5 электрода на управляющий вход, т.е. на вхоц модулятора бдока 1 передающей теде "изионной трубки, через сумматор 13 поступает потенциал, который обеспечивает оптимальнь.е усдсвия считывания 30 серых деталей иэображения, зависящие от типа трубки и условий эксплуатации.3Ьа второй вход сумматора 13 с выхода ",.;.равляемого усилителя 12 постут.ве".: :,иг,нный (о=лабденный) сигнал с в;.:Кода фидьтра 15 нижних пространствен ных частот, Коэффициент усиления управляемого усилителя "2 определяется потенциалом, поступающим с выхода40 дополнительного экстремального регулятора 1 Э, и подбиоается им .-.О критерию ма Симума ВЧС на выходе вицеоусилителя 2. В целом система работает как Обычная экстремальная система авторе 45 гудирования. Однако известно, что изменение тока луча при постоянны условиях фокусировки луча привоцит к некоторой цефокусировке изображения (ухудшению четкости) и уменьшению ВЧС в спектре вицеосигнада, те, зависимость ЕЧС в спектре видеосигнала. от тока дучв носит экстремальный характер за счет изменениядиаметра луча при изменении тока луча.Эту зависимость можно использовать ддя еще большего улучшения разрешающей спо.,55 "обности,необходимо лищь осуществить подфокусировку луча, т.е. изменение плотности тока луча в плоскости мишени в зависимости от величины тока луча покритерию максимума ВЧС в спектревидеосигнала,Эту задачу в данном устройстве решают экстремальный оегулятор 5, ут- равляемый усилитель 7 и сумматор 8,которые организуют вторую петлю обраэной связи. Подобная петля обратной связисуществует и в известном устройстве,ноЪтам она отслеживает лишь случайнйе изменения тока пуча, вызванные изменениями условий эксплуатации ЭЛТ. Бпредлагаемом устройстве она отележива,ет санкционированные изменения токалуча, обусловленные наличием темных исветлых участков изображения, Сигналс выхода фильтра 15 нижних пространственных частот через управляемый усилитель 7 поступает на сумматор 8, гдесуммируется с сигналом источника 9постоянного фокусирующего сигнала (например, напряженьч или тока), которыйобеспечивает оптимальную фокусировкуцля среднего тока луча, необхоцимогодля нормального считывания серых учасъков изображения.При передаче изображения, облацакицвго большим динамическим диапазоном яркостей, экстремальный регулятор 5 ус,танавливает на своем выходе такойпотенциал, что управляемый усилитель 7задает коэффициент усиления пространственно фильтрованного видеосигнала,обеспечивающий максимум разрешающейспособности. При изменении цинамичеоКОГО диапазОна яркостей перецаваемояоизображения изменяется и коэффициентусиления управляемого усилителя 7, задаваемый потенциалом с выхода экстремального регулятора 5. При этом кахмдый раз критерием выбора коэффициента усиления управляемого усилителя 7,т.е, мерой изменения фокусируюшегонапряжения (тока), является максимум ВЧСв спектре вицеосигнала.Для оптимального воспроизвецения деталей изображения в полном цинамическом диапазоне яркостей сюжета необхоцимо осуществлять регулировку токалуча по критерию максимума ВЧС вспектре видеосигнала. Одновременно необхоцимо осуществлять и перестройкуфокусировки луча по этому же критерию,поскольку зависимость четкости воспроизвоцимого изображения от тока луча припостоянном фокусируюшем напряжении(токе) носит экстремальный характер, Это,вызывает построение системы автоматического управления паоаметрами луча9 10469передающей телевизионной трубки в вице экстремальной системы авторегулирования, имеющей две зависимых петлиобратной связи.5Введение в систему автоматического управления параметрами луча передающей телевизионной трубки второй петли обратной связи, состоящей из экстремально го регулятора, управляемого, усилителя и р сумматора и, кроме того, содержащей источник питания управляющего электро да, работающей по критерию максимума высокочастотных составляющих и осуществляющей управление током луча и 15 фокусировкой луча путем формирования сигнала управления из видеосигнала, цро( пущенного через фильтр нииаих простран ственных частот, по критерию максимума ВЧ составляющих в спектре видео-; 20 , сигнала, вътоцно отличает предлагаемую систему от прототипа и оазового обьек та - блока АРРв камере КТП.Предлагаемая система имеет возмож ность перецачи с максимально возмож ной четкостью мелких деталей изображения во всем динамическом диапазоне яркостей передаваемого сюжета. Такая система, в отличие от блока АРР-О, который имеет разрешающую способность в 500 550 ТВ риний лишь в дннамичес ком диапазоне яркостей 40 цВ, обеспечивает разрешающую способность 500 ,550.ТВ-пиний в цинамнческом диапазоне яркостей передаваемого сквкета 80 цБ,. Йвецение прецлагаемой системы в разра батываемые тьлекамеры позволяет и рименить передающие телевизионные трубки низшй сортности по суйвнению с приме-, няемыми при сохранении качества изоб ражения, что удешевит стоимость эксплу атации телевизионных камер.4 иг. 1Составитель В. Максимср С, Квятковская,Техред М,Гергель СССР з 7755/58 Тираж 677 ВНИИПИ Государственного комитета по цепам изобретений и открытий 11303.5, Москва, Ж, Раушская наб