Амплитудный селектор синхросигнала (его варианты)

(19) О 1) 51) 4 Н 04 И 5/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 178 - 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Патент США Ио 3699256, кл. 9.5,1972.Патент Великобритании Ио 1562148,кл, Н 4 Р) 1978.(54) АМПЛИТУДНЫЙ СЕЛЕКТОР СИНХРОСИГюНАЛА (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к телевидениюи обеспечивает повышение быстродействия приодновременном упрощении устройства, Входнойсигнал поступает на инвертируюшие входытрех компараторов (К) 1, 2, 3. К 1 и нелинейный интегратор (НИ) 7, выходноенапряжение которого поступает на неинвертирующий вход К 1, осуществляют отслеживание уровня вершин синхроимпульсов во входном телевизионном сигнале. При этом напряжение с К 1 поступает на НИ 7. К 3 и НИф8 идентичны К 1 и НИ 7, Контур образованный ими, осуществляет отслеживание уровнягашения, Напряжения с НИ 7 и 8 соответственно через резисторы 5, 6, образующиереэистивный делитель напряжения, поступаютна неинвертируюший вход К 2 Параметрырезисторов 5 и 6 выбираются одинаковымичтобы обеспечить на выходе резистивногоделителя напряжения уровень, равный среднему арифметическому от уровней вершинсннхроимпульсов и гасящих импульсов.На выходе К 2 формируется селектированныйсинхросигнал, Во втором варианте выполненияамплитудного селектора синхросигнала эасчет введения инвертора исключается пос.туппение импульсов кадровой синхронизациис выхода селектора на НИ отслеживающийуровень гашения. Поясняется работа НИ ивыбор их параметров. 2 с,п. флы, 4 ил.Изобретение относится к телевидению иможет быль использовано в массовых телевизионных приемниках, в аппаратуре ретрансляторов, а также в системах невешательноготелевидения.Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном упрощении устройства,На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема амплитудного селектора син.хросигнала (первый вариант); на фиг, 2 -то же, (второй вариант); на фиг. 3 - принципиальная схема нелинейного интегратора;на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Амплитудный селектор синхросигнала(первый вариант, фиг,1) содержит первыйвторой и третий компараторы 1 - 3, инвертирующие входы которых соединены и являютсявходом 4 устройства, первый и второй резис 1торы 5 и б, причем неинвертирующий входпервого компаратора 1 через первый резистор 5 соединен с неинвертирующим входомвторого компаратора 2, неинвертирующий входкоторого через второй резистор б соединен снеинвертирующим входом третьего компарато.ра 3. Вход первого нелинейного интегратора 7соединен с выходом первого компаратора 1,а выход соединен с неинвертирующим вхо.дом первого компаратора 1. Вход второгонелинейного интегратора 8 соединен с выходом третьего компаратора 3, выход - с неинвертирующим входом третьего компаратора 3,а выход второго компаратора 2 являетсявыходом 9 устройства,Кроме того, амплитудный селектор синхрол сигнала (второй вариант, фиг. 2) содержит первый, второй и третий компараторы 10 - 12, инвертируюшие входы которых соединены и являются входом 13 устройства, пер. вый и второй резисторы 14 и 15, причем неинвертирующий вход первого компаратора 10 через первый резистор 14 соединен с неинвертируюшим входом второго компаратора 11, неинвертируюший вход которого через второй резистор 15 соединен с неинвертирующим входом третьего компаратора 12, Вход первого нелинейного интегратора 16 соединен с вы хддом первого компаратора 10, а выход соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 10. Вход второго нелинейного интегратора 17 соединен с выходом третьего компаратора 12 выход - с неинвергирующим входом третьего компаратора 12. Вход инвер. тора 18 соединен с выходом второго компа. ратора 11, являющегося выходом 19 устрой. ства, а выход - с выходом третьего комти ратора 12. Каждый из нелинейных интеграто. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ров 7(8) (фиг. 3) содержит последовательносоединенные третий резистор 20, диод 21 ичетвертый резистор 22, включенные междушинами 23 и 24 соответственно положительно.го и отрицательного источников питания. Аноддиода 21 соединен с входом 25 нелинейногоинтегратора 7(8), а катод - с неинвертирующим входом операционного усилителя 26 ичерез конденсатор 27 - с выходом операционного усилителя 26.Амплитудный селектор синхросигнала работает следующим образом,Компаратор 1 ограничивает входной видеосигнал (фиг. 4 а) по уровню определяемомуподанным на его другой вход потенциаломс выхода нелинейного интегратора 7, Еслиэтот потенциал ниже чем уровень вершинсинхроимпульсов, являющийся наиболее отрицательным уровнем в позитивном телевизионном сигнале, то на выходе компаратора1 импульсы не выделяются, и на входе 25нелинейного интегратора 7 поддерживаетсяуровень логического нуля. При этом диод21 (фиг, 3) закрыт и к интегратору, состоя.щему из конденсатора 27 и операционногоусилителя 26 поступает ток через резистор22 от шины 24 отрицательного источникапитания,Поскольку ток поступает к инверсномувходу операционного усилителя 26, то навыходе последнего потенциал нарастает,приближая тем самым порог срабатываниякомпаратора 1 к уровню вершин синхроим.пульсов во входном видеосигнале.Когда порог срабатывания превышаетуровень вершин синхроимпульсов (фиг. 4 а),на выходе компаратора 1 появляются импульсы (фиг, 4 б) суммарной длительностью) (о - с,р) открывающие диод 21 в схеменелинейного интегратора 7 и пропускающиена интегрирование ток, протекающий черезрезистор 20 от шины 23 положительногоисточника питания, Обусловленное ими при -;ращение потенциала, равное Ч 1 (о - ь, ) наинтервале периода линейно суммируется сприращением Ч,. (7 -+, )обуслов.ленным протеканием тока противоположногонаправления через резистор 22 во времяотсутствия синхроимпульсов на том же интервале. Чтобы появление синхроимпульсовна входе 25 нелинейного интегратора прекратило нарастание потенциала на его входе,сумматорное приращение должно удовлетворять условиюЧ,(С - ,р) +Ч (т - о +с )а 0откуда непосредственно следует требованиеЗнак "-" в левой части приведенного неравенства показывает что скорости Ч, иизменения потенциала на выходе нелинейного интегратора должны быть раэнонаправлены, В схеме нелинейного интегратора 7(8) , показанной на фиг, 3, различие направленийЧ и Ч, обеспечивается подключением резисторов 20 и 22 к шинам 23 и 24 источников питания. разной полярности. Осо. бенность схемы нелинейного интегратора 7(8) состоит в том, что она предполагает подачу импульсов на вход 25 от элементов, имеющих открытый коллекторный выход, В случае превышения начальным потенциалом на выходе нелинейного интегратора 7 уровня вершин синхроимпульсов во входном видеосигнале (фиг. 4 а) условие поддержания неизменного потенциала на выходе нелинейного интегратора 7 неприемлемо: потенциал должен понижаться, уменьшая тем самым начальное рассогласование уровней. Суммарное приращение потенциалов за период должно удовлетворять условию(Т сч) Оргде с - фактически имеющаяся лри указанномисоотношении уровней суммарная (за период)длительность импульсов на выходе компаратора 1,Отсюда аналогично (1), получают требование --" (2), Вследствие неубываУ, тоюшего характера интегральных кривых уровневого распределения (любого сигнала) суммарная длительность импульсов с, получаемыхограничением по более высокому уровню, чемуровень синхроимпульсов, не может бытьменьше, чем (с - ср),СледовательноТ-. (3)с - с(р с (сИз сопоставления неравенств (1) и (3) видно, что неравенство (2) удовлетворяется волл всех случаях, кроме случая с= (сс - с,р ). Одновременное выполнение неравенств (1) и (2) гостигается только приУ, Т:, - р 1 (4)Уо О,. с,р 1т, е, при замене требования (1) строгим неравенством. Таким образом, условие 4) является условием сходимости выходного потенциала нелинейного интегратора 7 к уровню вершин синхроимпульсов.Абсолютные величины скоростей Ур и Ч, очевидно определяют время отработки нелинейным интегратором 7 начальных и динами. ческих рассовмещений своего выходного потен циала относительно уровня вершин синхроимпульсов в телевизионном сигнале. Скоростии Ч, устанавливают, например выбором величины емкости конденсатора 27. Тем самым компаратор 1 и нелинейный интегратор 7 вместе фактически, выполняют операцию отслеживания уровня вершин синхроимпульсов во входном телевизионном сигнале.Компаратор 3 и нелинейный интегратор 8 по виду взаимных связей и по месту в об шей структуре амплитудного селектора синхро сигнала идентичны компаратору 1 и нелинейному интегратору 7. Образуемый компаратором 3 и нелинейным интегратором 8 второй контур отслеживания должен регистрировать уровень гашения (фиг, 4 а), Условие непре выщения выходным потенциалом нелинейного интегратора 8 уровня гашения выводится аналогично условию (4) и отличается от последнего лишь заменой длительности синхроимпульсов ( с) на длительность импульсов гашения ("с,) 5 10 5 20 Т-(:,. с,р) (5)Чо "г ср)Однако выполнение условия (5) недостаточно, потому что в видеосигнале имеются уровни более отрицательные, чем уровень гашения, например уровень вершин синхро.- импульсов. Для контура регистрации уровня гашения нельзя допускать увеличения отношения ( - Ч, /Ч ) настолько, чтобы удовлетворялось условие (4), выражающее переход к режиму регистрации уровня вершин синхроимпульсов, Изза конечной длительности фронтов синхросигналов (с ), выход из режима регистрации уровня гашения проис. ходит даже раньше, когда условие (4) выполняется при длительности импульсов (с +с ), а не при длительности (с - с ). Поэтому для нелинейного интегратора 8 дойустимы лишь значения отношения скоростей нарастанияв интервалеТ-с.Ф ьр 1 Ч Т-(с-( Ч)(сс 1 ср Чр (" ГЕсли потенциал на выходе нелинейного интегратора 8 не равен уровню гашения тосуммарная эа период длительность сц продуктов ограничения, вырабатываемых компаратором 3, будет либо больше (с - , ), либо меньше (, +с,р) до (2 с - ср). При этом в нелинейном интеграторе 8, параметры которого удовлетворяют условию (6) наблюдается систематическое смешение потенциала соответственно либо вверх 25 45 30 35 40 50 55 М сч + Ч 0 Т-с 10присс ф сУ цУ (Т1 сО (при. ) 7 -С )рно всегда в сторону фактического положенияуровня гашения, Таким образом, требование5(6) выражает условие сходимости выходногопотенциала нелинейного интегратора 8 к уров.ню гашения во входном телевизионном сигнале.Располагая потенциалами на выходах нели.нейных интеграторов 7 и 8, отражающимиуровень вершин синхроимпульсов и уровень ггасящих импульсов соответственно, с помощьюпассивного резистивного делителя напряжения на резисторах 5 и 6 можно получитьлюбой промежуточный потенциал. В данномслучае соотношения резисторов 5 и 6 следуетвыбирать так, чтобы выходной потенциалделителя соответствовал наиболее крутомуучастку фронта синхронизируюших импульсов,поскольку селекция синхросигнала по этомууровню компаратором 2 обеспечивает минимизацию фазовой погрешности синхронизации.В случае априорной неопределенности относительно формы фронта синхросигналов, подводимых к амплитудному селектору синхросигналов, принято считать целесообразной селекцию синхросигнала по уровню равному среднему арифметическому от уровней вершинсинхроимпульсов и гасящих импульсов. Такойрежим обеспечивается составлением делителянапряжения из двух последовательно соединен.ных резисторов равной величины, Ограничениевидеосигнала по указанному уровню с помощью компаратора 2 приводит к формирова-35нию на выходной шине 9 селектированногосинхросигнала (фиг. 4 г),Время установления режима в амплитудном сеЛекторе синхросигнала определяется требова. ниями к точности регистрации уровня гасящих импульсов нелинейным интегратором 8.Амплитудный селектор синхросигнала по второму варианту работает аналогично устройству по первому варианту, Отличие в работе заключается в том, что в нем исключается поступление импульсов кадровой синхронизации на нелинейный интегратор 17,Это обеспечивается наличием связи от выхода компаратора 11 к выходной: шине компаратора 12 через инвертор 18. Так как компаратор 11 выделяет синхросигнал с сумлмарной длительностью с за период, на выходе компаратора 12 пропадают все. составляющие синхросигнала - и кадровые, и строчные (фиг. 4 д). Максимальная суммарная 55 длительность интервалов наличия импульсов на выходе компаратора 12 уменьшается на величину с и становится равной 3 б(так как в отсутствие указанной связиона равна (С + ), Заменяя ( ос + с,р ). Благодаря наличию инвертора максимальная длительность импульсов на входе нелинейного интегратора 17 сокращается. При любом фиксированном значении допуска на пульсации напряжения на выходе нелинейного ин. тегратора 17 указанное уменьшение длитель. ности подаваемых на интегрирование импульсов позволяет увеличить допустимую ско рость изменения потенциала на выходе не. линейного интегратора 17 и соответственно сократить время установления стационарного режима амплитудного селектора синхросигнала,Формула изобретения 1, Амплитудный селектор синхросигнала, содержащий первый, второй и третий компараторы, инвертирующие входы которых объединены и являются входом амплитудного селектора синхросигнала, неинвертирующий вход первого компаратора через первый резистор соединен с неинвертируюшим входом второго компаратора, неинвертируюший вход которого через второй резистор соединен с неинвертирующим входом третьего компаратора, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что с целью повышения быстродействия при одно временном упрощении, введены первый и второй нелинейные интеграторы вход первого из которых соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с неинвертирую. щим входом первого компаратора, вход второго нелинейного интегратора соединен с выходом третьего компаратора, а выход - с неинвертирующим входом третьего компаратора, причем соотношения скоростей изменения потенциала на выходе первого нелинейного интегратора удовлетворяют условию(" "1- )Уо (" г р)а на выходе второго нелинейного интегратора - условию где 3 Ч - скорости изменения потенциала соответственно при наличии1221763 8выход - с неинвертируюшим входом третьего компаратора, а также введен инвертор включенный межлу выходом второго компаратора и входом второго нелинейного интегратора, при этом соотношения скоростей изменения потенциала на выходе первого нелинейного интегратора удовлетворяют условию- с ,с- - сс ") " 4 5 где , Ч потен а а на входе елинейного 7и отсутствии импульса на входесоответствующего интегратора;Т - период синхросигнала;гь - суммарная длительность инстервалов следования синхроим- .пульсов в пределах периода;- усредненная длительностьф,ронтов синхроспгнала;- суммарная длительность интервалов гашения в пределахпериода,2, Амплитудный селектор синхросигнала,содержащий первый, второй и третий компараторы, инвертируюшие входы которых объе-:динены и являются входом амплитудногоселектора синхросигнала, неинвертируюшийвход первого компаратора через первыйрезистор соединен с неинвертируюшим входом второго компаратора, неинвертируюшийвход которого через второй резистор соединен с неинвертируюшим входом третьегокомпаратора, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном упрощении, введены первый и вторсй нелинейные интеграторы,вход первого из которых соединен с выхо.дом первого компаратора, а выход соединенс неинвертирующим входом первого компаратора, вход второго нелинейного интеграторасоединен с выходом третьего компаратора, а а на выходе второго нелинейного интегратораусловию- скорости изменениясоответственнопри наличии нотсутствии импульссоответствующего нинтегратора;Т впериод синхросигнала;- суммарная длительность интер. свалов следования синхроимпульсов в пределах периода;- усредненная длительностьфронтов синхросигнала; г( - суммарная длительность интерфвалов гашения в пределах периода.1221763 фиь. Ю Составитель Н, ЧистякТехред Л. Олейник Корректор М, Самборская едактор И. Касар Заказ 1621/ Тираж 624 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открьпнй13035, Москва ЖРаушская наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная,