Устройство для контроля низкочастотных помех в сигнале изображения

(19) ( Н 7/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Кривошеев М,И, Основы ТВ измерений, М., Связь, 1976, е,199,2. Авторское свидетельство СССР В 313315, кл. Н 04 Б 7/02, 1971.3. Плаксюк С.Г. Измерение фоновой помехи в видеоканале. - Электросвязь, 1974, 9 3, с. 61-63, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ПОМЕХ В СИГНАЛЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащее блок фиксации уровня и синхроселектор, входы ;которых объединены и являются входом устройства, а также последовательно соединенные фильтр, переключатель , допуска, усилитель и блок сравнения с допуском, выход которого является выходом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширенияФункциональных возможностей устройства для контроля сигнала изображения путем обеспечения дополнительного контроля несинхронных низкочастотных помех, а также повышения достоверности контроля видеосигнала при наличии синхронных и несинхронных помех, в него введены коммутатор и блок запоминания отсчетов, включенные последовательно между выходом блока фиксации уровня и входом фильтра, а также источник напряжения сравнения, компаратор, блок ограничения частоты повторения управляющих импульсов и блок выделения моментов времени Фиксации уровня, включенные последовательно, причем второй вход компаратора соединен с с выходом усилителя, выход блока вы 3деления моментов времени Фиксация . уровня соединен с управляющим входом блока фиксации уровня, первый выход синхроселектора соединен с управляющим входом коммутатора, а второй выход синхроселектора - с вторым входом блока выделения моментов времени Фиксации уровня.Изобретение относится к телевизионной (ТВ) контрольно-измерительной технике и манжет быть использовано при построении автоматическихустройств, .предназначенных для осуществления контроля либо измерения 5уровня помех в каналах изображения,который определяется по уровню помех,присутствукщих в сигнале иэображения, а также прй построении, автома,тизированных систем контроля и измерений ТВ каналов.Известно устройство контроля низкочастотных помех в ТВ, основанноена анализе црохождения испытательных сигналов в канале изображения,содержащее подключенный к входу первый коммутатор, соединенный с последовательно включенными дифференциальным усилителем и вторьэа коммутатором, при этом к другим входам коммутатора подключены блок восстановлеиия постоянной составляющей иблок программы измерительного цикла,Данное устройство обеспечивает выделение низкочастотных помех при Формировании с помощью первого и второго коммутаторов определенной структуры соединений блоков, при этом появляется возможность выделения либоадцитивной, либо.мультипликативнойсоставляющей низкочастотных помех(1). 30Недостатком указанного устройстваявляется то, что оно обеспечиваетконтроль уровня низкочастотных помех только на сигнале определеннойФормы например на периодических испытательных сигналах, поскольку использование изменяемых сигналовизображения снижает точность измерений эа счет невозможности обеспечения точного вычитания двух сигналов в дифференциальном каскаде вовсей полосе частот ТВ сигнала.Известно также устройство контроля уровня низкочастотной помехи,содержащее блок выделения низкочастотной помехи с преобразователем о 45переменного напряжения в постоянное,индикаторы аддитивной и мультипликативной помех, а также блок Фиксацииуровня, соединенный с коммутатором,включенным между преобразователем 5 Опеременного напряжения в постоянноеи индикатором аддитивной .и мультипликативной помех 123./Однако данное устройство также непозволяет определять уровень помехпри произвольных сигналах и, крометого, непосредственно определятьсуммарные низкочастотные искажения,которые в то же время, как правило,иормируются для ТВ каналов. . 60Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для контроля низкочастотных помех в сигнале изображения,содержащее блок"Фиксации уровня и 65 синхроселектор, входы которых объединены и являются входом устройства,а также последовательно соединенныефильтФ, переключатель допуска, усилитель и блок сравнения с допуском,выход которого является выходомустройства (31,Недостаток известного устройствазаключается в том, что измерения иконтроль низкочастотных помех в сигнале изображения могут производитьсятолько на сигнале, соответствующемнеподвижному изображению. В противномслучае уровень ограничения (выполняется в ограничителе синхроимпульсов) в зависимости от сюжета иэображения изменяется, что приводит к дополнительной модуляции размаха синхроимпульсов после ограничителя иискажает результат измерения 13).Однако известное устройство также.ограничивается воэможностью контролялишь синхронных низкочастотных помех.Действительно, при несинхронной помехе при контроле, например, мультипликативной составляющей низкочастотной помехи от одного момента Фиксации уровня к другому фаза несин-.хронной помехи непрерывно смещается,что вызывает появление на выходесхемы Фиксации дополнительных пере-падов на величину, соответствукщуюразности уровней несинхронной помехи между моментом времени, сопутству,ющим предыдущей Фиксации уровня, имоментом времени, .сопутствующим последующему моменту фиксации. Появляющийся при этомдополнительный перепад напряжения после блока Фиксацииуровня будет существовать до ойедующего момента времени фиксации уровня. Таким образом, сигнал, выделяемый после усиления, представляет собой прерывистый (ломаный) низкочас- .тотный фон, перепады напряжения которого случайным образом изменяютсяв положительном и отрицательном на"правлениях, а общий размах низкочастотного сигнала возрастает, Последнее приводит к появлению дополнительной существенной погрешности.В реальных ТВ каналах и ТВ аппаратуре наряду с синхронными возникаюттакже несинхронные помехи, которыепо всем ймеющимся регламентам должны определяться и контролироватьсяне только"при передаче неподвижныхсюжетов изображения, например притест-таблицах, но и непосредственнов процессе передачи программ.Цель изобретения - расширениеФункциональных воэможностей устройства для контроля сигнала иэображе"ния путем обеспечения дополнительного контроля несинхронных низкочастотных помех, а также повышение достоверности контроля видеосигналапри наличии синхронных и несинхронных помех.Поставленная цель достигается Переключатель 6 допуска содержит тем, что в устройство для контроля делитель из резисторов 19,19-1, 19-2 низкочастотных помех в сигнале и 19-3, а также переключатель 20, изображения, содержащее блок фикса- управляемый либо вручную, либо дисции уровня и синхроселектор, входы танционно. Блок 8 сравнения с допускоторых объединены и являются входом 5 ком содержит пиковый детектор 21, устройства, а также последовательно соединенный с высокоомным каскадом соединенные фильтр, переключатель 22, подключенным непосредственно к допуска, усилитель и блок сравнения компаратору 23, к другому входу кос допуском, выход которого является торого подключен источник 24 напрявыходом устройства, введены комму-10 жения сравнения, выполняемый либо татор и блок запоминания отсчетов, , на основе стабилитрона 25 (при абвключенные последовательно между вы- .солютном измерении или контроле абсо" ходом блока фиксации уровня и входом лютного уровня помех), либо на основе фильтра, а также источник напряжения выделителя 26 опорного дебелого сравнения, компаратор, блок ограничеимпульса.ния частоты повторения управляющих Выход усилителя 7 подключен к перимпульсов и блок выделения моментов вому входу компаратора 9, выполнен- времени Фиксации уровня, включенные ного на базе дифференциального усипоследовательно, причем второй вход лителя 27, Поскольку на входе дифкомпаратора соединен с выходом уси ференциального усилителя 27 содержитлителя, выход блока выделения момен- ся РС-цепь 28-1 и 28-2, не пропускатов времени фиксации уровня соединен ющая постоянную составляющую, источ" с управляющим входом блока Фиксации ник 10 напряжения сравнения заземлен. уровня, первый вход синхроселектора Блок 11 ограничения частоты повторе" соединен с управляющим входом комму ния управляющих импульсов состоит из татора, а второй выход синхроселек- включенного на его входе элемента 29 тора - с вторым входом блока выделе- совпадений, выход которого соединен ния моментов времени фиксации уровня. со ждущим мультивибратором 30, выходна Фиг, 1 представлена структур- которого через. ждущий мультивибраная электрическая схема предлагаемо- тор 31 соединен с другим входом элего устройства; на Фиг. 2 - электри мента 29 совпадений. Одновременно ческая схема коммутатора, блока за- выход блока 11 соединен с первым поминания отсчетов, переключателя входом элемента 32 совпадений выдедопуска, блока сравнения с допуском, леиия моментов времени фиксации компаратора, блока ограничения час- уровня, другой выход которого соедитоты повторения управляющих импуль .нен а вторым выходом синхроселектосов и блока выделения моментов вре- ра 2. Выход элемента 32 совпадений .мени фиксации уровня; на фиг, 3 - через инвертор 33 соединен с блоком принципиальная электрическая схема 1 фиксации уровня. блока фиксации уровня; на фиг. 4 - Блок 1 Фиксации уровня (фиг. 3) диаграммы напряжений, поясняющие 40 содержит эмиттерный повторитель наоснове транзистора 34 составнойустройство для контроля низкочас- эмиттерный повторитель на транзистототных помех в сигнале изображения рах 35 и 36, конденсатор 37 привяв" содержит блок 1 фиксации уровня, ки и ключевой каскад 38, К управлясинхроселектор 2, коммутатор 3, блок 45 ющим входам ключевого каскада 38подключена вторичная обмотка транс- переключатель 6 допуска, усилитель 7, Форматора 39, по первичной обмотке блок 8 сравнения с допуском, компа- соединенного с усилителем на транратор , источник9 источник 10 напряжения срав- эисторе 40. К конденсатору 37 приойвязки подключен истоковый составно повторения управляющих импульсов и повторитель на полевых транзисторах блок 12 выделения моментов временификсации уровня. Устройство работает следующим ОбКоммутатор 3 (фиг. 2) включаетразом.эмиттерный повторитель на транзисто" На вход синхроселектора 2 (фиг.1) ре 13, ключевой каскад 14, к управ" 55 и на .вход блока 1 фиксации уровня ляющим входам которого пбдключена поступает полный сигнал ИЗОбражения . вторичная обмотка трансформатора 15, (Фиг. 4 а),искаженный в общем случае первичная обмотка которого подключе- низкочастотной помехой, которая про на к импульсному усилителю на ба- является на сигнале, например, в зе транзистора 16. Выход коммутатора 60 виде искривления уровней гасящих им" 3 (ключевого каскада 14) соединен с пульсов 43 или синхроимпульсов 44 запоминающим конденсатором 17 бло- (фиг, 4 а). На сигнале подвижного Ка 4 запоминания отсчетов. Запомина- изображения область сигнала 45 изобющий конденсатор 17 подключен к входу ражения в зависимости от заполиения высокоомного каскада 18. 65 изменяет постоянную составляющую сиг-.нала в целом (фиг. 4 а) . Устранениевлияния постоянной составляющей нарезультат контроля низкочастотнойпомехи достигается путем реализацииоперации Фиксации уровня сигналаиэображения, например по уровню скмхроимпульсов 44, проводимой один разв поле. При такой частоте фиксациинизкочастотные помехи, имеющие частотный диапазон 50 Гц (частота сетевого напряжения) н вьые, не убкраются блоком 1 фиксации уровня. Далееисключение влияния сюжета изображения на результат контроля достигается за счет временного стробированиясигнала изображения по интервалам 15строчных гасящих импульсов, НаФкг. 4 б изображена строчная осциллограмма сигнала изображения для одного интервала времени и строчнаяосциллограмма для другого интервалавремени. Различие в уровнях площадок строчных гасящих импульсов йЧопределяется величиной низкочастотных помех при условии, что предварительно была произведена фиксацияуровня сигнала изображения.Принцип Формирования импульсовфиксации.заключается в следукщем.После Фильтра переключателя допус.ка и усилителя снимается выделеннаянизкочастотная помеха, которая далеепоступает в цепь обратной связи,включащдей компаратор 9, а такжебло:,.; 11 и 12. Благодаря включениюданной совокупности элементов достигаетсяновый положительный эффектвозможность работы с несинхроннойнизкочастотной помехой, посколькуданная совокупность обеспечиваетавтоматическое слежение за определенным Фиксированным уровнем ниэкочастотной помехи и в этот момент времени Формирует импульс Фиксации, Таким образом, импульсы фиксации перемещаются синхронно с низкочастотнойпомехой, т.е. автоматически следят 45эа Фазой этого сигнала. Такое авто- оматическое слежение позволяет принципиально производить фиксацию в моменты времени, когда низкочастотная помеха достигает один и тот же .уровеньПри этом низкочастотнаяпомеха блоком 1 фиксации уровня не устраняется, а влияние постоянной составляющей сигнала исключается. ,Кроме того, в зависимости от Формы низкочастотной помехи, например при наличии более высоких гармоник, моменты фиксации уровней сигнала иэоб- . ражения возникают чаще, чем 1 раэ в поле, что, в свою очередь, повышает достоверность контроля, поскольку 60 . в Ьольшей степени устраняется влияние постоянной составляющей сигнала изображения на результат контроля, Более подробно процесс Формирования импульсов Фиксации .оассмотвен" ниже, 65 Итак, после Фиксации уровня сигнала йэображения указанным путем в коммутаторе 3 производится стробирование сигнала по уровню строчных гасящих импульсов сигналов (фнг.4 В), В результате стробирования возникает амплитудно-импульсная модуляция и формируется сигнал (фиг. 4 г), который подается на блок 4 запоминания отсчетов (фиг. 1), выполняющий совместно с коммутатором 3 функции уп равляемого пикового детектора.На выходе блока 4 запоминания отсчетов формируется сигнал (на фиг,4 г изображен пунктирной линией), представляющий собой ступенчатую аппроксимацию низкочастотной помехи, со держащейся в входном скгнале. Далее сигнал подается на фильтр 5 (фиг.1), обеспечивающий Формирование требуемой для контроля полосы частот, Затем включается переключатель б допуска, обеспечивающий помимо установки необходимого уровня срабатывания устройства при реализации операций контроля также приведение сигнала к одному уровню, соответствующему чувствительности к динамическому диапазону усилителя 7. С выхода усилителя 7 снимается сигнал низко- частотной помехи (фиг. 4 д), изображенный в масштабе кадровой осциллограммы, Далее производится операция контроля, выполняемая в блоке 8 сравнения с допуском (Фиг. 1), в котором сравнение производится с опорным уровнем (Фиг. 2), результаты контроля выдаются на выход. Одновременно сигнал (фиг. 4 д) поступает в цепь обратной связи для формирования импульсов фиксации уровня сигнала изображения, В компараторе 9 (фиг. 1) осуществляется сравнение сигнала низкочастотной помехи с Формированнык уровнем, например с уровнем, соответствующим известному среднему уровню сигнала (фиг. 4 д), который задается источником 10 напряжения сравнения (Фиг. 1). В этом случае на выходе компаратора 9 Формируется сигнал (фиг. 4 е). Далее в блоке 11 ограничения частоты повторения управляющих импульсов (Фкг. 1) производится Формирование импульсов (фиг. 4 ж) определяющих временное местонахождение импульсов Фиксации. Кроме того, Формируются импульсы запрета (Фиг, 4 з), которые на интервале времени своего существования исключают повторное появление импульсов,определяющих временное местоположение импульсов фиксации.Целесообразность включения блока 11 (Фиг. 1) обусловлена тем, что в ,случре отсутствия в входном сигнале низкочастотных помех на выходе усилителя 7 могут существовать некото рые Флуктуаций напряжения кз-завысокой чувствительности устройства в целом. Поэтому вследствие высокой чувствительности компаратора 9 на его выходе появляются соответствующие высокочастотные перепады напряжения, которые вызовут частое сраба тывание блока 1 фиксации уровня и, следовательно, усиление степени обратной связи, что может привести к жесткому режиму возбуждения устройства. Для устранения данного эффекта 10 на некоторый интервал времени (фиг. 4 э), следующий непосредственно после импульсов Фиксации уровня (Фиг. 4 ж), цепь обратной связи полностью отключается. Эту функцию вы полняет блок 11 ограничения частотыповторения управляющих щчпульсов (фиг. 1).Далее сигнал (фиг, 4 ж в блоке 12 выделения моментов времени фиксации уровня осуществляет стробирование импульсов интервалов привязки уровня (фиг. 4 и), сформированных синхроселектором 2, В результате в мОменты времени существования сигнала25 (Фиг. 4 ж), являющегося синхронным по отношению к сигналу изображения и строчным импульсом, происходит выделение одного или нескольких синфаэных с выходным сигналом импульсов фиксации уровня (Фиг. 4 к)Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется выделение импульсов привязки, которые следят за формой и частотой сигнала низкочастотных помех, и расширяются функциональные 35 возможности контроля в процессе передачи ТВ программ как синхронных низкочастотных помех, так и несинхронных, тем самым одновременно повышается достоверность контроля при 49 наличии в каналах и сигналах изображения синхронных и несинхронных по 1 мех.Блоки устройства (фиг. 2) работают следующим образом.С помощью импульсов стробирования на задней площадке строчных гасящих импульсов, подаваемых на импульсный усилитель на транзисторе 16 и трансФорматор; 15, производится временная 50 селекция входного сигнала на ключевом каскаде 14. Выходные импульсы запоминаются на запоминающем конденсаторе 17, с которого снимаются через высокоомный каскад 18. Сигнал 55 после фильтра (выполняется на основе активных РС -схем) поступает на резисторы 19-2, 19-1 и 19-3, Величина допуска изменяется переключателем 20.В блоке 8 сравнения с допускЬм . 6 усиленный сигнал запоминается пиковым детектором 21. Постоянное напряжение чвреэ высокоомный каскад 22 подается. на первый вход компаратора 23, на другой вход которого подается напряжение от источника 24 напряжениясравнения. Здесь возможны два варианта подключения сигнала: либо от стабилизированного напряжения (на стабилитроне 25) при контроле абсолют- ногО уровня помех, либо от выделителя 26 опорного ффбелого импульса.Выделитель 26 из входного сигналастробирует и запоминает размахбелого импульса, а затем фиксированную часть этого напряжения подает на компаратор 23,С выхода усилителя 7 выделенный сигнал низкочастотной помехи через рс-цепь 28-1 и 28-2, снимающую постоянную составляющую, поступает навход компаратора 9, Поскольку сред"ний уровень помехи равен О, то источник 10 напряжения сравнения заэемля. - ется.С выхода компаратора 9 сигнал поступает на элемент 29 совпадений,выходной сигнал которого запускаетждущий мультивибратор 30 (Формируется сигнал на Фиг 4 ж), далее запускается другой ждущий мультивибратор31 (фиг. 2), вырабатывающий сигнал (Фнг. 4 з), который и отключает на время Формирования его цепь обратной связи. В блоке 12 (Фиг. 1) с помощью элемента 32 совпадений сигнал(Фиг. 4 ж) стробирует сигнал(фн".4 и) синхроселектора 2, в результате чего сигнал (Фиг. 4 к) поступает на уп- . равляющий вход блока 1 фиксации .уровня.В блоке 1 Фиксации уровня (Фиг. 3) входной сигнал через транзисторы 34-36, обеспечивающие низкое выходное сопротивление, поступает на цепь привязки, состоящую иэ конденсатора 37 привязки и ключевого каскада 38, который управляется с помощью транзистора 40Через составной истоковый повторитель на полевых транзисторах 41 и 42 сигнал с фиксированным уровнем в моменты времени одинакового уровня низкочастотной помехи произвольного состава поступает на выход блока 1.Предлагаемое устройство обеспечивает динамическое слежение в процессе передачи, сигнала подвижного изображения за характером изменения низкочастотной помехи по Форме, раэ" маху и времени.с последующим Формированием импульсов фиксации уровня сигнала иэображения таким об 1 азом, что в отличке от известных устройств моменты воемени Фиксации уровня приходятся на один и тот же участок динамического диапазона низкочастотной помехи.Технико-экономический. эффект от применения изобретения заключается в расширении Функциональных возможностей устройства, что позволяет соэдать автоматизированные системы конт 1078 б 69 10роля передачи ТВ программ с болееполным набором выполняемых Функций,в частности контроля параметров, иповысить достоверность контроля приналичии в сигнале синхронных и несинхронных низкочастотныхпомех.Все это повышает эффективность конт.роля и приводит к соответствующему .повышению качества ТВ вещания.5/ А, Эимокосов илиал"ЛП Проектйая, 4 Патент , г го аказ 988/55 Тираж 635 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРауюская наб., д. 4/5