Устройство формирования сигнала светового изображения

(21) 4137 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 09,90.Бюл.У 36;308/24"09(56) Авторское свидетельство СССР В 1001499, кл. Н 04 Ю 5/30, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА СВЕТОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится. к технике телевидения и м,б, использовано при регистрации импульсных световых иэображений, Цель изобретения - повышение чувствительности. Это достигаИзобре тение о тиос итс я к техник етелевидения и может быть использовано для регистрации импульсных световых иэображений.Цель изобретения - повышение чувствительности,На фиг1 представлена электрическая структурная схема устройства Формирования сигнала светового изображения; на фиг,2 - то же, второго делителя частоты.; на фиг,3 - то же,счетчика накопления; на фиг,4 - тоже, счетчика времени задержки; нафиг,5 - то же, четвертого делителячастоты.Устройство формирования сигнала. светового изображения (фиг,1) содержит матрицу 1 приборов с зарядовойсвязью (ПЗС), формирователь 2 фазныхнапряжений секции накопления, форми-.рователь 3 фаэных напряжений секциипамяти, формирователь 4 фаэных на 2ется введением в устр"во переключателя 20 числЛ элементов в строке, переключателя 21 числа строк и преобразователя 22 кодов. При использовании сложений строк и (ш) сложений элементов в строке время вывода информации уменьшается примерно (ш-и) раэ, Время переносов накопленных во время световой вспышки зарядов из секций накопления в секцию памяти матрицы 1 всегда постоянно, т,к, осуществляется с одной и той же прецельной для конкретного типа матрицы частотой. пряжений выходного регистра, задающий генератор 5 усилитель-формирователь 6, первый и второй делители 7,8 частоты, элемент И 9, счет"чик 10 времени накопления, счетчик 11времени переноса, блок 1 2 запуска,счетчик 13 времени задержки, элемент ИЛИ 14, инвертор 15, переключатель 16 режима работы, вход 17 сигнала режима, вход 18 сигнала запуска,выход 19 устройства формирования сигнала светового изображения, переклю 1чатель 20 числа элементов в строке,переключатель 21 числа строк, преоб-разователь 22 кодов, третий и четвертый делители 23, 24 частоты,Второй делитель 8 частоты (фиг2)содержит одновибратор 25, счетчик 26,сумматор 27, элемент ИЛИ 28, блоки 29.30 сравнения, триггер 31.Счетчик 10 времени накопления1 131482И-НЕ 33, триггер 34, инвертор 35,элемент И 36, элемент ИЛИ 37. Счет-,чик 13 времени задержки (фиг,4) содержит счетчики 38, 39, элементыИ 40,1, 42, триггер 43, Четвертыйделитель 24 частоты (фиг,5) содержитсчетчик 44,. преобразователь уровня 45,Ус тройс тво формиров а ни я сигналасветового изображения работает сле.дующим образомьС помощью переключателя 20 числаэлементов в строке и переключателя 21числа строк (например, галетных переключателей) устанавливается код навходныхадресных шинах преобразователя 22 кодов, который представляетсобой запоминающее устройство, В соответствии с входным адресом на выходной информационной шине устанавли-"ваются код управления коэффициентами пересчета второго и третьего де"лителей 8,23 частоты, а также счет-чиков 10 и 13, Код на выходной информационной шине преобразователя. 22кодов является.суперпозицией трехФгрупп кодов, которые формируются натрех независимых шинах,Формирователи 2,3,4 содержат пре-.образователи уровнИ, Вход счетчика 11, соединенный с выходом инверто. -ра 15, выполнен, открытьпг т,е, поступающий на него единичный уровеньсигнала удерживает счетчик 11 в нулевом положении, Третий вход счетчика 11, соединенный с выходом бло."ка 12 запуска, выполнен закрытым,т.е, он передает только перепад напряжения (фронт импульса). Закрытыми выполнены также вторые (устаноЪОчные) входы второго делителя 8 частоты и счетчика 10, соединенные свторым выходомсчетчика 13. Входэлемента ИЛИ 14, соединенный с выхо"дом инвертора 15, выполнен открытым,второй вход - закрытым, Тактоваячастота на выходе второго делителя очастоты остается неизменной, а вре"менные соотношения его выходных сигналов (обратный и прямой ход строки) соответствуют положениям переключателей 20 и 21, устанавливающих.соответственно число элементов встроке и число строк в кадре, Уста"вовка временных соотношений выходныхсигналов второго делителя 8 частотыосуществляется с помощью преобразователя 22 кодов, управляемого одновременно от переключателей 20 и 21, Иа первом выходе преобразователя 22 кодов устанавливается код прямого хо"да строки, соответствующий времениИДь ш, где. М " число элементов ввыходном регистре матрицы 1; Гкрчастота выноса информации из ее выходного регистра, ш1,2,3,4 " число сложений элементов в строке, ана втором выходе преобразователя 22кодов - строчной паузы, соответствующей временно/Г, где и - число сло-,жений строк,- частота переносовна выходе первого делителя 7 частоты.15 Т,е, при различных положениях переключателей 20 и 21 временные соотношения строчных синхросигналов на выходе второго делителя частоты меняются в20 Счетчик 10 времени накопления подсчитывает число периодов выходногосигнала первого делителя 7 частоты,которое задается по управляющим ши"ьам с выходом преобразователя 22 коравно о Тв(пп Мврщ)х И/и, где 11 - полное число строк вматрице 1, и - число сложений строк.Счетчик 13 времени задержки выполнен таким образом, что задержка им"30 пульса на его втором выходе, соединенном с вторым установочным входомсчетчика 10, относительно выходногоимпульса блока 12 запуска устанавливается вручную оператором путем небо"ра соответствующего кода. Код с выхода преобразователя 22 ходов устанавливает величину задержки импульса на.разных выходах счетчика 13, равнуюпериоду, кадровой развертки ТМ/Г +О + (пй + И 8 ш 1 Н/и. Т.е., так жекак во втором делителе 8 частоты и всчетчике 10 времени накопления временные соотношения между выходнымиимпульсами счетчика 13 меняются в эа"висимости от положения переключателей 2 О и 21 еЗадающий генератор 5 с кварцевойстабилизацией частоты задает утроенную (для матрицы 1 с трехфазным управлением) рабочую частоту выходногорегистра матрицы, увеличенную в шразу (Ю ф ш, Х Где шмаксимальное число сложений элементов в стро"ке, задаваемое переключателем числаэлементов в строке 20), Число ш ь 4,как правило, ограничено быстродействием элементов,Переключатель 20 устанавливает та"кой крэффициент пересчета, чтобы час"499 6ля 6, При этом Формирователь 3 осуществляет перенос и строк иэ секциипамяти матрицыв ее выходной регистр (осуществляется сложение истрок), а усилитель-Формирователь Ьформирует строчный гасящий и синхронизирующий импульсы в выходном видеосигнале,За время прямого хода кадра, которое подсчитывается с помощью счетчи""ка 1 С времени накопления, содержимоесекции памяти матрицыполностьщвыводится через ее выходной регистри усилитель-Формирователь 6 на выход 9, причем время вывода информации значительно уменьшается и выража-ется Формулой;Т = Б/Г+ 1/Г тп + и/Г 1 Мп.Выражение в квадратных скобках определяет период строчной развертки,который уменьшается примерно в ш раз прииспользовании в сложений элементов встроке, а количество строк уменьшает;-,ся в и раз при использовании и сложений строкТаким образом, при использованиии сложений элементов в строке времявывода информации уменьшается примерно (ш-и) раз, Бремя переносов накопленных во время световой вспышки зарядов иэ секции накопления в секциюпамяти матрицы 1 всегда постоянно,т,к, осуществляется с одной и той жепредельной для конкретного типа матрицычастотоиИмеются 2 режима работы - непрерывный и однократный в зависимостиот установленного оператором положения переключателя 16, В непрерывномрежиме второй вход блока 12 запусказамкнут на вход 17, а вход счетчика 13 разомкнут, При этом блок 12 за"пуска постоянно находится.в единич-ном состоянии, а счетчик 13 устанавливается в единичное состояние, Таким образом, установившиеся уровнисигнала на выходах блока 12 и счетчика 13, подаваемые на закрытые входы счетчиков 10,11 и второго делителя 8 частоты не оказывают влиянт 4 яна работу устройства.Счетчик 10 времени накопления подсчитывает число периодов выходногосигнала первого делителя 7 частоты,соответствующее максимальному времени накопления, В течение этого вреФменн выходкой сигнал счетчика.10 подается в формирователь 2, который 5 482 тото сигнала на вь 1 ходе делителя 23 в п 1 раэ превышала рабочую частоту выходного регистра матрицы 1 (Гц =ш Ге , где щ - число сложений 1 элементов в строке, установленное переключателем 20) .Коэффициент пере"чета четвертого делителя 24 частоты постоянный и равен в, т,е. на его выходе, независимо от положения переключателя 20 формируется частота Гп . Коэффициент пересчета первого делителя 7 частоты также постоянный и он устанавливается так, чтобы на выходе первого делителя 7 частоты всегда была постоянная частота, равная предельной для данного джипа матрицы утроенной частоте переносов иэ ее секции накопления в секцию памяти 20 (Гп)Поскольку задающий генератор 5 задает частоту щ йп , то частота сдвигов зарядов в вьходном регистре матрицы 1,. равна ш Г . Подключен ый к выходу задающего генератора 5 ервый делитель 7 частоты формирует игнал с утроенной частотой переноса, необходимой для формирования фаэных напряжений, 30Второй делитель 8 частоты формирует сигналы строчной развертки (строчную паузу и прямой ход строки) в со" ответствии с положениями переключателей 20 и 21, Во время прямого ходя строчной развертки с прямого выхода второго делителя 8 частоты осуществляется передача раэрешакпцего сигнала для формирователя 4 и четвертого делителя частоты 24 и имеющиеся заряды 40 выводятся с выходной частотой третьего делителя частоты ш Гпв выходной элемент выходного регистра матрицы 1;где осуществляется сложение зарядов от элементов строки, а выкодяой эле мент матрицы 1 коммутируется неэави" симо от положения переключателей 20 и 21 всегда с одной и той же частотой Г . Заряды с выходного элемента выходного регистра матрицы через усилитель-формирователь 6 выводятся на выкод 19,Во время обратного хода строчной развертки, длительность которого задается переключателем 21 с помощью преобразователя 22 кодов, сигнал с инверсного выхода второго делителя 8 частоты подается в формирователь 3 и первый вход усилителя-формировате 1482499удерживает секцию накопления матрицы 1 в режиме накопления. При эакол"некии счегчика )О сигнал с его инверсного выхода подается на вход элемента И 9, разрешая прохождение км-:.5пульсов с первого делителя 7 частотына выход элемента И 9, Импульсы свыхода элемента И 9 поступают на входсчетчика 11 времени переноса который подсчитывает число периодов вцходного сигнала перцрго делителя 7частоты, соответств 6 ощее времени переноса (длительности обратного ходакадра), В течение этого времени выходной сигнал счетчика 11 подается нформирователи 2 и 3.Матрица 1 переводится в режим переноса, т,е, осуществляется перекоснакопленных в ячейках ее секции накопления зарядов в ее секцию памяти.По заполнении счетчика 11 сигнал сего инверсного выхода через элементИЛИ 14 подается на установочный входсчетчика 10 временинакопления и устанавливает его н единичное состояние, Далее процесс повторяется,Длл осуществления однократного ре"жима работы переключатель 16 устанавливается в.положение, при котором 30вход блока 12 запуска замкнут навход )8, а выход счетчика 13 замкну."на установочный вход блока )2 зайуска и вкод счетчика )3,До прихода запускающего сигналана вход 18 блок 12 запуска на);одитсян нулевом положении. При этом на выходе инвертора ) 5 имеется сигнал, по"ступающий на установочный вход счетчика 1), и удерживает этот счетчикв нулевом положении. Этот же сигнал,через элемент ИЛИ 14 поступает иа.установочный вход счетчика )О, удерживая его в нулевом положении,т,е,до прихода запускающего импульса с,, входа 18 на блок 1 2, "а формировате"ли 2 и 3 подается сигнал состоянияпереноса с прямого выхода счетчи"каи появившиеся в ячейках секциинакопления матрицы 1 Фоновые зарядыпостоянно выносятся с предельной час-., тотой переносов в ее секцию памятии далее через ее нижний регистр ивыходной элемент ее нижнего регистра .на .выход матрицы 1,При поступлении сигнала запускас входа 18 на вход блока )2 запускаиа его выходе формируется сигнал, по"даваемый на установочный вход 13 счетчика 11 на вход инвертора 15 и на разрешающий вход счетчика 13 времени задержки. При этом снимаются удерживающие сигналы с нторык установочных входон счетчиков 10 н 1), счетчик 10 переключается н единичное состояние, а счетчик 13 времени задержки начинает счет периодов выходного сигнала задающего генератора 5.Длл минимизации накопления фоно,Э Ю вых зарядов время задержки в счетчике 13 устанавливается оператором равным ожидаемой длительности свечения импульсного иэображения (вспьппки), При достижении установленного значения времени задержки на втором выходе счетчика 13 Формируется сиг" нал, подаваемый ка второй установочный вход счетчика 10 и устанавливающий его в нулевое положение, При этомскиается сигнал накопления с Формирователя 2 и поступает разрешающий сигнал на второй вход элемента И 9, Счетчик 11 начинает счет импульсов,поступающих с первого делителя 7 частоты через элемент Й 9, а на формиронетели 2 и 3 подается сигнал состояния перекосов.из секцич свеч) накоп"ленив в секцыо памяти матрицы 1, т,е, после прекращения свечения импульсного изображения накопления Фоновыхзарядов в секции накопления не происходит. Одновременно сигнал с выхода счетчика 13 нремени задержки подается ка установочный вход второго 8 целителя частоты, который устанавливается в нулевое состояние. Таким образом осущестнляетсл .синхронизациястрочной развертки с учетом уставов ленной задержки в счетчике )3, С мо мента качала работы счетчика 11 ипосле его заполнения процесс Формированил выходного видеосигнала проте" кает так же, как в непрерывном режиме работы в течение одного кадра, после чего возникает сигнал на выходе счетчика,)3 времени задержки, Этотсигнал через переключатель 1 б поступает на установочный вход блока 12 запуска и установочный вход.счетчика 13, которые устанавливаются соответственко в нулевое к единичное положения н осуществляется переход врежим ожидания следующего эапускающего импульса с входа 18,Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство Формирования сигналасветового изображения, содержащее последовательно соединенные матрицу приборов с зарядовой связью (ПЗС) и усилитель-формирователь, формирователь фазных напряжений секции накоп 5 ления, формирователь фазовых напряжений секции памяти и формирователь фазных напряжений выходного регистра, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим уп- )О равляющими входами матрицы ПЗС, после. довательно соединенные задающий генератор и первый делитель частоты, выход которого соединен.с первыми вхо" дами формирователя фазных напряжений 5 секции накопления и формирователя напряжений секции памяти, последовательно соединенные переключатель режима работы, первый и второй входы которого являются соответственно входом 26 сигнала режима и входом сигнала запуска, блок запуска, счетчик времени задержки и второй делитель частоты, йрямой выход которого соединен с первым входом формирователя фазных на пряжений выходного регистра, а инверсный - с первым управляющим входом усилителя-формирователя и с вторым входом формирователя фазных напряжений секций памяти; последовательно соединенные элемент И, первый вход которого соединен с инверсным выходом счетчика времени накопления, а второй вход - с выходом первого делителя частоты, и счетчик времени переноса, З 5 прямой выход которого соединен с вторым управпяющим входом усилителя- формирователя и со вторым входом формирователя фаэных напряжений секции накопления и третьим входом фоумиро вателя фазных напряжений секции памяти, инвертор, инвертор, вход которого объединен с вторым входом счетчика времени переноса и соединен с выходом блока запуска, элемент КЛК, щ первый вход которого. объединен с третьим входом счетчика времени перено" са . и соединен с выходом инвертора, второй вход соединен с инверсным выходом счетчика времени переноса, авыход соединен с первым входом счетчика времени накопления, второй вход которого соединен с первым выходом счетчика времени задержки н объединен с первым входом второго делите- ля частоты, а прямой Выход соединенс третьим входом формирователя фаз-. ных напряжений секции накопления,приэтом второй выход переключателя режима работы соединен с вторым входом блока запуска и с вторым входомсчетчика времени задержки, третий вход которого соединен с выходом задающего генератора, в второй выход соединен с третьим Вкоцом переключателя режима работы, о т л и ч а ю -, щ е е с я тем, что, с целью новы% щения чувствительности введены пере- ключатель числа элементов в строке, последовательно соединенные переключатель числа строк и преобразователь кОдОВ к другому Входу котОрого подключен выход переключателя числа элементов в строке, первый выход соединен с четвертым входом счетчика времени задержки и с третьим входом счетчика времени накопления, а второй и третий выходы - соответствен но с вторым и третьим входами второ-го делителя частоты, четвертый вход которого объединен с четвертым входом счетчика времени накопления и соединен с выходом первого делителя частоты, третий делитель частоты, первый вход которого соединен с третьим выходом преобразователя кодов, второй вход соединен с выходом задающего генератора, а выход - с вторым входом формирователя фазньос напряже-. ний выходного регистра, а также чет- вертый делитель частоты, первый вход которого соединен.с прямым выходом второго делителя частоты, второй вход - с выходом задающего генерато ра, а"выход " с четвертью управлаощим входом матрицы ПЗС.1482499 Горнсович Корректор И.Бугре Полионова дак тои а Тираж 536" венного комитета по изобретенн 113 О 35, Москва, Ж, Раушская НТ СС роивводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ ЭНИИПИ 336осудвр Составител Техред И.Х Подписноем и открытиям и наб ю д. 4/5