УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ УРОВНЯ ВИДЕОСИГНАЛА Российский патент 1996 года по МПК H04N5/52 

Изобретение относится к технике телевидения и может использоваться для стабилизации уровня телевизионного сигнала, в частности, при переключении телевизионных датчиков.

Известно устройство автоматического регулирования уровня (АРУ) видеосигнала, содержащее блок выделения опорного уровня белого, резистивную матрицу, видеоусилитель, переключающий блок, реверсивный счетчик и элемент совпадения [1]
Недостатком этого устройства является либо невысокая точность стабилизации при приемлемом времени отработки системы, либо при достаточной точности стабилизации неприемлемое время отработки. Это объясняется тем, что тактовая частота в системе АРУ равна частоте следования синхроимпульсов полей, т.е. 50 Гц. Поэтому нужная точность стабилизации обеспечивается при времени отработки несколько секунд. При быстрой реакции системы АРУ, например 0,3 с, дискретность составляет более 6% от номинального значения.

Известно устройство стабилизации уровня видеосигнала, которое содержит аттенюатор, видеоусилитель, кодоуправляемый переключатель, три регистра, два коммутатора, три элемента сравнения, два D-триггера, источник опорных напряжений, формриователь импульсов запуска, генератор тактовых импульсов, формирователь стробирующих импульсов, селектор синхроимпульсов строк и полей, а также элементы ИЛИ и задержки [2] Недостатком этого устройства является то, что оно может работать только при малом значении числа разрядов N. Поскольку длительность плоской вершины импульса белого составляет около 8 мкс, на уравновешивание каждого разряда приходится время 8/N. За это время должно произойти сравнение в компараторах, запись в D-триггеры результата, сдвиги в регистрах, переключение коммутаторов и достижение на выходе видеоусилителя установившегося значения после переключения аттенюатора.

Кроме того, следует учесть групповое время запаздывания, которое вносит дополнительную задержку. Отсюда следует, что в известном устройстве необходимо использовать широкополосные и быстродействующие компоненты, но даже при этом значение N может оказаться недостаточным для получения нужной степени стабилизации. Кроме того, возможно такое состояние расстройки, что при уравновешивании старшего разряда произойдет не уменьшение, а увеличение ошибки вплоть до предельного значения. К концу настройки ошибка скомпенсируется младшими разрядами, однако короткий, но сильный выброс, появляющийся достаточно часто, может вызвать ложное срабатывание защиты передатчика, где этот выброс будет повторяться.

Цель изобретения повышение степени стабилизации уровня белого видеосигнала при одновременном упрощении устройства.

Для этого введены две скорости регулировки. В пределах узкого коридора регулировка производится с малым шагом дискретности. Если уровень белого на выходе видеоусилителя отклонился за заданные границы, переключение производится в большим шагом дискретности. В результате двухскоростная система АРУ позволяет быстро вводить сигнал в узкий коридор, а затем уже медленнее приводить к заданному уровню и поддерживать его с любой степенью точности.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства стабилизации уровня видеосигнала.

Оно содержит видеоусилитель 1, селектор 2 синхроимпульсов строк и полей, формирователь 3 стробирующих импульсов, первый, второй и третий элементы сравнения 4, 5, 6, источник опорных напряжений 7, элемент совпадения 8, коммутатор 9, первый и второй реверсивные счетчики 10, 11, элемент И-НЕ 12, перемножающий цифроаналоговый преобразователь (ПЦАП) 13.

Устройство стабилизации уровня видеосигнала работает следующим образом.

Телевизионный видеосигнал поступает на вход ПЦАП 13, с помощью которого можно дискретно изменять коэффициент передачи, и на вход селектора 2, который выделяет эти импульсы из видеосигнала. Выделенные импульсы по двум цепям поступают на формирователь 3, который формирует импульсы, начало которых совпадает с фронтом импульса белого, а спад приходится на середину импульса белого. Этот импульс через элемент И-НЕ 12 поступает на тактовые входы реверсивных счетчиков 10, 11, переключая их примерно в середине импульса белого.

Сигнал с выхода видеоусилителя 1 подается также на элементы сравнения 4, 5, 6, на вторые входы которых подаются опорные напряжения с источника опорных напряжений 7. Опорные напряжения на элементах сравнения 5, 6 определяют пороги изменения логического уровня на выходах этих элементов, которые ограничивают зону переключения скоростей регулирования. На выходе элемента совпадения 8 появляется уровень логической единицы, если напряжение на входах элементов сравнения 5, 6 находится в заданной зоне, и устанавливается уровень логического нуля при выходе из зоны. Опорное напряжение на элементе сравнения 4 соответствует середине выбранной зоны. Поэтому изменение логического уровня на выходе элемента сравнения 4 происходит в момент перехода входного напряжения через середину зоны и определяет знак реверса реверсивных счетчиков 10, 11. Уровень входного напряжения в момент переключения знака реверса соответствует номинальному уровню белого на выходе видеоусилителя 1 при среднем значении ослабления ПЦАП 13. Сигнал зоны с выхода элемента совпадения 8 поступает на коммутатор 9 и переключает цепи так, что если сигнал находится в зоне, выход переноса реверсивного счетчика 10 соединен с входом переноса реверсивного счетчика 11, т.е. реверсивные счетчики 10, 11 образуют единый счетчик, поэтому шаг перестройки определяется младшим разрядом реверсивного счетчика 10.

При выходе из зоны вход переноса реверсивного счетчика 11 замыкается на земляную шину и реверсивные счетчики 10, 11 становятся независимыми, при этом шаг перестройки определяется суммой младших разрядов реверсивных счетчиков 10, 11, т.е. увеличивается во много раз. Ширина зоны должна быть больше дискретности младшего разряда реверсивного счетчика 11. Таким образом, при отклонении в пределах зоны уровня белого от номинального значения, фиксируемого в середине импульса белого в момент спада стробирующего импульса, реверсивные счетчики 10, 11 работают как единый счетчик с суммарной разрядностью. Направление счета определяется знаком реверса так, что число на выходе объединенного счетчика увеличивается или уменьшается, возвращая уровень белого к номинальному значению с точностью, определяемой суммой разрядов реверсивных счетчиков 10, 11.

При выходе из зоны все процессы происходят аналогично, но реверсивные счетчики 10, 11 работают параллельно, т.е. по существу процесс определяется реверсивным счетчиком 11, поэтому цепь автоматической регулировки усиления (АРУ) с увеличенной скоростью возвращает уровень белого в зону, а затем происходит точная регулировка с пониженной скоростью. Если реверсивный счетчик 11 оказался в одном из крайних положений, он останавливается в этом положении, поскольку прохождение импульсов на тактовые входы счетчиков 10, 11 блокируется сигналом с выхода переноса реверсивного счетчика 11, поступающим на второй вход элемента И-НЕ 12. В устройстве стабилизации уровня видеосигнала оптимально сочетаются высокая скорость отработки с высокой степенью стабилизации уровня белого.

Использование: в технике телевидения для стабилизации уровня телевизионного сигнала, в частности, при переключении телевизионных датчиков. Сущность изобретения: устройство стабилизации уровня видеосигнала содержит видеоусилитель 1, селектор 2 синхроимпульсов строк и полей, формирователь 3 стробирующих импульсов, элементы сравнения 4,5,6, источник опорных напряжений 7, элемент совпадения 8, коммутатор 9, реверсивные счетчики 10,11, элемент И - НЕ 12, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 13. Цель изобретения - повышение степени стабилизации уровня белого видеосигнала при одновременном упрощении устройства стабилизации уровня видеосигнала. 1 ил.

Устройство стабилизации уровня видеосигнала, содержащее видеоусилитель, селектор синхроимпульсов строк и полей, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам формирователя стробирующих импульсов, первый, второй и третий элементы сравнения, первые входы которых подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, элемент совпадения и коммутатор, при этом вторые входы первого, второго и третьего элементов сравнения подключены к выходу видеоусилителя, который является выходом устройства, входом которого является вход селектора синхроимпульсов строк и полей, отличающееся тем, что в него введены первый и второй реверсивные счетчики, элемент И НЕ и перемножающий цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с входом селектора синхроимпульсов строк и полей, при этом выход первого элемента сравнения соединен с входами управления реверсом первого и второго реверсивных счетчиков, выходы второго и третьего элементов сравнения соединены с входом элемента совпадения, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, первый вход которого соединен с выходом переноса первого реверсивного счетчика, второй вход подключен к общей шине, выход к входу переноса второго реверсивного счетчика, первый вход элемента И НЕ соединен с выходом формирователя стробирующих импульсов, второй вход с выходом переноса второго реверсивного счетчика, выход с тактовыми входами первого и второго реверсивных счетчиков, разрядные выходы первого и второго реверсивных счетчиков соединены соответственно с входом сигналов младших разрядов и с входом сигналов старших разрядов перемножающего цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу видеоусилителя.