Изобретение относится, в общем случае к телевизионным приемникам и, в частности к телевизионному приемнику, включающему устройство для подавления импульсных помех, которые, в ином случае, могут неблагоприятно влиять на качество изображения.
Как хорошо известно, телевизионные приемники восприимчивы к сигналам помех от различных источников шума. Эти помехи могут увеличиваться от множества различных причин, которые воздействуют на сам телевизионный сигнал или на процесс его обработки телевизионным приемником. Типичными источниками такой помехи являются системы зажигания автомобилей, бытовые моторы, а также любые другие виды помех. Термин "шумовая импульсная помеха" обычно используется для описания подобных случаев; такая помеха может быть причиной срывов в работе схем автоматической регулировки (АРУ) и схем синхронизации как для видеосигналов, так и для сигналов цветности. Как хорошо известно, если импульсный шум присутствует в выходном сигнале видеодетектора, то этот шум может пройти через канал видеообработки и выразиться в шумовом изображении на экране кинескопа. Импульсный шум также будет подан в канал синхронизации и заставит схему выделения сигналов синхронизации вырабатывать нежелательные выходные сигналы. Поскольку сигнал синхронизации горизонтальной развертки из схемы выделения сигналов синхронизации обычно подается на схему АРУ приемника, работа последней может быть прервана наведенными шумами выходного сигнала схемы выделения сигнала синхронизации. Как указывалось, эти недостатки хорошо известны в существующих аналогах.
Схемы АРУ и схемы синхронизации являются системами с ограниченной полосой пропускания, а чтобы эти схемы стали менее чувствительными к импульсным шумам, используется фильтрация. Цепь видеосигнала и цепь сигналов цветности не могут использовать метод фильтрации, применяющийся в схемах АРУ и синхронизации, так как сигналы импульсного шума занимают тот же спектр частот, что и видеосигналы и сигналы цветности. Поэтому в таких приемниках используется какая-либо нелинейная обработка сигнала, которая, однако, не всегда эффективна.
В патенте США N 4377823, выданном 22 марта 1983 года и озаглавленном "Система обработки шума для телевизионных приемников", Mycynek описывает телевизионный приемник с видеодетектором типа детектора огибающей, которым выделяется только импульсный шум вблизи уровня черного, причем этот шум обнаруживается и инвертируется в цепи синхронизации. Далее Mycynek описывает обнаружение импульсного шума вблизи уровня черного в цепи обработки видеосигналов и его замещение постоянным уровнем видеосигнала, предпочтительно уровнем видеосигнала, предпочтительно уровнем серого в 30 единиц IRE.
В патенте США N 4514763, выданном 30 августа 1985 года и озаглавленном "Детектор звуковых сигналов и импульсных шумов для телевизионного приемника", Rindal описывает телевизионный приемник, использующий систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для выполнения звуковой информации из телевизионного сигнала и для обеспечения управляющего сигнала, который, будучи поданным в цепь компенсации, уменьшает влияние импульсного шума в видеоинформации. Rindal обращается к недостаткам сортировки откликов импульсных шумов на желаемые видеосигналы и обходит их детектированием импульсного шума, но не тогда, когда он сопровождает видеосигнал, а когда он модулирует амплитуду частотномодулированной несущей звукового сопровождения.
Импульсный шум также является недостатком и систем других типов, например, с амплитудно-модулированными радиосигналами, где логарифмическая характеристика человеческого слуха помогает уменьшить во время прослушивания внедрение импульсного шума. В целом, об устройствах подавления шума можно сказать, что ссылки даются на следующие патенты США, имеющие отношение ко всем способам и устройствам подавления импульсных шумов. В патенте США N 4272846, выданном 9 июня 1981 года и озаглавленном "Способ подавления импульсного шума", Muratani и др. описывают способ подавления импульсного шума в системе, где модулированный в ограниченной полосе частот сигнал передается по каналу с большей, чем у этого сигнала, шириной полосы частот. В патенте США N 4810101, выданном 7 марта 1989 года и озаглавленном "Обнаружение шума в глазковом раскрыве дискретным цифровым сигналом с модуляцией в полосе частот", Kage и др. описывают схему обнаружения шума для цифрового радиоприемника, в котором сигнал дискретизируется через определенные временные интервалы, когда возникает значительный шумовой импульс. В патенте США N 4622520, выданном 11 ноября 1986 года и озаглавленном "Демодулятор частотномодулированных (ЧМ) сигналов со схемой подавления импульсных шумов", Kuroda описывает устройство для демодуляции ЧМ-сигналов, в котором аппаратурный импульсный шум подавляется схемой шумопоглощения и детектирования, расположенной перед фильтрами. Остальные патенты описывают системы подавления импульсного шума для радиоприемников, предназначенных для связи с подвижными объектами, как например, патент США N 4311963, озаглавленный "Система подавления импульсного шума", выданный 19 января 1982 года Watanabe и др. Патенты США NN 4272846 и 4311963 представляют особый интерес, так как оба раскрывают общую концепцию обнаружения импульсного шума в сигнале, последующей задержки этого сигнала, а затем - в ответ на обнаружение импульсного шума - подавление его в задержанном сигнале. Патент США N 4311963 также представляет собой интерес в связи с использованием в прототипе цепи слежения и хранения в схемах подавления импульсных шумов.
Сказанного достаточно для специалистов для полного представления о способах обнаружения и подавления шумов, тогда как современные телевизионные приемники работают в различных режимах, создающих трудности при обнаружении импульсного шума. Высококачественные телевизионные приемники обычно используют синхронные детекторы кадровой (pix)промежуточной частоты (ПЧ). Синхронное детектирование проводится в два этапа: синфазное синхронное детектирование, которое выделяет полный телевизионный сигнал в сопровождении модулированной несущей звукового сопротивления, и квадратурное синхронное детектирование, которое выделяет сигнал цветности и модулированную несущую звукового сопротивления без большей части сопутствующей яркостной информации. В квадратурно-детектированном выходном сигнале синхронного детектора присутствуют только частотные составляющие от дифференцированных синхро-импульсов и яркостных компонентов.
В отличие от детекторов огибающей или пиковых детекторов, используемых, например, в телевизионных вещательных стандартах NTSC и PAL, которые неизменно выделяют импульсный шум как шум вблизи черного в отрицательно модулированной несущей изображения, синхронные детекторы детектируют асинхронный импульсный шум либо как шум вблизи уровня черного, либо как шум вблизи уровня белого. Последний особенно неприятен, так как имеет тенденцию размывать изображения на кинескопе. Амплитудно-модулированная несущая изображения является частично подавленной боковой полосой, поэтому цепь фильтрации с усилением для кадровой ПЧ центрируется со сдвигом примерно на 2 МГц от несущей частоты изображения. Переходный процесс при такой фильтрации импульсного шума вызывает затухающую синусоиду со случайной фазой на частоте около 2 МГц, как правило с большой амплитудой, в выходном сигнале синфазного синхронного детектора. Если используется квадратурный синхронный детектор, то затухающая синусоида со случайной фазой сопоставимой частоты и амплитуды вырабатывается также в его выходном сигнале.
В патенте США N 4524389, выданном 19 июня 1986 года и озаглавленном "Синхронный видеодетектор, использующий систему ФАПЧ", Isobe и др. описывает телевизионный приемник, имеющий именно синфазный синхронный детектор. Импульсный шум вблизи уровня черного в выходном сигнале этого видеодетектора обнаруживается детектором шума на уровне черного и затем нейтрализуется до серого. Выходной сигнал детектора шума черного подается на расширитель импульсов. Выходной сигнал расширителя импульсов используется для управления сведением к серому шуму на уровне белого, следующего за обнаруженным шумом на уровне черного. Но обработка по патенту Isobe и др. имеет недостатки. Весьма вероятно, что исходный сигнал достаточной энергии, выделенный из синхронно детектируемого импульсного шума, будет ближе к уровню белого, а не черного. Каждый такой выброс исходного сигнала к уровню белого приводит к нежелательному появлению интенсивной белой точки на изображении. Совокупность этих белых точек называют иногда "солью" в противоположность термину "перец", используемому для совокупности черных точек на изображении, вызванных инвертированием импульсного шума и уровню черного в телевизионных приемниках с видеодетектором типа детектора огибающей. Эти выбросы к уровню белого выходного сигнала видеодетектора также разгружают канал сигнала цветности.
Известны существующие методы для подавления импульсного шума на уровне белого, в которых этот шум в выходном сигнале видеодетектора распознается, а затем заменяется на уровень черного (или заданный уровень серого). Установка порога инвертирования видеошумов в таких системах крайне критична. Глубина видеомодуляции может сильно меняться от одного источника к другому; поэтому, если порог детектирования импульсного шума установлен слишком близко к уровню белого, будет часто встречаться ложное включение модуляции на высоком уровне белого. Если имеется высокий сигнал цветности, вызванный стоячими волнами или другими недостатками антенны, инвертор шума будет ложно срабатывать по сигналу цветности. Если и пороговый уровень слишком высок, то пройдет сильный импульсный шум вблизи уровня белого и размажет изображение на кинескопе. Обнаруженный синфазный видеосигнал обычно приводится к уровню белого до того, как его обнаружат в качестве импульсного шума вблизи уровня белого, поэтому в существующих методах искажения или помехи в изображении выявляются уже тогда, когда действие установлено на подавление импульсного шума вблизи уровня белого. Несмотря на то, что коэффициент заполнения импульсного шума вблизи уровня белого понижен, помехи все равно видны человеком при просмотре телеизображения.
Как практикуется в существующих аналогах, каждое действие по инвертированию шума вызывает скачкообразный сигнал, который передается по каналу сигнала цветности и видеоканалу телевизионной системы или приемника. В видеосигнал вводится черная или серая полоса схемами инвертирования шума, откликающимися на импульсный шум, что заставляет заменить его задним видеоуровнем, и эта полоса заметна на экране, когда импульсный шум действует, в течение долгого времени. Канал сигнала цветности ударно возбуждается быстро возрастающим импульсом инверсии шума с большой амплитудой; и последующие затухающие колебания фильтров в канале сигнала цветности являются причиной цветового "мерцания". Цветовое "мерцание" содержит кратковременные изменения цвета в точках телеизображения, где импульсный шум появляется с перерывами. Изменение цвета в каждой их этих точек напоминает некоторым зрителям излучаемый звездами свет что и способствовало появлению термина "мерцание" по ассоциации с этим явлением.
Недостаток - изменение обнаруженного синфазного видеосигнала к уровню белого до обнаружения импульсного шума так, что искажения или помехи в изображении выявляются уже тогда, когда идет подавление импульсного шума - обходится в изображении обнаружением импульсного шума, когда он появляется в выходном сигнале видеодетектора, и подавлением действующего шума в задержанном отклике на тот или иной выходной сигнал видеодетектора. Телеизображение затем извлекается из задержанного видеосигнала после подавления шума. Если импульсный шум в приложенном видеосигнале обнаруживается синфазным синхронным детектором и обнаруживается только с одним знаком - вблизи уровня черного или вблизи уровня белого, то предпочтительно обнаруживать импульсный шум вблизи уровня белого. Выходной сигнал видеодетектора может быть задержан на короткое время до подавления действующего шума, что позволяет избежать расплывания шума вблизи уровня белого, благодаря чему уменьшается стоимость аппаратных средств.
Недостатком цветового "мерцания" устраняется в изобретении использованием схем слежения и хранения для подавления действующего шума в задержанном выходном сигнале видеодетектора, что позволяет не вводить быстро возрастающий импульс инверсии шума, имеющий большую амплитуду, в этот задержанный сигнал, так как он вызвал бы ударное возбуждение канала сигнала цветности, в котором этот задержанный сигнал используется как входной сигнал. Подавление действующего шума в задержанном отклике на выходной сигнал видеодетектора с целью избежать белых точек в начале импульсного шума устраняет другой источник ударного возбуждения канала сигнала цветности, использующий задержанный сигнал как входной сигнал.
Изобретение в основном относится к телевизионной системе, включающей в себя источник ПЧ-сигнала, содержащего кадровую несущую ПЧ, модулированную по амплитуде видеоинформацией, видеодетектор для выделения указанной видеоинформации, которая может иногда сопровождаться нежелательным детектированным импульсным шумом, и схему обработки для выдачи выходного видеосигнала в ответ на указанную видеоинформацию при ее выделении указанным видеодетектором с подавлением части выходного видеосигнала, вызванной указанным детектируемым импульсным шумом. Схема обработки содержит средство обнаружения шума для формирования сигнала управления выдачей по видеоинформации при ее выделении видеодетектором, причем сигнал управления выдачей индицирует, имеется ли заметная величина указанного детектированного импульсного шума, сопровождающего выделенную видеоинформацию, средство задержки для формирования задержанного отклика на эту детектированную видеоинформацию, и средство выдачи видеосигнала, управляемые сигналом управления выдачей для реагирования на текущее значение задержанного отклика на детектированную видеоинформацию в случае, когда сигнал управления выдачей индицирует отсутствие заметной величины детектированного импульсного шума, сопровождающего детектированную видеоинформацию, и для замены задержанного отклика на детектированную видеоинформацию в его текущем значении в случае, когда сигнал управления выдачей индицирует наличие заметной величины детектированного импульсного шума, сопровождающего детектированную видеоинформацию.
Данное изобретение особенно подходит к TV-приемникам, использующим 2 детектора кадровой ПЧ, первый синхронный детектор для обнаружения синфазного видеосигнала, называемого видеосигналом 1, и второй синхронный детектор для обнаружения квадратурного сигнала, называемого видеосигналом Q. Когда телевизионные сигналы стандарта NTS принимаются таким TV-приемником, квадратурный канал по своей сути не содержит составляющих яркостного сигнала и, следовательно, не содержит низкочастотных (НЧ) составляющих. Таким образом, видеосигнал Q может иметь более широкий динамический диапазон, пригодный для более высокочастотных (ВЧ) составляющих видеосигнала. Это особенно справедливо в TV-приемниках, где отклики с I и Q видеодетекторов дискретизируются схемами аналого-цифрового преобразователя. Так как в квадратурном канале нет НЧ-составаляющих, импульсный шум может быть обнаружен при выбросах как в положительном, так и в отрицательном направлениях, при установке относительно низкого порога по амплитуде для детектирования шума. Нет необходимости использовать установку относительно высокого порога по амплитуде в одном направлении, так как необходимо иметь возможность не откликаться на синхроимпульсы, поскольку квадратурный канал имеет отрицательный отклик на синхроимпульсы.
В тех вариантах выполнения изобретения, в которых импульсный шум обнаруживается первоначально в квадратурном канале, порог детектирования импульсного шума может, таким образом, быть установлен очень близко к началу импульса как по амплитуде, так и по времени. Это особенно верно в вариантах выполнения изобретения, в которых импульсный шум в квадратурном канале обнаруживается и в положительном, и в отрицательном направлении. При обнаружении шума в квадратурном канале проявляется нечувствительность к блокировке. Поэтому защищенные от шума сигналы, вырабатываемые в ответ на обнаружение импульсного шума первоначально в квадратурном канале, могут быть также использованы для выработки сигнала автоматической регулировки усиления (АРУ), что устраняет схему, необходимую для защиты АРУ от импульсного шума.
На фиг. 1 представлена простая блок-схема, показывающая ПЧ часть телевизионного приемника, использующую синхронные детекторы ПЧ с подавителями импульсных шумов в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 2 представлена простая блок-схема, показывающая вариант схемы подавления шума в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 3 представлена блок-схема модифицированной схемы подавления шума на фиг. 2, которая является другим вариантом выполнения данного изобретения.
На фиг. 4 представлена подробная блок-схема устройства синхронного детектирования ПЧ для обеспечения видеосигналов I и Q, использующего модули подавления шумов и для синфазного, и для квадратурного видеосигнала.
На фиг. 5 представлена подробная принципиальная схема последовательного включения линии задержки со следующей схемой слежения и хранения в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 6 представлена подробная принципиальная схема последовательного включения детектора шума, блока смещения постоянного уровня и расширителя импульсов, что может быть использовано в схеме подавления шума, включенной после синфазного синхронного видеодетектора в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 7 представлена подробная принципиальная схема последовательного включения детектора шума, блока смещения постоянного уровня и расширителя импульсов, что может быть использовано в схеме подавления шума, включенной после квадратурного синхронного видеодетектора в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 8 представлена блок-схема, изображающая другой вариант выполнения схемы подавления шума в соответствии с данным изобретением, где подавление шумов в видеосигналах как I, так и Q управляется в ответ на распознавание импульсного шума, сопровождающего видеосигнал Q, как первоначально детектированный.
На фиг. 9 представлена блок-схема, изображающая еще один вариант выполнения схемы подавления шума в соответствии с данным изобретением, где подавление шумов в видеосигналах как I, так и Q управляется в ответ как на распознавание импульсного шума, сопровождающего видеосигнал Q, при его первоначальном детектировании, так и на распознавание импульсного шума вблизи уровня белого, сопровождающего видеосигнал 1 при его первоначальном детектировании.
На фиг. 10 представлена подробная принципиальная схема детектора шума и следующего за ним блока смешения постоянного уровня, что может быть использовано для выполнения схем подавления шумов на фиг. 9.
В существующих телевизионных приемниках обычного типа конструкция ступеней "Высокая частота (ВЧ) - ПЧ" для приема телевизионного сигнала и воспроизведения видеосигнала включает тюнер или усилитель ВЧ для приема, усиления и преобразования сигнала выбранной высокой частоты в сигнал данной ПЧ. Частота ПЧ-сигнала вырабатывается супергетеродинированием сигнала выбранной ВЧ с частотой гетеродина, которая выше выбранной частоты сигнала ВЧ так, что получающиеся при это преобразовании частоты равны 45,75 МГц для кадровой несущей 41,25 МГц для несущей звукового сопровождения и 42,17 МГц для цветовых поднесущих. Каскадный усилитель ПЧ усиливает выбранные частотные составляющие результата преобразования, и затем видеодетектор выделяет видеосигнал из этого выбранного и усиленного сигнала ПЧ. Приемник может содержать схему обработки видеосигналов и т.п. Известно, что можно использовать синхронные видеодетекторы, использующие систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Синхронное детектирование ПЧ-видеосигнала выполняется синхросигналом несущей, воспроизведенным системой ФАПЧ, которая включает или генератор, управляющий напряжением, или генератор, управляемый током, любой из которых ради удобства будем называть ГУН, что сохраняет их специфику. В качестве примера цепи синхронного видеодедектирования можно сослаться на патент США N 4524389. Синхронный детектор является средством получения векторного произведения опорного сигнала и видеосигнала. Синхронные детекторы при работе в видеоступени телевизионного приемника так, как здесь описано, широко используются для получения сигналов цветовых поднесущих.
Фиг. 1 - это блок-схема ПЧ ступени телевизионного приемника, который использует синхронное детектирование ПЧ видеосигналов. Остальная часть телевизионного приемника не упомянута, так как такие блок-схемы приемников хорошо известны, более того, известно большое количество методов обработки телевизионных сигналов. Таким образом, как указано выше, типичный телевизионный приемник, такой как цветной телевизор, содержит тюнер высокой частоты, который может быть тюнером с синтезированными частотами, а также типичную схему ПЧ обработки и дополнительные схемы, такие как схема сигналов цветности, матричная схема формирования сигналов цветности, а также цветной кинескоп и связанные с ним управляющие устройства. Хотя данное изобретение раскрыто в связи с высококачественными телевизионными приемниками, использующими синхронные детекторы ПЧ, необходимо понять, что данное изобретение может быть использовано и в приемниках других систем.
На фиг. 1 изображен усилитель ПЧ, обозначенный как усилитель 20 кадровой ПЧ. Усилитель 20 принимает на вход ПЧ-сигнал, вырабатываемый обычным телевизионным приемником как разность между частотой гетеродина и частотой ВЧ сигнала. Частота ПЧ-сигнала, как хорошо понятно, обычно составляет 45,75 МГц для кадровой несущей и остается на этой фиксированной частоте для каждого канала или вещательной станции, на которые настроен телевизионный приемник. ПЧ-сигнал в современных телевизионных приемниках может быть выделен фильтром на поверхностной акустической волне (ПАВ). Усилитель 20 кадровой ПЧ и его предварительный фильтр обеспечивают затухающие колебания на собственной частоте в ответ на возбуждение импульсным шумом. В усилителе кадровой ПЧ для несущей изображения с частично подавленной АМ средняя частота усилителя 20 кадровой ПЧ и его предварительного фильтра обычно сдвинута на 1,8 - 2 МГц от несущей частоты изображения; а детектирование затухающих колебаний на собственной средней частоте вызывает выработку затухающей синусоиды соответственной начальной частоты, которая близка к средней частоте видеодиапазона.
Усиленный ПЧ-сигнал с выхода усилителя 20 подается на входы синфазного демодулятора 21 и квадратурного демодулятора 22. Демодуляторы 21 и 22 являются синхронными детекторами и работаю согласованно. Каждый из детекторов 21 и 22 принимает опорный сигнал с системы 23 ФАПЧ, которая включает в себя ГУН. Аналогично синфазный демодулятор 21 принимает частоту опорного генератора с фазой 0o, в то время как квадратурный демодулятор 22 принимает опорную частоту с фазой 90o. Действие системы 23 ФАПЧ хорошо известно, а ГУН обеспечивает опорную частоту, соответствующую частоте несущей изображения в 45,75 МГц.
Таким образом, синфазный демодулятор (I) 21 и квадратурный демодулятор (Q) 22 синхронно демодулируют с фазами соответственно 0 и 90o относительно частоты ПЧ-несущей для выработки на их соответствующих выходах видеосигналов I и Q. Каждый сигнал на выходе соответствующего демодулятора может содержать шум, который может быть шумом от систем зажигания или шумом, который случайно вводится в телевизионный приемник от различных источников и называется импульсным шумом. Фиг. 1 показывает выходной сигнал с I демодулятора 21, соединенного входом подавителя 25 импульсных шумов. Функцией этого подавителя 25 является подавление импульсных шумов, содержащихся в выходном сигнале I демодулятора. Выходной сигнал подавителя импульсных шумов обеспечивает видеосигнал, относительно свободный от шума, который подается на видеоусилитель 17, обеспечивающий выходной сигнал, называемый выходным сигналом I.
Подобным образом выходной сигнал квадратурного (Q) модулятора 22 подается на вход подавителя 26 импульсных шумов, который может иметь ту же структуру, что и подавитель 25 импульсных шумов. Выходной сигнал подавителя 26 подается на вход видеоусилителя 28, который обеспечивает выходной видеосигнал Q, свободный от шума.
На фиг. 1 сплошными линиями показана схема 30 АРУ, предназначенная для получения с выхода усилителя 27 видеосигнала I, из которого удален импульсный шум. С другой стороны, на фиг. 1 показана пунктиром схема 30 АРУ, которая может принимать с выхода демодулятора 21 видеосигнал 1 вместе с импульсным шумом, с фильтрацией нижних частот в схеме 30 АРУ, используемой для селекции против импульсного шума. Работа схемы АРУ хорошо известна.
На фиг. 2 изображен простой подавитель импульсного шума, который может быть использован для модуля 25 на фиг. 1. Синфазный видеосигнал (I) с шумом, выделенный I-демодулятором 21, подается на вход линии 30 задержки, которая может изготавливаться на одном кристалле интегральной схемы (ИС) с демодулятором. Линия 30 задержки обеспечивает задержку примерно на 240 нc видеосигнала, поданного на вход линии задержки. Импульсный шум появляется случайно и может быть демодулирован и в положительном, и в отрицательном направлении I-демодулятором 21 и Q-демодулятором 22. То есть импульсный шум может быть демодулирован как сигнал вблизи уровня черного и как сигнал вблизи уровня белого I-демодулятора 21. Одно не может быть определено - будет ли шум в полосе частот видеосигнала изначально вблизи уровня черного или вблизи уровня белого. Поэтому, если один порог обнаруживает шум только в одном из противоположных направлений, иногда может возникать полный полупериод или чуть больше затухающих колебаний ПЧ до того, как произойдет пороговое детектирование. Импульсный шум вблизи уровня белого чрезвычайно неприятен, так как вызывает размывание изображения. Импульсный шум, сопровождающий выходной сигнал высокой частоты до телевизионного приемника, вызывает шумовые импульсы вблизи уровня белого в детектируемом видеосигнале, которые имеют выбросы более уровня белого.
Линия задержки 30 позволяет провести детектирование шумовых импульсов вблизи уровня белого детектором шумов 34, в ходе которого по большей части с опережением во времени должна вестись коррекция задержанного видеосигнала на выходе задержки 30. Эта задержка на 240, но длится почти полупериод частоты 2 МГц или близкой собственной частоты затухающих колебаний усилителя ПЧ и его предварительного фильтра. Схема 32 слежения и хранения приводится в действие детектором импульсных шумов 34 так, чтобы хранить значение задержанного видеосигнала, появляющееся до перехода к белому, который потом произойдет в задержанном видеосигнале. Таким образом, схема 32 слежения и хранения позволяет избежать любых предшествующих белых точек в видеосигнале до замены импульсного шума постоянным значением видеосигнала. Любой импульсный шум вблизи уровня черного в выделенном видеосигнале, предшествующий импульсному шуму вблизи уровня белого, выработанному затухающими колебаниями в цепи усиления кадровой ПЧ, подобным же образом уменьшается в выходном сигнале схемы 32 слежения и хранения при замене импульсного шума вблизи уровня белого в задержанном видеосигнале постоянным значением опережения видеосигнала. При использовании линии задержки для разрешения детектирования шумовых импульсов с опережением по времени коррекция, которая должна быть выполнена для задержанного видеосигнала на выходе линии задержки, является, как указывает заявитель, обычно успешной процедурой во всех схемах, в которых заменяют постоянным уровнем видеосигнала части задержанного видеосигнала, сопровождаемого импульсным шумом. Эти схемы включают в себя замену на заданный уровень серого импульсного шума, замену импульсного шума на элементы изображения во время обратной линии развертки и так далее.
При добавлении еще одной ступени к линии задержки 30 для продления задержки до 320 но, что позволит провести детектирование шумовых импульсов вблизи уровня белого детектором шума 34 с опережением по времени, почти все время должна осуществляться коррекция задержанного видеосигнала на выходе линии задержки 30, но цена за лишнюю ступень не оправдана из-за предельного изменения характеристик. Детектирование шумовых импульсов вблизи уровня белого более чем в одной фазе и объединение результатов детектирования по ИЛИ также могут быть выполнены для снижения вероятности импульсного шума, не обнаруженного за 240 нс.
Схемы слежения и хранения, например схема 32, сами по себе хорошо известны. Схема 32 имеет вход, который принимает задержанный видеосигнал с линии задержки 30 и усиливает его или просто передает на выход схемы (ВИДЕОСИГНАЛ БЕЗ ШУМА). Схема 32 слежения и хранения имеет управляющий вход 36, соединенный с выходом схемы 34 обнаружения шума. Когда импульс или управляющий сигнал подается на вход 36, схема 32 слежения и хранения переходит в состояние хранения и заранее запомненное значение видеосигнала заменяет текущий импульсный шум в сигнале, поданном с выхода ВИДЕОСИГНАЛ БЕЗ ОШИБОК. В основном схема слежения и хранения может включать в себя первый усилитель или разделительный каскад, выходной сигнал которого селективно подается через ключ на полевом транзисторе или другое устройство коммутации на элемент памяти, как например конденсатор. Коммутатор и конденсатор связаны со входом выходного усилителя или другого устройства. Когда ключ замкнут, входной сигнал передается на выход. Когда ключ разомкнут управляющим импульсом, заряд конденсатора, который может быть значением сигнала перед размыканием ключа, подается на выход. Такие схемы хорошо известны. См. руководство "Справочник по электронным схемам" Дж. Маркуса, МагГроу-Хилл Бук Ко., глава 99 "Схемы выборки". Термин "слежение и хранение" используется здесь и в формуле изобретения для определения функции замены значения видеосигнала хранимым или постоянным уровнем во время детектирования шумового импульса. Схема 34 обнаружения шума, как будет пояснено далее, содержит пороговую схему, которая предназначена для обнаружения над заданным порогом сигнала вблизи уровня белого, который по-видимому, вызывается импульсным шумом.
Таким образом, линия задержки 30 используется для задержки входного видеосигнала, сигнал импульсного шума, который может наложиться на видеосигнал, обнаруживается схемой 34 обнаружения шума, и выходной сигнал схемы 34 затем используется для перевода в режим хранения схемы 32 слежения и хранения. Эта схема 32 хранит значение поданного через линию задержки входного видеосигнала как раз перед началом импульсного шума.
Схема подавления шума на фиг. 2, как описывается ниже, подходит для подавления импульсного шума вблизи уровня белого в синфазном (I) видеосигнале. Если импульсный шум проявляется как переменные выбросы шума к уровню белого и к уровню черного - вследствие затухающих колебаний в цепи усиления кадровой ПЧ, например, - то менее навязчивый импульсный шум вблизи уровня черного может проявиться в некоторой части изображения несмотря на принимаемые в дальнейшем меры по подавлению шума. Импульсный шум вблизи уровня черного может быть подавлен изменением схемы 34 обнаружения шумов, которое заставит ее реагировать на сигнал вблизи уровня черного, который имеет выбросы за уровень черного, для перехода в режим хранения схемы 32 слежения и хранения импульсных шумов и вблизи уровня белого, и вблизи уровня черного.
Схема подавления шума по фиг. 2, содержащая схему 34 обнаружения шума, которая реагирует на выбросы и в положительную, и в отрицательную сторону, выходящие за пределы установленного диапазона для обычных сигналов и вызванные импульсным шумом, соответствует модулю 26 на фиг. 1. Схема подавления шума по фиг. 2, содержащая схему 34 обнаружения шума, которая реагирует только на выбросы за пределы установленного диапазона для обычных сигналов, причем эти выбросы идут только в одном направлении, в меньшей степени соответствует модулю 26 на фиг. 1. Выбросы за пределы установленного диапазона для обычных сигналов, идущие в противоположном направлении, могут быть не подавлены в выходном сигнале схемы 32 слежения и хранения, как того хотелось бы, хотя короткая задержка, обеспеченная линией 30, помогает по крайней мере в частичном снижении шума.
Фиг. 3 показывает модифицированный вариант схемы подавления шума по фиг. 2, который может быть использован и для модуля 25, и для модуля 26. фиг. 1. Расширить 38 импульсов помещен после детектора 34 шумов для расширения длительности импульса, используемого для воздействия на схему 32 слежения и хранения величиной, которая определена статически для перекрытия длительности (600-800 нс) выбросов со значительной энергией в затухающей синусоиде, остающейся в затухающих колебаниях усилителя ПЧ и его предварительного фильтра в ответ на любой типичный импульсный шум, после того, как порог детектирования больше не превышает в детекторе 34 шумов. Любой обратный выброс в затухающих колебаниях усилителя ПЧ и его предварительного фильтра, который имеет значительную энергию и падает ниже порога детектирования в детекторе 34 шумов, вызывает непредусмотренную задержку выходного импульсного сигнала с расширителя 38 импульсов, так как следующий выброс (который предполагается все еще обладающим значительной энергией) снова на детекторе 34 шумов превышает порог детектирования в пределах интервала расширения импульса, который существенно длиннее полупериода собственной частоты затухающих колебаний усилителя ПЧ и его предварительного фильтра, расширение импульсов, обеспечиваемое расширителем 38 импульсов, длиннее (по времени) одного периода собственной частоты затухающих колебаний, но лучше всего задать это расширение не более 2 или 3 периодов собственной частоты затухающих колебаний, чтобы избежать слишком больших потерь верной видеоинформации. Любое затухающее колебание усилителя ПЧ и его предварительного фильтра, имеющее значительную энергию, полностью удаляется от отклика схемы 32 сложения и хранения, а затем изменяется постоянный уровень видеосигнала. Пока уровень видеосигнала постоянен и продолжается с предыдущего значения видеосигнала, в свободном от шума видеосигнале со схемы слежения и хранения нет помех с заметной энергией. Любая первичная помеха вблизи уровня черного, могущая иметь место перед детектированием импульсного шума вблизи уровня белого, имеет ограниченную энергию. На любом шаге энергия выходного сигнала схемы 32 слежения и хранения при его измерении с хранимого значения видеосигнала на отслеживаемое значение также ограничена.
Пока свободный от шума видеосигнал со схемы 32 слежения и хранения не содержит помех значительной энергии в ответ на импульсный шум, канал сигнала цветности не возбуждается ударно в ответ на импульсный шум, сигнал цветности обычно выделяется из I-видеосигнала либо из Q-видеосигнал. Это избегание ударного возбуждения канала сигнала цветности устраняет вышеуказанные проблемы с цветовым "мерцанием", имеющие место в существующих телевизионных приемниках, использующих синхронные видеодетекторы и разделенные сигналы цветности из полного телевизионного сигнала, выделенные синфазными синхронными детекторами.
Фиг. 4 - это более подробная блок-схема ПЧ-модулей, объединенных в телевизионном приемнике, в котором используется 2 видео ПЧ демодулятора, указанные как Q-видеодетектор 50 и I-видеодетектор 51. Каждый из видеодетекторов (или видеодемодуляторов) 50 и 51 принимает опорный входной сигнал с системы ФАПЧ 53, содержащий генератор, управляемый напряжением, (ГУН) 54, который работает на частоте 45,75 МГц. Выходной сигнал ГУНа подается на ограничитель 55, который передает свой выходной сигнал на фазовый детектор 56 типа "выборка и хранение". Система ФАПЧ 53 принимает также ПЧ-сигнал с видеоусилителя ПЧ 67. Видеоусилитель ПЧ 67 принимает входной ПЧ-сигнал с фильтра кадровой ПЧ 68, который, например, может включать в себя фильтр ПАВ (поверхностной акустической волны). ПЧ - сигнал с усилителя 67 подается на второй ограничитель 69, содержащийся в системе ФАПЧ и имеющий выход, соединенный с фазовым детектором 56, сравнивающим фазы сигналов ГУН и ПЧ для выработки сигнала рассогласования на выходе фазового детектора 56. Сигнал рассогласования подается на ГУН 54 для фиксации ГУНа на желаемой частоте. Работа такой системы ФАПЧ, как 53, хорошо известна.
Фиг. 4 изображает детектор 70 фиксации ГУНа, реагирующей на выходной сигнал I-видеодетектора 51 для определения случая, когда ГУН 54 фиксируется на кадровой ПЧ. Схема выборки и хранения для сигнала рассогласования, включенная в фазовый детектор 56, производит выборку сигнала рассогласования, когда выходной сигнал логического элемента 71 ИЛИ имеет высокий уровень, и осуществляет хранение в случае, когда выходной сигнал логического элемента 71 ИЛИ имеет низкий уровень. Когда ГУН не зафиксирован, что вызывает подачу сигнала детектора 70 фиксации ГУНа на логический элемент 71 ИЛИ для достижения им высокого уровня, схема выборки и хранения остается в состоянии выборки, и фазовый детектор 56 длительное время вырабатывает сигнал рассогласования, что способствует расширению полосы затягивания ГУНа 54. Когда ГУН 54 зафиксирован, широкая полоса затягивания частоты больше не нужна, требуется лишь полоса удержания частоты. Сигнал детектора 70 фиксации ГУНа, подаваемый на логический элемент 71 ИЛИ, становится низким, и схема выборки и хранения производит выборку только во время действия импульсов синхронизации горизонтальной развертки, режим хранения между этими импульсами позволяет ГУНу 54 проявить улучшенную помехоустойчивость, связанную с узкой полосой затягивания частоты. Детектор фиксации ГУНа 70 обычно подает на фазовый детектор 56 через соединение 73 аналоговый сигнал, показывающий степень готовности к фиксации. Этот аналоговый сигнал используется в фазовом детекторе 56 для облегчения трансформации, связанной с переключением с режима затягивания на режим фиксации частоты в системе ФАПЧ и проведения остальных регулировок фазового детектора для модифицирования его полосы частот во время перехода от одного состояния к другому. Подобные признаки фиксированного детектирования употребляются в существующих аналогах. Патент США N 4524389 описывает детектор фиксации вместе с синхронным видеодетектором.
Как Q-видеодетектор 50, так и I-видеодетектор 51 принимают ПЧ-сигналы в видеоусилителя ПЧ 67. Q-видеодетектор принимает сигнал ГУН с ГУН 54 со сдвигом по фазе на 90o, в то время как I-видеодетектор принимает сигнал с ГУН 54 с нулевым сдвигом по фазе. Нулевой сдвиг по фазе задается и управляется фазовращателем 74, который управляется сигналом постоянного уровня для обеспечения сдвига фазы на 90o, который может быть изменен изменением поданного сигнала постоянного уровня. Управляемые сигналами постоянного уровня фазовращатели, такие как 74, хорошо известны в аналогах. I-видеосигнал с модуля 50 включает в себя модулированную поднесущую цветности как компоненту составного видеосигнала, также включающего в качестве компоненты сигнал яркости. Q- видеосигнал с модуля 51 состоит из модулированной поднесущей цветности, полностью свободной ото всех сопутствующих яркостных составляющих.
Каждый из этих I- и Q-видеосигналов подается на вход соответствующего подавителя импульсных шумов или нейтрализатора шума. Выходной сигнал I-видеодетектора 51 подается на вход режекторного фильтра 72, настроенного на частоту 4,5 МГц, для режекции частотно-модулированной несущей звукового сопровождения. Выходной сигнал режекторного фильтра 72 подается на вход детектора 70 фиксации ГУН и вход линии 80 задержки и детектора 81 шума. Это аналоги линии 30 задержки их детектора 34 шума с фиг. 3. Детектор 81 шума может также принимать Q-видеосигнал, который является выходным сигналом видеодетектора 50. Линия 80 задержки и детектор 81 шума работают в связке с расширителем 82 импульсов и схемой 84 слежения и хранения, как было описано выше, для выработки свободного от шума видеосигнала на выходе схемы 84 слежения и хранения, который, в данном случае, подается на обычный видеоусилитель 85. Усилитель 85 вырабатывает первый выходной сигнал, обозначенный как ВИДЕОВЫХОД 1.
Фиг. 4 показывает выходной сигнал Q-видеодетектора 50, подаваемый на схему разделительного подавления шума, включающую в себя линию 90 задержки, детектор 91 шума, расширитель 92 импульсов и схему 93 слежения и хранения. Выходной сигнал схемы 93 слежения и хранения подается на Q-видеоусилитель 94, имеющий выход для выдачи сигнала, обозначенного как ВИДЕОВЫХОД Q. Другой входной сигнал на детектор 91 шума может быть подан с выхода I-видеодетектора 51, как показано на фиг.4.
Современные приемники, которые можно объединить различными методами работы, базирующимися на новых телевизионных стандартах, могут иметь возможность использовать и I-видеосигнал, и Q- видеосигнал не описанными здесь путями. Эти I- и Q-видеосигналы могут быть использованы вместе или раздельно (по желанию), последовательное же их использование, исключая описанное в этом разделе, не является частью данного изобретения.
Сигнал цветности может быть получен как из I-видеоинформации, как это делается в обычных приемниках, так и из Q-видеинформации, как показано на фиг. 4. В любом случае, инверсии шумового импульса к фиксированному опорному уровню видеосигнала, подобная той, что производится в существующих аналогах, будет способствовать ударному возбуждению канала сигнала цветности, увеличивая нежелательное цветовое "мерцание". Замена текущего значения видеоинформации в течение импульсного шума предыдущим значением видеоинформации в соответствии с изобретением значительно уменьшает энергию, вносимую в канал сигнала цветности шумовым импульсом и обходит нежелательное цветовое "мерцание". Получение сигнала цветности из Q- видеоинформации особенно предпочтительно. Так как в Q- видеоинформации нет яркостных составляющих, маловероятно, что замена предыдущего значения видеоинформации вовлечет за собой какое-либо ударное возбуждение канала сигнала цветности при возвращении к текущей видеоинформации, что может вызвать изменение по сравнению с предыдущей видеоинформацией. Соответственно, фиг. 4 показывает этот предпочтительный порядок, в котором схема 95 сигнала цветности откликается на выходной Q-видеосигнал, поданный на нее с Q-видеоусилителя 95 выработки первого и второго разностных сигналов цветности.
Частотно-селективная фильтрация сигнала цветности подавляет первую и третью гармоники затухающих колебаний усилителя ПЧ, что может выразиться в пониженной степени при возвращении к текущей видеоинформации. Частотно-селективная фильтрация сигнала цветности до усиления или дискретизации также минимизирует динамический диапазон сигнала цветности до такого усиления и дискретизации.
Фиг. 4 показывает схему 100 АРУ где стробированный ПЧ модуль 101 АРУ принимает выходной сигнал с I-видеодетектора после прохождения через режекторный фильтр 72, настроенный на частоту 4, 5 МГц, а также принимает импульсы синхронизации горизонтальной развертки для выработки выходного сигнала, указывающего величину видеосигнала. Схема 101 АРУ вырабатывает сигнал регулировки усиления для видеоусилителя 67 ПЧ. Схема АРУ подает сигнал регулировки усиления на ВЧ схему 102 АРУ, которая отвечает на выдачу задержанного сигнала АРУ в усилитель 103 ВЧ. ВЧ схема 102 АРУ также содержит ВЧ схему АРУ коррекции. Такая регулировка усиления для ПЧ и ВЧ хорошо известна в телевизионной технике и не может рассматриваться как часть данного изобретения.
Хотя фиг. 4 показывает исключение или подавление шума в обоих I- и Q-видеоканалах, в других вариантах выполнения изобретения подавление шума осуществляется только в одном из этих каналов. Фиг. 4 показывает усилитель 103 ВЧ, который получает входной ВЧ сигнал с обычных телевизионных антенны или кабеля, и подает усиленный ВЧ сигнал на конвертор 104. Конвертор 104 подает ПЧ-сигнал на фильтр 68 кадровой ПЧ, который подавляет частоты сигнала изображения и внеполосные шумы. Цветовое декодирование, усилители сигналов цветности, звуковые схемы, схемы развертки и т.п., связанные с телевизионными приемниками, для простоты не изображены на фиг. 4.
В любом случае специалист по разработке телевизионных приемников поймет, что есть много различных ПЧ-схем для выделения звуковой информации из телевизионных сигналов и для их усиления. Сошлемся на методы с общей несущей, несущей расщепления и квазипараллельный. В высококачественных TV-приемниках, использующих синхронное детектирование видеосигнала, сейчас предпочитают использовать отдельные комбинированные видеозвуковые ПЧ-секции, специально приспособленные для обработки звука на общей несущей, дополнительные к видеоусилителю 67 ПЧ, обеспечивающему ПЧ видеосигналы для Q- видеодетектора 50 и I-видеодетектора 51. Видеоусилитель 67 ПЧ и предшествующий фильтр 68 могут затем быть улучшены для полной линейно-фазовой характеристики с некоторым подавлением несущей звукового сопровождения. Отдельная комбинированная видеозвуковая ПЧ-секция может быть предназначена для седловой характеристики с пиками около несущих изображения и звукового сопровождения, для максимизации восстановления звука с общей несущей и для уменьшения вероятности перекрестных помех видео со звуком. В системе с общей несущей и изображения, и звукового сопровождения желаемого канала соответственно преобразованные на промежуточные частоты 45,75 и 41,25 МГц, усиливаются в комбинированной видеозвуковой ПЧ-секции. Две преобразованные несущие затем смешиваются в детекторе, и результирующая разность на частоте 4,5 МГц появляется на выходе видеодетектора. Этот сигнал включает в себя частотно-модулированную (ЧМ) несущую звукового сопровождения, которая затем может быть усилена, ограничена по амплитуде и демодулирована стандартной схемой ЧМ демодуляции. Звуковая система с общей несущей имеет два хорошо известных преимущества. Первое: настройка приемника не критична, так как значения на частоте 4,5 МГц точно отрегулированы в передаваемым сигнале. Второе: использование видеодетекторов типа пиковых детекторов или детекторов огибающей в звуковой системе с общей несущей имеет меньшую стоимость по сравнению с другими методами.
Фиг. 5, 6, 7 и 10 являются принципиальными схемами с точно определенными значениями всех составляющих схем. Таким образом, как каждый может понять, показана проводимость транзисторов типа n-p-n или p-n-p. Также даны значения резисторов и конденсаторов, причем значения конденсаторов даны в пикофарадах (пф), а значения сопротивления даны в омах или в килоомах (кОм). Источник питания в 7 В обеспечивает рабочее напряжение на схемы фиг. 5, 6, 7 и 10.
Фиг. 5 - подробная принципиальная схема последовательного включения линии задержки с последующей схемой слежения и хранения, что может быть использовано в схеме подавления шума по фиг. 2, 3, 8 и 9. Входной сигнал ВИДЕОВХОД изображен как подаваемый генератором 105 последовательно с батареей 2,7 B, которые вместе представляют синфазный видеодетектор 21 или квадратурный видеодетектор 22 и, если необходимо, подходящий блок смещения постоянного уровня. То есть входной видеосигнал может быть и I-, и Q-сигналом. Как будет описано далее (в связи с описанием фиг. 6, 7 и 10), выход генератора 105 непосредственно соединен с входом детектора импульсных шумов, что является причиной для их смещения.
Фиг. 5 показывает, что выходной сигнал с генератора 105 после смещения подается на последовательные первую ступень 111, вторую ступень 112 и третью ступень 113 трехзвенной активной RC линии 110 задержки. Ступени 111, 112, 113 похожи по структуре друг на друга. Последняя ступень 113 включает p-n-p транзистор 114, соединенный по схеме усилителя с общим коллектором, n-p-n транзистор 115, соединенный по схеме фазорасщепляющего усилителя с управлением по базе, и p-n-p транзистор 116, соединенный по схеме усилителя с общим коллектором. Каждая из ступеней 111, 112 и 113 имеет соответствующую соединенную с ней резистивно-емкостную (RC) цепь, где значения резисторов и конденсаторов указаны на схеме фиг.5. RC-цепи обеспечивают равные задержки для трех ступеней с тем, чтобы обеспечить общую задержку в 240 нс. Понятно, что можно добавить еще ступень к этой цепочке для достижения задержки в 320 нс, или использовать схемы задержки другого типа с задержками отдельных ступеней, которые могут отличаться от 80 нс. Предпоследняя ступень линии 110 задержки включает в себя n-p-n транзистор 117, соединенный по схеме усилителя с общим коллектором, а выходная ступень линии задержки представляет собой p-n-p повторитель 118 напряжения по схеме Дарлингтона.
Схема 120 слежения и хранения, имеющая входом базу n-p-n транзистора 121, управляется выходным сигналом линии задержки, поданным с низкоимпедансного источника с повторителем 118 напряжения по схеме Дарлингтона. Схема 120 слежения и хранения предназначена для слежения за напряжением, подаваемым в базу n-p-n транзистора 121, пока поданное на управляющий вход 122 напряжение остается достаточно низким. Когда базовое напряжение n-p-n транзистора 123 затем понижается, коллекторный ток другого n-p-n транзистора 124 не отклоняется в его эмиттерно-коллекторный переход, при этом переход база-эмиттер этого транзистора 124 смещен, чтобы заставить ее функционировать как сток постоянного тока а требование посредством тока транзистора 124 удовлетворяется из эмиттера n-p-n транзистора 125, смещенного по базе к более высокому потенциалу, чем поданный на вход 122, когда напряжение УПРАВЛЕНИЕ низко. Транзистор 125 отвечает требованию к его эмиттерному току оставаться такой же величины, как коллекторный ток с эмиттера транзистора 121, заставляя транзистор 121 функционировать как эмиттерный повторитель. Низкоимпедансный эмиттерный повторитель на транзисторе 121 заряжает и разряжает шунтирующие конденсаторы, так что сигнал на базе p-n-p транзистора 126, соединенного по схеме усилителя с общим коллектором повторяет сигнал на базе , n-p-n транзистора 121 с напряжением 0,75 В или около того, от которого отсчитывается напряжение перехода база-эмиттер. P-n-p транзистор 126, соединенный по схеме усилителя с общим коллектором, управляет базой n-p-n транзистора 127, также включенного по схеме усилителя с общим коллектором, с эмиттера которого подается СВОБОДНЫЙ ОТ ШУМА ВИДЕОВЫХОД, повторяющий напряжение, приложенное к базе транзистора 126.
С другой стороны, напряжение, подаваемое на управляющий вход 122, достаточно высокое, схема 120 слежения и хранения предназначена для хранения напряжения, первоначально поданного на базу n-p-n транзистора 121. Когда напряжение, подаваемое на управляющий вход 122, достаточно высокое, транзистор 123 находится в проводящем состоянии. Когда транзистор 123 открыт, его работа в качестве эмиттерного повторителя вызывает обратное смещение перехода база-эмиттер транзистора 125, поэтому полный постоянный ток транзистора 124 равен току транзистора 123. Транзистор 123 требует коллекторный ток, равный вышеуказанному эмиттерному току, причем коллекторный ток требует увеличения падения напряжения на резисторе в 7 кОм как сведения к нулю прямого смещения на переходах база-эмиттер выходных транзисторов в повторителе 118 напряжения по схеме Дарлингтона и на переходе база-эмиттер транзистора 121. Транзистор 121 не остается больше в проводящем состоянии для заряда конденсаторов по 20 пФ в его эмиттерной цепи. Далее, обратное смещение перехода эмиттер-база транзистора 125 отсекает его коллекторный ток, поэтому перекрывается канал малого сопротивления для разряда тока с конденсаторов в 20 пФ, и напряжения на этих конденсаторах хранятся и подаются при работе транзисторов 126 и 127 в качестве комбинированного эмиттерного повторителя как сигнал СВОБОДНЫЙ ОТ ШУМА ВИДЕОВЫХОД.
Напряжение смещения перехода база-эмиттер, более высокое на эмиттере p-n-p транзистора 126, выдается на базу n-p-n транзистора 128 так, что его эмиттер фиксируется на напряжении, сохраняющемся на конденсаторах в 20 пФ. Это предохраняет переходы эмиттер-база выходных транзисторов в p-n-p повторителе 118 напряжения по схеме Дарлингтона и переход база-эмиттер n-p-n транзистора 121, имеющих заметное обратное смещение, так что эти устройства могут быстро восстановить проводимость, когда следующее напряжение, поданное на управляющий вход 122, понижается. Таким образом, когда напряжение, поданное на управляющий вход 122, высокое, схема слежения и хранения больше не передает текущий уровень задержанного видеосигнала, но заряд на конденсаторах в 20 пФ сохраняет уровень элементного видеосигнала, полученного непосредственно перед детектированием импульсного шума на уровне белого, в течение времени подачи расширенного импульса на управляющий вход 122. Следовательно, схема слежения и хранения обычно непосредственно передает задержанный видеосигнал, когда отсутствует шум. Когда же шум имеет место, выходной сигнал это постоянное значение, полученное из предшествующего значения задержанного видеосигнала.
Имеется также резистор 129 обратной связи с эмиттера транзистора 121 на базу транзистора 115, включенного в последней ступени линии 110 задержки. Резистор 129 предотвращает "блокировку", так что выходной видеосигнал на эмиттере транзистора 127 непрерывен и может быть использован для АРУ.
Фиг. 6 - детальная принципиальная схема последовательного подключения детектора 130 шума, блока 140 смещения постоянного уровня и расширения 150 импульсов, что может быть использовано в схеме подавления шумов, подключенной после синфазного синхронного видеодетектора 21 и содержащей далее последовательное включение линии задержки, за которой следует схема слежения и хранения на фиг. 5. Синфазный (I) сигнал ВИДЕОВХОД с источника 106 сигналов смещен на нулевой уровень 2,7 В несущей (для представления в виде эквивалентной схемы видеодетектора 21) и подается на базы n-p-n транзисторов 131 и 132 в детекторе 130 шума. Все время, пока I ВИДЕВХОД не сопровождается с импульсным шумом, базовое напряжение n-p-n транзистора 131 и 132 находится в диапазоне 1,5-2,8 В. Пока базовое напряжение n-p-n транзистора 131 выше на 1,5 В, чем базовое смещение n-p-n транзистора 133, с эмиттера которого, соединенного с эмиттером транзистора 131, поступает постоянный коллекторный ток n-p-n транзистора 134, n-p-n транзистора 131выдает ток через свой эмиттер и требует одинакового значения коллекторного тока, текущего через резистор 135 его коллекторной нагрузки. Полученное падение напряжения на резисторе 135 вызывает обратное смещение перехода база-эмиттер n-p-n транзистора 136.
Эмиттеры n-p-n транзисторов 132 и 136 объединены с эмиттером транзистора 137, имеющего смещение на базе 2,8 В, вследствие чего n-p-n транзистору 138 требуется постоянный коллекторный ток. Пока напряжение на базах n-p-n транзисторов 132 и 136 ниже 2,8 В, их переходы база-эмиттер смещены в обратном направлении работой эмиттерного повторителя на n-p-n транзистора 137, который отводит на себя полный коллекторный ток, требуемый n-p-n транзистору 138. Эмиттерный ток n-p-n транзистора 137 для поддержания коллекторного тока n-p-n транзистора 138, заставляет n-p-n транзистор 137 требовать такого же коллекторного тока, который увеличивает падение напряжения на резисторе 139 коллекторной погрузки n-p-n транзистора 137. Пока ток не идет через транзисторы 132 и 136, нет падения напряжения на резисторе 1310, используемом или в качестве коллекторной нагрузки.
Тем не менее, когда импульсный шум обнаруживается детектором 130 шумов, требуемого с транзистора 137 коллекторного тока нет и, следовательно, нет падения напряжения на резисторе 139 его коллекторной нагрузки. Если импульсный шум является шумом вблизи уровня белого с выбросами больше уровня 2,8 В, переход база-эмиттер транзистора 137 смещается в обратном направлении работой эмиттерного повторителя на транзисторе 132, который отводит на себя полный коллекторный ток, требуемый транзистором 138. Эмиттерный ток транзистора 132 для поддержания коллекторного тока транзистора 138 заставляет транзистор 132 требовать такого же коллекторного тока, который увеличивает падение напряжения на резисторе 1310, являющемся общей коллекторной нагрузкой для транзисторов 132 и 136.
Если импульсный шум является шумом вблизи уровня черного с выбросами ниже уровня 1,5 В, переход база-эмиттер транзистора 131 смещается в обратном направлении работой эмиттерного повторителя на транзисторе 133, который отводит на себя полный коллекторный ток, требуемый транзистором 134. При этом недостаток требуемого транзистором 131 коллекторного тока вызывает отсутствие падения напряжения на резисторе 135 его коллекторной нагрузки и смещение в прямом направлении перехода база-эмиттер транзистора 136. Переход база-эмиттер транзистора 137 смещается в обратном направлении работой эмиттерного повторителя на транзисторе 136, который отводит на себя полный коллекторный ток транзистора 138. Эмиттерный ток транзистора 136 для поддержания коллекторного тока транзистора 138 заставляет транзистор 136 требовать такого же коллекторного тока, который увеличивает падение напряжения на резисторе 1310 общей коллекторной нагрузки для транзисторов 136 и 132.
Блок 140 смещения постоянного уровня включает в себя n-p-n-транзисторы 141 и 142, включенные по схеме эмиттерного повторителя, с соответствующими резистивными делителями напряжения в их эмиттерных цепях для передачи напряжений с коллектора транзистора 137 и с коллекторов транзисторов 132 и 136 ближе к потенциалу земли для подачи на базы n-p-n транзисторов 143 и 144, включенных по схеме дифференциального усилителя с питанием через общий резистор с током, выходящим из точки соединения их эмиттеров на коллектор n-p-n транзистора 145, смещенного так, чтобы получить постоянный коллекторный ток. Дифференциальный усилитель с эмиттерной связью n-p-n транзисторов 143 и 144 преобразует противофазные управляющие напряжения, поступающие на соответствующие базы этих транзисторов, в сигнал с единичного выхода детектора шума через резистор 146 коллекторной нагрузки транзистора 144. Этот сигнал обычно равен лишь 2 В относительно потенциала земли, но увеличивается до рабочего напряжения 7 В при обнаружении импульсного шума. Когда импульсный шум обнаружен, транзистор 143 подает полный коллекторный ток, требуемый транзистором 145, транзистор 144 находится в режиме отсечки, чтобы не потреблять коллекторный ток через резистор 146. Поэтому на резисторе 146 нет падения напряжения, что позволяет сигналу с единичного выхода детектора шума увеличиться до рабочего напряжения 7 В.
Блок 140 смещения постоянного уровня подает сигнал с единичного выхода детектора шума на схему 150 расширения импульсов. Схема 150 расширения импульсов содержит n-p-n транзистор 151, включенный по схеме пикового детектора, во время работы которого в качестве эмиттерного повторителя шунтируемый компенсатор 152 быстро заряжается во время нарастания сигналов. Когда сигнал, поданный на базу транзистора 151, падает, шунтирующий конденсатор 152 стремится поддержать направление эмиттера транзистора 151 на его первоначальном уровне, а переход база-эмиттер транзистора 151 смещается в обратном направлении. Разряд шунтирующего конденсатора 152 через резистор 153 идет медленно из-за его достаточно большого сопротивления, что ведет к расширению длительности импульсов, хранимых шунтирующим конденсатором 152, n-p-n транзистор 154, включенный по схеме эмиттерного повторителя, подает расширенный импульс на компаратор напряжений, содержащий соединенные эмиттерами n-p-n транзисторы 155 и 156, включенные по схеме дифференциального усилителя, и имеющий n-p-n транзистор 157, требующий постоянный коллекторный ток с точки соединения эмиттеров транзисторов 155 и 156. Расширенный импульс в ответ на шумовой импульс, появляющийся на резисторе коллекторной нагрузки транзистора 156, подается эмиттерным повторителем на n-p-n транзистора на резистивный делитель напряжения для выработки сигнала УПРАВЛЕНИЕ, поданного для заданного режима слежения или хранения в схеме слежения или хранения для напряжения задержанного I ВИДЕО-ВХОДА.
В другом варианте выполнения детектора 130 шума, обнаруживающего импульсный шум на уровне белого, но не на уровне черного, элементы 131 и 131-136 исключены вместе с элементами, используемыми только для их смещения.
Фиг. 7 - это подробная принципиальная схема последовательного включения детектора 160 шума, блока 170 смещения постоянного уровня и расширителя 180 импульсов, которая может быть использована в схеме подавления шумов, включенной после квадратурного синхронного видеогенератора 22, с последующим последовательным включением линии задержки и схемы слежения и хранения по фиг. 5. Квадратурный (Q) сигнал ВИДЕОВХОД с источника 107 сигналов смещается к нулевому уровню несущей 2,7 В (что представляет эквивалентную схему видеодетектора 22) и подается на базы n-p-n транзисторов 161 и 162 в детекторе 160 шумов. Элементы 161-1610 детектора 160 шумов соответствуют элементам 131-1310 детектора 130 шумов по структуре и в основном соответствуют и в работе. Схема смещения, используемая с элементами 161-1610 детектора 160 шума, тем не менее, несколько отлична, так что обнаруживаются шумовые импульсы в положительном направлении, превосходящие 3,1 В, и шумовые импульсы в отрицательном направлении, падающие ниже 2,3 В.
Блок 170 смещения постоянного уровня устроен так же, как и блок 140 смещения постоянного уровня, элементы 171-176 соответствуют в своей работе элементам 141-146. Расширитель 180 импульсов устроен так же, как и расширитель 150 импульсов, элементы 181-189 соответствуют в своей работе элементам 151-159.
В варианте выполнения детектора 160 шумов, обнаруживающего импульсные шумы, идущие в положительном направлении, а не в отрицательном, элементы 161 и 163-166 исключены вместе с элементами, используемыми только для их смещения. В варианте выполнения детектора 160 шумов, обнаруживающего импульсные шумы, идущие в отрицательном направлении, а не в положительном, исключен транзистор 162.
Фиг. 8 показывает различные варианты выполнения модулей 25 и 26 подавления импульсных шумов на фиг. 1. Выходной сигнал синфазного (I) детектора 21 подается на вход лини 40 задержки, обеспечивающей короткую задержку на выходе, с которого подается входной сигнал на схему 42 слежения и хранения. Аналогично, выходной сигнал квадратурного (Q) детектора 22 подается на вход линии 41 задержки, обеспечивающей короткую задержку на выходе, с которого подается входной сигнал на схему 43 слежения и хранения. Видеосигнал с шумом с Q детектора 22 подается на вход детектора 44 импульсных шумов, предпочтительно того типа, который может обнаружить импульсный шум, идущий или в положительном, или в отрицательном направлении, например как показанный на фиг. 7. Входной сигнал детектора 44 импульсных шумов подается на вход схемы 45 расширения импульсов, которая имеет время расширения приблизительно 800 нс. Выходной сигнал схемы 45 расширения импульсов подается и на управляющий вход 46 схемы 42 слежения и хранения, и на управляющий вход 47 схемы 43 слежения и хранения. Таким образом, по выходному сигналу расширителя 45 импульсов схемы 42 и 43 слежения и хранения выводят предыдущий уровень видеосигнала, который был соответственно сохранен как раз перед началом импульсного шума. Таким образом выходные сигналы схем 42 и 43 слежения и хранения становятся свободными от шума I и Q видеосигналами соответственно.
Q видеосигнал, сопровождаемый импульсным шумом, при подаче на детектор 44 импульсных шумов в схеме подавления шума по фиг. 8 не имеет каких-либо полосных частотных видеокомпонент и, соответственно, имеет для высокочастотных составляющих низкого уровня, которыми в видеосигнале кодируют сигналы цветности и звука, более широкий динамический диапазон, чем I видеосигнал, сопровождаемый импульсным шумом. Q-видеосигнал, предпочтительно сопровождаемый импульсным шумом, обнаруживается и в положительном и в отрицательном направлении, как в детекторе шумов по фиг. 7. Соответственно порог обнаружения импульсного шума может быть установлен очень близко к началу импульса и по амплитуде, и по времени в квадратурном канале, что позволяет провести более точное обнаружение появления импульсного шума.
Фиг. 9 показывает еще один вариант выполнения модулей 25 и 26 подавления импульсных шумов на фиг. 1, который отличается от варианта, показанного на фиг. 8, тем, что детектор 44 шумов заменен детектором 48 шумов. Детектор 48 шумов - это детектор того типа, который может обнаруживать импульсные шумы, идущие и в положительном, и в отрицательном направлениях, сопровождающие видеосигналы с Q детектора 22, и может обнаруживать по крайней мере импульсный шум на уровне белого, сопровождающий видеосигнал с I видеодетектора 21.
Фиг. 10 - это подробная принципиальная схема детектора 190 шумов и следующего за ним блока 200 смещения постоянного уровня, которая может быть использована для выполнения схемы подавления шума на фиг. 9. Блок 200 смещения постоянного уровня имеет ту же структуру, что и блоки 140 и 170 смещения постоянного уровня, элементы 201-206 соответствуют в своей работе элементам 141-146 или 171-176.
Синфазный (I) сигнал ВИДЕОВХОД с источника 106 сигналов смещается к нулевому уровню несущей 2,7 В (что представляет эквивалентную схему видеодетектора 21). Этот сигнал затем подается на базы n-p-n транзистора 131 и 132 детектора 190 шумов и на линию 40 задержки на 240 нс с последующей схемой 42 слежения и хранения. Детектор 190 шумов включает в себя элементы 131-1310, чьи функции точно такие же, как и у соответственно пронумерованных элементов в детекторе 130 шумов фиг. 6, для обнаружения импульсных шумов на уровне белого, которые имеют выбросы больше уровня 2,8 В, и импульсных шумов на уровне черного, которые имеют выбросы ниже уровня 1,5 В.
Квадратурный (Q) сигнал ВИДЕОВХОД с источника 107 сигналов смещен к нулевому уровню несущей 2,4 В для подачи на базы n-p-n транзисторов 191 и 192 в детекторе 190 шумов, а затем дополнительно на 0,3 В для подачи на линию 41 задержки на 240 нс с последующей схемой 43 слежения и хранения. (Если сигнал Q ВИДЕОВХОД с источника 107 сигналов, смещенный на нулевой уровень несущей 2,7 В, рассматривается как эквивалентная схема видеодетектора 22, то сигнал Q ВИДЕОВХОД с источника 107 сигналов, смещенный на нулевой уровень несущей 2,4 В, может рассматриваться для представления напряжения, преобразованного вниз по потенциалу).
Транзистор 192 соединен по схеме ИЛИ с транзистором 132, так что импульсный шум с положительными выбросами, превышающими 2,8 В в сигнале Q ВИДЕОВХОД, обнаруживается как смещенный к нулевому уровню несущей 2,4 В, Это соответствует обнаружению импульсного шума, превышающего 3,1 В, в сигнале Q ВИДЕОВХОД, смещенном к нулевому уровню несущей 2,7 В. Следовательно, детектор 190 шумов фиг. 10 повторяет действия по обнаружению таких импульсных шумов детектора 160 шумов на фиг. 7.
Транзистор 191 находится в проводящем состоянии, чтобы селективно вызвать падение напряжения на резисторе 195 коллекторной нагрузки на все время, пока сигнал Q ВИДЕОВХОД, смещенный к нулевому уровню несущей 2,7 В, превышает 20 В. Когда появляется импульсный шум с отрицательными выбросами, падающими ниже 2,0 В, в сигнале Q ВИДЕОВХОД, смещенном к нулевому уровню несущей 2,4 В, n-p-n транзистор 193 забирает постоянный коллекторный ток, требуемый n-p-n транзистором 194. Транзистор 191 находится в режиме отсечки, поэтому существенного падения напряжения на резисторе 195 коллекторной нагрузки больше нет, и базовое напряжение n-p-n транзистора 196 существенно увеличивается. Транзистор 196 использует коллекторный ток транзистора 138 как свой эмиттерный ток, заставляя свой коллектор получать собственный ток, что вызывает падение напряжения на резисторе 1310 и режим отсечки транзистора 137, так что он больше не подает коллекторный ток для поддержания падения напряжения на резисторе 139. Таким образом, импульсный шум с отрицательными выбросами, падающими ниже 2,0 В в сигнале Q ВИДЕВХОД, смещенном к нулевому уровню несущей 2,4 В, также обнаруживается детектором 190 шумов. Это соответствует обнаружению импульсного шума с отрицательными выбросами, падающими ниже 2,3 В, в сигнале Q ВИДЕОВХОД, смещенном к нулевому уровню несущей 2,7 В. Следовательно, детектор 190 шумов фиг. 10 повторяет действия по обнаружению импульсного шума с отрицательными выбросами детектора 160 шумов на фиг. 7.
Специалист, ознакомившись с предшествующим описанием, в состоянии использовать другие схемные конфигурации для выполнения структуры, так же, как и использовать исполнительные компоненты для достижения целей изобретения. Например, схемы слежения и хранения могут быть использованы для цветоразностных сигналов C1 и C2, чтобы избежать выпадения сигнала цветности во время действия импульсного шума. Специалист, ознакомившись с предшествующим описанием, в состоянии использовать метод подавления шумов, описанный выше, в телевизионных приемниках других типов, не использующих синхронное детектирование, или в телевизионных приемниках, использующих квазисинхронные детекторы, например, выдающие продукты детектирования выделением составляющих ПЧ несущей из ПЧ-сигнала пассивным фильтром. Объем защиты, даваемый нижеследующей формулой изобретения может быть использован, принимая во внимание величину такого объема знаний.
Высококачественный телевизионный приемник синхронно детектирует кадровый сигнал ПЧ. Синхронный импульсный шум в сигнале ПЧ порождает шум как с положительными, так и с отрицательными выбросами в видеосигнале, подаваемом с синхронного видеодетектора. Этот шум затем замещается значением видеосигнала, появившегося ранее импульсного шума следующим образом. Видеосигнал, "загрязненный" импульсным шумом, подается как входной сигнал и на детектор импульсного шума, и на линию задержки. Выходной сигнал с линии задержки, задержанный на время около 240 нс, подается как сигнал для слежения схемой слежения и хранения. Детектированный сигнал импульсного шума используется для возбуждения режима хранения в схеме слежения и хранения. Расширением импульса с детектора импульсного шума на длительность 600 - 800 нс, которая перекрывает длительности большей части импульсов шума, схема слежения и хранения замещает большую часть импульсного щума заранее запомненными и хранимыми значениями задерженного видеосигнала. Это позволяет не только полностью избежать возникновения белого импульсного шума и последующего черного импульсного шума в телевизионном изображении, но и избежать попадания импульсного шума в канал сигнала цветности, принимающий на свой вход синхронно детектированный видеосигнал. Соответственно, исключается ударное возбуждение канала сигнала цветности, так что на телевизионном изображении не возникает цветовое "мерцание". 6 с. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| US, патент, 4524389, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
| US, патент, 4377823, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
