ЦИФРОВОЙ ТЕЛЕВИЗОР Российский патент 2005 года по МПК H04N7/06 H04N5/74 

Изобретение относится к технике радиосвязи для использования цветным телевизионным приемником в аналоговых и цифровых системах телевидения.

Прототипом принят цифровой телевизор [1], содержащий блок радиоканала, включающий последовательно соединенные селектор каналов, усилитель промежуточной частоты, видеодетектор, эмиттерный повторитель, селектор синхроимпульсов, блок автоматической подстройки частоты и фазы и задающий генератор строчной развертки, блок автоматической подстройки частоты гетеродина и блок APУ, канал звукового сопровождения, блок строчной развертки из предварительного усилителя и выходного каскада, блок кадровой развертки из задающего генератора, предварительного усилителя, выходного каскада, генератора импульсов обратного хода и генератора импульсов гашения, блок цветности из канала яркости и матрицы, трех выходных видеоусилителей основных цветов R, G, В, усилителя сигналов цветности и блока детекторов сигналов цветности, блока цветовой синхронизации и усилителя импульсов гашения, три идентичных канала управления лучом цветности, каждый из которых включает АЦП и первый блок импульсных усилителей, блок элементов задержек и второй блок импульсных усилителей, содержит блок яркостной модуляции, первый пьезодефлектор с отражателем на торце, второй пьезодефлектор с отражателем на торце, матовый экран, генератор импульсов и ключ, выход которого подключен к входам трех АЦП. Блок яркостной модуляции включает первый и второй излучатели трех основных цветов и оптическую систему. Три АЦП преобразуют аналоговые видеосигналы U_R, U_G, U_B в 8-разрядные коды, поступающие в блоки импульсных усилителей и в блоки элементов задержек. Сигналы с первых блоков импульсных усилителей поступают на входы первого излучателя, сигналы со вторых блоков импульсных усилителей поступают на входы второго излучателя. Излучение обоих излучателей, модулированное по яркости, поступает на отражатель первого пьезодефлектора, с которого поступает на отражатель второго пьезодефлектора, выполняющего развертку кадра на матовом экране одновременно двумя лучами.

Недостаток прототипа – невысокая усредненная яркость изображения на экране.

Цель изобретения – увеличить усредненную яркость изображения на экране. Цель достигается разверткой кадра одновременно десятью строками с десятикратным их повторением.

Техническим результатом заявляемого устройства является увеличение усредненной яркости изображения с увеличением на порядок и яркости самого изображения.

Сущность изобретения в том, что в цифровой телевизор, содержащий блок радиоканала, блок строчной развертки, блок кадровой развертки, блок цветности, первый и второй пьезодефлекторы с отражателем на торце, блок яркостной модуляции, матовый экран, генератор импульсов и ключ, три идентичных канала отправления лучом цветности, каждый из которых включает АЦП и блок импульсных усилителей, введены первый усилитель, первый источник положительного опорного напряжения, второй источник отрицательного опорного напряжения, второй усилитель, третий источник положительного опорного напряжения, четвертый источник отрицательного опорного напряжения, формирователь напряжения кадровой развертки, проекционная оптическая система, в каждый канал управления лучом цветности введен накопитель кодов, блок яркостной модуляции выполнен десятиканальным, каждый канал которого включает излучатель трех основных цветов, объектив и фокусирующий конус световода.

Структурная схема цифрового телевизора - на фиг.1, схема АЦП - на фиг.2, накопитель кодов - на фиг.3, функциональная схема блока регистров - на фиг.4 и 5, конструкция пьезодефлектора - на фиг.6, блок яркостной модуляция - на фиг.7, форма управляющего напряжения кадровой развертки - на фиг.8, формирователь напряжения кадровой развертки - на фиг.9.

Цифровой телевизор включает (фиг.1) блок радиоканала из последовательно соединенных селектора 1 каналов, усилителя 2 промежуточной частоты, видеодетектора 3, эмиттерного повторителя 4, селектора 5 синхроимпульсов, блока 6 автоматической подстройки частоты и фазы и задающего генератора 7 строчной развертки, блока 8 автоматической подстройки частоты гетеродина и блока 9 автоматической регулировки усиления (АРУ), блок строчной развертки из предварительного усилителя 10 и выходного каскада 11, блок кадровой развертки из задающего генератора 12 кадровой развертки, предварительного усилителя 1З, выходного каскада 14, генератора 15 импульсов гашения и генератора 16 импульсов обратного хода, блок цветности из последовательно соединенных канала 17 яркости и матрицы 18, три выхода которой подключены к входам трех выходных видеоусилителей 19, 20, 21 основных цветов, последовательно соединенных усилителя 22 сигналов цветности и блока 23 детекторов сигналов цветности, блока 24 цветовой синхронизации и усилителя 25 импульсов гашения, канал 26 звукового сопровождения, три идентичных канала управления лучом цветности. Первый канал включает последовательно соединенные АЦП 27, накопитель 28 кодов и блок 29 импульсных усилителей, которых в блоке 80 штук, второй канал включает АЦП 30, накопитель 31 кодов и блок 32 импульсных усилителей (80 штук), третий канал включает АЦП 33, накопитель 34 кодов и блок 35 импульсных усилителей (80 шт.), далее телевизор включает блок 36 яркостной модуляции, последовательно соединенные первый усилитель 37 и первый пьезодефлектор 38 с отражателем на торце, первый источник 39 положительного опорного напряжения, второй источник 40 отрицательного опорного напряжения, формирователь 41 напряжения кадровой развертки, второй усилитель 42 и второй пьезодефлектор 43 с отражателем на торце, третий источник 44 положительного опорного напряжения, четвертый источник 45 отрицательного опорного напряжения, включает проекционную оптическую систему 46, генератор 47 импульсов, ключ 48 и матовый экран 49. Проекционная оптическая система 46 является зеркально-линзовой системой [2, с.370] и включает последовательно расположенные сферическое зеркало, плоское зеркало с наклоном 45° относительно оптической оси сферического зеркала и корректирующую линзу. Плоское зеркало позволяет сократить расстояние по прямой до экрана 49 [3, с.188].

АЦП 27, 30, 33 идентичны и каждый включает (фиг.2) последовательно соединенные усилитель 50 и пьезодефлектор 51 с отражателем на торце, первый источник 52 положительного опорного напряжения, второй источник 53 отрицательного опорного напряжения, излучатель из импульсного светодиода 54, щелевой диафрагмы 55 и микрообъектива 56, линейку 57 многоэлементного фотоприемника и шифратор 58. Пьезодефлекторы 38, 43, 51 являются торцевыми биморфными пьезоэлементами со световым отражателем на торце (фиг.6) и конструктивно выполнены [4, с.118] из первой 73, второй 74 пьезопластин, внутреннего электрода 75, первого 76 и второго 77 внешних электродов. Один конец пьезопластин закреплен в держателе 79, на свободном торце закреплен отражатель 78. Управляющее напряжение с усилителя 50 (фиг.2) поступает на внутренний электрод 75, к внешнему электроду 76 приложено напряжение с источника 52 положительного опорного напряжения, ко второму электроду 77 приложено напряжение с источника 53 отрицательного опорного напряжения. При подаче управляющего напряжения на внутренний электрод 75 происходит деформация пьезопластин: одна удлиняется, вторая укорачивается [4, с.122], торец со световым отражателем поворачивается и отклоняет луч по линейке 57 фотоприемников. Накопители кодов 28, 31, 34 идентичны, каждый содержит (фиг.3) десять идентичных блоков 28₁-28₁₀ регистров (31_1-10, 34_1-10), каждый из которых включает (фиг.4 и 5) первый 59, второй 60, третий 61, четвертый 62 ключи, первый 63, второй 64, третий 65, четвертый 66 распределители импульсов, восемь первых регистров 67₁-67₈, восемь вторых регистров 70₁-70₈, последовательно соединенные первый счетчик 68 импульсов и первый дешифратор 69, второй счетчик 71 импульсов и второй дешифратор 72. Информационным входом накопителя 28 (31, 34) кодов являются входы блоков 28_1-10 (фиг.3), подключенные к АЦП 27 (30, 33). Выходами 1-8 являются раздельные выходы блоков регистров 28_1-10 (31_1-10, 34_1-10), подключенные к входам соответственно блоков 29_1-10 (32_1-10, 35_1-10) импульсных усилителей. Первым управляющим входом блока 28 (фиг.3) является первый управляющий вход блока 28₁ (31₁, 34₁), подключенный к выходу блока 15, вторым управляющим входом являются объединенные третьи управляющие входы блоков 28_1-10 (31_1-10, 34_1-10). Формирователь 41 напряжения кадровой развертки включает (фиг.9) последовательно соединенные первый ключ 80, первый счетчик 81 импульсов, первый дешифратор 82, блок 83 коммутации и предварительный усилитель 84, источник 85 опорного напряжения, последовательно соединенные второй ключ 86, второй счетчик 87 импульсов, второй дешифратор 88 и аналоговый третий ключ 89, аналоговыми четвертый ключ 90 и элемент 91 задержки на 64 мкс. Входом формирователя 41 является вход первого ключа 80, выходом – выход предварительного усилителя 84, управляющими входами являются вход второго ключа 86 и первый управляющий вход первого ключа 80. Блок 36 яркостной модуляции выполнен десятиканальным (фиг.7), каждый канал включает излучатель 92 трех основных цветов, объектив 93, фокусирующий конус 94 световода (фокон) [5, с.77]. Входами блока 36 являются входы излучателей 92_1-10, подключенные к выходам соответствующих десяти блоков импульсных усилителей 29_1-10; 32_1-10, 35_1-10, выходами являются излучения десяти выходных окон фокусирующих конусов 94_1-10. Объективы 93 собирают излучение от своего излучателя и вводят его во входное окно фокусирующего конуса 94, соответствующего условиям ввода излучения, выходное окно которого соответствует получению на отражателе пьезодефлектора 38 цветного пятна диаметром 0,04 мм. Излучающая плоскость излучателей 92 находится в задней фокальной плоскости объективов 93, в передней фокальной плоскости которых расположены входные окна фокусирующих конусов световодов 94. Излучающие стороны излучателей 92 через объективы 93, фоконы 94, отражатели пьезодефлекторов 38, 43 и проекционную оптическую систему 46 оптически соединены с матовым экраном 49. Отражатель пьезодефлектора 43 расположен в фокальной плоскости сферического зеркала проекционной оптической системы 46, в передней фокальной плоскости которой расположен матовый экран 49. Каждый излучатель 92 включает 24 светодиода: 8 красного цвета излучения, 8 зеленого и 8 синего. Входы первого излучателя 92₁ подключены к выходам блоков 29₁, 32₁, 35₁ импульсных усилителей, выдающих напряжения запитывания светодиодов соответственно кодам первой строки, входы второго излучателя 92₂ подключены к выходам блоков 29₂, 32₂, 35₂ импульсных усилителей, выдающих напряжения запитывания светодиодов в излучателе соответственно кодам второй строки.

Аналогично и для остальных излучателей 92_3-10 (фиг.7). Селектор 1 каналов усиливает и преобразует полный ЦТВ сигнал в промежуточную частоту сигналов изображения и звука. Усилитель 2 усиливает сигнал до уровня, необходимого для нормальной работы видеодетектора 3. Эмиттерный повторитель 4 согласует тракт радиоканала с последующими каскадами. С выхода эмиттерного повторителя 4 ЦТВ сигнал поступает в селектор 5 синхроимпульсов, в канал 17 яркости блока цветности и в усилитель 22 сигналов цветности. Селектор 5 синхроимпульсов выделяет из полного ЦТВ сигнала строчные и кадровые синхроимпульсы и формирует стробирующие импульсы для блока 24 цветовой синхронизации. Задающий генератор 7 формирует строчные управляющие импульсы для блока 10 предварительного усиления, формирователя 41 напряжения кадровой развертки и генератора 47 импульсов. Задающий генератор 12 формирует кадровые управляющие импульсы для выходного каскада 14, генератор 15 формирует по длительности импульсы гашения обратного хода. Выходной каскад 11 формирует отправляющие сигналы напряжения для усилителя 37. В блоке цветности производится демодуляция сигналов цветности, формируется напряжение основных цветов, производится регулировка контрастности, насыщенности и яркости изображения, усилитель 22 выделяет поднесущие частоты сигналов цветности и усиливает их в каналах прямого и задержанного сигналов. Блок 23 детектирует цветоразностные сигналы, которые поступают в матицу 18. Блок 24 цветовой синхронизации формирует управляющие импульсы полустрочной частоты для переключения ветвей электронного коммутатора. В результате на выходе блока 23 детекторов образуется два цветоразностных сигнала Е_R-y и Е_в-у, поступающие в матрицу 18. В канале 17 яркости сигнал яркости усиливается и фиксируется уровень черного. Матрица 18 выполняет матрицирование цветоразностных сигналов, формирует зеленый цветоразностный сигнал и складывает три цветоразностных сигнала с сигналом яркости. С выхода матрицы 18, сигналы основных цветов поступают в выходные видеоусилители 19, 20, 21, усиливаются в них до величин, необходимых для работы АЦП 27, 30, 33. АЦП преобразуют видеосигналы в 8-разрядные коды с частотой дискретизации 13,5 МГц. Генератор 47 обеспечивает каналы управления лучами цветности импульсами дискретизации 13,5 МГц, которые формирует умножением частоты 15625 Гц на 864. Три АЦП 27, 30, 33 идентичны, имеют один принцип преобразования, заключающийся в развертке луча от светодиода 54 отражателем пьезодефлектора 51 по плоскости входных зрачков фотоприемников линейки 57. Световой импульс преобразуется в электрический сигнал, возбуждающий одну из входных шин шифратора 58, который выдает двоичный код мгновенного значения входного видеосигнала. Преобразование идет с дискретностью 13,5 МГц. Импульсы дискретизации поступают на вход светодиода 54 с ключа 48, которыми открыт во время прямого хода строки. Щелевая диафрагма 55 и микрообъектив 56 формируют луч апертурой, равной размеру одного входного окна фотоприемника линейки 57. Источником излучения принят импульсный светодиод АЛ402А с временем срабатывания 25 нс, удовлетворяющим дискретизации 13,5 МГц (74 нс). Фотоприемниками в линейке 57 являются лавинные фотодиоды ЛФД с временем срабатывания 10 нс, которых в линейке 57255 штук для кодирования видеосигналов 8-разрядным кодом. Выход каждого фотоприемника подключен к соответствующему входу шифратора 58. Шифратор представлен микросхемами К155ИВ1 с временем срабатывания 20 нс [6, с.231]. С приходом на вход шифратора 58 сигнала с фотоприемника на выходе его появляется в параллельном виде 8-разрядный код, представляющий мгновенное значение видеосигнала. Шифратор 58 формирует коды с 00000001 по 11111111. Первому фотоприемнику в линейке 57 соответствует код 00000001, второму – код 00000010, третьему – 00000011 и т.д., 255-му – код 11111111. Время преобразования составляет 30 нс: 10 нс срабатывание фотоприемника плюс 20 нс срабатывание шифратора, т.е. 33·10⁶ преоб/с, что удовлетворяет частоте 13,5 МГц (74 нс). Скорость создания информации одним АЦП составляет: 13,5 МГц × 8_раз=108, Мбит/с, тремя АЦП 324 Мбит/с. За прямой ход строки АЦП выдает коды 720 отсчетов строки. С выхода АЦП 27, 30, 33 коды в параллельном виде поступают в накопители 28, 31, 34 кодов, в которых кодами первых десяти строк 1-10 кадра последовательно заполняются восемь первых регистров 67_1-8 (фиг.4). Во время следующих десяти строк 11-20 производится десятикратная выдача кодов 1-10 строк с первых регистров 67_1-8 и заполнение кодами 11-20 строк вторых восьми регистров 70_1-8. Затем следует десятикратная выдача кодов 11-20 строк с регистров 70_1-8 и параллельно идет заполнение кодами 21-30 строк регистров 67_1-8. Этот процесс, чередуясь через 10 строк (фиг.8), идет с первой десятки строк по 29 десятку (281-289 активные строки) в нечетном поле кадра. Из блоков 28_1-10 регистров (фиг.3) коды в параллельном виде поступают на входы блоков 29_1-10 импульсных усилителей. Каждый из блоков 29_1-10 включает по 8 импульсных усилителей (по числу разрядов в коде), представленных микросхемами усилителей-формирователей 533АП6 [6, с.128] с временем срабатывания 18 нс. Импульсных усилителей в каждом из блоков 29, 32, 35 по 80 штук, всего 240 штук.

Работа накопителя 28 (31, 34) кодов, фиг.4, 5.

Блоки 28_1-10 при заполнении первых регистров 67_1-8 кодами работают последовательно. В исходном состоянии все ключи закрыты. Процесс накопления кодов начинает блок регистров 28₁ (31₁, 34₁). Первый ключ 59 (вход 1 фиг.4) открывается передним фронтом кадрового импульса гашения с блока 15. После открытия ключа 48 импульсы 13,5 МГц через открытый ключ 59 поступают на вход первого распределителя 63 импульсов, выдающего тактовые импульсы U_т с 720-ти выходов, следующие с частотой 13,5 МГц. Регистров 67 (70) по восемь штук, т.е. по числу разрядов в коде (67_1-8, 70_1-8), а число разрядов в каждом регистре 720, по числу отсчетов в строке. Первый разряд кода поступает в регистр 67₁, второй – в регистр 67₂ и т.д., восьмой в регистр 67₈. Первый тактовый импульс с первого выхода блока 63 поступает параллельно на первые (тактовые) входы первых разрядов восьми регистров 67_1-8, по которому сигналы разрядов кода первого отсчета первой строки заносятся в первые разряды регистров 67_1-8. Второй тактовый импульс U_т со второго выхода распределителя 63 заносит разряды второго кода первой строки во вторые разряды регистров 67_1-8 т.д. 720-й тактовых импульс заносит разряды 720-го кода строки в регистры 67_1-8. Сигнал с 720-го выхода блока 63 закрывает ключ 59 и открывает ключ 59 во втором блоке регистров 28₂ (фиг.3, 5). Тем же порядком в регистры 67_1-8 блока 28₂ заносятся коды второй строки. Сигнал с 720-го выхода блока 63 закрывает ключ 59 в блоке 28₂ и открывает ключ 59 в блоке 28₃, в котором регистры 67_1-8 заполняются кодами третьей строки. Аналогично заполняются регистры 67_1-8 в блоках 28_4-10. По заполнении регистров 67_1-8 в десятом блоке 28₁₀ сигнал с 720-го выход распределителя 63 импульсов в блоке 28₁₀ выход 1 закрывает свой ключ 59 и открывает второй 60 и третий 61 ключи в блоке 28₁ регистров (фиг.3, 4) и только второй ключ 60 в блоках регистров 28_2-10 (фиг.3 вых.1). Импульсы 13,5 МГц через открытые ключи 60 поступают в распределители 64 импульсов, которые выдают сигналы U_выд на вторые входы разрядов регистров 67_1-8, и коды 1-10 строк выдаются параллельно с блоков 28_1-10 (31_1-10 34_1-10) на входы блоков 29_1-10 (32_1-10, 35_1-10) импульсных усилителей, с выходов которых сигналы запитывания светодиодов посыпают на десять излучателей 92_1-10 (фиг.7). В это же время третий распределитель 65 импульсов выдает тактовые импульсы на первые входы регистров 70_1-8, по которым с АЦП в регистры 70_1-8 блока 28₁ регистров (31₁, 34₁) заносятся коды 11-й строки. По заполнении регистров 70 в блоке 28₁ идет заполнение регистров 70_1-8 в блоке 28 регистров кодами 12-й строки, затем в блоке 28₃ кодами 13-й строки и т.д., в блока 28₁₀ кодами 20-й строки. Во время заполнения регистров 70 кодами 11-20 строк идет и выдача кодов 1-10 строк из регистров 67_1-8. После десятикратной выдачи кодов 1-10 строк счетчик 68 формирует на выходе код 1010, дешифрируемой дешифратором 69, сигнал U_о с которого обнуляет все разряды регистров 67_1-8, сигнал U_з закрывает ключ 60, закрытие ключей 60 происходит одновременно во всех блоках 28_1-10 регистров (31_1-10, 34_1-10). К этому моменту в регистрах 70_1-8 блоков 28_1-10 накопились коды 11-20 строк. Сигнал с 720-го выхода распределителя 65 блока 28₁₀ (фиг.3 вых.2) поступает на второй управляющий вход блока 28₁ (фиг.4) и на пятые управляющие входы блоков 28_2-10, открывает ключи 59, 62 в блоке 28₁ и ключ 62 в блоках 28_2-10. В блоке 28₁ в регистры 67_1-8 поступают уже коды 21-й строки, а распределители 64 импульсов в блоках 28_1-10 (31_1-10, 34_1-10) производят десятикратную выдачи кодов 11-20 строк в импульсные усилители блоков 29_1-10 (32_1-10, 35_1-10). По заполнении кодами 30-й строки регистров 67_1-8 блока 28₁₀ сигнал с первого выхода блока 28₁₀ открывает ключи 60 и 61 в блоке 28₁ и ключи 60 в блоках 28_2-10. Идет выдача кодов 21-30 строк с блоков 28_1-10 (31_1-10, 34_1-10) и запись кодов 31-40 строк в регистры 70_1-8 блоков 28_1-10 (31_1-10, 34_1-10). Далее процессы повторяются. Воспроизведение первого кадра после включения телевизора идет с задержкой на 640 мкс (длительность десяти строк), в это время идет запись кодов первых десяти строк. Ключ 48 пропускает импульсы дискретизации с генератора 47 во время прямого хода строчной развертки. При обратном ходе строчной и кадровой разверток ключ 48 закрыт сигналом U_з с блока 25. В излучателях 92 применяются светодиоды типа НL МР, выпускаемые компанией “Хъюлетт-паккард” [7, с.71]. Для излучения красного цвета используются светодиоды НL МР-АL 00 с силой света 400 мкд длиной волны 0,59 мкм при токе 0,02 А, зеленого – светодиоды HL МР-АМ00 с силой света 800 мкд длиной волны 0,526 мкм при токе 0,02 А, синего – светодиоды НL МР-АВ00 с силой света 300 мкд длиной волны 0,475 мкд при токе 0,02 А. Модуляция по яркости каждого из цветов выполняется включением на излучение числа светодиодов одного цвета согласно веса разряда в коде по таблице 1.

Таблица 1№разряда в коде1 старший разряд2345678 младш. разрядЧисло светодиодов11111111Кратность светофильтра-2^х4^х8^х16^х32^х64^х128^х

Пьезодефлектор 38 выполняет строчную развертку десяти лучей на отражателе второго пьезодефлектора 43, выполняющего кадровую развертку лучей через проекционную оптическую систему 46 на матовом экране 49. Суммарное излучение светодиодов каждого излучателя 92 смешивается объективом 93 при фокусировке в цветное пятно и вводится во входное окно фокусирующего конуса световода 94, который формирует излучение диаметром 0,04 мм на отражателе первого пьезодефлектора 38. Десять фокусирующих конусов световодов 94_1-10 создают на отражателе пьезодефлектора 38 десять цветовых пятен с шагом 0,04 мм (фиг.7), представляющих излучение десяти излучателей 92_1-10. Ширина отражателя пьезодефлектора 38 0,1 мм, длина не менее 0,8 мм (0,04 мм × 20). Яркость, насыщенность и цветовой тон результирующего цвета на экране от каждого излучателя определяется суммарной энергией и взаимным соотношением трех цветов R, G, В. Ширина отражателя второго пьезодефлектора 43 не менее 1 мм (0,04 мм × 20), длина не менее 30 мм (0,04 мм × 720=28,8 мм). Изображение с отражателя пьезодефлектора 43 проецируется проекционной оптической системой 46 на матовый экран 49, размеры которого соответствуют принятой кратности увеличения. При 20-кратном увеличении проецируемого изображения размеры экрана 49 составляют:

20·(720×0,04 мм)×(578×0,04 мм)=57,6 см × 46,2 см.

где 20 – кратность увеличения,

720×0,04 мм – размер строки на отражателе пьезодефлектора 43, составляет 28,8 мм,

578×0,04 мм – размер кадра по вертикали в плоскости отражателя пьезодефлектора 43, 23,1 мм,

720 – число отсчетов в строке для построения изображения,

578 – число активных строк в кадре.

Размер экрана по диагонали 73,8. см.

Суммарная сила света одного излучателя 92 с учетом, что светодиоды всех цветов имеют силу света синего светодиода 300 мкд, составляет

где 3 – число цветов в излучателе,

300 мкд – сила света синего светодиода,

– коэффициенты двоичного кода с 2 по 8 разряды кода.

Уравнение силы света красных, зеленых светодиодов с синими выполняется ослабляющими светофильтрами (можно и числом светодиодов). С учетом потерь силы излучения при проекции от излучателя 92 до экрана 49 в 30 раз максимальная яркость развертывающего светового элемента от одного излучателя 92 составляет:

где 1,8 кд – суммарная сила света одного излучателя 92,

30 – кратность ослабления силы излучения при проекции,

0,64·10^-6 м² – площадь элемента разрешения на экране 49,

0,8×0,8 мм (0,04 мм × 20).

Усредненная яркость кадра с десятикратной разверткой по 10 строк для визуального наблюдения будет на порядок выше и равномернее. Кадровая развертка пьезодефлектором 43 производится по управляющему напряжению (фиг.8). В момент развертки 1-10 строк нечетного (первого) поля кадра управляющее напряжение не поступает на внутренний электрод 75 пьезодефлектора 43 (фиг.6), это первая ступень управляющего напряжения, левая эпюра напряжения на фиг.8. После десятикратной развертки 1-10 строк на электрод 75 поступает вторая ступень управляющего напряжения, отражатель пьезодефлектора 43 отклоняет лучи на шаг в 20 строк (десять первого поля кадра и между ними десять строк второго поля кадра). Следует десятикратная развертка 11-20 строк. После обратного хода развертки на пьезодефлектор 43 поступает третья ступень управляющего напряжения, отражатель отклоняет лучи на второй шаг в 20 строк и т.д. В каждом поле кадра 29 степеней управляющего напряжения, фиг.8, за разверткой 281-289 строк идет обратный ход кадра, управляющее напряжение отсутствует 23 строки, с 290 по 312. Развертка чересстрочная, после обратного хода 312 строки на пьезодефлектор 43 поступает первая ступень управляющего напряжения величиной, достаточной для перемещения лучей на одну строку, для размещения строк четного поля кадра между строками нечетного поля кадра. Величина первой ступени напряжения присутствует при всех ступенях управляемого напряжения – правая часть эпюры напряжения на фиг.8. Процесс развертки четного поля кадра аналогичен развертке нечетного поля кадра. Формирует напряжение развертки поля кадра блок 41. Перед формированием напряжения блок 41 производит опознавание принадлежности поля кадра к нечетному или к четному. При опознавании используется признак, приведенный на фиг.10 [6, с.134], заключающийся в том, что в длительности кадрового синхроимпульса 192 мкс, предшествующего нечетному полю кадра, укладываются три строчных синхроимпульса (следующих через 64 мкс), предшествующего четному полю кадра укладываются два строчных синхроимпульса. Кадровый синхроимпульс с блока 5 передним фронтом открывает ключ 86 (фиг.9), который пропускает строчные синхроимпульсы во второй счетчик 87 импульсов. С приходом второго строчного синхроимпульса на вход дешифратора 88 поступает двоичный код 10 /2/, по которому дешифратор 88 выдает с первого выхода сигнал, проходящий элемент 91 задержки на 64 мкс и открывающий ключ 90, чем опознает принадлежность поля кадра к четному. Если через ключ 86 проходит три срочных синхроимпульса, на вход дешифратора 88 приходит двоичный код 11 /3/, со второго выхода дешифратора 88 выдается сигнал, открывающий третий ключ 89 и закрывающий четвертый ключ 90. Так как ключ 90 открывается сигналом, задержанным на период строки 64 мкс, то при сигнале со второго выхода дешифратора 88 ключ 90 не успеет открыться и останется в закрытом состоянии, этим опознается принадлежность поля к нечетному. Если же третий строчный синхроимпульс не пришел в счетчик 87, ключ 90 не закрывается, и блок 41 выдает напряжение для развертки четного поля кадра. Первый ключ 80 открывается задним фронтом импульса с блока 25 и начинает пропускать строчные синхроимпульсы 15625 Гц в счетчик 81 импульсов. Счетчик 81 импульсов 9-ти разрядный, цикл счета 289 импульсов. Первый дешифратор 82 предназначен своим сигналом подключать выход источника 85 опорного напряжения к соответствующему входу предварительного усилителя 84, меняя его коэффициент передачи соответственно числу строчных синхроимпульсов, поступивших на вход счетчика 81 импульсов. При нечетном поле кадра аналоговый ключ 89 подключает выход 1 источника 85 опорного напряжения ко входу блока 83 коммутации, при четном поле к блока 83 подключается выход 2 источника 85. Блок 83 содержит 29 аналоговых ключей, которые соответственно числу поступивших строчных синхроимпульсов на вход счетчика 81 подключают выход источника 85 опорного напряжения к соответствующему входу предварительного усилителя 84, чем определяет коэффициент усиления сигнала от источника 85 опорного напряжения к усилителю 42. Ступеней усиления 29: от первого строчного синхроимпульса до 10-го первая ступень, от 11 до 20 – вторая, от 21 до 30 – третья и т.д., от 281 до 289 – 29 ступень. При нечетном поле кадра коэффициенты передачи предварительного усилителя 84 представляют: 1 ступень – 0,00, 2-я – 0,0357, 3-я – 0,0714, 4-я – 0,1071, 5-я – 0,1428 и т.д., 29-я – 1,00. При четном поле кадра коэффициент 1-й ступени 0,0035, все остальные на эту величину больше, чем при нечетном поле кадра: 2-я – 0,0392, 3-я – 0,0749 и т.д., 29-я – 1,0035. С поступлением в счетчик 81 импульсов 289-го строчного синхроимпульса сигнал с 29-го выхода дешифратора 82 закрывает первый ключ 80, обнуляет счетчик 81 и закрывает оба ключа 89, 90. С приходом следующего кадрового синхроимпульса на управляющий вход ключа 86 процесс повторяется. Технические характеристики заявляемого телевизора в таблице 2.

Работа цифрового телевизора.

Высокочастотный, сигнал, принятый антенной, с селектора 1 каналов поступает в усилитель 2, с него на видеодетектор 3, сигнал звука отделяется в канал 26 знакового сопровождения, а ЦТВ сигнал через эмиттерный повторитель 4 поступает в селектор 5 синхроимпульсов, в канал 17 яркости и в усилитель 22 сигналов цветности. С выхода блока 23 детекторов два цветоразностных сигнала поступают в матрицу 18, с которой три видеосигнала U_R, U_G, U_В после усиления в видеоусилителях 19, 20, 21 поступают на входы АЦП 27, 30, 33, преобразуются в 8-разрядные коды, поступающие в накопители 28, 31, 34 кодов, производящие накопление кодов десяти строк. По заполнении кодами 1-10 строк регистров 67_1-8 следует десятикратная выдача кодов этих строк в блоки импульсных усилителей 29, 31, 35, и параллельно идет накопление кодов 11-20 строк, при выдаче которых идет накопление 21-30 строк и т.д. Импульсные усилители 29, 31, 35 запитывают светодиоды излучателей 92, излучения которых вводятся объективами 93 в фокусирующие конусы световодов 94, с выходов которых десять лучей поступают на отражатель пьезодефлектора 38, выполняющего строчную развертку десяти строк на отражателе пьезодефлектора 43. Проекционная оптическая система 46 проецирует изображение на матовый экран 49, увеличивая изображение в 20 раз. Воспроизводимый кадр содержит 578 активных строк с 720 отсчетами в каждой, элементов разрешения в кадре 416160 (578×720).

3аявляемый телевизор может использоваться в аналоговых и цифровых системах телевидения, при представлении видеоинформации в цифровом виде она подается на входы накопителей 28, 31, 34 кодов.

Использованные источники.

1. Патент №2168286 кл. H 04 N 5/74, бюл. 15 от 27.05.01, прототип.

2. Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. Телевидение, М., 1975, с.134, 161, 367, 370.

3. Е.Айсберг “Телевидение?...Это очень просто!”, Л., 1967, с.188.

4. И.В.Фридлянд, В.Г.Сошников. Системы автоматического регулирования в устройствах видеозаписи. М., 1988, с.118, рис.5.5, с.122, рис.5.10.

5. Л.М.Кучекян “Световоды”, М., 1973, с.77.

6. Цифровые интегральные микросхемы, Минск, 1991, с.128, 231, 258.

7. “Радио”, №7, 1998, с.71.

Таблица 2Технические параметрыЗначенияПриемная часть Принимаемый сигналаналоговый Е_Y, Е_R-Y, E_B-YДиапазон приема48–790 MГц, 1-60 кан. ТВЧастота кадров/частота полей25 Гц/50 ГцЧисло строк/число активных строк625/578, (625-47)Частота строк15625 ГцЧисло отсчетов в строке/число отсчетов, используемых для изображения864/720Длительность строки64 мксДлительность кадрового синхроимпульса192 мксВоспроизведение Частота дискретизации видеосигнала13,5 МГц (15625×864)Метод кодирования видеосигналараздельное, линейная ИКМРазвертка кадрачересстрочная 2:1, 10-ю строками одновременно, по десять раз подрядКодирование видеосигнала255 уровне, 8 разрядовСкорость преобразования АЦП33·10⁶ преоб/сРазрешающая способность в кадре416160 элементовФормирование изображения на экранебез кинескопа, оптико-электронная развертка с увеличением в 20 раз при проецировании на матовый экранМаксимальная яркость одного светового развертывающего элемента94000 кд/м²на экране, размеры элемента0 8×0,8 ммРазвертывающих световых элементов одновременно на экране10 (10 строк)

Изобретение относится к технике радиосвязи для использования цветным телевизионным приемником в аналоговых и цифровых системах телевидения. Техническим результатом является увеличение усредненной яркости изображения с увеличением на порядок и яркости самого изображения. Технический результат достигается тем, что в цифровой телевизор, содержащий блок радиоканала, блок строчной развертки, блок кадровой развертки, блок цветности, первый и второй пьезодефлекторы с отражателем на торце, блок яркостной модуляции, матовый экран, генератор импульсов, ключ, три идентичных канала управления лучом цветности, каждый из которых включает АЦП и блок импульсных усилителей, введены два усилителя, четыре источника опорных напряжений, формирователь напряжения кадровой развертки, проекционная оптическая система, в каждый канал управления лучом цветности введен накопитель кодов, блок яркостной модуляции выполнен десятиканальным, каждый канал которого включает излучатель трех основных цветов, объектив и фокусирующий конус световода. Развертка кадра на матовом экране выполняется одновременно десятью строками с десятикратным их повторением. Активных строк в кадре 578 с 720 отсчетами в каждой, элементов разрешения в кадре 416160. 10 ил., 2 табл.

Цифровой телевизор, включающий блок радиоканала, содержащий последовательно соединенные селектор каналов, усилитель промежуточной частоты, видеодетектор, эмиттерный повторитель, селектор синхроимпульсов, блок автоматической подстройки частоты и фазы и задающий генератор строчной развертки, блок автоматической подстройки частоты гетеродина и блок автоматической регулировки усиления, блок строчной развертки, содержащий последовательно соединенные предварительный усилитель, вход которого подключен к выходу задающего генератора строчной развертки в блоке радиоканала, и выходной каскад, блок кадровой развертки, содержащий последовательно соединенные задающий генератор кадровой развертки, вход которого подключен к соответствующему выходу селектора синхроимпульсов в блоке радиоканала, предварительный усилитель, выходной каскад и генератор импульсов гашения, и генератор импульсов обратного хода, вход и выход которого подключены к соответствующим входу и выходу выходного каскада, блок цветности, содержащий последовательно соединенные канал яркости и матрицу, три выхода которой подключены к входам трех выходных видеоусилителей основных цветов, последовательно соединенные усилитель сигналов цветности и блок детекторов сигналов цветности, причем входы канала яркости и усилителя сигналов цветности подключены к выходу эмиттерного повторителя блока радиоканала, выход блока детекторов сигналов цветности подключен к второму входу матрицы, блок цветовой синхронизации, первый вход которого подключен к соответствующему выходу селектора синхроимпульсов, второй вход подключен к выходу генератора импульсов гашения в блоке кадровой развертки, третий вход подключен к второму входу усилителя сигналов цветности и выход подключен к второму входу блока детекторов сигналов цветности, и усилитель импульсов гашения, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов гашения в блоке кадровой развертки, второй вход подключен к второму выходу выходного каскада блока строчной развертки, и содержащий канал звукового сопровождения, вход которого подключен к выходу видеодетектора, содержит блок яркостной модуляции, первый и второй пьезодефлекторы с отражателем на торце, матовый экран, три идентичных канала управления лучом цветности, каждый из которых включает аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и блок импульсных усилителей, последовательно соединенные генератор импульсов, вход которого подключен к выходу задающего генератора строчной развертки в блоке радиоканала, и ключ, выход которого подключен к управляющим входам трех АЦП, входы которых подключены к выходам соответствующих выходных видеоусилителей основных цветов в блоке цветности, управляющий вход ключа подключен к выходу усилителя импульсов гашения в блоке цветности, АЦП идентичны и каждый содержит пьезодефлектор с отражателем на торце, излучатель из импульсного светодиода, щелевой диафрагмы и микрообъектива, и шифратор, выходы которого являются выходами AЦП, отличающийся тем, что в него введены первый усилитель, первый вход которого подключен к первому выходу выходного каскада строчной развертки, выход подключен к первому входу первого пьезодефлектора, первый источник положительного опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам первого усилителя и первого пьезодефлектора, второй источник отрицательного опорного напряжения, выход которого подключен к третьим входам первого усилителя и первого пьезодефлектора, второй усилитель, выход которого подключен к первому входу второго пьезодефлектора, третий источник положительного опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам второго усилителя и второго пьезодефлектора, четвертый источник отрицательного опорного напряжения, выход которого подключен к третьим входам второго усилителя и второго пьезодефлектора, введены формирователь напряжения кадровой развертки, первый управляющий вход которого подключен к второму выходу селектора синхроимпульсов в блоке радиоканала, второй управляющий вход подключен к выходу задающего генератора строчной развертки в блоке радиоканала, третий управляющий вход подключен к выходу усилителя импульсов гашения в блоке цветности, а выход подключен к первому входу второго усилителя, проекционная оптическая система, формирователь напряжения кадровой развертки включает последовательно соединенные первый ключ, первый счетчик импульсов, первый дешифратор, блок коммутации и предварительный усилитель, последовательно соединенные второй ключ, второй счетчик импульсов, второй дешифратор и третий ключ, последовательно соединенные элемент задержки, вход которого подключен к первому выходу второго дешифратора, и четвертый ключ, включает источник опорного напряжения, первый выход которого подключен к сигнальному входу третьего ключа, второй выход подключен к сигнальному входу четвертого ключа, выходы третьего и четвертого ключей объединены и подключены к соответствующему входу блока коммутации, вторые управляющие входы третьего и четвертого ключей подключены к 29-му выходу первого дешифратора, первый управляющий вход третьего ключа через диод подключен к второму управляющему входу четвертого ключа, первые управляющие входы третьего и четвертого ключей через диоды объединены и подключены к второму управляющему входу второго ключа и к управляющему входу второго счетчика импульсов, второй управляющий вход первого ключа и управляющий вход первого счетчика импульсов подключены к 29-у выходу первого дешифратора, первым управляющим входом формирователя напряжения кадровой развертки является первый управляющий вход второго ключа, вторым управляющим входом являются объединенные сигнальные входы первого и второго ключей, третьим - является первый управляющий вход первого ключа, в каждый канал управления лучом цветности введен накопитель кодов, информационные входы которого подключены к входам АЦП, первый управляющий вход подключен к выходу генератора импульсов гашения, второй управляющий вход подключен к выходу ключа, а выходы накопителя кодов подключены к входам блока импульсных усилителей своего канала, в каждый АЦП введены усилитель, вход которого является входом АЦП, а выход подключен к первому входу пьезодефлектора, первый источник положительного опорного напряжения, выход которого подключен к вторым входам усилителя и пьезодефлектора, второй источник отрицательного опорного напряжения, выход которого подключен к третьим входам усилителя и пьезодефлектора, линейка многоэлементного фотоприемника, входные окна которой оптически соединены через отражатель пьезодефлектора с излучателем, а выходы подключены к соответствующим входам шифратора, накопители кодов идентичны и каждый включает десять идентичных блоков регистров, 1-8 информационные входы которых объединены и являются информационными входами накопителя кодов, выходы 1-10 блоков регистров являются выходами накопителя кодов, первый управляющий вход первого блока регистров является первым управляющим входом накопителя кодов, вторым управляющим входом являются объединенные третьи управляющие входы 1-10 блоков регистров, каждый первый выход предыдущего блока регистров подключен к первому управляющему входу последующего блока регистров, первый выход десятого блока регистров параллельно подключен к четвертым управляющим входам 1-10 блоков регистров, каждый второй выход предыдущего блока регистров подключен к второму управляющему входу последующего блока регистров, второй выход десятого блока регистров подключен параллельно к пятым управляющим входам 2-10 блоков регистров, к второму, а через диод и к первому управляющим входам первого блока регистров, каждый блок регистров включает первый, второй, третий и четвертый ключи, первый, второй, третий и четвертый распределители импульсов, последовательно соединенные первый счетчик импульсов и первый дешифратор, выход которого подключен к второму управляющему входу второго ключа, последовательно соединенные второй счетчик импульсов и второй дешифратор, выход которого подключен к второму управляющему входу четвертого ключа, включает восемь первых регистров и восемь вторых регистров, первый управляющий вход первого ключа является первым управляющим входом блока регистров, сигнальные входы четырех ключей объединены и являются третьим управляющим входом блока регистров, выход первого ключа подключен ко входу первого распределителя импульсов, выходы которого последовательно подключены к первым управляющим входам каждого разряда восьми первых регистров, последний выход подключен к первым управляющим входам последних разрядов восьми первых регистров и к второму управляющему входу первого ключа, в первом блоке регистров первый управляющий вход второго ключа и первый управляющий вход третьего ключа объединены и являются четвертым управляющим входом первого блока регистров, во 2-10 блоках регистров первый управляющий вход второго ключа является четвертым управляющим входом, выход второго ключа в 1-10 блоках регистров подключен ко входу второго распределителя импульсов, выходы которого подключены последовательно к вторым управляющим входам каждого разряда восьми первых регистров, последний выход подключен к вторым управляющим входам последних разрядов восьми первых регистров и ко входу первого счетчика импульсов, третьи управляющие входы каждого разряда восьми первых регистров подключены к выходу первого дешифратора, информационные входы разрядов восьми первых регистров объединены по регистрам и являются 1-8 информационными входами блока регистров, выходы всех разрядов в каждом регистре объединены и являются соответственно 1-8 выходами блока регистров, выход третьего ключа подключен ко входу третьего распределителя импульсов, выходы которого подключены последовательно к первым управляющим входам в каждом разряде восьми вторых регистров, последний выход подключен к первым управляющим входам последних разрядов восьми вторых регистров и к второму управляющему входу третьего ключа, в первом блоке регистров первый управляющий вход четвертого ключа является вторым управляющим входом блока регистров, во 2-10 блоках регистров первый управляющий вход четвертого ключа является пятым управляющим входом блока регистров, в 1-10 блоках регистров выход четвертого ключа подключен к входу четвертого распределителя импульсов, выходы которого подключены последовательно к вторым управляющим входам в каждом разряде восьми вторых регистров, последний выход подключен к вторым управляющим входам последних разрядов восьми вторых регистров и ко входу второго счетчика импульсов, третьи управляющие входы каждого разряда восьми вторых регистров подключены к выходу второго дешифратора, информационные входы разрядов восьми вторых регистров объединены по регистрам и подключены соответственно к 1-8 информационным входам блока регистров, выходы разрядов каждого из вторых регистров объединены и подключены соответственно к 1-8 выходам блок регистров, в первом блоке регистров второй управляющий вход блока через диод объединен с первым управляющим входом, управляющими выходами в каждом блоке регистров являются: первый – последний выход первого распределителя импульсов, второй – последний выход третьего распределителя импульсов, блоки импульсных усилителей идентичны, каждый включает импульсных усилителей по числу блоков регистров в накопителе кодов и по числу разрядов в коде, блок яркостной модуляции выполнен десятиканальным, каждый канал которого включает последовательно расположенные излучатель трех основных цветов, объектив и фокусирующий конус световода, входами блока являются входы излучателей, подключенные к выходам соответствующих блоков импульсных усилителей, излучающие плоскости излучателей находятся в задней фокальной плоскости объективов, в передней фокальной плоскости которых находятся входные окна фокусирующих конусов световодов, излучатели через объективы, фокусирующие конусы световодов и отражатель первого пьезодефлектора оптически соединены с отражателем второго пьезодефлектора, проекционная оптическая система включает последовательно расположенные сферическое зеркало, в фокальной плоскости которого расположен отражатель второго пьезодефлектора, плоское зеркало с наклоном 45° относительно оптической оси сферического зеркала и корректирующего линзу, во внешней фокальной плоскости проекционной оптической системы расположен матовый экран.