Устройство фиксации уровня сигнала Советский патент 1983 года по МПК H04N5/18 

&шод

СО

00

о :о х

vj Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано телевизионных фиксаторах уровня ви деосигнала, а также в измерительных устройствах для восстановления постоянной составляющей импульсных с налов. По основному авт.ев, № 748850 известно устройство фиксации уровн сигнала, содержащее источник сигна ла, выход которого подключен к пер вой обкладке переходного конденсато ра, вторая обкладка которого соеди нена с входом электронного ключа и через первый резистор - с инвертирующим входом операционного усилит ля, а через BTopoif резистор - с источником фиксируемого уровня. С эти же источником соединяются неинверти рующий вход операционного усилител и выход электронного ключа, управляющий вход которого подключен к вы ходу операционного усилителя Недостаток известного устройства заключается в ухудшении точности фиксации при воздействии на сигнал низкочастотной помехи. Объясняется это следующим. При отрицательном приращении напряжения помехи вершина импульса выходного сигнала начинает пересекать фиксируемый уровень, т.е. в некоторые моменты времени выходное напряжение становится меньше фиксируемого уровня и операционный усилитель открывает электронный ключ. Выходное напряжение ст новится равным фиксируемому, а конденсатор подзаряжается через малое сопротивление электронного ключа. Таким- образом,- когда напряжение помехи стремится сместить выходной сигнал ниже фиксируемого уровня, нарушение фиксации не происходит. При поло кительном приращении напряжения помехи вершинаимпульса вы ходного сигнала смещается выше фиксируемого уровня и не Пересекает его,- операционный усилитель не открывает электронный ключ, фиксации не происходит. Такое положение сохраняется до тех пор, пока- не начнут ся отрицательные приращения напряжения помехи и одна из вершин импул сов выходного сигнала не начнет перееекать фиксируемый уровень. Таким образом, при положительной полуволне помехи фиксация уровня сигнала не происходит. Цель изобретения - повышение точ ности фиксации при наличии в сигнале низкочастотной помехи. Для достижения указанной цели в устройстве; содержащем источник сигнала, выход которого подключен к первой обкладке переходного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с входом электронного клю ча и через первый резистор - с инвертирующим входом операционного усилителя, а через второй резистор - с источником фиксируемого уровня,подключенным к выходу электронного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом операционного усилителя, источник фиксируемого уровня подключен к неинвертирующему входу операционного-усилителя через введенный источник напряжения смещения. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого ус: ройства фиксации уровня сигнала. Устройство фиксации уровня сигнала содержит источник .1 сигнала, переходной- конденсатор 2, резистор 3, операционный усилитель 4, источник 5 напряжения смещения, электронный ключ б, источник 7 фиксируемого уровня и резистор 8. Устройство работает следующим образом. При отсутствии, сигнала на выходе устройства через резистор 8 устанавливается потенциал, заданный источником 7 фиксируемого уровня. Этот потенциал через резистор 3 подается на инвертирующий вход операционного усилителя 4, а на его неинвертирующий вход подается положительный. по отношению к инвертирующему входу, потенциал, задаваемый источником 5 напряжения смещения. При этом на выходе операционного, усилителя 4 устанавливается положительное напряжение, которое открывает электронный ключ 6, шунтирующий своим низким сопротивлением резистор 8. Для обеспечения работы устройства величина напряжения смещения, задаваемого источником 5, должна быть меньше амплитуды импульсов, снимаемых с выхода источника 1 сигнала. Например, это напряжение равно половине амплитуды импульсов. При появлении на выходе источника 1 сигнала отрицательного импульса операционный усилитель 4 и электронный ключ 6 не изменяют своего состояния, Напр)эжение на выходе устройства поддерживается равным фиксированному, а переходной конденсатор 2 заряжается до напряжения, равного амплитуде отрицательного импульса. После окончания отрицательного импульса напряжение сигнала становится положительным и выходное напряжение оказывается восстановленным, так как к положительному напряжению сигнала добавляется напряжение, равное амплитуде отрицательного импульса, зафиксированное на переходном конденсаторе 2. При этом, поскольку выходное напряжение превышает потенциал неинвертирующего входа операционного усилителя 4, на его выходе появляется отрицательное напряжение, запирающее электронный ключ 6,

Таким образом, сигнал оказывается восстановленным относительно фиксируемого уровня.

При появлении в сигнале низкочастотной помехи отрицательные импульсы сигнала, независимо от знака приращения напряжения помехи, пересекают уровень смещения, задаваемый источником 5, и операционный усилитель 4 отпирает электронный ключ 6 на время действия импульсов. Выходное напряжение во время действия импульсов становится равным фиксируемому, а переходной конденсатор 2 подзаряжается через малое внутреннее сопротивление электронного ключа б Устройство поддерживает фиксацию сигнала, пока величина лриращения напряжения помехи за времй, равное периоду следования импульсов сигнала, не превысит половины амплитуды этих импульсов .

В результате, введение в устройство источника 5 напряжения смещения значительно улучшает точность фиксации сигнала при воздействии на него низкочастотной помехи, поскольку при любой полярности сдвига сигнала относительно уровня фиксации импульсы сигнала все равно пересекают уровень напряжения смещения, задаваемого источником 5, и фиксация не нарушается. Т.е. фиксация сигнала осуществляется на одном уровне, а сравнение сигнала осуществляется с другим уровнем, задаваемым источником 5. Т.е. на вход операционного усилителя 4, выполняющего функции сравнивающего устройст0ва, вместо уровня фиксации подается

ложный

некоторый

уровень. В результате операционный усилитель 4 вырабатывает такие импульсы., управляю-. щие электронным ключом б, как будто фиксация должна осуществиться на

5 этом ложном уровне. Разница между уровнем фиксации и уровнем, подаваемым на сравнение с сигналом, делает предложенное устройство нечувствительным к низкочастотной по0мехе определенной величины.

Например, применение предложенного устройства .в телевидении позволяет производить фиксацию видеосигнала 5.по синхроимпульсам амплитудой 100 мВ при размахе низкочастотной помехи частотой 50 Гц до 5 В, в то же время фиксация уровня сигнала известным устройством, нарушается при размахе той же помехи 40-50 мВ.

УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ УРОВНЯ СИГНАЛА по авт.св. №748850, О т л ающе ее я тем, что, с целью повышения точности фиксации при наличии в сигнале низкочастотной помехи, источник фиксируемого уровня .подключен к неинвертирующему входу :операционного усилителя через введенный источник напряжения смещения.