Устройство для автоматической фокусировки луча электронно-лучевой трубки Советский патент 1983 года по МПК H04N5/34 

Изобретение относится к радиотехни ке, в частности к системам автомати ческой настройки фокусирующего тока электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и может быть применено в области телевидения, радиолокации и вычислительной техникио Известно устройство автоматической фокусировки луча передающей телевиэир нной (ТВ) трубки, содержащее последовательно соединенные блок электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), се лектор сигнала ошибки, преобразователь фазы в код, блок управлений, сумматор, источник фокусирующего тока, а также синхронизатор. Синхро низатор формирует пробные импульсы в виде меандра с периодом равным четырем периодам кадровой развертки которые через поступают на источник фокусирующего тока. В результате огибающая высокочастотной )составляющей видеосигнала на выходе ЭЛТ будет промодулирована этим ме.андром. Селектор, сигнала ошибки в ыделяет из видеосигнала сигнал с частотой меандра, а на преобразов ателе фазы в код этот сигнал сравнивается с пробным сигналом, поступающим с синхронизатора. Результатом сравнения является сигнал качества фокусировки электронного луча, который поступает на вход блока управления. С выхода бло ка управления управляющий сигнал поступает на второй вход сумглатора, где суммируется с пробными .импульсами и поступает на :ву.од, источника фокусирующего тока, ij . Недостатком таких устройств явля ются искажения, вносимые ими в изоб ражение на экране ЭЛТ, поскольку вс кое изменение тока фокусиров.ки приводит к повороту растра считывания, а значит пробные импульсы, поступающие на вход источника фокусирующег тока вызовут скачкообразные поворо ты изображения на экране ЭЛТ с частотой 10 - 15 Гц. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматической фокусировки электронного луча передающей ТВ трубки, содержащее последовательно соединенные селектор сигна ла ощибки, вход которого подключен к выходу блока ЭЛТ, преобразователь фазы в код, блок управления, сумматор, источник фокусирующего тока, выход которого соединен с входом .управления блока ЭЛТ и синхронизатор выходы которого соединены с соответствующими входами преобразователя фазы в код, блока управления и сумматора . Это устройство обеспечивает автоматическую фокусировку электронного луча ЭЛТ следующим образом. Синхронизатор формирует пробные импульсы в виде меандра с периодом, равным четырем периодам кадровой развертки, которые поступают на первый вход сумматора, на второй вход которого поступает управляющее напряжение с блока управления. Напряжение с Выхода сумматора промодулированно пробными импульсами и преоб(разуется в ток фокусировки луча ЭЛТ, модулирующий высокочастотные составляющие в.идеосигнала. Сигнал с выхода селектора сигнала ошибки представляет собой огибающую высокочастотных составляющих видеосигнала частотой пробных импульсов. Фаза сигнала ошибки относительно пробного сигнала несет информацию о знаке рассогласования текущего значения фокусирующего тока. Если фаза сигнала ошибки на входе преобразователя фазы в код синфазна с фазой пробных импульсов, то на его выходе формируется сигнал логической единицы, а если противофазны - то сигнал логичес- кого нуля, что соответствует направленшо расфокусировки тока луча ЭЛТ. БЛО.К управления по сигналам со второго выхода синхронизатора увеличивает или.уменьшает управляющее напряжение, поддерживая тем самым оптимальное значение тока фокусировки на выходе . источника фокусирующего тока 2 . Однако изменение фокусирующего тока приводит к повороту растра ЭЛТ и при подаче на вход источника фокусирующего тока- пробных импульсов наблюдается скачкообразный поворот растра на экране ЭЛТ с частотой пробных импульсов, в зависимости от выбранного ТВ стандарта эта частота составляет 10 - 15 Гц. Величина угла поворота растра при этом пропорциональная амплитуде пробных импульсов U,p , Если на экране индикатора появится изображение точечной цели, то оно будет скачкообразно изменять свое положение с частотой пробных импульсов. Величина смещения Д2 за счет поворотарастра составляетKZ где Z - расстояние точечной цели до ценра экрана ЭЛТ; К - масштабный коэффициент. Из этого выражения видно, что максимальное отклонение цели от ее истинного положения имеет место на краю экрана ЭЛТ, Такие колебания цели приводят как бы к ее размыванию на экране ЭЛТ, что уменьшает вероятность обнаружения цели на фоне шумов и отметок от подстилающей поверхности. Амплитуда колебаний цели на экране ЭЛТ зависит также от величины асштабного коэффициента К и ампитуды пробных импульсов Uir, . Одна- о величина масштабного коэффициента определяется в основном конструкцией ЭЛТ, а сусдественное у1.1еньшение амплитуды пробных импульсов также н возможно,.так как это соответствует J мецьшению отношения сигнал/шутл на входе, селектора сигнала ошибки и приводит к потере работоспособности устройства в целом. Cyi iapHoe смеще ние будет еще больше за счет приращения диаметра электронного пятна при расфокусировке его пробным импульсомU2 KjUnp + (2) Где К2 - масштабный коэффициент. Таким обращаем, если для нормальной работы устройства нужна такая расфокусировка пятна .пробными импульсами в центре экрана ЭЛТ, которая приводит к увеличению его диаметра примерно на 20-40%, то при этом точечная цель, нахоДязцаяся на краюэкрана ЭЛТ, смещается от своег истинного значения на расстояние, соответствующее 10 - 30 диаметрам электронного пятна в зависимости от конструкции ЭЛТ. Это приводит к су, щественным искажениям изображения на краях экрана ЭЛТ. Цель изобретения - уменьшение ис кажений на краях экрана ЭЛТ при одновременном повышении быстродействи Поставленная цель достигается те что в устройство для автоматической фокусировки луча ЭЛТ, содержащее по следовательно соединенные селектор .сигнала ошибки, вход которого подключен к выходу блока ЭЛТ, преобразователь фазы в код, блок управ|Ления, первый су1/1матор, источник фокусирующего тока, выход которого соединен с входом управления блока ЭЛТ, синхронизатор, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам преобразователя фа в код и блока управления соотвественно, введены последовательно сое диненные селектор сигнала отклонения X, выпрямитель X, квадратор X, второй сумматор, гиперболический вычислитель и ключ, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, а также последовательно включенные селектор сигнала отклон ния У, выпрямитель У и квадратор У выход которого подключен к второму jвходу второго сумматора, при этом входы селекторов сигналов отклонения X и У подключены соответственн к второму и тетьему входам блока Э а управляющий вход ключа соединен первым выходом синхронизатора. Такое построение предлагаемого устройства позволяет в отличие от известного осуществить функциональ ную зависимость амплитуды пробных расфокусировок от величины отклоне ния электронного пятна, от центра экрана ЭЛТ, Таким образом, чтобы ам плитуда пробных импульсов уменьшилась при отклонении электронного пятна от центра к краям экрана ЭЛТ. На чертеже представлена структурная схема устройства для автоматической фокусировки луча ЭЛТ. Устройство содержит селектор 1 сигнала ошибки, преобразователь 2 фазы в код, блок 3 управления, первый сумматор 4, источник 5 фокусирующего тока, блок 6 ЭЛТ, синхронизатор 7, селектор 8 сигнала отклонения X, выпрямитель 9 X, квадратор 10 X, второй сумматор 11, гиперболический вычислитель 12, ключ 13, селектор 14 сигнала отклонения У, выпрямитель 15 У и квадратор 16 У. Устройство работает следующим образом. Амплитуда Ut,p пробных импульсов изменяется-в зависимости от расстояния электронного пятна до центра экрана ЭЛТ, при этом суммарная ошибка ь 2; остается постоянной по всему экрану. Вид этой зависимости можно найти, решив уравнение (2) относительно где i - ток отклонения по оси Х; i,. - ток отклонения по оси У; Со второго и третьего выходов блка б ЭЛТ селекторами 8 и 14 снимаются сигналы, пропорциональные токам отклонения по осям X и У соответственно. Эти сигналы,пройдя через выпрямители 9, 15 и квадраторы 10 и 16 соответственно, поступают на входы .рторого сумматора 11. Таким образом, на выходе сумматора 11 формируется сигнал, пропорциональный сумме квадратов токов отклонения . Пройдя через гиперболический вычислитель 12 сигнал с выхода второго сумматора 11 приобретает вид в соответствии с (3). В момент подачи с выхода синхронизатора опорного импульса на управляющий вход ключа 13 последний открывается и пробный сигнал поступает на второй вход первого сумматора 4, где суммируется с управляющим напряжением, поступающим на его первый вход с блока 3 управления. Сигнал с вькода первого сумматора 4 является управляющим для источника 5 фокусирующего тока, который периодически изменяет фокусирующий ток по отношению к его значению, задаваемому управляющим напряжением. Это приводит к пробным расфокусировкам луча ЭЛТ в момент действия пробного сигнала и соответствующей модуляции высокочастотных составляющих видеосигнала на выходе блока б ЭЛТ пробными сигналами, в которой и заложена. информация о точности фокусировки. Селектор 1 выделяет сигнал ошибки, который представляет собой огибающую высокочастотной составляющей ви деосигнала пробными сигналами. Фаза сигнала ошибки относительного опорно го сигнала несет информацию о знаке рассогласования фокусирующего тока от оптимального значения. На первый вход преобразователя 2 фазы в код поступает сигнал ошибки, а;на второй вход с первого выхода синхронизатора 7 подается опорный сигнал, фаза которого .совпадает с фазой пробных сигналов. Если сигналы на входах преобразователя 2 синфазны, то на его выходе формируется сигнал логической единицы, а если противофазны то формируется сигнал логического нуля, что,соответствует направлению расфокусировки. Сигнал с выхода преобразователя 2 поступает на первый вход блока 3 управления, на второй вход которого поступают тактовые импульсы со второго выхода синхронизатора 7. В момент подачи тактового импульса величина управляющего напряжения на выходе блока 3 управления увеличивается или уменьшается В зависимости от значения сигнала на выходе преобразователя 2 фазы в код. Таким образом, поддерживается оптимальное значение тока фокусировки на выходе источника 5 фокусирующего тока. Введение в устройство автоматической фокусировки луча ЭЛТ новых .функциональных узлов выгодно отличает предлагаемое устройство от извест ного и обесУ1ечивают формирование пробных сигналов, амплитуда которьох изменяется таким образом, что величина пробной расфокусировки в экрана увеличивается, а на краях уменьшается. Уменьшение пробной р-асфокусировкина краях приводит к уменьшению искажений изображения на краях экрана за счет уменьшения угла поворота растра. Суммарная величина ошибки смещения может быть задана заранее, причем ее значение будет минимальным и постоянным по всей площади экрана ЭЛТ. Увеличение пробной расфокусировки в центре приводит к повышению соотношения сигнал/шум на входе селектора 1 сигна- ла ошибки и, следовательно, к повышению быстродействия процесса автоматической фокусировки. Устройство обеспечивает автоматическую фокусировку луча ЭЛТ от величины р&сфокусировки луча, соответствующей 100 тел. линиям до ортимальной, соответствующей 500 тел. линиям, за. 30 - 4Р с вместо 60 - 80 с. При этом на краях экрана ЭЛТ изобра жение точечной цели отклоняется от своего положения при воздействии пробного импульса не более чем на величину. 1-2 диаметров сфокусированного электронного пятна вместо 20-30 диаметров в известном устройстве. Это соответствует смещению около 0,5 - 1 мм вместо 10 - 14 мм, что практически для глаза незаметно. При этом амплитуда пробного импульса в центре экрана равна 5В, а на расстоянии 100 мм от центра - 0,5 В.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКИ ЛУЧА, ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (ЭЛТ), содержащее последовательно соединенные селектор сигнала ошибки, вход которого подключен к выходу блока ЭЛТ, преобразоваГтель фазы в код, блок управления, первый сумматор, источник фокусирующего тока, выход которого соединен с входом управления блока ЭЛТ, синхронизатор, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам преобразователя фазы в код и блока управления, соответственно, отличающееся тем, что, с целью уменьшения искажений на краях экрана ЭЛТ при одновременном повышении быстродействия, в него введены последовательно соединенные селектор сигнала отклонения X , выпрямитель X, квадратор У, второй сумматор, гиперболический вычислитель и ключ, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, а также последовательно включенные селектор сигнала отклонения , выпрямительУ и квадратор V, выход которого подключен к второму входу второго сум- f, 9 матора, при этом входы селекторов сигналов отклонения У и V подключены соответственно к второму и третьему выходам блока ЭЛТ, а управляющий вход ключа соединен с первым выходом синхронизатора. ,ff Г fff // 7ff Г2