Устройство для контроля низкочастотных помех в сигнале изображения Советский патент 1984 года по МПК H04N7/02 

Изобретение относится к телевизионной (ТВ) контрольно-измерительной технике и может быть использовано при построении автоматических устройств, предназначенньис для осуществления контроля либо измерения уровня помех в каналах изображения, который определяется по уровню поме присутствующих в сигнале изображения, а также при построении.автома.тизированных систем контроля и измерений ТВ каналов. Известно устройство контроля низ кочастотньах помех в ТВ, основанное на анализе прохождения испытательных сигналов в канале изображения, содержащее подключенный к входу пер вый коммутатор, соединенный с после довательно включенными дифференциальным усилителем и вторым ксжлмутатором, при этом к другим входам ком мутатора подключены блок восстановления постоянной составляющей и блок программы измерительного цикла Данное устройство обеспечивает выде ление низкочастотных помех при формировании с помсхцью первого и второ го коммутаторов определенной структуры соединений блоков, при этом по является возможность вьщеления либо гщдитивной, либо мультипликативной составляющей низкочастотных помех tl Недостатке указанного устройств является то, что оно обеспечивае т контт оль уровня низкочастотных помех только на сигнале определенной формы, например на периодических не пытательных сигналах, поскольку использование изменяетлых сигналов изображения снижает точность изм рений за счет невовможности обеспечения трчного вычитания двух сигналов в дифференциальном каскаде во всей полосе частот ТВ сигнала. Известно также устройство контроля уровне низкочастотной , содержащее блок вьщеления низкочастотной помехи с преобразователем переменного напряжения в постоянное индикаторы аддитивной и мультиплика тивной помех, а также блок фиксации уровня, соединенный с коммутатором, включенным между преобразователем переменного напряжения в постоянное и индикатором аддитивной и мультипликативной помех . Однако данное устройство также не позволяет определять уровень помех при произвольных сигналах и, кроме того, непосредственно определять суммарные низкочастотные искг1жения, которые в то же время, как правило, нормируются для ТВ каналов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля низкочастЪтных помех в сигнале изображения, содержащее блок Фиксации уровня и синхроселектор, входы которых объединены и являются входом устройства, а также последовательно соединенные фильт{, переключатель допуска, усилитель и блок сравнения с допуском, выход которого является выходом устройства ГЗ. Недостаток известного устройства заключается в том, что измерения и контроль низкочастотных помех в сигнале изображения могут производиться то,лько на сигнале, соответствующем неподвижному изображению. В противном случае уровень ограничения (вьтолняется в ограничителе синхроимпульсов) в зависимости от сюжета изображения изменяется, что приводит к дополнительной модуляции размаха синхроимпульсов после ограничителя и искажает результат измерения З. Однако известное устройство также .ограничивается возможностью контроля лишь синхронных низкочастотных помех. Действительно, при несинхронной помехе при контроле, например, мультипликативной составляющей низкочасто±ной помехи от одного момента фиксации уровня к другому фаза несинт хронной помехи непрерывно смещается, что вызывает появление на выходе схемы фиксации дополнительных перепадов на величину, соответствующую разности уровней несинхронной поме- хи между мсялейтом времени, сопутству-. ющим предыдущей фиксации уровня, и моментом времени, сопутствукяцим последующему мсаденту фиксации. Появляющийся при этом дополнительный перепад напряжения после блока фиксации уровня будет существовать до ояедующего момента времени фиксации уровня. Таким образом, сигнал, выделяемый после усиления, представляет собой прерывистый (лсяланый) низкочастотный фон, перепады напряжения которого случайным образом изменяются . в положительном и отрицательнетл направлениях, а общий размах низкочастотного сигнала возрастает. Последнее приводит к появлению дополнительной существенной погревшости. В реальных ТВ каналах и ТВ аппаратуре наряду с синхронными возникают также несинхронные помехи, которые по всем Имеющимся реглги ентам должны определяться и контролироваться не только- при передаче неподвижных сюжетов изображения, например при тест-таблицах, но и непосредственно в процессе передачи програмл. цель -изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для контроля сигнала изображения путем обеспечения дополнительного контроля несинхронных низкочастотных помех, а также повышение достоверности контроля видеосигнала при наличии синхронных и несинхронных помех. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля низкочастотных помех в сигнале изображения, содержащее блок фиксации уровня и синхроселектор, входы которых объединены и являются входом устройства, а также последовательно соединенные фильтр, переключатель допуска, усилитель и блок сравнения с допуском, выход которого является выходом устройства, введены коммутатор и блок запоминания отсчетов, . включенные последовательно между выходом блока фиксации уровня и входом фильтра, а также источник напряжения сравнения, компаратор, блок ограниче НИН частоты повторения управляющих импульсов и блок выделения мсянентов времени фиксации уровня, включенные последовательно, причем второй вход компаратора соединен с выходом усилителя, выход блока выделения моментов времени .фиксации уровни соединен с управляющим входом блока фиксации уровня, первый вход синхроселектора соединен с управляющим входом коммутатора, а второй выход синхроселектора - с вторым входом блока выделения моментов времени фиксации уровн На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемо го устройства; на фиг. 2 - электрическая схема коммутатора, блока запоминания отсчетов, переключателя допуска, блока сравнения с допуском компаратора, блока ограничения частоты повторения управляющих импульсов и блока выделения моментов времени фиксации уровня; на фиг, 3 принципиальная электрическая схема блока фиксаций уровня на фиг. 4 диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства. Устройство для контроля низкочас тотных помех в сигнале изображения содержит блок 1 фиксации уровня, синхроселектор 2, коммутатор 3, бло 4 запоминания отсчетов, фильтр 5, переключатель 6 допуска, усилитель блок 8 сравнения с допуском, компаратор 9, источник 10 напряжения сра нения, блок 11 ограничения частоты повторения управляющих импульсов и блок 12 выделения моментов времени фиксации уровня. Коммутатор 3 (фиг. 2) включает эмиттерный повторитель на транзисто ре 13, ключевой каскад 14, к управляющим входам которого подключена . вторичная обмотка трансформатора 15 первичная обмотка которого подключе на к импульсному усилителю на базе транзистора 16. Выход коммутато) 3 (ключевого каскада 14) соединен с запоминающим конденсатором 17 бло,ка 4 запоминания отсчетов. Запомина мадий конденсатор 17 подключен к вхо высокоомного каскада 18. Переключатель 6 допуска содержит делитель из резисторов 19,19-1, 19-2 и 19-3, а также переключатель 20, управляемый либо вручную, либо дистанционно. Блок 8 сравнения с допуском содержит пиковый детектор 21, соединенный с высокоомным каскадом 22, подключенным непосредственно к компаратору 23, к другому входу которого подключен источник 24 напряжения сравнения, выполняемый либо на основе стабилитрона 25 (при абсолютном измерении или контроле абсолютного уровня помех), либо на основе выделителя 26 опорного бело -о датульса. Выход усилителя 7 подключен к первсилу входу компаратора 9, выполненного на базе дифференциального усилителя 27, Поскольку на входе дифференциального усилителя 27 содержится RC-цепь 28-1 и 28-2, не пропускающая постоянную составляющую, источник 10 напряжения сравнения заземлен. Блок 11 ограничения частоты повторения управляющих импульсов состоит из Включенного на его входе элемента 29 совпадений, вькод которого соединен со ждущим мультивибратором 30, выход которого ждущий мультивибратор 31 соедииен с другим входом элемента 29 совпадений. Одновременно выход блока 11 соединен с первым входом элет(ента 32 совпадений вйделейия моментов времени фиксации уровця, другой выход которого соединей с вторым выходом синхроселектора 2, Вкрсод элемента 32 совпадений через инвертор 33 соединен с блоке 1 фиксации уровня. Блок 1 фиксации уровня (фиг. 3) содержит эмиттерный повторитель на основе транзистора 34 составной эмиттерный повторитель на транзисторах 35 и 36, конденсатор 37 привязки и ключевой каскад 38, К управляющим входам ключевого каскада 38 подключена вторичная обмотка трансформатора 39, по первичной обмотке соединенного с усилителем на транзисторе 40, К конденсатору 37 привязки подключен истоковый составной повторитель на -полевых транзисторах 41 и 42. Устройство работает следующим Образом. ,На вход синхроселектора 2. (фиг,1) и на вход блока 1 фиксации уровня поступает полный сигнал изображения (фиг. 4а),искаженный в общем случае низкочастотной помехой, которая про является на сигнале, например, в виде искривления уровней гасящих импульсов 43 или синхроимпульсов 44 . (фиг. 4а). На сигнале подвижного изображения область сигнала 45 изображения в зависимости от заполнения изменяет постоянную составляющую сиг нала в целом (фиг. 4а). Устранение влияния постоянной составляющей на результат контроля низкочастотной помехи достигается путем реализации операции фиксации уровня сигнала изображения, например по уровню син хроимпульсов 44, проводимой один ра в поле. При такой частоте фиксации низкочастотные помехи, имекхдие частотный диапазон 50 Гц (частота сетевого напряжения) и вьвяе, не убира ются блоком 1 фиксации уровня. Дале исключение влияния сюжета изооражения на результат контроля достигает ся за счет временного стробирования сигнала изображения по интервалам строчных гасящих импульсов. На фиг. 46 изображена строчная осциллогргилма сигнала изображения для од ного интервала времени и строчная осциллограквла для другого интервала времени. Различие в уровнях площадок строчных гасящих импульсов V определяется величиной низкочастотных помех при условии, что предвари тельно была произведена фиксация уровня сигнала изображения. Принцип фО1 1Ирования импульсов фиксации заключается в следуквдем. После фильтра переключателя допу ка и усилителя снимается выделенная низкочастотная помеха, которая дале поступает в цепь обратной связи, включающей компаратор 9, а также блок;; 11 и 12. Благодаря включению данной совокупности элементов дости гается новый положительный эффект возможность работы с несинхронной низкочастотной помехой, поскольку данная совокупность обеспечивает автоматическое слежение за определе ньал фИ1 сированным уровнем низкочастотной помехи и в этот момент време ни формирует импульс фиксации. Таким образом, импульсы фиксации пере мещаются синхрон«о с низкочастотной помехой, т.е. автоматически следят за фазой этого сигнала. Такое автоматическое слежение позволяет принципиально производить фиксацию в мо менты времени когда низкочастотная помеха достигает один и тот же .уровень. При этом низкочастотная помеха блоком 1 фиксации уровня не устраняется, а влияние постоянной составлякицей сигнала исключается. Кроме того, в зависимости от формы ниэкочастотной помехи, например при наличии более высоких гармоник, моменты фиксации уровней сигнала изображения возникают чаще, чем 1 раз в поле, что, в свою очередь, повидает достоверность контроля, поскольку , в Й ольшей степени устраняется влияние постоянной составляющей сигнала изоОражения на результат контроля Более подробно-лроцесс формирования импульсов $HKciauHH лэассмотсен- ниже. Итак, после фиксации урювня сигнала изображения указанным путем в коммутаторе 3 производится стробирование сигнала по уровТш строчных гасящих импульсов сигналов (фиг.4В). В результате стробирования возникает амплитудно-импульсная модуляция и формируется сигнал (фиг. 4г), который подается на блок 4 запоминания отсчетов (фиг. 1), выполняющий совместно с коммутатором 3 функции управляемого пикового детектора. На выходе блока 4 запоминания отсчетов формируется сигнал (на фиг,4г изображен пунктирной линией), представляющий собой ступенчатую аппроксимацию низкочастотной помехи, сО держащейся в входном сигнале. Далее сигнал подается на фильтр 5 (фиг.1), обеспечивающий формирование требуемой для контроля полосы частот. Затем включается переключатель 6 допуска, обеспечивающий помимо установки необходимого уровня срабатывания устройства при реализации операций контроля также приведение сигнала к одному уровню, соответствующему чувствительности и динамическому диапазону усилителя 7. С выхода усилителя 7 снимается сигнал низкочастотной помехи (фиг. 4д), изображенный в масштабе кадровой осциллограммы. Далее производится операция контроля, выполняемая в блоке 8 сравнения с допуском (фиг. 1), в котором сравнение производится с опорньм уровнем (фиг. 2), результаты контроля выдаются на выход. Одновременно сигнал (фиг. 4д) поступает в цепь обратной связи для формирования импульсов фиксации уровня сигнала изрбражения. В компараторе 9 (фиг. 1) осуществляется сравнение сигнала низкочастотной помехи с формированным ypoBH vi, например с уровнем, соответствующим известному среднему уровню сигнала (фиг, 4д), который задается источником 10 напряжения сравнения (фиг. 1. В этом случае на выходе компаратора 9 формируется сигнал (фиг. 4е). Далее в блоке 11 ограничения частоты повторения управляющих импульсов (фиг. 1) производится формирование импульсов фиг, 4ж} I определякнцих временное местонахождение импульсов фиксации. Кроме того, формируются импульсы запрета (фигч 4з), которые на интервале времени своего существования исключают повторное появление импульсов, определяющих временное местоположение импульсов фиксации. Целесообразность включения блока 11 (фиг. 1) обусловлена тем, что в .случае отсутствия в входяом сигнале низкочастотных помех на выходе усилителя 7 МОГУТ существовать некото рые флуктуации напряжения из-за высокой чувствительности устройства в целом. Поэтому вследствие высокой чувствительности компаратора 9 на его выходе появляются соответствующие высокочастотные перепады напряжения, которые вызовут частое срабатывание блока 1 фиксации уровня и, следовательно, усиление степени обратной связи, что может прив.ести к жесткому режиму возбуждения устройства. Для устранения данного эффекта на некоторый интервал времени (фиг, 4э), следукадий непосредственно после импульсов фиксации уровня (фиг, 4ж) , цепь, обратной связи полностью отключается. Эту функцию выполняет блок 11 ограничения частоты повторения управляющих ИУ1пульсов (фиг, 1). Далее сигнал (фиг, 4ж) в блоке 1 выделения моментов времени фиксации уровня осуществляет стробирование импульсов интервалов привязки уровн (фиг, 4и), сформированных синхроселектором 2, В результате в моменты времени существования сигнала (фиг. 4ж), являющегося синхронным по отношению к сигналу изображения и строчньм импульсом, происходит выпеленйе одного или нескольких син фазных с выходньзм сигналом импульс фиксации уровня (фиг, 4к), Таким об разом в предлагаемом устройстве осуществляется выделение импульсов привязки, которые следят за формой и частотой сигнала низкочастотных помех, и расширяются функциональные возможности контроля в процессе передачи ТВ программ как синхронных низкочастотных помех, так и несинхронных, тем -CcUuiHM одновременно повышается достоверность контроля при наличии в каналах и сигналах изобра жения синхронных и несинхронных помех. Блоки устройства (фиг, 2) работают следующим образом, С помощью импульсов стробирования на задней площадке строчных гасящих импульсов, подаваемых на импульсный усилитель на транзисторе 16 и трансформатор; 15, производится временная селекция входного сигнала на ключевом каскаде 14, Выходные импульсызапоминаются на запоминаквдем конден саторе 17, с которого снимаются через высокоомный каскад 18. Сигнал после фильтра (выполняется на основе активных Rt-схем) поступает на резисторы 19-2, 19-1 и 19-3, Величина допуска изменяется переключателем 2 В блоке 8 сравнения с допускЪм усиленный сигнал запоминается пиковы детектором 21, Постоянное напряжение через высокоомный каскад 22 подается, на первый вход компаратора 23, Hi другой вход которого подается на ряжение от источника 24 напряжения равнения. Здесь возможны два варианта подключения сигнала: либо от стабилизированного напряжения (на стабилитроне 25) при контроле абсолютного уровня помех, либо от выделителя 26 опорного белого импульса. Выделитель 26 из входного сигнала стробирует и запоминает размах белого импульса, а затем фиксированную часть этого напряжения подает на компаратор 23, С выхода усилителя 7 выделенный сигнал низкочастотной помехи через ftc-цепь 28-1 и 28-2, снимающую постоянную составляющую, поступает на вход компаратора 9, Поскольку средний уровень помехи равен О, то источник 10 напряжения сравнения заземля.ется, С выхода компаратора 9 сигнал поступает на элемент 29 совпадений,., выходной сигнал которого запускает ждущий мультивибратор 30 (формируется сигнал на фиг 4ж), далее запускается другой ждущий муль-тивибратор 31 (фиг, 2), вырабатывающий сигнал (фиг, 4з), который и отключает на время формирования его цепь обратной связи. В блоке 12 (фиг, 1) с помощью элемента 32 совпадений сигнал (фиг. 4ж) стробирует сигнал(фкг.4и) синхроселектора 2, в результате чего сигнал (фиг, 4к) поступает на управляющий вход блока 1 фиксации уровня. В блоке 1 фиксации уровня (фиг. 3) входной сигнал через транзисторы 34-36, обеспечивающие нийкое выходное сопротивление, поступает на цепь привязки, состоящую из конденсатора 37 привязки и ключевого каскада 38, который управляется с помсмцью транзистора 40, Через составной истоковый повторитель на полевых транзисторах 41 и 42 сигнал с фиксированным уровнем в моменты времени одинакового уровня низкочастотной помехи произвольного состава поступает на выход блока 1. Предлагаемое устройство обеспечивает динамическое слежение в процессе передачи,сигнала подвижного изображения за характером изменения низкочастотной помехи по форме, размаху и времени с последующим формированием импульсов фиксации уровня сигнала изображения таким образом, что в отличие от известных устройств, моменты воемени Фиксации уровня приходятся на один и тот же участок динамического диапазона низкочастотной помехи. ТехникО-зкономический эффект от применения изобретения закопочается в расширении функциональных возможностей устройства, что позволяет создать автоматизированные системы контs: s%i 107866910rr,«ET:r ir ° - °°- sr-|Г- - -

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ПОМЕХ В СИГНАЛЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащее блок фиксации уровня и синхроселектор,, входы :которых объединены и являются входом, устройства, а также последовательно соединенные фильтр, переключатель допуска, усилитель и блок сравнения с допуском, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей устройства для контроля сигнала изображения путем обеспечения дополнительного контроля несинхронных низкочастотных помех, а также повышения достоверности контроля видеосигнала при наличии синхронных и несинхронных псилех, в него введены коммутатор и блок запоминания отсчетов, включенные последовательно между выходом блока фиксации уровня и входом фильтра, а также источник напряжения сравнения, компаратор, блок ограничения частоты повторения управляющих импульсов и блок выделения моментов времени фиксации уровня, включенные последовательно, причем второй вход компаратора соединен с выходом усилителя, выхоД блока вы(Л деления моментов времени фиксация уровня соединен с управляющим входом блока фиксации уровня, первый выход синхроселектора соедииен с управляющим входом коммутатора, а второй выход синхроселектора - с вторым входом блока вьщеления моментов времени фиксации уровня. 00 а: 05 со

II1I

И 1 H f