Устройство для поворота телевизионного растра Советский патент 1984 года по МПК H04N3/16 

Изобретение относится к телевизионной (ТВ) технике, и может быть использовано для поворота изображения на ТВ экране с управляемым центром вращения, в частности в ТВ системах слежения с целью нормализации изображения объекта.

Известен генератор развертбк повернутого и неподвижного растров, содержащий электронный синус-косинусный преобразователь, состоящий из генератора синусоидального сигнала, двух фазовращателей, ограничителя, трех ключевых элементов, управляемых напряжением с фантастронного генератора, на вход которого подается управляющий сигнал 1.

Недостатком этого устройства является невозможность управления положением центра вращения ТВ растра.

Известно устройство для поворота ТВ растра, содержащее преобразователь входного напряжения в последовательность импульсов, выходы которого через блок управления подключены к счетным щинам реверсивного счетчика, выходы которого через временной селектор связаны с блоком управления и непосредственно с двумя резистивными матридами, каждая из которых в свою очередь подключена к двум модуляторам вертикального и горизонтального отклонения. Выходы первых двух модуляторов соединены через первый смеситель с усилителем горизонтального отклонения. Соответственно выходы других двух модуляторов через второй смеситель соединены с входом усилителя вертикального отклонения. Усилителл горизонтального и вертикального отклонения подключены к электромагнитной отклоняющей системе электронно-лучевой трубки 2.

Недостатками данного устройства являются невозможность управления положением центра вращщения ТВ растра, а также искажения линейных размеров изображения при повороте ТВ растра, достигающее 28°/с при повороте растра на угол 45° из-за использования в устройстве линейного преобразователя входного сигнала в модулирующее напряжение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для поворота телевизионного растра, содержащее синус-косинусный преобразователь входного сигнала, вход которого является входом управления углом поворота телевизионного растра, а выход косинуса подключен к входу управления первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты и к входу первого инвертирующего усилителя, выход которого подключен к входу управления первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, выход синуса синускосинусного преобразователя подключен к входам управления второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты и второго управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, входы синхронизации всех управляемых генераторов пилообразного напряжения строчной и кадровой частот являются соответственно входами строчной и кадровой синхронизации, выход второго управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, первый и второй входы центровки которЬго подключены к общей шине, подключен к первому входу центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, выход которого подключен к входу усилителя горизонтального отклонения, выход второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, первый и второй входы центровки которого подключены к общей щине, подключен к первому входу центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, выход которого подключен к входу усилителя вертикального отклоненная, причем выходы усилителя горизонтального отклонения и усилителя вертикального отклонения подключены к соответствующим отклоняющим электродам электронно-лучевой трубки 3.

Недостатком данного формирователя сигнала развертки подвижного растра является невозможность управления положением центра вращения ТВ растра.

Цель изобретения - управление положецием центра вращения телевизионного растра.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для поворота телевизионного растра, содержащее синус-косинусный преобразователь входного сигнала, вход которого является входом управления углом поворота телевизионного растра, а выход косинуса подключен к входу управления первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты и

к входу первого инвертирующего усилителя, выход которого подключен к входу управления первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, выход синуса синус-косинусного преобразователя подключен к входам управления второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты и второго управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, входы синхронизации управляемых генераторов пилообразного напряжения строчной и кадровой частот являются соответственно входами строчной и кадровой синхронизации, выход второго управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, первый и второй входы центровки которого подключены к общей щине, подключен к первому входу центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, выход которого подключен к

входу усилителя горизонтального отклонения, выход второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, первый и второй входы центровки которого подключены к общей шине, подключен к первому входу центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, выход которого подключен к входу усилителя вертикального отклонения, причем выходы усилителя горизонтального отклонения и усилителя вертикального отклонения подключены к соответствующим отклоняющим электродам электронно-лучевой трубки, введен второй инвертирующий усилитель, вход которого является входом управления вертикальной коррдинатой центра вращения телевизионного растра устройства и соединен с вторым входом центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, информационный вход которого подключен к выходу второго инвертирующего усилителя и информационному входу второго управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, а информационный и второй входы центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты и информационный вход второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты являются входами управления горизонтальной координатой центра вращения телевизионного растра.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для поворота телевизионного растра; на фиг. 2 - структурная электрическая схема управляемого генератора пилообразного напряжения; на фиг. 3 - эпюры, иллюстрирующие работу управляемого генератора пилообразного напряжения; на фиг. 4 и 5 -эпюры, иллюстрирую1цие работу предлагаемого устройства; на фиг. 6 - положения телевизионного растра для двух значений угла поворота.

Устройство для поворота телевизионного (ТВ) растра (фиг. 1) содержит электронный синус-косинусный преобразователь 1, первый 2 и второй 3 управляемые генераторы пилообразного напряжения (УГПН) строчной частоты, первый 4 и второй 5 УГПН кадровой частоты, первый 6 и второй 7 инвертирующие усилители, усилитель 8 горизонтального и усилитель 9 вертикального отклонения и электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 10, входы строчного ССИ и кадрового КСИ синхроимпульсов, вход управления горизонтальной Ux и вход управления вертикальной Uy координатой центра вращения ТВ растра, вход управления углом поворота ТВ растра устройства Ltrt .

Каждый УГПН 2, 3, 4 и 5 (фиг. 2) содержит первый операционный усилитель 11, первый резистор 12, второй операционный усилитель 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 резисторы, накопительный конденсатор 17, ключ 18, зарядный резист р 19, аналоговый перемножитель 20, сумматор 21, пятый 22 и щестой 23 резисторы, управляю5 щий вход (Uynp), информационный вход UH, первый Uni и второй Оцг входы центровки, вход синхронизации UCM управляемого ГПН, источник питания ЕПУправляемый генератор пилообразного напряжения (фиг. 2) работает следующим

образом.

Во время действия синхроимпульса (интервал времени О-Т, фиг. За) элект1эонный ключ 18 замкнут, и УГПН от входа Uynp до выхода второго операционного усилите5 ля 13 представляет собой неинвертирующий усилитель, коэффициент передачи которого равен коэффициенту передачи аналового перемножителя 20 Kjo и определяется напряжением на информационном входе УГПН UH. Пятый резистор 22, подключенный к

0 источнику ЕП, смещает пределы изменения величины в область положительных значений так, что при UM O Кг, при и ин„аксКао 2, а при UH -и„„,Кго

5Напряжение на выходе первого операционного усилителя 11, которое является выходным напряжением УГПН, является суммой напряжения Uj) и напряжений на первом и втором входах центровки Um и Уцг с коэффициентами пропорциональности Ь,

0 с, d и f соответственно.

В интервале времениТ-Т (фиг. За) электронный ключ 18 разомкнут, и схема работает как интегратор. При этом

(

n u clRC

+dUu.. l

где R - сопротивление зарядного резистора 19;

с - емкость накопительного конденсатора 17.

Постоянная времени RC вь1бирается равной половине длительности прямого хода развертки, т. е. 2RC Т-Т, 2RC Т, при г «iT.

В момент времени Т синхроимпульс

- (фиг. За) открывает электронный ключ 18,

и схема возвращается в исходное состояние.

На фиг. 35 приведены эпюры выходного

0 напряжения согласно формуле (1) при UM

Uu,i Uynp vaK.

На фиг. Зв показаны эпюры выходного напряжения при Ц, 0, dUn + fUu,i const. 0, Uynp vaR;.Ha фиг. Зг - эпюры выходного напряжения при Uut Uu,j. О, 5 Uvi const О, Uynp van и на фиг. 3 д показаны эпюры выходного напряжения при UH const О, dUm -f fUu.1 const 0, Uynp - vaR.

Устройство для поворота телевизионного растра работает сл-едующим образом.

Напряжение U(f) a(vp) с входа устройства поступает на вход электронного синус-косинусного преобразователя 1, на выходах которого формируются напряжения, пропорциональные синуСу и косинусу входного напряжения.

Эти напряжения поступают на входы управления соответствующих ГПН. Согласно (1) напряжения на выходе первого УГПН 2 строчной частоты (Uewxc) и на выходе второго yrrtH 5 кадровой частоты (ивызсц)

сЬА а|и«„акс1 . 1

где А - коэффициент передачи синус-косинусного преобразователя 1; d - коэффициент пропорциональности равны:

U.«,r-U{cosaS(J-.l)

2

и с05ау(1-,-ц;,

Ц

выхкчо/ (.1 Ух г1

.г.1.Л1

51 ш; ;;;;гг

TC

где Те, Т - периоды строчной и кадровой

развертки соответственно. Эпюры изменения Ugbixc JвыxкПpи условии, что на входы управления положением центра вращения ТВ раствора Ux и Uy поданы напряжения, соответствующие половине своих максимальных значений, т. е. Ux Uy iiigK,приведены на фиг. 4а и 5а для на фиг. 46 и 56 - для af 90°, на фиг. 4в и 5в - для af 180°, на фиг. 4г и 5г - для и для axf 45° - на фиг. 4д и 5д соответственно.

Усиленные усилителями 8 и 9 эти напряжения подаются на горизонтальные и вертикальные отклоняющие электроды ЭЛТ10 и изменяют положение ТВ растра - поворот с заданным центром вращения.

На фиг. 6 схематично показаны положение ТВ растра при a-f 0° (сплощная линия) и положение повернутого на угол 45° ( 45°) ТВ растра относительно точки Oi, заданной входными напряжениями устройства Ux Uy -У (пунктирная линия) Xi, YI - оси относительной системы координат, проходящие через заданный центр вращения Ot. На фиг. 6 показаны также горизонтальные и вертикальные отклоняющие электроды, направление вра1цения растра, соответствующее положительным углам. Знаки « + и «- у электродов соответствуют фазировке отклоняющих напряжений.

В отличие от известных устройств изобретение позволяет управлять положением центра вращения ТВ растра. Важными особенностями этого устройства являются: электрическое, а не электро-механичсское управление положением центра вращения, независимость его работы при изменении частот строчной и кадровой разверток (при постоя стве длительностей прямого хода разверток), большая степень унификации входящих в устройство узлов. Использование изобретения в ТВ системах слежения обеспечивает независимость их работы при поворотах наблюдаемых объектов и изменении их масщтаба, что существенно расщиряет возможности использования таких систем в научных экспериментах и технике. Использование изобретения в прикладном и вещательном телевидении позволяет имитировать сложные траектории-движения, реализовать качественно новые спецэффекты. ynpfl -

Ucu

a

r i-i-T

r

l+T

Т r+r

№y

т T+T

U6bl)(k

7

%4

-r

-TОёш

r

r-f-T

%/A Uui %

.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВОРОТА ТЕЛЕВИЗИОННОГО РАСТРА, содержащее синус-косинусный преобразователь входного сигнала, вход которого является входом управления углом поворота телевизионного растра, а выход косинуса подключен к входу управления первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты и к- входу первого инвертирующего усилителя, выход которого подключен к входу управления первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной . частоты, выход синуса синус-косинусного преобразователя подключен к входам управления второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты и второго управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, входы синхронизации управляемых генераторов пилообразного напряжения строчной и кадровой частот являются соответственно входами строчной и кадровой синхронизации, выход второго управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, первый и второй входы центровки которого подключены к общей щине, подключен к первому входу центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, выход которого подключен к входу усилителя горизонтального отклонения, выход второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты, первый и второй входы центровки которого подключены к общей шине, подключен к первому входу центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, выход которого подключен к входу усилителя вертикального отклонения, причем выходы усилителя горизонтального отклонения и усилителя вертикального отклонения подключены к соответствующим отклоняющим электродам электронно-лучевой трубки, i отличающееся тем, что, с целью управления положением центра вращения телевизионного растра, введен второй инвертирующий усилитель, вход которого является входом управления вертикальной координатой центра вращения телевизионного растра устройства и соединен с вторым входом центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, информационный вход которого подключен к высо Р1 ходу второго инвертирующего усилителя И информационному входу второго управляе 4:: мого генератора пилообразного напряжения кадровой частоты, а информационный и вто СЛ рой входы центровки первого управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты и информационный вход второго управляемого генератора пилообразного напряжения строчной частоты являются входами управления горизонтальной координатой центра вращения телевизионного растра.

т T-i-T

Т T-f-T

wwwm

8)

ых.г

штшш

WWJW

VBbixB. 0

TTc

y$bixt.

Sl 0

Гор.эл

Верт. эл.

1±

Гор. эл.

3 Верт. эл.

(риг.6