Способ измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала и устройство для его реализации Советский патент 1984 года по МПК H04N7/02 

х

9 D

1. Способ измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала, заключающийся в том, что из измеряемого видеосигнала вьяеляют импульсы синхронизации, задерживают эти импульсы, производят выборку отсчета полного цветового телевизионного сигнала и преобразуют ее в постоянное напряжение, о т л ичающийся там, что, с целью повьпиения точности измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала, перед выборкой отсчета вьиеляют элементы измеряемого сигнала и формируют стробирующие импульсы, синфазные с вьщеленными элементами.

Т

Jfff faлuopoв U

tpue.1

Изобретение относится к технике цветного телевидения и может быть использовано в системах измерения точности формирования, передачи и приема цветового телевизионного сигнала

Известен способ измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала, заключающийся в вьщелении из видеосигнала импульсов синхронизации, задержке этих импульсов,формировании стробирующих импульсов, синхронных с задержанными импульсами, получении отсчетов значения видеосигнала в точках стробирования и преобразования их в постоянное напряжение. Устройство для реализации данного способа содержит амплитудный селектор, блок задержки, блок стробирования и вольтметр 1.

Недостатками указанного способа и реализующего его устройства являются низкая точность измерения параметров полного телевизионного сигнала и невозможность измерения искажений типа дифференциальная фаза.

11

второй вход которого соединен с выходом формирователя интервалов, а выход - со входом генератора импульсов задержки, первьй вход первого селектора элементов соединен со входом устройства, со входом фильтра цветовой поднесущей и с первым входом третьего коммутатора, второй вход которого соединен с выходом фильтра цветовой поднесущей и с первым входом второго селектора элементов, третий вход является входом сигнала калибровки, а выход соединен со вторым входом блока стробирования, при этом, выход первого селектора элементов соединен с первым входом первого коммутатора, второй вход которого является входом сигнала синхронизации, третий вход соединен с выходом второго селектора элементов, а выход оединен со вторым входом компаратора, вторые входы первого и второго селекторов элементов при этом соединены со вторым и третьим выходами формирователя интервалов соответственно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала, заключающийся в том, что из измеряемого видеосигнала вьщеляют им. пульсы синхронизации, задерживают эти импульсы, формируют стробирующие импульсы, синхронные с задержанными импульсами и синфазные с сигналом цветовой поднесущей, производят с помощью указанных стробирующих импульсов выборку отсчетов телевизионного сигнала и преобразуют ее в постоянное напряжение. Устройство для реализации данного способа содержит синхроселектор, последовательно соединенные генератор импульсов задержки, генератор стробирующих импульсов, блок стробирования, блок запоминания и вольтметр постоянного напряжения Г2.

Недостатком данного способа и реализующего его устройства является низкая точность измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала, обусловленная 31 взаимной нестабильностью синхронизирующих иьтульсов и элементов полного цветового телевизионного сигнала. Цель изобретения - повышение точ кости измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала. Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения параметров полного цветового телевизионного сигнала, заключающемуся в том, что из измеряемого видеосргнала вьщеляют импульсы синхронизации, задерживают зти импульсы,производят выборку отсчета полного цветового телевизионного сигнала и преобразуют ее в постоянное напряжение, перед выборкой отсчета вьделяют элементы измеряемого сигнала и формируют стробирующие импульсы, синфазные с вьщеленными элементами. В устройство для реализации данного способа, содержащее синхроселектор, соединенный входом со входом устройства, а также последов тельно соединенные генератор сов задержки, генератор стробирующи импульсов, блок стробирования,блок запоминания, введены формирователь интервалов, компаратор, первый и второй селекторы элементов, первый, второй и третий коммутаторы и фильтр цветовой поднесущей, причем выход синхроселектора соединен со входом формирователя интервалов, первый вход которого соединен с пер вым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом первого коммутатора,а выход - с первым входом второго коммутатора,второй вход которого соединен с выходом формиро вателя интервалов,а выход - со входо генератора импульсов задержки, перв вход первого селектора элементов соединен со входом устройства, со входом фильтра цветовой поднесущей и с первым входом третьего коммутатора, второй вход которого соединен с выходом фильтра цветовой поднесущ и с первым входом второго селектора элементов, третий вход является вхо дом сигнала калибровки, а выход сое нен со ВТОРЫМ входом блока стробиро вания, при этом выход первого селек тора элементов соединен с первым входом первого коммутатора, второй вход которого является входом сигнал синхронизации, третий вход соединен 94 с выходом второго селектора элементов, а выход соединен со вторым входом компаратора, вторые входы первого и второго селекторов элементов при этом соединены со вторым и третьим выходами формирователя интервалов. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для реализации предложенного способа измерения параметров полного цветового телевизионного сигналаj на фиг.2 структурная электрическая схема блока калибровки-, па фиг.З - временные диаграммы поясняющие измерение уровня элемента полного цветового телевизионного сигнала; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие измерение параметров цветовых поднесущих; на фиг.З - временные диаграммы, пояснякицие измерение дифференциальной фазы. Измерение параметров полного Цветового телевизионного (ТВ) сигнала согласно предложенному способу осуществляется следующим образом. При измерении уровня элемента полного ТВ сигнала, следующего с частотой полей (кадров) в п-ой строке (фиг.За), выделяется строчный синхронизируюищй импульс (фиг.36). Из этого импульса путем задержки (фиг.3ft) формируется импульс зоны (фиг.З г), определяюпщй местоположение измеряемого элемента, который вьщеляется путем временной селекции (фиг.ЗЭ). Затем фронтом импульса зоны (фиг.Зг) осуществляется запуск формирователя импульсов синхронизации (фиг. 3 е) . Сброс формирователя этих импульсов обеспечивается самим измеряемым элементом (фиг.ЗЭ), например после его ограничения. Таким образом, спад импульса синхронизации (фиг.З ) оказывается синхронньм и синфазным с измеряемым элементом. Спадом этого импульса обеспечивается запуск формирователя импульсов плавной задержки (фиг.З). Кроме того, импульс плавной задержки обеспечивает положение стробирующих импульсов (). Плавно перемещая положение стробирующих импульсов относительно измеряемого элемента, можно обеспечить стробирование этого элемента в заданной хар актерной точке. Так, например, перемещая положение стробирующего импульса (фиг.Зэ), по максимальному показанию вольтметра постоянного напряжения находят уровбнь сигнала в точке максимума (точка А на фиг.За). Затем, перемещая далее стробирующий импульс, по показаниям этого же вольтметра находят величину уровня гашения (точка В, фиг.Зи). Разность показаний вольтметра характеризует размах измеряемого элемента. Таким образом, могут быть определены размахи любых прямоугольных импульсов в ТВ сигнале, размахи широко используемых в ТВ технике синусквадратичных импульсов, нелинейность сигнала яркости (по ступен чатому сигналу), искажения в областях средних и больших времен, размахи синусоидальных сигналов, харак теризующих четность изображения и др. Измерение параметров цветовых поднесущих осуществляется аналогичным образом, однако в этом случае, учитывая, что частоты цветовых поднесуцрх могут быть несинхронными со строчной частотой или частотой полей (кадров), необходима привязка стробирующих импульсов к самим цветовым поднесуп м в измеряемой строке (фиг,4). Например, на фиг.4а показано, чт в двух смежных измеряемых строках фаза цветовой поднесущей изменяется на 180°. Вьщеленные строчные синхронизир-укящге импульсы (фиг.46) обеспечивают запуск генератора импульсов на чала зоны измерения (фиг.4в), которые своим спадом запускают формиров тель импульсов синхронизации (фиг.4г), сброс которого осуществля ется переходом через нуль в положительном направлении вьщеленной ме тодом частотной селек1щи цветовой поднесущей. С помощью импульсов (фиг.4Э) осуществляется плавная задержка стробирующих импульсов (фиг.4е) относительно исходного сигнала. Перемещая положение строби рующего импульса, по максимальному и минимальному показаниям вольтметр постоянного напряжения можно опреде лить размах цветовой поднесущей. Таким образом, могут бьггь измере размахи цветовых поднесущих и сигна лов цветовой синхронизации, нелиней ность сигналов цветности, дифференциальное усиление и др. Специальным образом выбирая поло жение HMnjOTbCOB стробирования относ тельно цветовой поднесущей, могут быть измерены такие параметры цветовой поднесущей, как дифференциальная фаза. Для цели измерения дифференциальной фазы обычно используют передаваемые в двух соседних строках измерительные сигналы D (ступенчатьй сигнал с наложенной на него цветовой поднесущей) и опорный сигнал цветовой поднесущей Е (фиг.Зо). Методом частотной селекции при этом вьщеляется цветовая поднесущая (фиг.56). Поясним измерение разности фаз цветовой подиесущей в сигнале D на двух уровнях. Определение дифференциальной фазы осуществляется в два этапа. На первом этапе формируется импульс зоны (фиг.За), спад которого соответствует передаче цветовой поднесущей в сигнале D на уровне гашения. .Этот импульс обеспечивает запуск формирователя импульсов синхронизации (фиг.3ч.), сброс которогоосуществляется, первым переходом через нуль цветовой поднесущей. От спада импульса (фиг.Зг) запускается генератор импульсов плавной задержки (фиг.), длительность Т которых примерно равна длительности: строки (. 64 мкс). Плавно задерживая положение стробирующего наносекундного импульса (фиг.Зе), добиваются стробирования цветовой поднесущей Е (фиг.35) в точке ее перехода через нуль (точка А на фиг.36). Затем, на втором этапе, не меняя длительность задерживающего импульса, перемещают положение импульса зоны в область передачи цветовой поднесущей в сигнале на уровне перовой ступеньки (фиг.Зж). При этом положения синхронизирующего импульса и импульса задержки соответствуют фиг.Зз и фиг.Зи. Если цветовая поднесущая в сигнале не подвержена искажениям типа дифференциальная фаза, стробирующий импульс (фиг.Зк) обеспечивал бы стробирование цветовой поднесущей Е также в точке ее перехода через нуль. При наличии же дифференциальной фазы цветовая поднесущая будет стробироваться, например, в точке В (фиг.35). Разность показаний вольтметра dU в этом случае определяет величину дифференциальной фазы. При использовании рассмотренного способа синхронизации путем стробоскопического преобра-зования могут быть измерены практически все необходимые параметры полного цветового ТВ сигнала и его составляющих Для обеспечения требуемой весьм высокой точности измерения необходимы при этом весьма малые погрешности стробоскопического преобразо ния сигналов в диапазонах изменени частот и размахов полного цветовог ТВ сигнала. Для этой цели осуществляется предварительная калибровка стробоскопического преобразо вателя постоянным напряжением и синусоидальными колебаниями при различных амплитудах. Для того,что режимы работы преобразователя во время калибровки и в процессе измерения параметров ТВ сигнала не отличались друг от друга, синхрони зация формирователя стробирующих импульсов осуществляется импульсам строк, полей или кадров ТВ сигнала Во время подачи на вход стробоскопического преобразователя- синусоидальньпс колебаний различных частрт обеспечивается дополнительное фазирование импульсов запуска формирователя стробирующих импульсов, например, во время перехода через нуль синусоидальных колебаний, подобно тому, как это обеспечивается при измерении параметров цветовых поднесущих (фиг.4). Устройство для реализации предложенного способа (фиг.1) содержит синхроселектор 1, формирователь интервалов 2, компаратор 3, первый селектор 4 элементов, фильтр 5 цветовой поднесущей, второй селектор 6 элементов, первый коммутатор 7, второй коммутатор 8, генератор 9 импульсов задержки, генератор 10 стробирую1Щ1х импульсов, блок 11 стробирования, блок 12 запоминания, вольтметр 13 постоянного напряжения и третий коммутатор 14. Устройство работает следунлцим образом. При измерении параметров полного цветового ТВ сигнала первый KOMMyfатор 7 соединяет выход первого селектора 4 элементов с управ ляющим входом компаратора 3, второ коммутатор 8 соединяет вход генера тора 9 импульсов задержки с выходо компаратора 3, а третий коммутатор 14 соединяет вход блока 11 стробирования со входом устройства. При этом входной полный- цветовой ТВ сигнал, в котором производится измерение элементов, поступает н вход блока 11 стробирования, с выхода которого сигнал поступает на блок 12 запоминания и далее на вход вольтметра 13. Синхроселектор 1 в этом режиме обеспечива ет формирование иютульсов фиг.35 формирователь интервалов 2 - импульсов фиг.3 в и фиг.3г. Первый селектор 4 элементов вьщеляет элемент фиг.ЗЭ, а компаратор 3 обеспечивает формирование импульсов фиг.Зе Генератор 9 импульсов задержки формирует в этом режиме сигнал фиг.Зж, а генератор 10 - стробирующие импульсы фиг.За обеспечива щие управление блоком 11 стробирования. Б режиме измерения цветовых поднесущих в полном цветовом ТВ сигнале (фиг.4) первый коммутатор 7 обеспечивает соединение выхода второго селектора 6 элементов с управляющим входом компаратора 3. В этом случае синхроселектор 1 вьщеляет сигнал фиг.4 Б , формирователь интервалов 2формирует импульсы фиг.4в. Второй селектор 6 элементов вьщеляет необходимую часть цветовой поднесущей (на фиг.4 не показано),а компаратор 3формирует импульсы фиг.4 . При этом синхронизация генератора 10 осуществляется импульсами фиг.4Э формируемыми генератором 9 импульсов задержки. При измерении фазовых соотношений в сигнале цветовой поднесущей третий коммутатор 14 соединяет выход фильтра 5 цветовой поднесущей со входом блока 11 стробирования и на его вход поступает вьщеленная цветовая поднесущая фиг.ЗЖ. При этом формирователь интервалов 2 создает импульсы фиг.5в и фиг.Зж, компаратор 3 импульсы фиг.5 г и фиг.Зз, а генератор 9 импульсов задержки - сигналы фиг.Зд и фиг.5 и, Для калибровки устройства фиг.1 может использоваться блок калибровки (фиг.2), содержащий генератор 15 синусоидальньк сигналов, фильтр 16 гармоник, коммутатор 17, источник 18 постоянного напряжения, термопреобразователь 19 и вольтметр 20.

В режиме калибровки коэффициента передачи на постоянном токе на вход сигнала калибровки (фиг.1) поступае постоянное напряжение от источника 18 постоянного напряжения (фиг.2) через коммутатор 17. Это напряжение через термопреобразователь 19 поступает на вольтметр 20. Со входа сигнла калибровки устройства фиг.1 постоянное напряжение через третий коммутатор 14 поступает на вход блока 11 стробирования. В этом режиме второй ко 1мутатор 8 обеспечивает соединение выхода формирователя интервалов 2 со входом генератора 9. При этом стробирование постоянного пряжения осуществляется импульсами генератора 10, синхронизируемого сигналами формирователя интервал 2 через генератор 9. Следовательно, как и в режиме измерения параметров полного цветового ТВ сигнала, стробирование входного напряжения осуществляется с частотой строк,полей или кадров, что обеспечивает нормальный режим работы блока 12 запоминания и высокую точность преобразования. Коэффициент передачи устройства определяется по отношению показаний вольтметров 13 (фиг.1) и 20 (фиг.2). Отсутствие нелинейности преобразования определяется независимостью коэффициента передачи устройства от уровня входного постоянного напряжения. В случае необходимости производится коррекция блока 11 стробирования.

В режиме калибровки частотной характеристики устройства и его динамических искажений в качестве калибруюпр х напряжения используются синусоидальные сигналы, вырабатываемые генератором 15 синусоидальных сигналов (.2), подаваемые на выход блока калибровки через фильтр 16 гармоник и коммутатор 17. Размах синусоидальных колебаний на выходе блока калибровки измеряется вольтметром 20 через термопреобразователь 19. На вход синхронизации устройства фиг. 1 )сигналы поступают непосредственно с генератора 15 (фиг.2) синусоидальных сигналов. В этом случае на вход блока 11 стробирования (фиг,1) подаются через третий коммутатор 14 синусоидальные сигналы с выхода блока калибровки . Первый коммутатор 7 обеспечивает подачу сигналов синхронизации на йторой вход компаратора 3, выход которого через второй коммутатор 8 соединяется со входом генератора 9 импульсов задержки. При этом период следования стробирующих импульсов, формируемых генератором 10,близок к периоду следования импульсов формирователя интервалов 2. Импульсы стробирования оказываются синфазными с колебаниями генератора 15 (фиг. 2 синусоидальных колебаний, что достигается использованием компаратора 3 (аналогично тому, как это происходит при измерении параметров цветовых поднесущих). Перемещаясь с помощью плавной регулировки длительности импульсов генератора 9 стробирующие импульсы индициpyюY максимальное и минимальное значение показаний вольтметра 13. В этих случаях осуществляется стробирование максимумов и минимумов синусоидальных колебаний, поступающих на вход устройства. Разность показаний вольтметра 13 характеризует размах преобразованного сигнала. Отношение этой разности к размаху входного сигнала, определяемому по показаниям вольтметра 20 (фиг.2), определяет коэффициент передачи устройства на данной частоте. Отсутствие искажений частотной характеристики преобразователя определяется независимостью коэффициента преобразования от частоты синусоидальных колебаний генератора 15. Отсутствие динамических ис кажений определяется независимостью козффигщента преобразования от размаха сигналов этого генератора. В случае необходимости осуществляется коррекция блока 11 стробирования или уменьшение длительности стробирующих импульсов.

Таким образом, обеспечение синхронизации стробоскопического преобразователя измеряемыми элементами полного цветового ТВ сигнала и его составлякнцих, а также калибровка преобразователя постоянным напряжением и синусоидальными колебаниями позволяют обеспечить высокую точность измерений полного цветового ТВ сигнала.

о в)(оду синхрог извции

/5

18

8

оврани/ема/л I I

д В

ж

фие.Э

а

I j

F

rWb

и

fZ

,