Блок синхронизации для устройства отображения информации Советский патент 1985 года по МПК G06F3/153 

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и технике телевизионного нриема и может быть иснользовано нри построении блоков синхронизации для устройств отображения информации, выводимой из электронных вычислительных машин, телевизионных датчиков и/или любых других датчиков цифровой информации. Цель изобретения - повышение точности синхронизации путем повышения надежности подстройки частоты и фазы строчных синхроимпульсов к переходу кадровых синхроимпульсов. На фиг. 1 изображена блок-схема блока синхронизации для устройства отображения информации; на фиг. 2 - временная диаграмма функционирования блока. Блок синхронизации для устройства отображения информации содержит нуль-орган 1, формирователь 2 кадровых синхроимпульсов, формирователь 3 строчных синхроимпульсов, элемент 4 задержки, первый 5 и втотой 6 элементы ИЛИ, триггер 7 управления фазовой тактовой частоты, элемент 8 поразрядного сравнения, ключ 9, первый делитель 10 тактовой частоты, первый счетчикрегистр 11, счетчик 12 тактов строки, второй счетчик-регистр 13, второй делитель 14 тактовой частоты, генератор 15 тактовой частоты, шину 16 питания, шину 17 внешнего источника кадровых синхроимпульсов, шину 18 кода числа строк в кадре (пульт оператора, ЭВМ), шину 19 выхода кадровых синхроимпульсов, шину 20 выхода кадровых строчных импульсов, шину 21 импульсов, сформированных из напряжения питания, шину 22 импульса переполнения (переноса) с выхода делителя 14, шину 23 входного импульса элемента 4 задержки, шину 24 в.ходного импульса элемента 5 ИЛИ, шину 25 импульса переполнения (переноса) с выхода делителя 10, шину 26 импульса переполнения (переноса) с выхода делителя 14, шину 27 входного импульса элемента ИЛИ 6, шину 28 информационного входа триггера 7, шину 29 синхровхода триггера 7, шину 30 управляюшего входа элемента 8 поразрядного сравнения, шину 31 импульсного входа элемента 8 поразрядного сравнения, шину 32 импульсного входа ключа 9, шину 33 управляюш,его входа ключа 9, шину 34 счетных вь1читаемых единиц делителя 10, шину 35 параллельного занесения кода с шины 18 в делитель 10, шину 36 кода состояни делителя 10 на входе счетчика-регистра 11, шину 37 импульса занесения кода с шины 36 в счетчик-регистр 11, шину 38 счетных вычитаемых единиц на входе счет чика-регистра 11, шину 39 счетных-суммируемых единиц счетчика 12, шину 40 установки в ноль счетчика 12, шину 41 кода состояния счетчика 12 на входе счетчика-регистра 13, шину 42 импульса занесения кода с шины 41 в счетчик регистр 13, шину 43 счетных вычитаемых единиц на входе счетчика-регистра 13, шину 44 импульса занесения кода с шины 26 в делитель 14, шину 45 счетных вычитамых единиц делителя 14, шину 46 кода состояния счетчика-регистра 13 на входе делителя 14, шину 47 установки в ноль делителя 14. Источники воспроизводимой информации на экране электроннолучевой трубки устройства отображения информации, блок памяти изображения, генераторы изображений продетектированный видеосигнал не показаны. Если предлагаемый блок синхронизируется напряжением питания по шине 16, то сигнал на шине 17 отсутствует, и, наоборот, при синхронизации по шине 17 отсутствует сигнал на шине 16. На шину 17 могут поступать кадровые синхроимпульсы от внешнего источника кадровых синхроимпульсов, например продетектированный и выделенный амплитудным и временным селекторами телевизионного приемника кадровый сигнал телевизионного вешания. Нуль-орган 1 преобразует входное напряжение питания на шине 16 в прямоугольные импульсы на выходе (временная диаграмма на шине 21, а также на других характерных шинах, фиг. 2). Формирователь 2 вырабатывает заданную совокупность импульсов на свое.м выходе, поступающих на шины 19, 23, 33, 37 и 42. Формирователь 2 может представлять собой группу запускаемых одновременно передним фронтом импульса с выхода нуль-органа 1 или с входа шины 17 ждущих мультивибраторов, каждый из которых формирует выходные импульсы необходимой длительности. Таким образо.м, вся совокупность импульсов, вырабатываемых формирователем 2, жестко привязана к переднему фронту импульсов с выхода нуль-органа 1 или с входа 17. Генератор 5 генерирует импульсную серию с тактовой частотой -|-, значительно превышающей частоту строчной развертки, например в 640 раз, что при телевизионном стандарте на строчную частоту равную 15625 Гц составит m 10 МГц. Эта импульсная серия через элемент 8 и ключ 9 поступает на вычитающий вход счетных единиц делителя 10 по шине 34, а также непосредственно с выхода элемента 8 на вычитающий вход счетных единиц делителя 14 по шине 45. Код коэффициента деления п делителя 10 устанавливается на шине 18, подключенной к входу делителя 10, равным требуемому числу строк в кадре, например для построчного телевизионного стандарта п 312. Делитель 10 может быть выполнен, например, на базе двоичных реверсивных счетчиков типа К155ИЕ7. Если делитель 10 считает счетные суммируемые единицы, то на его входы параллельного занесения информации следует подавать дополнительный код коэффициента деления, если

делитель считает счетные вычитаемые единицы - прямой код минус единица коэффициента деления. Импульс занесения кода с шины 18 в делитель 10 формируется каждый раз по переполнению делителя 10 и поступает на шину 35 сигнала параллельного занесения через элемент ИЛИ 5. Счетчик 12 считает импульсы переполнения (переноса), поступающие на его вход 39 с выхода делителя 10. Код, накопленный на счетчике 12, в интервале времени Т между фронтами двух соседних кадровых синхроимпульсов равен частному К от деления числа тактовых импульсов с выхода генератора 15 в промежутке между двумя соседними кадровыми синхроимпульсами m T-f на коэффициент деления делителя 11, т.е. этот код равен числу импульсов генератора 5 в одной строке:„

К,

где t - остаток.

Остаток равен коду, до которого досчитывает делитель 10 к моменту прихода фронта очередного кадрового синхроимпульса. Код с выхода делителя 10 по шине 34 переписывается в счетчик-регистр 11 по сигналу параллельного занесения на шине 37, выработанному формирователем 2. Одновременно код со счетчика 12 по шине 41 переписывается в счетчик-регистр 13 по сигналу параллельного занесения на шине 42, выработанному формирователем 2. Чтобы состояние делителя 10 и счетчика 12 на время переписи кодов в счетчики-регистры 11 и 13 не изменилось, счетные вычитаемые единицы на выходе ключа 9 на шине 34 блокируются импульсом на входной шине 33 ключа 9, сформированным формирователем 2.

Задержанный элементом 4 задержки на время переписи кодов импульс с выхода формирователя 2 устанавливает в нулевое состояние счетчик 12 и делитель 14, через элемент ИЛИ 5 заносит код коэффициента деления в делитель 10 и через элемент ИЛИ 6 вычитает единицу из счетчика-регистра 11.

Код коэффициента деления делителя 14 равен коду на счетчике-регистре 13 и поступает на делитель 14 по шине 46. Этот код заносится в делитель 14 каждый раз при переполнении делителя 14 импульсом переполнения на шине 44. Одновременно импульс переполнения делителя 14 через элемент ИЛИ 6 поступает на вход счетных минус единиц счетчика-регистра 11 по шине 38. Поскольку код на счетчике-регистре 13 равен вычисляемому в каждом кадре значению от деления числа импульсов, в кадре на число строк в кадре, т.е. числу импульсов с генератора 4 в одной строке, то при делении числа импульсов в кадре делителем 14 с коэффициентом деления, равным коду на счетчике-регистре 13, на выходе делителя 14 образуется число К строчных

синхроимпульсов, равное числу строк в кадре. Из этих импульсов формирователь 3, например, типа ждущего мультивибратора формирует строчные синхроимпульсы требуемой длительности на шине 20. По кадровым и строчным синхроимпульсам осуществляется развертка по кадрам и строкам воспроизводимого на экране электроннолучевой трубки устройства для отображения информации изображения.

Таким образом, в предлагаемом блоке реализуется принцип синхронизации от низкой частоты к высокой (снизу-вверх) в отличие от традиционного: от высокой частоты к низкой (сверху - вниз).

Для исключения динамического скачка фазы строчных синхроимпульсов, пропорционального коду остатка Е, необходимо число импульсов с выхода генератора 15 на входе делителя 14 разделить нацело, без остатка. Динамический скачок фазы строчных синхроимпульсов

± - n-k-t E-t, гдekt -длительность одной строки; и. is-1-суммарная длительность строк

кадра,

и возникает из-за того, что передний фронт кадрового синхроимпульса может сформироваться в любой момент времени между двумя передними фронтами двух соседних строчных синхроимпульсов (в частном случае совпасть с одним из фронтов двух соседних строчных синхроимпульсов; в этом случае ± ДУ 0). Так при f 10 МГц разница в длительности между длинной и короткой строками составляет 0,1 МКС, что никак не отражается на синхронизации генератора строчной развертки синхроимпульсами по шине 20, а динамический скачок фазы при этом равен нулю. Со счетчика-регистра 13 после прихода фронта кадрового синхроимпульса в делитель 14 передается код коэффициента деления равный К и поэтому делитель 14, как указывалось выше, делит с коэффициентом деления равным К.

Каждый импульс переполнения с выхода делителя 14 уменьщает код остатка Ена счетчике-регистре 11 на единицу. Когда код t на счетчике-регистре 11 полностью исчерпывается, т.е. становится равным нулю, очередной импульс переполнения с выхода делителя 14 вызывает импульс переполнения на выходе счетчика-регистра 11, который уменьшает значение кода на счетчике-регистре 13 на единицу. Код коэффициента деления К-1 передается в делитель 14, который оставшиеся (п-I) строк делит с коэффициентом деления, равным К. Если с делителя 10 в счетчик-регистр 11 передается код , то импульс, сформированный формирователем 2, в момент фронта кадрового синхроимпульса через элемент 4 задержки и элемент ИЛИ б вызывает переполнение счетчика-регистра 11, импульс с выхода которого вызывает уменьшение кода на счетчике-регистре 13 на единицу. Таким образом, при точном делении делитель 14 осуществляет деление только с коэффициентом К. Поскольку фронт кадрового синхроимпульса на выходе формирователя 2 может выработаться в любой момент времени между фронтами двух соседних импульсов с выхода генератора 15, то абсолютная ошибка предложенного блока

Д ±t/2.

Триггер 7 и элемент 8 поразрядного сравнения позволяют уменьшить указанную ошибку в два раза, т.е.

А ± -t/4.

Элемент 8 представляет собой элемент поразрядного сравнения (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), например, типа К155ЛН5. Фаза выходного сигнала на выходе элемента 8 или повторяет фазу входного сигнала на шине 31, или инвертирует фазу входного сигнала в зависимости от полярности (ноль или единица) управляющего сигнала на шине 30 с выхода триггера 7. Таким образом, элемент 8 работает или как повторитель, или как инвертор входного сигнала.

Предположим, что делители 10 и 14 переключаются по положительному фронту положительного входного импульсного сигнала, что выполняется для делителей, реализованных на основе счетчиков К155ИЕ7 (если это не так, то сигнал на шину 30 подается с инверсного выхода триггера 7). Триггер 7 устанавливается в единичное состояние по фронту кадрового синхроимпульса на шине 29, если на шину 28 информационного входа поступает в этот момент времени положительный импульс с выхода генератора 15, при отрицательном импульсе с выхода генератора 15 триггер 7 остается в нулевом состоянии. Так как шина 30 подключена к нулевому выходу триггера 7, то, когда триггер 7 установлен в единицу, на его нулевом выходе присутствует низкий потенциал и элемент 9 работает как повторитель, когда триггер 7 установлен в нуль, на его нулевом выходе находится высокий потенциал и элемент 8 работает как инвертор. Таки.м образом, установка триггера 7 в единицу свидетельствует о том, что фронт кадрового синхроимпульса пришел при положительном импульсе на выходе генератора 15. Абсолютная ошибка в этом случае

А ±t/4.

Установка триггера 7 в нуль свидетельствует о том, что фронт кадрового синхроимпульса пришел при отрицательном импульсе па выходе генератора 15, эле.мент 8 меняет фазу импульсов с выхода генератора 15 на противоположную и следующий фронт кадрового синхроимпульса должен прийти

0 во время положительного импульса с выхода генератора 15, т.е. абсолютная ошибка автоматически сводится к значению:

Д ±t/4 при колебаниях частоты кадровых синхро5 импульсов.

Таким образом применение предлагаемого блока синхронизации позволяет повысить надежность подстройки частоты и фазы строчных синхроимпульсов к периоду кадровых синхроимпульсов вне зависимости от

0 числа строк в кадре в результате цифровой обработки управляющей информации при одновременном в случае необходимости программном изменении числа строк в кадре по командам от источника командной цифровой информации (пульт оператора, ЭВМ).

Кроме того, предлагаемый блок может быть выполнен в виде одной интегральной схемы.

16

БЛОК СИНХРОНИЗАЦИИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащий последовательно соединенные нуль-орган, вход которого подключен к шине питания, формирователь кадровых синхроимпульсов, второй вход которого является первым входом блока, а выход подключен к первому выходу блока, и формирователь строчных синхроимпульсов, выход которого является вторым выходом блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности синхронизации путем повышения надежности подстройки частоты и фазы строчных синхроимпульсов к периоду кадровых синхроимпульсов, он содержит элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ, триггер управления фазой тактовой частоты, элемент поразрядного сравнения, ключ, первый и второй счетчикирегистры, первый и второй делители тактовой частоты, счетчик тактов строки и генератор тактовой частоты, выход которого подключен к перво.му входу элемента поразрядного сравнения и первому входу триггера управления фазой тактовой частоты, выход которого подключен к второму входу элемента поразрядного сравнения, второй вход триггера управления фазой тактовой частоты подключен к выходу формирователя кадровых синхроимпульсов, соединенному с первым входом ключа, первыми входами первого и второго счетчиков регистров и входом элемента задержки, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, первому входу второго делителя тактовой частоты, первому входу счетчика тактов строки и первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого делителя тактовой частоты, второй вход которого является вторым входом блос ка, третий вход первого делителя тактовой частоты подключен к выходу ключа, второй (Л вход которого подключен к выходу элемента поразрядного сравнения, соединенному с вторым входом второго делителя тактог-ой частоты, третий вход которого подключен к выходу второго делителя тактовой частоты, соединенному с входом формирователя строчных синхроимпульсов и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подклю00 00 чен к второму входу первого счетчика-регистра, третий вход которого подключен к выходу первого делителя тактовой частоты, соеди 1C ненному с вторым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом счетчика тактов строки, выход которого подключен к второму входу второго счетчика-регистра, третий вход которого подключен к выходу первого счетчика-регистра, а выход второго счетчика-регистра подключен к четвертому входу второго делителя тактовой частоты.

2/

2J25,JJ,

57, 2,27 0,7 JUUllliL JliillL

Фиг. 2 fUiniUUL flflflL