Амплитудный селектор синхросигнала (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК H04N5/08 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в массовых телевизионных приемниках, в аппаратуре ретрансляторов, а также в системах невещательного телевидения.

Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном упрощении устройства.

На фиг. 1 приведена структурная злектри- ческая схема амплитудного селектора синхросигнала (первый вариант); на фиг. 2 - то же, (второй вариант); на фиг. 3 - принципиальная схема нелинейного интегратора; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Амплитудный селектор синхросигнала (первый вариант, фиг.1) содержит первый, второй и третий компараторы 1-3, инвертирующие входы которых соединены и являются

входом 4 устройства, первый и второй резИс-г 20 зионном сигнале, то на выходе компаратора торы 5 и 6, причем неипвертирующий вход1 импульсы не выделяются, и на входе 25

нелинейного интегратора 7 поддерживается уровень логического нуля. При этом диод

21 (фиг. 3) закрыт и к интегратору, состояпервого компаратора 1 через первый резистор 5 соединен с неинвертирующим входом второго компаратора 2, неинвертирующий вход которого через второй резистор 6 соединен с 25 щему из конденсатора 27 и операционного неинвертирующим входом третьего компарато-усилителя 26, поступает ток через резистор

ра 3. Вход первого нелинейного интегратора 7 соединен с выходом первого компаратора 1, а выход соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 1. Вход второго нелинейного интегратора 8 соединен с выхо22 от шины 24 отрицательного источника питания .

Поскольку ток поступает к инверсному

30 входу операционного усилителя 26, то на выходе последнего потенциал нарастает, приближая тем самым порог срабатьшания компаратора 1 к уровню вершин синхроимпульсов во входном видеосигнале.

дом третьего компаратора 3, выход - с неинвертирующим входом третьего компаратора 3, а выход второго компаратора 2 является выходом 9 устройства.

Кроме того, амплитудный селектор синхрол сигнала (второй вариант, фиг. 2) содержит первый, второй и третий компараторы 10- 12, инвертирующие входы которых соединены и являются входом 13 устройства, первый и второй резисторы 14 и 15, причем неинвертирующий вход первого компаратора 10 через первый резистор 14 соединен с неинвертирующим входом второго компаратора И, неинвертирующий вход которого через второй резистор 15 соединен с неинвертирующим входом третьего компаратора 12. Вход первого нелинейного интегратора 16 соединен с вы- хбдом первого компаратора 10, а вь1ход соединение неинвертирующим входом первого компаратора 10. Вход второго нелинейного интегратора 17 соединен с выходом третьего компаратора 12, выход --с неинвертирующим входом третьего компаратора 12. Вход инвертора 18 соединен с выходом второго компа ратора 11, являющегося выходом 19 устройства, а выход - с выходом третьего компаратора 12. Каждый из нелинейных интеграторОв 7(8) (фиг. 3) содержит последовательно соединенные третий резистор 20, диод 21 и четвертый резистор 22, включенные между шинами 23 и 24 соответственно положительного и отрицательного источников питания. Анод даода 21 соединен с входом 25 нелинейного интегратора 7(8), а катод - с неинвертирующим входом операционного усилителя 26 и через конденсатор 21 - с выходом операционного усилителя 26,

Амплитудный селектор синхросигнала работает следующим образом.

Компаратор 1 ограничивает входной видеосигнал (фиг. 4а) по уровню, определяемому

поданным на его другой вход потенциалом с выхода нелинейного интегратора 7. Если этот потенциал ниже, чем уровень вершин синхроимпульсов, являющийся наиболее отрицательным уровнем в позитивном телеви21 (фиг. 3) закрыт и к интегратору, состоя щему из конденсатора 27 и операционного усилителя 26, поступает ток через резистор

22 от шины 24 отрицательного источника питания .

Поскольку ток поступает к инверсному

входу операционного усилителя 26, то на выходе последнего потенциал нарастает, приближая тем самым порог срабатьшания компаратора 1 к уровню вершин синхроимпульсов во входном видеосигнале.

Когда порог срабатывания превышает уровень вершин синхроимпульсов (фиг. 4 а), на выходе компаратора 1 появляются импульсы (фиг. 46) суммарной длительностью () открывающие диод 21 в схеме

нелинейного интегратора 7 и пропускающие на интегрирование ток, протекающий через резистор 20 от шины 23 положительного источника питания. Обусловленное ими при / ращение потенциала, равное V, ( Jg - Ьф) на интервале периода, линейно суммируется с приращением VQ- ( Т - С + tL ) , обусловленным протеканием тока противоположного направления через резистор 22 во время отсутствия синхроимпульсов на том же интервале. Чтобы появление синхроимпульсов на входе 25 нелинейного интегратора прекратило нарастание потенциала на его входе, сумматорное приращение должно удовлетворять условию

V, (С, ) +V,(T- 2, +)бО,

откуда непосредственно следует требование

i т-сСс.- Сф)У)

)

Знак

в левой части приведенного неравенства показывает, что скорости V, и Vjj изменения потенциала на выходе нелинейного интегратора должны быть разнонаправ- лены. В схеме нелинейного интегратора 7(8) показашюй на фиг. 3, различие направлений Vg и V, обеспечивается подключением резисторов 20 и 22 к шинам 23 и 24 источников питания разной полярности. Особенность схемы нелинейного интегратора 7(8) состоит в том, что она предполагает подач импульсов на вход 25 or элементов, имеющих открытый коллекторный выход. В случае превышения начальным потенциалом на выходе нелинейного интегратора 7 уровня вершин синхроимпульсов во входном видеосигнале (фиг. 4а), условие поддержания неизменного потенциала на выходе нелинейного интегратора 7 неприемлемо: потенциал должен по1шжаться, уменьшая тем самым начальное рассогласование уровней. Суммарное прирашение потенциалов за период должно удовлетворять условию

1 -и

V )

0.

где LU - фактически имеюшаяся при указанном соотношении уровней суммарная (за период) - длительность импульсов на выходе компаратора 1. .

Отсюда аналогично (1), получают требоваVт L

кие -Д . (2). Вследствие неубыва 0 - U

юшего характера интегральнь х кривых уров- невого распределения (любого сигнала) суммарная длительность импульсов ц, получаемых ограничением по более высокому уровню, чем уровень синхроимпульсов, не может быть меньше, чем ((р)Следовательно

Т-С,

ч-ч

(

Из сопоставления неравенств (1) и (3) видно, что неравенство (2) удовлетворяется во

всех случаях, кроме случая с (С - ff Одновременное выполнение неравенств (1) и (2) достигается только при

. - с

ф|

т. е. при замене требования (1) строгим неравенством. Таким образом, условие (4) является условием сходимости выходного потенциала нелинейного интегратора 7 к уровню вершин синхроимпульсов.

Абсолютные величины скоростей VQ и V очевидно определяют время отработки нелинейным интегратором 7 начальных и динамических рассовмеше1ШЙ своего вь1ходного потене

10

15

20

циала относительно уровня вершин синхроимпульсов в телевизионном сигнале. Скорости 0 f устанавливают, например, выбором величины емкости конденсатора 27. Тем самым компаратор 1 и нелинейный интегратор 7 вместе фактически, выполняют операцию отслеживания уровня вершин синхроимпульсов во входном телевизионном сигнале.

Компаратор 3 и нелинейный интегратор 8 по виду взаимных связей и по месту в обшей структуре амплитудного селектора синхро сигнала идентичны компаратору 1 и нелинейному интегратору 7. Образуемый компаратором 3 и нелинейным интегратором 8 второй контур отслеживания должен регистрировать уровень гашения (фиг. 4а). Условие непре- ; вышения выходным потенциалом нелинейного интегратора 8 уровня гашения выводится аналогично условию (4) и отличается от последнего лишь заменой длительности синхроимпульсов (Т,) на длительность импульсов

м - х

25

30

40

о

гашения

(ь.)

V, Т-(,

-ор)

(5)

сс

о -r -qp

Однако выполнение условия (5) недостаточно, потому что в видеосигнале имеются уровни более отрицательные, чем уровень гашения, например уровень вершии синхро.- импульсов. Для контура регистрации уровня гашения нельзя допускать увеличения отношения (- V;, / Vp ) настолько, чтобы удовлетворялось условие (4), выражающее переход к режиму регистрацш уровня вершин синхроимпульсов. Из-за конечной длительности 35 фронтов синхросигналов (), выход из режима регистрации уровня гашения происходит даже раньше, когда условие (4) выполняется при длительности импульсов (c + ,), а не при длительности (С -с„,). Поэтому для нелинейного интегратора 8 допустимы лицп значения отношения скоростей нарастания в интервале

45

V. T-(-i:

; v -c

(6)

i- Ctpl 0 Если потенциал на выходе нелиней юго интегратора 8 не равен уровню гашения, то суммарная за период длительность сц продуктов ограничения, вырабатываемых компа50 ратором 3, будет либо больше (S ), либо меньше (t, ) до (t (. ). При этом в нел1шейном интеграторе 8, параметры которого удовлетворяют условию (6), наблюдается систематическое смешение потенциала

55 соответственно либо вверх

(T-t,),0 (при,,.С

либо вниз

V,U + V,(T-C,VO (прис,-е),

но всегда в сторону фактического положения уровня гашения. Таким образом, требование (6) выражает условие сходимости выходного потенциала нелинейного интегратора 8 к уровню гашения во входном телевизионном сигнале.

Располагая потенциалами на выходах нелинейных интеграторов 7 и 8, отражающими уровень вершин синхроимпульсов и уровень г гасящих импульсов соответственно, с помощью пассивного резистивного делителя напряжения на резисторах 5 и 6 можно получить любой промежуточный потенциал. В данном случае соотношения резисторов 5 и 6 следует выбирать так, ггобы выходной потенциал делителя соответствовал наиболее крутому участку фронта синхронизирующих импульсов, поскольку селекция синхросигнала по этому уровню компаратором 2 обеспечивает минимизацию фазовой погрешности синхронизации. В случае априорной неопределенности относительно формы фронта синхросигналов, подводимых к амплитудному селектору синхросигналов, принято считать целесообразной селекцию синхросигнала по уровню, равному среднему арифметическому от уровней верщин синхрюимпульсов и гасящих импульсов. Такой режим обеспечивается составлением делителя напряжения из двзос последовательно соединенных резисторов равной величины. Ограничение видеосигнала по указанному уровню с помощью компаратора 2 приводит к формированию на выходной щине 9 селектированного синхросигнала (фиг. 4г).

Время установления режима в амплитудном certeKTOpe синхросигнала определяется требованиями к точности регистрации уровня гасящи импульсов нелинейным интегратором 8.

Амплитудный селектор синхросигнала по второму варианту работает аналогично устройству по первому варианту. Отличие в работе заключается в том, что в нем исключается поступление импульсов кадровой синхронизации на нелинейный интегратор 17.

Это обеспечивается наличием связи от выхода компаратора 11 к выходной шине компаратора 12 через инвертор 18. Так как компаратор 11 выделяет синхросигнал с суммарной длительностью с за период, на выходе компаратора 12 пропадают все. составляющие синхросигнала - и кадровые, и строчные (фиг. 4д). Максимальная суммарная длительность интервалов наличия импульсов на выходе компаратора 12 уменьшается на величину с и становится равной

1221763

(с р-tm минимальная - равной ья, (так как в отсутствие указанной связи она равна (C + Cfp). Заменяя ( С(., + tq, )

на

Т

и

( - )

на

( -V

в неравенстве (6), получают условие регистрации уровня гасящих импульсов

1--: V, т-(

)

Vo

(7)

Благодаря наличию инвертора максимальная длительность импульсов на входе нелинейного интегратора 17 сокращается. При любом фиксированном значении допуска на пульсации напряжения на выходе нелинейного инхегратора 17 указанное уменьшение длительности подаваемых на интегрирование- импульсов позволяет увеличить допустимую скорость изменения потенциала на выходе нелинейного интегратора 17 и соответственно сократить время установления стационарного режима амплитудного селектора синхросигнаа.

Формула изобретения

1. Амплитудный селектор синхросигнала, содержащий первый, второй и третий компараторы, инвертирующие входы которых объединены и являются входом амплитудного селектора синхросигнала, неинвертирующий вход первого компаратора через первый резистор соединен с неинвертируюишм входом второго компаратора, неинвертирующий вход которого через второй резистор соединен с неинвертирующим входом третьего компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одно- временном упрощении, введены первый и второй нелинейные интеграторы, вход первого из которых соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с неинвертирующим входом первого компаратора, вход второго нелинейного интегратора соединен с выходом третьего компаратора, а выход - с нёинвертирующим входом третьего компаратора, причем соотношения скоростей изменения потенциала на выходе первого нелинейного интегратора удовлетворяют условию

Л

0 ();

а на выходе второго нелинейного интегратора - условию

T-jvt У ()

(Cr- i P v/ {c,)

да ХЛо- скорости изменения погенциа-. ла соответственно при наличии

и отсутствии импульса на входе соответствующего интегратора;

Т - период синхросигнала;

t - суммарная длительность ин чтервапов следования синхроим- пульсов в Пределах периода; усредненная длительность ф.ронтов синхросигнала; t - суммарная длительность интервалов гашения в пределах периода.

2. Амплитудный селектор синхросигнала, содержащий первый, второй и третий компараторы, инвертирующие входы которых объе динены и являются входом амплитудного

сепектора синхросигнала, неинвертирующий вход первого компаратора через первый резистор соединен с неинвертирующим входом второго компаратора, неинвертирующий вход которого через второй резистор соеди- иен с неинвертирующим входом третьего компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном упрощении, введены первый и вторсй нелинейные интеграторы вход первого из которых соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с неинвертирующим входом первого компаратора, вход второго нелинейного интегратор соединен с выходом третьего компаратора, а

выход - с неинвертирующим входом третьего компаратора, а также введен инвертор, включенный между выходом второго компаратора и входом второго нелинейного интегратора, при этом соотношения скоростей изменения потенциала на выходе первого нелинейного интегратора удовлетворяют условию

V T-fC - Г ч с -ф

V { / о l c -Я l

а на выходе второго нелинейного интегратора- условию

т-С

г- -с-гV

.

(

е

i,, Vg - скорости изменения потенциала соответственно при наличии и отсутствии импульса на входе соответствующего нелинейного интегратора;

Т - период синхросигнала;

С - суммарная длительность интер-- валов следования синхроимпульсов в пределах периода; усредненная длительность фрюнтов синхросигнала;

tj. - суммарная длительность интер валов гашения в пределах периода.

f

Изобретение относится к телевидению и обеспечивает повышение быстродействия при одновременном упрощении устройства. Входной сигнал поступает на инвертирующие входы трех компараторов (К) 1, 2, 3. К 1 и нелинейный интегратор (НИ) 7, выходное напряжение .которого поступает на неинвертирующий вход К 1, осуществляют отслеживание уровня верщин синхроимпульсов во входном телевизионном сигнале. При этом напряжение с К 1 поступает на НИ 7. К 3 и НИ 8 идентичны К 1 и НИ 7. Koнтyp образованный ими, осуществляет отслеживание уровня гащения. Напряжения с НИ 7 и 8 соответственно через резисторы 5, 6, образующие резистивный делитель напряжения, поступают на неинвертирующий вход К 2. Параметры резисторов 5 и 6 выбираются одинаковыми, чтобы обеспечить на выходе резистивного делителя напряжения уровень, равный среднему арифметическому от уровней верщин синхроимпульсов и гасящих импульсов. На выходе К 2 формируется селектирован1п 1Й синхросигнал. Во втором варианте выполнения амплитудного селектора синхросигнала за счет введения инвертора исключается поступление импульсов кадровой синхронизации с выхода селектора на НИ, отслеживающий уровень гащения. Поясняется работа НИ и выбор их параметров. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. i (Л § го to а Од

ff 2f-9

(риг.Г5

ГЗ

fl

tf

и

13 -а

iput.t

Фп.З

(tt t)

()

Редактор И. касарда Заказ 1621/60

Составитель Н, Чистяков

Техред Л. ОлейникКорректорам. Самборская

Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г . Ужгород, ул. Проектная, 4