Устройство селекции импульсного сигнала Советский патент 1986 года по МПК H03K5/22 H04B15/00 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении систем обработки телевизионных сигналов.

Цель изобретения - повышение точ кости путем увеличения степени ком- пенсации фонового сигнала,

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства селекции импульсно- fo сигнала , на фиг. 2 и 3 - врем:ен- ные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство селекции импульсного сигнала содержит линию 1 задержки, первый выход которой подключен к первому входу сумматора 2, второй выход подключен к BTopoNry входу-сумматора 2 через последовательно соединенные инвертор Зд первый ключевой элемент 4 и первый фильтр 5 низкой частоты (ФНЧ)5 третий выход подключен к третьему выходу сумматора 2 через последовательно соединенные первый усилитель 6, олерационный усилитель 7, второй ключевой злемент 8, вто , рой фильтр 9 низких частот (ФНЧ), третий ключевой элемент 10, интегратор 11 и четвертый ключевой элемент t2s при этом выход первого усилите- Ля 6 подключен к второму входу опера- ционного усилителя 7 через элемент 1 задержки, а четвертый выход линии 1 задержки подключен к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого ключевых элементов 4, 8, 10 и 12 через последовательно соединенные второй усилитель 14, дифференцирующий элемент 15, пороговый элемент 16. формирователь 17 и третий усилитель 18., причем вход линии задержки подключен к входной шине 19,

Устройство работает следующим образом,

Импульсньш сигнал S(t) совместно с низкочастотным фоновьм сигналом Р (t) (фиг„2 а) пос тупает через линию 1 задержки на вход сугФгатора 2, С второго выхода линии 1 задержки этот же сиг нал поступает через инвертор 3, нормально замкнутьш ключе- Еой элемент 4 и фильтр 5 низких час- тот на второй вход cyMNjaTopa 2,

Таким образоМд в сумматоре 2 происходит практически полная компенса- vfin входного фонового сигнале Ф (t) сигналом Ф,(1) (фиго 2 в), форми- руемым цепью; линия 1 задержк:и, вертор Bj ключевой элемент 4, ФНЧ 5 к напряжение Ф (t) - )-Ф (t)

34

(остаток фонового сигнала) на выходе сумматора 2 близко к нулю. Импульсный сигнал ,S(t) совместно с низкочастотным фоновым сигналом Ф (t) (фиг„ 2 а) с четвертого выхода линии 1 задержки поступает также через второй усилитель 14 на вход дифференцирующего элемента 15, В момент прихода импульсного сигнала с достаточно крутым передним фронтом ка выходе дифференцирующего элемента 15 и входе порогового элемента 16 появляется положительный сигнал, который при превьплении им установленного порогового уровня с выхода порогового элемента 16 через формирователь 17 и третий усилитель 18 поступает на второй вход нормально замкнутого ключевого элемента 4 и последний размыкается. Тггким образом, по цепи, образованной линией 1 задержки, инвертором 3, ключевым элементом 4 и ФНЧ 5 на сумматор 2 поступает противофазное напряжение фона 4(t) с горизонтальными прочерками в местах действия импульсов (фиг, 26), а на вьжоде сумматора 2 в|,целяется импульсное напряжение S(t) + АФ( Ь) с фоновой модуляцией только на вершине импульсов (фиг 2 в)о Для. компенсации фоновой модуляции вершины импульснрго сигнала необходимо постоянно определять первую производную фонового сигнала ф(1),, а в момент прихода импульсного сигнала, интегрируя сигнал соответствующей скорости изменения фонового сигнала, подавать его также на вход сум1- атора 2 с соответствую- орм знаком. Производную фонового сигнала можно определить по выражению (1 )

(ti

. Ф()-фС1)

ut

С третьего выхода линии 1 задержки сигнал, соответствующий фoнoвo fy сигналу ср(t)5 поступает через усилитель 6 на прямой вход операционного усилителя 7. а задержанный в элементе 13 задержки на время, равное ДСу этот же сигнал поступает на ин- версньюй вход операционного усилителя 7с В операционном усилителе 7 осуществляется также масштабирование с коэф()ициентом 1/fit разностного сигнала ф(; -« и t) - Ф (t).

Таким образом, сигнал, соответствующий скорости изменения входного

31

фонового сигнала ф(й), т.е. (t) (фиг. 2 г) с выхода операционного усилителя 7 через нормально замкнутый второй ключевой элемент 8 и второй ФНЧ 9 поступает на вход третьего ключевого элемента tO, В исходном состоянии устройства второй ключевой элемент 8 находится в нормально замкнутом состоянии, т.е. цепь: выход операционного усилителя 7, вход.второго ФНЧ 9 замкнута.

Третий ключевой элемент 10 замыкает вход интегратора 11 на землю, а четвертый ключевой элемент 12 замыкает на землю выход интегратора 11, В момент прихода импульсного сигнала сигнал с выхода третьего усилителя 18 поступает также на управляющие входы второго ключевого элемента 8, третьего ключевого элемента 10 и четвертого ключевого элемента 12, В результате этого второй ключевой элемент 8 размыкает цепь: выход операционного усилителя 7, вход второго ФНЧ 9j третий ключевой элемент 10 замыкает выход второго ФНЧ 9 на вход интегратора 11, а четвертый ключевой элемент 12 замыкает выход интегратора 11 на третий вход сумматора 2. Таким образом в момент прихода импульсного сигнала на третий вход сумматора 2 поступает сигнал с соответствующим знаком (фиг. 2 д), соответствующий фоновой модуляции вершины импульсного сигнала, и с выхода сумматора 2 (с выхода устройства) снимается отселектированный импульсный сигнал без фоновой модуляции вершины импульса. В исходное состояние ключевой элемент 4, второй ключевой элемент 8, третий ключевой элемент 10 и четвертый ключевой элемент 12 возвращаются при поступлении на их вторые входы управляющего сигнала с выхода третьего усилителя 18 другой полярности, что соответствует моменту прекращения действия импульсного сигнала на входе сумматора 2. Цепь, состоящая из последовательно включенных усилителя 14, дйфференцирукщего элемента 15, порогового элемента 16, формирователя 17 и третьего усилителя 18, управля- ет состоянием ключевых элементов 4, 8, 10 и 12. При поступлении на ее вход импульсного сигнала с достаточно крутыми передним и задним фронтами с выхода дифференцирующего элемен

266344

та 15 снимается импульс положительной полярности, соответствующий переднему фронту импульсного сигнала, и импульс отрицательной полярности, 5 соответствующий заднему фронту импульсного сигнала. С помощью импульса положительной полярности формируется сигнал управления, который действует в течение длительности

0 импульсного сигнала, а с помощью отрицательного сигнала формируется сип- нал управления ключевыми элементами, который действует во время отсутствия импульсного сигнала, т.е. этот

f5 сигнал управления возвращает ключевые элементы в исходное состояние. Для согласования моментов прихода соответствующих сигналов на первый, второй и третий входы сумматора 2

20 используется линия 1 задержки с

в ь ходами на соответствукицие электрические цепи.

Оценку степени компенсации фонового сигнала предлагаемым устройст- 5 вом по сравнению с известным производят по выражению (2),

А

(2)

30

5

где Е;, - энергия отселектированно- го импулвсного сигнала Известным устройством Е - энергия отселектированного импульсного сигнала предлагаемым устройством. На фиг. 3 а изображен отселекти- рованный импульсньй сигнал с фоно- вой модуляцией вершины импульса, т.е. сигнал S(t; +ДФ(1), а на фиг. 3 б изображен отселектированный импульсный сигнал с компенсацией фоновой модуляции вершины импульса. , AJ, - амплитуда импульсного сигнала S(t), 1 - длительность импульсного сигнала S(t) ,дcp - максимальная амплитуда фоновой модуляции верпш- ны импульса.

0 Для оценки степени компенсации фонового сигнала рассмотрим случай, когда энергия фонового сигнала, от-, селек гированного совместно с импульсным сигналом, соизмерима или равна

5 энергии отселектированного импульсного сигнала без фоновой модуляции вершины импульса, т.е. когда (u Plrrit - 2А

В этом случае амплитуда импульса, эквивалентного фоновой модуляции вершины импульса, равна

2Aj.

к,5. V1

Тогда

Л t Al .1 .

2

(2А)л 2

А ( lil - 1) (,2 . u g и l2A,.2 -Г

В предлагаемом устройстве в отличие от известных технических решений достигается повьшение степени компенсации фонового сигнала в три раза в том случае, кйгда энергия фонового сигнала, отселектированная совместно с импульсным сигналом, соизмерима с энергией импульсного сигнала без фоновой модуляции вершины импульса.

Изменение степени компенсации фонового сигнала д для других случаев показано на фиг, 3 в,

Формула изо бретения

Устройство селекции импульсного сигнала, содержащее сумматор, а также последовательно включенные инвертор и первый ключевой элемент, отличающееся тем, что, с целью

0

5

О

5

повышения точности путем увеличения степени компенсации фонового сигнала, в устройство введены первьш фильтр низких частот, первый усилитель, операционньм усилитель, второй ключевой-элемент, второй фильтр низких частот, третий ключевой элемент, интегратор, четвертый ключевой элемент, второй усилитель, дифференцирующий элемент, пороговый элемент, формирователь, третий усилитель и линия задержки, вход которой соединен с входной шиной, первый выход подключен к первому входу сумматора,, а второй выход - к входу инвертора, - при этом вход первого фильтра низких частот соединен с выходом первого ключевого элемента, а вькод подключен к второму входу сумматора, .причем между третьим выходом линии задержки и третьим входом сумматора включены последовательно соединенные первый усилитель, операционный усилитель, второй ключевой элемент, второй фильтр низких частот, третий ключевой элемент, интегратор, четвертый ключевой элемент, а выход пер- вого усилителя подключен к второму входу операционого усилителя через элемент задержки, при этом между четвёртым входом линии задержки и управляющим входом первого ключевого элемента включены последовательно соединенные второй усилитель, дифференцирующий элемент, пороговый элемент, формирователь, третий усилитель, выход которого подключен к управляюш м входам второго третьего и четвертого ключевых элементов.

t)

(t/

Изобретение может быть использовано при построении системы обработки телевизионных сигналов. Цель изобретения - повышение точности селекции. Устройство содержит линию 1 задержки, сумматор 2, инвертор 3, ключевые элементы 4, 8, 10 и 12, фильтры 5 и 9 низкой частоты, усилители 6, 14 и 18, операционный усилитель 7, интегратор 11, элемент 13 задержки, дифференцирующий элемент 15, пороговый элемент 16, формирователь 17 и входную шину 19. Устройство в три раза повьшает степень компенсации фонового сигнала в случае, когда энергия фонового сигнала, от- селектированная совместно с импульсным сигналом, соизмерима с энергией импульсного сигнала без фоновой модуляции вершины импульса. 3 ил. (Л о СА:

.«иг. 2

Составитель Н, Маркин Редактор А. Сабо Техред В.Кадар

Заказ 2146/57 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

.. - - --- - - ----- - -- - -- - - - - - - --- -

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул. Проектная, 4

/

/

/

/

О 0,5 1 45 2 ФилЗ

Корректор-М.Самборская