Устройство формирования сигнала изображения Советский патент 1987 года по МПК H04N5/335 

Изобретение относится к техътике телевидения и может быть использовано для формирования сигнала изображения в устройствах, построенн1 1Х на основе фоточувствительных микросхем с зарядовой связью,

Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности путем повышения точности привязки уровня черного, уменьшение вы- сокочастотных искажений и искажений сигнала изображения.

На фиг.1 представлена принпип-иаль ная электрическая схема устройства формироваршя сигнала изображения; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его. работу.

Устройство формирования сигнала изображения (фиг.1) содержит преобразователь 1 свет-сигнал с информа- ционным и компенсационным выходами 2, 3,.блок 4 управления, первый и второй транзисторы 5, 6, первую шину 7 источника питания, третий и четвер -тый резисторы 8, 9, третий и четвер- тый транзисторы 10, 11, дифференциалный усилитель J 2 с инверсным и прямым входами 13, 14, шину 15 источника смещения, вторую шину 16 источника питания, пятый и шестой резисторы 17, 18, элемент памяти 19, выполненный в виде первого конденсатора, блок 20 регистрации, третий конденсатор 21, седьмой резистор 22, первый и второй резисторы 23, 24, первый истоковый повторитель 25, первый транзистор сброса 26, второй истоковый повторитель ,27, второй транзистор сброса 28, второй ко.нденсатор 29.

Устройство формирования сигнала изображения работает следующим образом.

На подложку преобразователя 1 по- дается постоянное положительное, смещение. Блок 4 управления формирует на шинах управления секции накопления ФН1, Н2, НЗ соответствующие импульсы положительной полярности, обеспечивающие режимы накопления и переноса в выходной регистр информационных зарядовых пакетов, сформированных при воздействии изображения, поступающего в преобразователь 1. На шины управления выходного регистра импульсы ФР1, ФР2 и ФРЗ положительной полярности (фиг.2 а,б,в) обеспечивающие вынос информационных

зарядовых пакетов к плавающей диффузионной области, формируюигей информационный сигнал с помощью информационного элемента считывания, о,б- разованного первым истоковым повторителем 25 и первым транзистором сброса 26. Потенциал диффузионной области перед приходом каждого зарядово-« го пакета устанавливается первым транзистором сброса 26 за счет отпирающего импульса R на затворе первого транзистора сброса 26 {фиг. 2 г). На информационном выходе 2 формируются импульсы и (фиг.2 д), содержащие помеху от сигнала R, управляющего первым транзистором сброса 26, и сигнал, пропорциональный величине информационного зарядового пакета. Амплитуда помехи определяется соотношением

ДУк (

,

nfti 501

(1)

где йИц.-- амплитуда импульсов на затворе первого траггзистора сброса 26;

.- емкость затвор-сток первого источковго повторителя 25;

nk емкость плавающей диффузионной области;

С,- емкости затвор-сток первого транзистора сброса 26. Амплиутда компенсирующей помехи и на диффузионной области компенсационного элемента считывания, образованного вторым истоковым повторителем 27 и вторым транзистором сброса 28, и. соответственно на компенсадионном выходе 3 (фиг.2, е) определяется выражением, аналогичным выражению (l), в которое должны входить параметры компенсационного элемента с читывания. За счет разброса соответствующих емкостей в информационном и компенсационном элементах считывания амплитуды импульсных помех отличаются, что исключает полную компенсацию. Кроме того, за счет паразитного влияния импульсов переноса на шинах управления, асимметрии информационного и компенсационного элементов считывания сигналы помех на информационном и компенсационном выходах 2, 3 имеют некоторый временной сдвиг, что может привести при дифференциальном считывании к появлению ложных сигналов на выходе устройства формирования сигнапа изображения.

Для их исключения при появлении помехи на компенсационном выходе 3 второй транзистор 6 заряжает элемент памяти 19 до уровня, соответствующего уровню черйого на информационном выходе 2. На четвертом резисторе 9 происходит смещение этого уровня до напряжения на щине 15 источника смещения. В случае, если есть отличие напряжения на коллекторе четвертого транзистора 11 от U,, на прямом входе 14 относительно инверсного входа 13 дифференциального усилителя 12 формируется сигнал ошибки, который усиливается и подается в противо фазе на базу четвертого транзистора 11. Третий транзистор 10 образует с четвертым транзистором 11 отражатель тока. При попарном равенстве сопротивлений третьего 8 и четвертого 9 и пятого.17 и шестого 19 резисторов ток коллектора третьего транзистора 10 равен, току коллектора четвертого транзистора 11 и падения напряжений на третьем и четвертых резисторах 8 и 9 совпадают по величине. При этом первый транзистор 5 работает в режиме эмиттерного повторителя, характеризующегося хорошими частотными свойствами. На третьем резисторе 8 осуществляется смещение уровня черного к заданному уровню U,. (при

t- М

необходимости может быть осуиествле- на подстройка уровня черного четвертым резистором 9 для компенсации возможной асимметрии элементов считывания) .-Эпюра выходного сигнала устройства формирования сигнала изображения V пркве.р(ена на фиг. 2ж для

случая U(.

Третий конденсатор 21 позволяет повысить быстродействие устройства путем компенсации паразитной емкости на входе блока 20 регистрации. При использовании цепочки последователь- но включенных третьего конденсатора 21 и седьмого резистора 22 может быть получен более высокий коэффициент передачи и соответственно повышена чувствительность устройства. В этом случае третий транзистор 10 работает как усилитель по схеме с общей базой.

Второй конденсатор 29, подключенный мезвду входом 14 дифференциального усилителя 12 и общей шиной служит для повышения устойчивости

О 5 0

0

5

5

0

5

0

устройства формирования сигнала изображения .

В элементе .памяти 19 происходит интегрирование тока от действия импульсной помехи по компенсационному выходу 3 преобразователя 1, так что амплитудный уровень сигнала на коллекторе третьего транзистора 10 при наличии только помех на информационном и компенсационном выходах 2, 3 преобразователя 1 соответствует значению напряжения на щине 15 источника смешения плюс некоторая погрешность U(. + Unorp. ТТри периодическом поступлении сигнала помехи по компенсационному выходу 3 идет подстройка уровня на коллекторе третьего транзистора 10 и, поскольку помеха на информационном выходе 2 преобразователя I практически совпадает по амплитуде с помехой на компенсационном выходе 3, то она вы- полняет роль пьедестала. Если U 0, то напряжение пьедестала (напряжение на коллекторе 1ретьего транзистора 10) лежит в области отрицательных напряжений, а уровень амплитуды помехи соответствует нулю на коллекторе третьего транзистора 10. Такая автоматическая подстройка не зависит от временного сдвих а помех по компенсационному и информационному выходам 2, 3 преобразователя 1, поскольку смещение уровня нуля на коллекторе третьего транзистора 10 определяется интегральным процессом установления уровня. Разность амплитуд помех по выходам преобразователя 1 может быть скорректирована регулировкой величины четвертого резистора 9. Таким образом, любой информационный сигнал на коллекторе третьего транзистора 10 будет одной (положительной) полярности, что упрощает его выделение и последующую обработку. В частное- ти, использование в качестве блока 20 регистрации порогового элемента с нулевым порогом позволяет вьщелить только информационный сигнал.

Формула изобретения

1.Устройство формирования сигна- ла изображения, содержащее преобразователь свет-сигнал, информационньш и компенсационный выходы которого через первый и второй резисторы со- ответс твенно соедине гы с первой ши- ,

ной источника питания, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами преобразователя свет-сигнал, дифференциальный усилитель и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и разрешающей способности путем повышения точности привязки уровня черного, введены первый и второй транзисторы, базы ко торых соединены с информационным и компенсационным выходами преобразователя свет-сигнал соответственно, коллекторы соединены с первой шиной источника питания, а эмиттеры соединены с первыми вьшодамй Введенных третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых соединены с коллекторами введенных соответственно третьего и четвертого транзисторов, базы которых сбединены с выходом дифференциального усилителя, инверсный вход которого соединен с шиной источника смещения, а прямой вход соединен с коллектором четвертого транзистора.

D

Редактор Н.Швыдкая

tpusZ

Составитель Э.Борисов

Техред Л.Серд юкова Корректор С.Шекмар

Заказ 797/62 Тираж 639Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

972596

эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с второй птиной источника питания через введенные соответственно пятый и шестой реЗис5 торы, -Между эмиттером второго транзистора и общей шиной питания включен элемент памяти, выполненный в виде первого конденсатора, коллектор третьего транзистора соединен с вхоfO дом блока регистрации, а между коллектором четвертого транзистора и общей шиной питания включен второй конденсатор .

2.Устройство по п.1, о т ли f5 чающееся тем, что, с целью уменьшения искажений сигнала изображения параллельно,третьему резистору включен третий конденсатор.

3.Устройство по п., о т л и 20 чающееся тем, что, с целью уменьшения искажений сигнала изображения между эмиттером первого транзистора и эмитте5)ом третьего транзистора включе.ны последовательно соеди25 ненные третий конденсатор и седьмой резистор.

Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности путем повьпиения точности привязки уровня черного, а также уменьшение ВЧ-искажений и искажений сигнала изображения. Устр-во содержит преобразователь 1 свет-сигнал с информационным и компенсационным выходами 2 и 3, блок 4 управления, четыре транзистора (т) 5, 6, 10 и 11, семь резисторов 8, 9, 17, 18, 22, 23 и 24, диф. у-ль 12, элемент памяти (ЭП) 19, выполненный в виде конденсатора, блок 20 регистрации, два конденсатора 21 и 29, два истоко.:ых повторителя 25 и 27 и два Т 26 и 28 сброса. Для исключения ложных сигналов на выходе устр-ва при появлении помехи на выходе 3 Т 6 заряжает ЭП 19 до уровня, соответствующего уровню черного на выходе 2. На резисто- осуществляется смещение уровня к заданному уровню смещения и идет подстройка уровня на кол- лекторе Т 10. Такая автоматическая подстройка не зависит от временного сдвига помех по выходам 2 и 3 преобразователя 1, т.к. смещение уровня 1туля на коллекторе Т 10 определяется интегральным процессом установления уровня. Цель достигается введением Т 5, 6, 10 и 11, резисторов 8, 9, 17, 18 и 22, ЭП 19 и конденсаторов 21 и 29. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ре черного (Л Um }В UfTZ