Устройство для измерения искаженных телевизионного сигнала Советский патент 1987 года по МПК H04N17/02 

1

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при измерениях и контроле ка- .чественных показателей телевизионных (ТВ) каналов.

Цель изобретения - повышение точности при одновременном сокращении времени измерений.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения искажений телевизионного сигнала; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения искажений телевизионного сигнала (фиг.) содержит блок 1 ввода команд управ- Ленин, блок 2 формирования цикла измерения , блок 3 управления коммутацией, коммутатор 4 входных сигналов, коммутатор 5 коррекции, блок 6 аналоговой обработки, синхронизатор 7, блок 8 аналого-цифрового преобразования (А1Щ) , модулятор 9, селектор 10 срыва, блок 11 вычисления параметров блок 12 усреднения параметров, блок 13 вычисления оценки сред1-{еквадратич ного отклонения, блок 14 сравнения, блок 15 хранения допусков, блок 16 созпащения, блок 17 вывода информации, блок 18 запоминания результата измерения, блок 19 формирования разг ности и анализатор 20 наличия брака.

Устройство дл я измерения искажени телевизионного сигнала работает следующим образом.

Вид проводимой операции задается с помощью блока . ввода команд управления, который может быть вьшолнен, например, в виде клавиатуры, форми- рующей на выходе цифровой код, соотвелствующик выбранной оператором операции по измерению конкретного параметра ТВ-сигнала и содержащий следующую информацию:

о номере измеряемого входного канала ;

о номере измеряемого параметра (либо об измерении всех параметров

2

Сигналы (цифровые коды), ггереда- ваемые по выходным шинам блока 2, сначала программируют другие блоки устройства для проведения измерений заданного параметра одного из входных сигналов (очередного параметра из заданной последовательности) в заданном режиме работы (прямое или разностное измерение). В частности, после инициализации одного из алгоритмов измерений, хранящегося в ПЗУ блока 2, на первом этапе в регистр блока 3 з.аписьшается номер измерительного канала (либо каналов 45 для случая разностных измерений). Вьпсодной сигнал блока 3 обеспечивает необходимые переключения коммутатора 4, через которьй в требуемой последовательности ТВ-сигналы изданного канала в циклическом режиме); Q мерительных каналов поступают на схео типе измерения: прямае (измере- измерения, ние абсолютного значения параметра

по выбранному каналу) либо разност- ТВ-сигналы, поступающие на входы ное (измерение разниц, искажений дан коммутатора 4, представляют собой ного параметра на двух входах).

Последний режим позволяет определить -долю искажений, вносимых конкполные цветовые ТВ-сигналы

iivjoiiiLJUi ij,DCJVJODit:; iu 1-и1 налы С введен- .ными в них сигналами испытательньк строк.

ретным участком тракта передачи ТВ-сигнала.

10

5 35

Q972602

С выхода блока цн фовой код поступает на первый вход блока 2 ф ормиро- вания цикла измерения, расшифровьша- ется и приводит к запуску одного из алгоритмов работы устройства. Поскольку блок 2 представляет собой микропрограммный автомат, он может быть выполнен на базе микропроцессора.

Следует заметить, что многие из функциональных блоков предложенного устройства выполняют либо сложные функции логического анализа и управления, либо вычисления, в связи с чем целесообразно такие блоки выполнить на основе стандартной аппаратурной едини1.1Ь - микропроцессорного контроллера - функции которого задаются путем установки постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) с соответствующей программой. При этом в ряде случаев один контроллер может вьтолнять одновременно функции нескольких блоков предложенного устройства, и его производительности для этого.достаточно. Например, :клавиатура блока I может подключаться к одному из портов койтроллера, входящего в блок 2, и обслуживаться им в режиме разделения времени.

Сигналы (цифровые коды), ггереда- ваемые по выходным шинам блока 2, сначала программируют другие блоки устройства для проведения измерений заданного параметра одного из входных сигналов (очередного параметра из заданной последовательности) в заданном режиме работы (прямое или разностное измерение). В частности, после инициализации одного из алгоритмов измерений, хранящегося в ПЗУ блока 2, на первом этапе в регистр блока 3 з.аписьшается номер измерительного канала (либо каналов 45 для случая разностных измерений). Вьпсодной сигнал блока 3 обеспечивает необходимые переключения коммутатора 4, через которьй в требуемой последовательности ТВ-сигналы из20

25

30

Q мерительных каналов поступают на схе ТВ-сигналы, поступающие на входы коммутатора 4, представляют собой

полные цветовые ТВ-сигналы

iivjoiiiLJUi ij,DCJVJODit:; iu 1-и1 налы С введен- .ными в них сигналами испытательньк строк.

ТВ-сигнал (фиг.2а) с выхода коммутатора 4 через коммутатор 5 поступает на сигнальный вход блока 6, который производит предварительную обработку ТВ-сигнала;.фиксацию постоянного уровня сигнала, аналоговую фильтрацию для повышения помехоустой чивости при измерении размахов относительно низкочастотных элементов сигнала (синхроимпульсы, импульс белого В2 в испытательных строках и его перекоса, искажения гасящих .импульсов полей и прямоугольных импульсов частоты следования 50Гц и т.д.), выделение низкочастотных искажений сигнала (искажения уровня гашения), выделение и усиление флук- туационных помех в 22 (335) строках ТВ-сигнала, их взвешивание с помощью специального фильтра.

Кроме того, блок 6 обеспечивает выделение цветовой поднесущей для измерения нелинейности и дифференциальной фазы сигнала цветности, детектирование цветовой поднесущей для измерения дифференциального усиления и т. д.

Выбор необходимого режима работы и коммутация внутренних функциональных узлов блока 6 осуществляется в соответствии с измеряемым параметром по сигналам, поступаювщм на его третий управляющий вход от блока 2.

Одновременно ТВ-сигнал с выхода коммутатора 4 поступает- на сигнальный вход синхронизатора 7, который представляет собой ведомый синхроге- нератор и выделяет из входного ТВ-сигнала информацию о временном положении его элементов. В частности, с второго выхода синхронизатора 7 на второй вход блока 2 поступает импульс (фиг.2б), определяющий временной интервал, в котором производится обработка ТВ-сигнала.

На первом выходе синхронизатора 7 формируются импульсы, используемые для управления схемой фиксации уровня блока 6, стробирования ТВ-сигнала в характерных точках блодом 8 и запуска модулятора 9. С третьего вы- хода синхронизатора 7 импульсы, соответствующие по времени сижсроимпуль- сам полного ТВ-сигнала, поступают на второй вход селектора 10 срьта, на первый вход которого поступает ТВ-сигнал с выхода коммут атора 4, В случае расхождения во времени указанных сигналов на выходе селектора 10 срыва формируется соответствующий

5

Q

Q

Q

5

логический уровень, используемый в дальнейшем для определения достоверности результатов измерений.

На управляющий вход синхронизатог ра 7 с второго выхода блока 2 поступает управляющий сигнал, определяющий, какие элементы ТВ-сигнала подлежат измерению.

ТВ-сигнал с выхода блока 6 поступает через блок 8 А1Щ на сигнальный вход блока 11 вычисления параметров, который обесцечивает обработку представленных в цифровом виде отсчетов ТВ-сигнала в характерных точках в соответствии с алгоритмом расчета измеряемого параметра. Выбор алгоритма производится в соответствии с управляющим сигналом, поступающим по первой выходной шине блока 2 на управляющий вход блока 11. Для повышения точности измерений блок 11 формирует напряжение смещения, поступающее на второй управляющий вход блока 6 и обеспечивающее смещение измеряемых уровней ТВ-сигнала к середине линейного участка амплитудной характеристики блока 8.

Для пояснения дальнейшей обработки сигналов в предложенном устройстве рассмотрим измерение размаха импульса опорного белого В2. В этом случае после фильтрации в блоке- 6 сигнал (фиг.2в) стробируется в блоке 8 сначала импульсом (фиг.2г), соответствующим по времени вершине импульса опорного белого В2 (точка в , фиг.2в), а затем (в следующем кадг ре) - аналогичным импульсом, соответствующим по времени уровню гашения (точка Вд, фиг,2в).

Для коррекции возможных погрешностей измерения (за счет нелинейности и нестабильности канала аналоговой обработки.и АЦП) используется коррекция результатов измерений,которая производится следующим образом. .

После окончания цикла измерения (определение значений уровней сигнала в точках Вд и в) по результатам измерений, поступающим с выхода сигнала коррекции блока 11, модулятор 9 формирует на втором входе коммутатора 5 импульс (фиг.2д), уровни которого в точках в, и в соответствуют измеренным блоком 11 уровням .сигнала Сфиг.2в) в точках в и в. Управление модулятором 9 осуществляется импульсами с первого выхода синхро5

ниэатора 7. Управление комм 5 осуществляется по второй ка 2.

Сущность алгоритма корретоит в следующем.

Пусть измеряется размах

В с истинным значением, равным А. Если измеренное блоком 11 значение отличается от истинного значения А и равно А, А (+),то при повторном измерении сформированного модулятором и поданного через второй сигнальный вход коммутатора 5 сигнала размахом А (+ot) получается значение, равное Aj A(+6i). Вычисление скорректированного знанения результата измерений производится по формуле

А,

2А, - А А (1-oi)

При с « 1 погрешность А становится MeHbpje погрешности измерения А и при повторении описанного алгоритма может быть сведена к сколь угодно малой величине.

Описанная процедура в случае разности измерений производится дважды для ТВ-сигнала эталонного канала и для измеряемого канала.

. Для уменьшения влияния помех измерения каждого параметра производятся многократно. Последовательность результатов измерения параметров поступает с выхода блока 1 на блоки 12 и 3. В блоке 12 по результатам отдельных измерений параметров Ai определяется среднее значение измеряемой величины по формуле

-N-.

где N - число измерений, определяемое по величине среднеквадратичного отклонения (СКО), вычисляемого в блоке I3 по формуле

Н-т

{ , у2

JLTL, .-1-|у N-mvt - +

N-W41 ;

где га - минимальное число измерений; а;- козффициенты взвешивания

i-X результатов измерения. Для обеспечения несмещенной оценки СКО должны выполняться соотношения

о

и

II 2

z: а.

1 1

Величины а; выбираются из условия минимальной погрешности оценки СКО.

В случае, если СКО измеряемого параметра оказьюается, например, в три раза меньшим величины допуска, блок 14 формирует сигнал Ькончания измерения параметра, который поступает на первые управляющие входы блоков 12 и 3 для прекращения вычислений и на третий вход блока 2, обеспечивая переход к измерению следую- щего параметра.

Начало цикла вычислений в блоках 12 и 13 инициируется сигналом по первой выходной шине блока 2.

Уровни допусков на измеряемые па- раметры поступают на второй вход

блока 14 с выхода блока 15, управляемого также по первой выходной шине блока 2.

В случае, прямого измерения рёзуль- таты измерения параметра и СКО с выходов блоков 12 и 13 через блок 16 поступают на вход блока 17 вывода информации. При разностном измерении результат измерения параметра в опор- ном канале запоминается в блоке 18. После измерения этого -же параметра в измеряемом канале результат второго измерения поступает с вькода блока I2 на первый вход блока 9, на второй вход которого поступает результат измерения этого же параметра опорного канала с выхода блока 18.

Последовательность передачи результатов измерений на блок 16 опре- деляется в зависимости от типа измерений и определяется управляющими сигналами, поступающими на управляющие входы блоков 12, 18 и 19 по первой выходной шине блока 2. Для повьш1ения достоверности измерений осуществляется постоянный контроль за величиной измеряемых параметров анализатором 20 наличия

брака, на входы которого поступэ ; ют результаты измерений с выхода

блока 12 и сигнал с выхода селектора 10 срьша, поступающий также на второй вход блока 17. Анализатор 20 , формирует сигнал брака в том случае, если измеренная величина вьпсодит за логически разумные пределы, например, если размах ТВ-сигнала в три раза меньше номинальной величины. Кроме ТОГО;, сигнал брака формируется и в том случае, если зафиксирован срыв синхронизации селектором 10 срьгоа.

Управление работой анализатора 20 (определение времени анализа, уровней сравнения) осуществляется по сигналу, поступающему на его управляющий вход по первой выходной шине блока 2. Выходной сигнал анализатора 20 обеспечивает запирание блока 16.

Тем самым результаты некорректных измерений не поступают на блок 17 вывода информации.

По сигналу селектора срыва 10 блок I7 выдает информацию о дефектах входного ТВ-сигнала.

Таким образом, за счет обеспечения коррекции ошибок канала преобразования ТВ-сигнала и использования разностных измерений повышается точность измерения, а оценка в процессе измерения величины СКО измеряемых параметров позв оляет использовать адаптивный алгоритм измерений, сокращающий время измерения без, снижения требуемой точности. Одновременно использование анализатора брака позволяет повысить достоверность результатов измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения искажений телевизионного сигнала, содержащее коммутатор входных сигналов, входы которого являются входами измеряемых телевизионных сигналов, а выход соединен с сигнальным входом синхронизатора, первая выходная шина которого соединена с первьм управляющим входом .блока аналоговой обработки и с управляющим входом блока аналого-цифрового преобразования, сигнальньй вход которого соединен с выходом блока аналоговой обработки, а выход соединен с сигнальным входом блока вычисления параметров, выход сигнала обратной связи которого соединен с .вторым управляющим входом блока аналоговой обработки, а управляющий вход соединен с управляющим входом блока хранения допусков и .с первой выходной шиной блока формирования цикла измерения, первый вход которого соединен с выходом блока ввода команд управления, а также коммутатор коррекции и блок вьшода информации.

972608

отличающееся тем, что, с целью повышения точности при одновременном сокращении времени измерений, введены блок управления

г коммутацией, селектор срьгеа, модулятор, блок усреднения параметров, блок вычисления оценки среднеквадратичного отклонения (СКО), блок сравнения, блок запоминания результата

fO измерения, блок формирования разности, блок совпадения и анализатор наличия брака, при этом первый сигнальный вход коммутатора коррекции соединен с первым входом селектора

15 срыва и с выходом коммутатора входных сигналов, второй сигнальный вход соединен с выходом модулятора, выход соединен с сигнальным входом блока аналоговой обработки, а управляющий

20 вход соединен с управляющим входом синхронизатора, с третьим управляю5

щим входом блока аналоговой обработки и с второй выходной шиной блока формирования цикла измерения, второй вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, третий выход которого соединен с вторым входом се- лектора срыва, управляющий вход модулятора соединен с первой выходной

0 шиной синхронизатора, а сигнальный вход соединен с выходом сигнала коррекции блока вычисления параметров, выход которого соединен с сигнальными входами блока усреднения парамет, ров и блока вьиисления -оценки СКО, выход которого соединен с первыми входами блока совпадения и блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока хранения допусков , а выход соединен с первыми управляющими входами блока вычисления оценки СКО, блока усреднения параметров и с третьим входом блока формирования цикла измерения, первая вы- ходная шина которого соединена с вторыми управляющшчи входами блока усреднения параметров, блока вычисления оценки СКО и с управляющими входами блока запоминания результата измерения, блока формирования разности, блока вьгоода информации, блока управления коммутацией и анализатора наличия брака, первый сигнальный вход которого соединен с выходом блока усреднения параметров, с сигнальным входом блока запоминания результата измерения, с первьм сигнальным входом блока формирования разности и вторым сигнальным входом блока совпа0

5

0

5

9 129726010

дення, третий сигнальный вход которо-,гзывода информации и с. выходом сего соединен с выходом блока формиро-лектора срыва, второй сигиаль- вания разности, выход соединен с пер-ный вход блока формирования раз- .вой входной шиной блока вьгеода ин-ности соединен с выходом блока формации, а управляющий вход соединен запоминания результата измерения, с выходом анализатора наличия брака,а выход блока управления комму- ,второй сигнальный вход которого сое-тацией соединен с управляющим вхо- дннен с второй входной шиной блокадом коммутатора входных сигналов.

В2 81

ut,2

Составитель Л.Стасенко Редактор Н.Швыдкая Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 797/62 Тир;зж 639Подписное

ВНИШИ 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

Цель изобретения - повышение точности при одновременном сокращении времени измерений. Устр-во содержит блок 1 ввода команд управления, блок 2 формирования цикла измерения, блок 3 управления коммутацией, коммутатор 4 входных сигналов, коммутатор 5 коррекции, блок 6 а.налоговой обработки, синхронизатор 7, блок 8 аналого-цифрового преобразования, модулятор 9, селектор 10 срыва, блок 1 вычисления параметров, блок 12 усреднения параметров, блок 13 вь1чис- ления оценки среднеквадратичного отклонения , блок 14 сравнения, блок 15 хранения допусков, блок 16 совпадения, блок 17 вывода информации, блок 18 запоминания результата измерения , блок 19 формирования разности и анализатор 20 наличия брака. Вид проводимой операции задается с помощью блока 1. Блок 1 формирует цифровой код, содержащий информацию о номере измеряемого входного канала, о номере измеряемого параметра, о типе измерения. В блоке 2 цифровой код расшифровьшается, в результате чего запускается один из алгоритмов работы устр-ва. Полный цветовой телевизионный сигнал с введенными в них сигналами испытательных строк поступает на коммутатор 4. 2 ил. i (Л С