Телевизионный цветосинтезатор Советский патент 1988 года по МПК H04N9/43 A63J17/00 

Изобретение относится к светомузыкальной технике и может использоваться в телевизионных автоматичес- ких цветомузыкальных установках для получения на экране цветного кинескопа изображений, цветовой тон и яркость которых автоматически.регулируются в соответствии с изменением параметров музыкальных произведений, Q воспроизводимых любым бытовым звуковоспроизводящим устройством - магнитофоном, проигрывателем, низкочастотным трактом приемника или телевизоа и т.д.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей утем обеспечения возможности достиения цветомузыкального эффекта.

Иа фиг.1 приведена структурная 20 схема телевизионного цветосинтезато- ра; на фиг.2 - принципиальная злект- ическая схема конкретного выполнения блока координатных делителей цветности; на фиг.З - примеры конкретного 25 выполнения делителя модуля цнета, аналогового ключа-инвертора и блока . матрицирования соответственноj на фиг,4 - временные диаграммы работы устройства на фиг,5 диапаз-он пере-,., стройки управляемого фильтра низкой частоты и управляемого фгтьтра высокой частоты.

Телевизионный цветосинтезатор содержит последовательно соединенные генератор 1 опорного напряжения де литель 2 модуля цвета, блок. 3 координатных делителей цветности, выходы. которого соединены со входами цветного кинескопа 4, последовательно соединенные звуковоспроизводящее устройство 5,- логарифмический усилитель 6, первый блок 7 выделения огибающей амплитуды звукового сигнаг а, nepBf m аналоговый ключ-инвертор 8, после- довательно соединенные селектор 9 строчных синхрош-шуль сов, детектор to, интегратор 11, блок 12 матрицирования , инвертор 13, управляемьй фильтр 14 высокой частоты, второй блок 15 выделения огибающей амплитуды зву кового сигнала, второй аналоговый ключ-инвертор 16 и последовательно соединенные управляемьй фильтр 17 низкой частоты, третий блок 18 выде- ления огибающей амплитуды звукового 55 сигнала, третий аналоговый ключ-инвертор 19, первьй и второй выходы которого соединены со вторым и третьим

35

40

:45

,

Q5

20 25,.,

к 55 35

40

:45

50

входами блока 3 координатных делителей цветности, четвертый и пятый вхо- ды которого соединены соответственно с первьм и вторым выходами второго аналогового ключа-инвертора 16, а первый вход - с входом селектора 9 строчных синхроимпульсов, причем первьй и второй выходы первого аналогового ключа-инвертора 8 подключены соответственно к второму и третьему входам делителя 2 модуля цвета, а выход логарифмического усилителя 6 соединен с вторым входом управляемого фильтра 14 высокой частоты и первым входом управляемого фильтра 17 низкой частоты, второй вход которого соединен с вторым вьгходом блока 12 матрицирования. Блок 3 координатных делителей цветности содержит, например, (фиг.2) первьм-десятьй 20-29 оптроны соответственно, шину 30 + источни- ка питания.

Делитель 2 модуля цвета содержит, например, (фиг.За) одиннадцатьй 31 и двенадцатый 32 оптроны соответственно.

Первый, второй и третий аналоговые ключи-инверторы 8, 16 и 19 соответственно содержат, например, (фиг.36) резисторы 33-36, а также первьй 37 и второй 38 транзисторы.

Блок 12 матрицирования содержит (фиг.Зв) первый-четвертьй .39-42 ре- . зисторы соответственно.

Телевизионный цветосинтезатор работает следующим образом.

Генератор 1 опорного напряжения вырабатывает опорный сигнал Uon который запускает строчные (ССИ) и кадровые (КСИ) синхродашульсы. Этот сигнал поступает на делитель 2 модуля цвета, коэффициент деления которого определяет текущее значение модуля синтезируемого изображения U(t) и изменяется в соответствии с изменением управляющих сигналов, поступающих с первого и второго выходов первого аналогового ключа-инвертора 8, Текущее значение модуля синтезируемого изображения Uy(t) определяется в соотв етствии с выражением U/t) K,(t)-U,, ,

где K,(t) - коэффициент деления, оп- ределяемьй по формуле

Ki(t)

R 3l(t)

R,,(t) + Rii(t)

где Rji и К з - активнь е сопротивления фоторезисторов одиннадцатого 31 и двенадцатого 32 оптронов соответственно, изменяемые -в соответствии с изменением управляющих сигналов (U -j и и), поступающих на первый и второ входы управляемого делителя 2 модуля цвета (причем U + U Е,, где Ер, - напряжение источника питания).

Изменение управляющих сигналов, подаваемых на первьй и второй входы управляемого делителя 2 модуля цвета с первого и второго выходов первого аналогового ключа-инвертора 8, проис ходит под воздействием управляюи его сигнала на входе первого аналогового ключа-инвертора 8. Причем увеличение уровня управляющего сигнала на входе первого аналогового ключа инвертора 8 приводит к увеличению тока, протекающего через светодиод - одиннадцатого оптрона 31 (по цепи:

кие уровня сигнала на входе второго

источника питания - све™ тодиод одиннадцатого оптрона 31 - ре- 25 аналогового ключа-инвертора 16 при- зистор 35 - коллектор - эюггтер пер- водит к увеличению ) и к умень- вого транзистора 37 - общая minia не- шепию K5,(t). точника электропитания), и к пропор- ; ци альному уменьшению тока, протекающего- через светодиод двенадцатого зо

оптрона 32 (по цепи: шина 30 + источника питан ю - светодиод двенадцатого оптрона 32 - резистор 36 - коллектор-эмиттер второго транзистора 38 - общая шина источника питания). Увеличение тока, протекаюо(его через светодиод одиннадцатого оптрона 31, приводит к увеличению излучаемого им светового потока, а уменьшение тока, протекающего через светодиод двенадцатого оптрона 32,- к уменьшению излучаемого им светового потока. При этом активное сопротивление R,, одиннадцатого оптрона 31 уменьшается, а активное сопротивление R j. двенадцатого оптрона 32 пропорционально увеличивается. Следовательно, коэффициент деления делителя 2 модуля цвета

(К ) увеличивается, что

31 31

:приводит к увеличению модуля синтезируемого цвета и т- К,- Ugp,. При уменьшении уровня управляющего сигнала на входе первого аналогового ключа-инвертора 8 К , уменьшается, что приводит к уменьшению модуля синтезируемого цвета и (фиг.4г).

Напряжение UT(t) с выхода делите- ля 2 модуля цвета поступает на входы

35

Напряжение U,(t) U ,(t) снимаемое с выхода делителя напряже НИЛ на фоторезнсторах первого 20 и второго 21 оптронов поступает на вх делитапя иатряжен ья, состоящего из последовательно соединенных фоторезисторов пятого 24 и шестого 25 оптронов, а напряжение с выхода делителя на последовательно соединенных фоторезисторах третьего 22 и четвер того 23 оптронов, соответственно по дается на вход делителя напряжения, содержащего последовательно соедине ные фоторезисторы седьмого 26 и вос мого 27 оптронов. При этом увеличен уровня сигнала на входе третьего ан с логового клюЧа инвертора 19 приводит ;К уменьшению коэффициента деления де лителя напряжения, состоящего из дву последовательно соединен11ых фоторе- зисторов пятого 24 и шестого 25 оп-

R25(t) тронов K,,t)

40

50

15

(t)

коэф

фициента делен11я делителя напряжения на фоторезисторах седьмого и восьмого оптронов 26 и 27 соответственно

55

K(t)

27(t

R,;(t)

+ Ro-jCt)

и к пропорци

ональному увеличению коэффициента де ления делителя напряжения на фоторетрех делителей напряжения блока 3 координатных делителей цветности, каждый из которых состоит из двух последовательно включенных фоторезисторов (первого 20 и второго 21 оптронов, третьего 22 и четвертого 23 оптронов, девятого 28 и десятого 29 оптронов), При этом увеличение уровня сигнала на входе второго аналогового ключа-инвертора 16 приводит к л 1еньшенню ко- :эффициента деления делителя, состоящего из фоторезисторов первого 20 и второго 21 оптронов - К(t)

(t) ; R-7t) . « у Л1текию коэффидггента деления делите-диненные фоторезисторы третьего 22 и четвертого 23 оптронов - K3(t) R.,(t)

- Р Г)--1 .. R ( (Фиго.е), Уменьше- - ч - / - /

кие уровня сигнала на входе второго

аналогового ключа-инвертора 16 при- водит к увеличению ) и к умень- шепию K5,(t). ;

аналогового ключа-инвертора 16 при- водит к увеличению ) и к умень- шепию K5,(t). ;

Напряжение U,(t) U ,(t)) , снимаемое с выхода делителя напряже- НИЛ на фоторезнсторах первого 20 и второго 21 оптронов поступает на вход делитапя иатряжен ья, состоящего из последовательно соединенных фоторезисторов пятого 24 и шестого 25 оптронов, а напряжение с выхода делителя на последовательно соединенных фоторезисторах третьего 22 и четвер- того 23 оптронов, соответственно подается на вход делителя напряжения, содержащего последовательно соединенные фоторезисторы седьмого 26 и восьмого 27 оптронов. При этом увеличение уровня сигнала на входе третьего ана- логового клюЧа инвертора 19 приводит ;К уменьшению коэффициента деления де-- лителя напряжения, состоящего из двух последовательно соединен11ых фоторе--; зисторов пятого 24 и шестого 25 оп-

R25(t) тронов K,,t)

15

(t)

коэффициента делен11я делителя напряжения на фоторезисторах седьмого и восьмого оптронов 26 и 27 соответственно

55

K(t)

27(t

R,;(t)

+ Ro-jCt)

и к пропорциональному увеличению коэффициента деления делителя напряжения на фоторезисторах девятого и десятого оптро- нов 28 и 29 соответственно K(t)

R,,(t)

R,.(t) 4- R.(t)

Уменьшение уровня

сигнала на входе третьего аналогового ключа-инвертора 19 приводит к увели чению K(t) и к пропорциональному уменьшению K5(t) и K4(t).

С выхода делителя напряжения на фоторезисторах девятого 28 и десятого 29 оптронов соответственно цвето- отдельное напряжение U(t) )x X K(t) подается на управляющий электрод красной пушки цветного кинескопа 4, с выхода делителя напряжения на фоторезисторах седьмого и восьмого оптронов 26 и 27 соответственно цветоотдельное напряжение Ug(t) t)K(t)Ks(t) поступает на управляющий электрод синей пушки, а с выхода делителя напряжения на фоторезисторах пятого и шестого оптронов 24 и 25 соответственно цветоотдельное

напряжение ) К ,(t)Kj(t)K4 (t) подается на управляющий электрод зеленой пушки цветного кинескопа 4. Рри этом

) + Ue(t) + UG(t) UonK,(t) X X Kj(t) 4- UonK,(t)K5(t)Kj(t) + Uen X X Ki(t)K(t)K(t) UenK,(t)CKj(t) + + K5(t)Ky(t) + Kj(t)K4(t), :a так как K(t) + K(t) K(t) . K(t) x PC K(t) 1 в любой момент времени t, kTO достигается выбором исходной ра- |бочей точки транзисторов первого,вто- |рого, третьего аналоговых ключей-ин- |верторов 8, 16 и 19 (сумма поделенных напряжений всегда равна модулю цвета UR + Up -f и Q Ur).

Электрический звуковой сигнал с выхода звуковоспроизводящего устройства 5, в качестве которого могут использоваться магнитофон, проигрыватель, низкочастотный тракт приемника или телевизора и т.д., поступает на вход логарифмического усилителя 6, служащего для сжатия динамического диапазона нсхоцпых. звуковых колебаний с целью моделирования закона Вебера- Фехнера. С выхода логарифмического 6 сжатьй по динамическому диапазону электрический звуковой сигнал поступает на вход первого блока 7 выделения огибакядей амплитуды звукового сигнала (блок 7 вьщеления огибающей может быть выполнен, например, по принципиальной схеме), а также на

0

0

5

30

35

40

45

50

первые входы управляемого фипьтра 14 высокой частоты и управляемого фильтра 17 низкой частоты, с помощью которых производится анализ частотных составлякхцих электрического звукового сигнала, Электртмеские звуковые сигналы, частотный спектр которых,в данный момент времени лежит в полосе пропускания фильтра 14 высоких частот, подаются на вход второго блока 15 выделения огибающей, а электрические звуковые сигналы, частотный спектр которых лежит в полосе проз- .рачности фильтра 17 низких частот, поступают на вход третьего блока 18 выделения огибающей.

На выходе первого блока 7 вьщеления огибающей вьщеляется электрический сигнал, характеризующий изменение интенсивности звука во всем частотном спектре, а на выходе второго и третьего блоков 15 и 18 вьщеления огибающей соответственно - в полосе пропускания фильтра 14 высоких частот и фипьтра 15 низких частот. Сигналы с виходов первого, второго и третьего блоков 7, 15 и 18 вьщеления соответственно огибаюп5ей поступают на входы первого, второго и третьего аналоговых ключей-инверторов 8, 16, 19 соответственно, управляя коэффициентами деления К, К, К, К,

S f .

Пусть воспроизводимый звуковоспроизводящим устройством 5 сигнал в промежутке времени такой, что изменение во времени огибающей амплитуды, вьщеляемой на выходе первого блока 7 вьщеления огибающей происходит в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг.4а,-При этом характер изменения- частоты звука такой, что вьщеленная на выходе второго блока 15 вьщеления огибающая амплитуды высокочастотной составляющей звукового сигнала изменяется в соответствии с временной диаграммой фиг.4б, а вьщеленная на выходе третьего блока 18 вьщеления огибающая амплитуда низкочастотной составляющей звукового сигнала - в соответствии с фиг.4в. Тогда коэффициент К делителя 2 модуля цвета и коэффициенты К, К 3, К, Kj, К блока 3 координатных делителей цветности изменяются в соответствии с временными диаграммами, приведенными на фиг.4г, д, е, ж, 3, и соответственно. Изменение

указанных коэффициентов приводит к изменению уровней выходных цвето- отдельных сигналов Up, Ug, U в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг.4 к, л, м.

Сигнал и on замешанными в него строчными и кадровыми синхроргм- пульсами с выхода делителя 2 модуля цвета поступает также на селектор 9 строчных синхроимпульсов, который выделяет строчные синхроимпульсы, детектируемые детектором 10 и интегрируемые интегратором 11. На выходе интегратора 11 формируется напряжение, пропорциональное 1)-, которое поступает на вход блока 12 матрицирования.

Блок 12 матрицирования предназначен для формирования сигналов, управляющих частотными характеристиками фильтра 14 высокой частоты и фильтра 17 низкой частоты. Управляюи1ие сигналы формируются блоком 12 в определенной пропорции из сигнала, поступающего с выхода интегратора 11 (напри- мер, если напряжение, вьзделяемое на выходе интегратора 11, имеет величину U, то напряжение, сформированное наХпервом выходе блока 12 матрицирования, должно иметь величину U 0,30и, а на вторрм U 0,11U) (из уравнения баланса белого света). Выбором номиналов резисторов, входящих в схему матрицирования, добиваются требуемого соотношения между входным и выходными сигналами. Например, пусть сопротивления первого, второго, третьего и четвертого резисторов 39- 41 соответственно имеют величины R, Rij, R, R4, тогда, если на вход бло- ка 12 матрицирования подано напряжение величины и, на первом ее выходе будет сформировано напряжение

п yiR 2 R3 + R2 R4).

1 3 + RiRr+ R

Ra + 45

a на втором

.

Л T r . .ТПТ

+

R,R3 +

RfR4 +

,2.3

Из полученных выражений находят номиналы резисторов, которые позволя ют получить необходимое соотношение между и, и и и2.

Сигнал и со второго.выхода блока 12 матрицирования подается на вход инвертора 13, которьй осуществляет его преобразование в сигнал - и (где Ugn ) С выхода инвертора 13 сигнал и -г подается на пер

Uj u;n

IQ 15

202530Q

35

45

go

55

вьй (управляющ1ш) вход управляемого фильтра 14 высокой частоты, а сигнал и, , сформированный на втором выходе блока 12 матрицирования, поступает на второй управляющий вход фильтра 17 низкой часто1Ъ1. Управляемьй фштьтр 17 низкой частоты и управляемьй фильтр 14 высокой частоты могут быть вьтол- нены по схеме RC фильтров, элементом R (активным сопротивлением) в которых является фоторезистор оптрона, активное сопротивление которого зависит от силы светового потока излучаемого светодиодом, подключенным к входу управления. Так, например, Г-образный фильтр 17 низкой частоты имеет верхнюю граничную частоту f, , равную 160/RC, а фипьтр 14;высокой частоты - нижнюю граничную частоту f 160/RC, При изменении величины, активного сопротивления R происходит изменение полосы прозрачности фильтров.

Пределы изменения граничных частот f, и f фкпьтров 17 и 14 выбираются исходя из того, что употребляемость звуков в музыкальных произведениях не одинакова и наиболее часто употребляемые звуковые частоты лежат в диапазоне 55-1,5 кГц.

Граничные частоты f, и f фильтров 17 и 14 изменяются под воздействием поступающих на их управляющие входы сигналов, которые пропорциональны интенсивности звуков. Изменения граничных частот f и f-j показаны на фиг.5 для звукового сигнала минимальной интенсивности (или при его отсутствии), гран1-гчные частоты показаны сплошной линией, а для звукового сигнала максимальной интенсивности - пунктирной. Изменение частотного диапазона jF f,, - ., для рассматриваемого интервала времени показано на фиг.4н.

Таким образом, яркость синтезируемого на экране цветного кинескопа изображения зависит от уровня звуко- вого сигнала, а цветовой тон - от ин- тенсивпостей его частотных составляющих. Кроме того, поскольку граничные частоты управляемого фильтра 14 высокой частоты и управляемого фильтра 17 низкой частоты также зависят от уровня звукового сигнала, при его изменении производится автоматическое перераспределение частотных составляющих, от интенсивностей которых находится в зависимости цветовой тон

получаемого на экране скопа изображения.

цветного кине™

Формула изобретения

Телевизионный цветосинтезатор, содержащий последовательно соединенные генератор опорного напряжения, дели™ тель модуля цвета, блок координатных делителей цветности, выходы которого соединены с входами цветного кинескопа, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности достижения цветомузыкапь ного эффекта, в него введены последо ;вательно соединенные звуковоспроизводящее устройство, логарифмический усилитель, первь1й блок вьщеления огибающей амплитуды звукового сигнала, первый аналоговый ключ-инвертор, последовательно соединенные селектор ;строчных синхроимпульсов, детекто|р, интегратор, блок матрицирования, инвертор, управляемый фильтр высокой частоты, второй блок вьщеления огиба

ющей амплитуды звукового сигнала, второй аналоговый ключ-инвертор и последовательно соединенные управляемый фильтр низкой частоты, третий блок вьщеления огибающий амплитуды звукового сигнала, третий аналоговый ключ-инвертор, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами блока координатных делителей цветности, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго аналогового ключа-инвертора, первый вход с входом-Селектора строчных синхроимпульсов, причем первый и второй выходы первого аналогового ключа-инвертора подключены соответственно к второму и третьему входам делителя модуля цвета, а выход логарифмического усилителя соединен с вторым входом управляемого фильтра высокой частоты и первым входом управляемого фильтра низкой частоты, второй вход которого соединен с вторым выходом блока матрицирования.

От 2

Изобретение может использоваться в телевизионных автоматических цветомузыкальных установках. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности достижения цветомузыкаль- ного Эффекта. Введение логического усилителя 6, блоков 7, 15 и 18 вьщелеиия огибающей амплитуды звукового сигнала, аналоговых ключей-инверторов 8, 16 и 19, селектора 9 строчных синхроимпульсов, детектора 10, интегратора 11, блока 12 матрицирования, инвертора 13, управляемого фильтра 14 высокой частоты, управляемого фильтра 17 низкой частоты и образование новых функциональных связей позволяет полу- чат на экране цветового кинескопа изображения, цветовой фон и яркость которого автоматически регулируется в соответствии с изменением параметров музыкальных произведений. Устройство также содержит генератор 1 опорного напряжения, делитель 2 модуля цвета, блок 3 координатных делителей цветности, цветной кинескоп 4, звуковоспроизводящее устройство 5. 5 ил. (Л С

От 16 От IS Qfjjig

Фие.2

0ml

От 8

От 8

От 11

к 17

8j1S.19 -L

От 1.15,18

Фиг.З

Hi