Синхрогенератор Советский патент 1993 года по МПК H04N9/44 H04N5/04 

(Л

С

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в вещательном телевидении и в прикладных телевизионных установках. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования сигналов цветовой 2 синхронизации, жестко связанных с остальными сигналами. Синхрогенератор содержит два делителя частоты 1 и 2, восемь одновибраторов 3-10, фазовый детектор 11, фильтр нижних частот 12, управляемый генератор 13, формирователь импульсных сигналов 14 и формирователь сигналов цветовой синхронизации. Синхронизатор позволяет получить сигналы произвольной формы в произвольном стандарте разложения для систем черно-белого телевидения и в стандарте, например, системы СЕКАМ и совместных с ней систем цветного телевидения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

VI

00

00

ел

Ю 00

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в вещательном телевидении и в прикладных телевизионных установках.

Известны синхрогенераторы, позволяющие осуществлять формирование сигналов, необходимых для обработки черно-белых изображений. В синхрогенера- торе первого типа, содержащем задающий генератор, два делителя частоты и формирующее устройство, все необходимые импульсы (синхронизирующие, строчные и кадровые, гасящие и уравнивающие) в необходимой последовательности записываются на магнитном барабане. В процессе работы импульсы считываются с помощью магнитных головок. Фазовые сдвиги между импульсами задаются путем смещения магнитных головок вдоль дорожек.

В синхрогенераторах второго типа все необходимые импульсы формируются посредством отдельных блоков по заранее подготовленной и загруженной в них программе. При это м, по сравнению с синхро- генератором первого типа, эти синхрогенераторы более компактны, так как входящие в их состав блоки могут быть реализованы на интегральных микросхемах. Синхрогенераторы первого типа из-за своей громоздкости могут использоваться в стационарных условиях, в то время как синхрогенераторы второго типа можно использовать как в стационарных, так и в мобильных установках.

Однако создаваемый известными син- хрогенераторами набор сигналов недостаточен для того, чтобы их можно было использовать без дополнительных устройств в системах цветного телевидения. Основной причиной этого недостатка является отсутствие в наборе соответствующих сигналов цветовой синхронизации, необходимых для обработки цветных изображений,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является синхроге- нератор, содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и управляемый генератор, последовательно соединенные первый и второй одновибрагоры, последовательно соединенные второй делитель частоты и шестой одновибратор, последовательно соединенные третий делитель частоты и пятый одновибратор, последовательно соединенные четвертый и седьмой одновибраторы, а также восьмой одновибратор и формирователь импульсных сигналов, при этом запускающий вход четвертого одновибратора и вход третьего делителя частоты подключены соответственно к выходам второго делителя частоты и четвертого одновибратора, запускающие входы первого и восьмого од- новибраторов объединены со вторым входом фазового детектора и подключены к выходу первого делителя частоты, вход которого объединен с входом второго делителя частоты и с тактовыми входами всех одновибраторов и подключен к выходу управляющего генератора, а выходы со второго по восьмой одновибраторов, кроме четвертого, подсоединены соответственно к первому-шестому входам формирователя импульсных сигналов, причем все одновибраторы, первый, второй и третий делители частоты выполнены в виде программируемых таймеров, а первый вход фазового детектора и выходы формирователя импульсных сигналов являются соответственно

входом и выходами синхрогенератора.

Приведенный синхрогенератор позволяет на основе программируемых таймеров также формировать набор импульсных сигналов, необходимых при обработке чернобелых изображений. Однако в этом наборе отсутствуют сигналы цветовой синхронизации жестко связанные с остальными сигналами. В результате этого указанное устройство невозможно использовать в системах цветного телевидения без дополнительных устройств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей синхро- генератора, путем формирования

необходимых сигналов цветовой синхронизации, жестко связанных с остальными сигналами.

В системах телевидения при обработке изображений как на передаче, так и на приемедля формирования полного телевизионного сигнала основу составляют последовательности импульсов: уравнивающих, строчных и кадровых (синхронизирующих и гасящих). При черезстрочной

развертке генератор строчных импульсов и генератор кадровых иг/пульсов могут быть взаимно не синхронизированы. Однако обязательно должна быть жесткая связь по фазе: в начале каждого поля (полукадра)

кадровые синхроимпульсы привязываются то к нач.алу строки, ток ее середине.

В стационарных условиях вещательного телевидения эта задача решается путем записи необходимых импульсов в необходимой последовательности на магнитный барабан - каждый импульс или каждая группа импульсов на отдельной дорожке. В процессе работы в устройстве импульсы считываются с помощью магнитных головок.

Фазовые сдвиги между импульсами регулируются путем смещения магнитных головок вдоль дорожек.

Подобное техническое решение обязательно должно иметь в своем составе магнитный носитель и элементы, позволяющие считывать записанную информацию. Это, в свою очередь, невозможно осуществить без кинематической системы и механических частей, т.е. устройство отличается громоздкостью, невысокой надежностью и может быть использовано преимущественно в установках стационарного типа.

Предлагаемый синхрогенератор конструктивно может быть выполнен с использованием интегральных микросхем. При этом фазовые сдвиги между последовательностями импульсов, длительность импульсов и последовательность их следования могут легко задаваться посредством варьирования параметров RC-элементов одновибра- торов и установлением режимов работы делителей и мультиплексора путем изменения на их управляющих входах логических сигналов. Кроме того, надежность элементов электроники значительно выше, чем механических частей. Указанные обстоятельства позволяют избавиться от громоздкости, присущей базовому устройству, значительно повысить надежность синхро- генератора, что позволяет использовать его как в стационарных, так и в мобильных установках черно-белого телевидения произвольного стандарта разложения. В этом заключается преимущество предлагаемого устройства, по сравнению с базовым.

В последнее время, наряду с вещательным телевидением, широко используется и прикладное телевидение, в котором преимущественно используются синхрогенера- торы, реализованные на электронных элементах. В этом отношении наиболее перспективными оказались интегральные микросхемы, которые позволяют создавать компактные устройства с высокой степенью надежности и малым энергопотребелени- ем. Примером такого технического решения служит синхрогенератор, взятый в качестве прототипа,

Однако этот синхрогенератор без дополнительных устройств не может быть использован в системах цветного телевидения. Как известно, при обработке цветных изображений, в отличие от черно-белых изображений, необходимы дополнительные сигналы цветовой синхронизации. Эти сигналы должны быть жестко связаны как с кадровыми, так и со строчными импульсами. Так, например, в системе цветного телевидения СЕКАМ импульсы цветовой синхронизации, имеющие пилообразную форму,

должны следовать строго в течение девяти строк во время кадрового гасящего импульса на строках с 7-й по 15-ю в нечетном и на строках с 320-ю по 328-ю в четном полях

развертки. Подобная последовательность импульсов в известном синхрогенераторе отсутствует.

Предлагаемый синхрогенератор, наряду с набором сигналов, используемых при

0 обработке черно-белого изображения, позволяет формировать, в отличие от прототипа, последовательность импульсов цветовой синхронизации. Например, при использовании в системе цветного телеви5 дения СЕКАМ, посредством предлагаемого технического решения возможно формирование девяти пилообразных импульсов цветовой синхронизации в каждом поле развертки. Следовательно, предлагаемый

0 синхрогенератор может быть использован как в системах черно-белого изображения произвольного стандарта, так и в системе цветного телевидения СЕКАМ или совместных с ней, в чем заключается его явное пре5 имущество, по сравнению с прототипом.

Таким образом, предлагаемый синхрогенератор за счет формирования импульсов цветовой синхронизации цифровым методом может быть использован без дополни0 тельных устройств как в стационарных, так и в мобильных установках черно-белого и цветного вещательного или прикладного телевидения. Кроме того, за счет использования интегральных микросхем значительно

5 повышается надежность устройства, улучшаются массо-габаритные показатели, уменьшается энергопотребление. При этом также за счет изменения логических сигналов, подаваемых на блоки устройст0 ва, и варьирования параметрами его элементов реализуется значительно простое управление. В связи с этим предлагаемый синхрогенератор может быть использован в системах телевидения с произвольным

5 стандартом разложения, т.е. в конечном итоге расширяются его функциональные возможности.

Для достижения поставленной цели в синхрогенератор, содержащий два делите0 ля частоты, восемь одновибраторов и последовательно соединенные фазовый детектор, вход которого является входом синхрогенератора, фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход которого со5 единен с входами первого и второго делителей частоты, выход первого делителя частоты соединен со вторым входом фазового детектора и входами первого, третьего и восьмого одновибраторов, выход первого одновибратора через второй одновибратор

соединен с первым входом формирователя импульсных сигналов, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого со- единены соответственно с выходами третьего, шестого седьмого, пятого и восьмого одновибраторов, выход второго делителя частоты соединен с входами четвертого и шестого одновибраторов, выход четвертого одновибратора соединен с входом седьмого одновибратора, а выход формирователя импульсных сигналов является выходом синхрогенератора, введен формирователь сигналов цветовой синхронизации, три выхода которого соединены соответственно с выходами третьего, шестого и вторым выходам седьмого одновибраторов, а три выхода - соединены с седьмым, восьмым и девятым входами формирователя импульсных сигналов, десятый вход которого соединен с выходом четвертого одновибратора.

Формирователь импульсных сигналов содержит мультиплексор и первый элемент И, при этом первый, второй, третий, четвертый и пятый входы мультиплексора и первый и второй входы первого элемента И являются соответственно первым, вторым, четвертым, пятым, седьмым, третьим и шестым входами формирователя импульсных сигналов, восьмой, девятый и десятый входы которого, а также выходы мультиплексора и элемента И являются его выходами.

Формирователь сигналов цветовой синхронизации содержит последовательно соединенные девятый одновибратор, вход которого является вторым входом формирователя сигналов цветовой синхронизации, второй элемент И, второй вход которого соединен с третьим входом формирователя сигналов цветовой синхронизации, первый триггер, третий элемент И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй триггер, второй вход которого соединен со вторым входом первого триггера и выходом третьего делителя частоты и четвертый элемент И, второй вход которого является первым входом формирователя сигналов цветовой синхронизации, а выход- соединен с входом третьего делителя частоты и генератора пилообразного напряжения, выход которого является первым выходом формирователя сигналов цветовой синхронизации, вторым и третьим выходами которого являются соответственно выходы второго триггера и четвертого элемента И.

На фиг. 1, 2 и 3 представлена структурная электрическая схема предлагаемого синхрогенератора.

Синхрогенератор содержит два делителя 1 и 2 частоты, восемь одновибраторов 3...10 и последовательно соединенные фазовый детектор 11, вход которого является

входом синхрогенератора, фильтр 12 нижних частот и управляемый генератор 13, выход которого соединен с входами первого и второго делителей 1 и 2 частоты, выход первого делителя 1 частоты соединен со вторым

0 входом фазового детектора 11 и входами первого, третьего и восьмого одновибраторов 3, 5 и 10, выход первого одновибратора 3 через второй одновибратор 4 соединен с первым входом формирователя 14 импульс5 ных сигналов второй, третий, четвертый, пятый, шестой входы которого соединены соответственно с выходами третьего, шестого, седьмого, пятого и восьмого одновибраторов 5, 6, 8, 9 и 10, выход второго

0 делителя 2 частоты соединен с входами четвертого и шестого одновибраторов 7 и 6, выход четвертого одновибратора 7 соединен с входом седьмого одновибратора 8, выход формирователя 14 импульсных сигна5 лов является выходом синхрогенератора, формирователь 15 сигналов цветовой синхронизации, три входа которого соединены соответственно с выходами третьего 5, шестого б и вторым выходом седьмого 8 одно0 вибраторов, а три выхода - соединены с седьмым, восьмым и девятым входами формирователя 14 импульсных сигналов, десятый вход которого соединен со вторым входом пятого одновибратора 9, вход кото5 рого соединен с выходом четвертого одно- вибратора 7.

Формирователь 14 импульсных сигналов (фиг, 2) содержит мультиплексор 16 и первый элемент 1/1 17, при этом первый и

0 второй, третий, четвертый и пятый входы мультиплексора 16 и первый и второй входы первого элемента И 17 являются соответственно первым, вторым, четвертым и пятым, седьмым, третьим и шестым входами фор5 мирователя 4 импульсных сигналов, восьмой, девятый, десятый, входы которого, а также выходы мультиплексора 16 и элемента И 17 являются его выходами.

Формирователь 15 сигналов цветовой

0 синхронизации (фиг. 3) содержит последовательно соединенные девятый одновибратор 18 вход которого является вторым входом формирователя 15 сигналов цветовой синхронизации, второй элемент И 19,

5 второй вход которого соединен с третьим входом формирователя 15 сигналов цветовой синхронизации, пятый триггер 20, третий элемент 1/1 27, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 19, второй триггер 22, второй вход которого соединен со вторым входом первого триггера 20 и выходом третьего делителя 24 частоты и четвертый элемент И 23, второй вход которого является первым входом формирователя 15 сигналов цветовой синхронизации, а выход - соединен с входом третьего делителя 24 частоты и генератора 25 пилообразного напряжения, выход которого является первым выходом формирователя 15 сигналов цветовой синхронизации, вторым, третьим выходами которого являются соответственно выходы второго триггера 22 и четвертого элемента И 23.

Синхрогенератор работает следующим образом.

На первый вход фазового детектора (ФД) 11 поступает сигнал внешней синхронизации (при работе в ведомом режиме), а с выхода фазового детектора через фильтр нижних частот (ФНЧ) 12 управляющий сигнал поступает на вход управляемого генератора (УГ) 13, подстраивая его частоту под частоту внешней синхронизации.

Сигнал с тактовой частотой (фиг. 4а) с выхода У Г 13 поступает на входы первого 1 и второго 2 делителей частоты. При этом первый делитель 1 осуществляет деление частоты тактового сигнала до частоты кадровой развертки (фиг. 46). С выхода первого делителя 1 сигнал кадровой частоты поступает на запускающий вход первого одно- вибратора 3, тем самым каждый раз перезапуская его. С приходом положительного фронта первый одновибратор 3 вырабатывает одиночный импульс (фиг. 4в) с длительностью равной длительности первой последовательности уравнивающих импульсов (1УИ).

С выхода первого одновибратора 3 одиночный импульс поступает на запускающий вход второго одновибратора 4, положительным фронтом осуществляя его запуск (фиг. 4в). С выхода второго одновибратора 4 одиночный импульс (фиг. 4г), по длительности равный длительности кадрового синхроимпульса (КСИ), поступает на первый (управляющий) вход мультиплексора 16 формирователя 14 (фиг. 2). На второй (управляющий) вход мультиплексора 16 приходит одиночный импульс с выхода третьего одно- вибратора 5, длительностью Ту (фиг. 4д) равной

Ту + Т2уи

где Луи, Тауи, Ткси - длительности первой, второй последовательностей уравнивающих импульсов и кадрового синхроимпульса соответственно.

Под действием, сигналов, действующих на управляющих входах мультиплексора 1.6. на его входе осуществляется коммутация

одной из трех последовательностей сигналов: последовательности уравнивающих импульсов (фиг. 4м), снимаемой с первого входа пятого одновибратора 9, инвертируемой последовательности уравнивающих импульсов (фиг. 4н), снимаемой с второго выхода пятого одновибратора 9 и последовательности строчных синхроимпульсов (ССИ), снимаемой с выхода седьмого одно0 вибратора 8 (фиг. 4к), вследствие чего с выхода мультиплексора 16 снимается сигнал синхросмеси (фиг. 4у).

Последовательность строчных синхроимпульсов заданной длительности, снимае5 мая с выхода седьмого одновибратора 8, получается путем его перезапуска по фронту прямоугольного сигнала строчной частоты (фиг. 4и), поступающего с линии задержки строчных синхроимпульсов отно0 сительно строчных гасящих импульсов, реализованной на четвертом одновибраторе 7, который, в свою очередь, запускается сигналом, имеющим форму меандра и частоту строчной развертки (фиг. 4ж) и снимаемым

5 с выхода второго делителя частоты 2 тактовых импульсов до частоты строк. Этим же сигналом запускается шестой одновибратор 6, выдающий строчный гасящий импульс (фиг. 4з) по каждому положительному фрон0 ту на его запускающем входе.

Частота следования импульсов уравнивающей последовательности обычно в два раза выше частоты следования строчных синхроимпульсов. Поэтому последователь5 ность уравнивающих импульсов заданной длительности (фиг. 4м) и ее инверсия (фиг. 4н) формируется пятым одновибратором 9 из последовательности импульсов строчной частоты (фиг. 4и), снимаемой с выхода

0 линии задержки, реализованной на четвертом одновибраторе 7. При этом четный импульс уравнивающей последовательности формируется при поступлении переднего фронта импульса частоты строк (фиг. 4и), а

5 в нечетный импульс уравнивающей последовательности формируется при поступлении заднего фронта импульса частоты строк.

С выхода третьего одновибратора 5 оди0 ночный импульс (фиг. 4д) поступает на запускающий вход девятого одновибратора 18 формирователя 15 (фиг. 3), осуществляя положительным фронтом его запуск. С выхода девятого одновибрэтора 18 одиночный им5 пульс (фиг. 4о), по длительности соответствующий, например, поступлению переднего фронта второго строчного импульса, следующего вслед за второй уравнивающей последовательностью импульсов (фиг. 4у), поступает на вход второго элемента И 19 и

открывает его. При поступлении со второго выхода седьмого одновибратора 8 двух инвертированных строчных синхроимпульсов (фиг. 4л), последовательно срабатывают первый и второй триггеры 20 и 22. По сигналу с выхода второго триггера 22 открывается четвертый логический элемент 23, который пропускает последовательность строчных гасящих импульсов (фиг. 4з), снимаемую с выхода шестого одновибратора 6. Гасящие строчные импульсы, поступающие на вход генератора 25 пилообразного напряжения, каждый раз запускают его. При этом на выходе генератора 25 образуются пилообразные сигналы цветовой синхронизации (фиг. 4с). Одновременно гасящие строчные импульсы поступают на вход делителя 24 частоты. При поступлении определенного количества импульсов, например, девяти, на выходе делителя 24 появляется сигнал, по которому первый и второй триггеры 20 и 22 приводятся в первоначальное положение. В результате этого формируются сигналы цветовой синхронизации, жестко синхронизированные с остальными сигналами. Эти сигналы с выхода второго триггера 22, четвертого логического элемента И 23 и с выхода генератора 25 пилообразного напряжения через формирователь 4 поступают на выход синхрогенера- тора.

Одновременно последовательность строчных гасящих импульсов (фиг. 4з) с выхода шестого одновибратора 6 поступает на первый вход элемента И 17, на второй вход которого поступает последовательность кадровых гасящих импульсов (фиг. 4е) с выхода восьмого одновибратора 16 и запускаемого по фронтусигналом кадровой частоты, имеющего форму меандра (фиг. 46). С выхода элемента И 18 снимается сигнал гасящей смеси (фиг. 4т).

Все временные параметры синхросме- си, гасящей смеси и цветовых синхроимпульсов (ЦСИ) задаются путем выбора номиналов сопротивлений и емкостей при инициализации таймеров, на основе которых реализованы первый 3. второй 4, третий 5, четвертый 7, пятый 9. шестой 6, седьмой 8, восьмой 10 и девятый 18 одно- вибраторы, а также первый 1, второй 2 и третий 24 делители частоты, что позволяет получать сигналы произвольной формы в произвольном стандарте разложения для систем черно-белого телевидения и в стандарте, например, системы СЕКАМ и совместимых с ней систем цветного телевидения.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Мультиплексор 16 и элемент И 17 по своему исполнению ничем не отличаются от аналогичных элементов, используемых в формирователе импульсных сигналов прототипа. Они могут быть выполнены также с использованием ИМС, например, 533 серии типа КП15. ,

Триггеры ,20 и 22 могут быть реализованы, например, на ИМС типа 533ТВ9 в виде

R-триггеров; При этом управляющие сигналы поступают на входы С и К, в результате чего на выходах появляются сигналы с приходом заднего фронта управляющего импульса. Для сброса триггеров используются

входы.

Делитель 24 частоты может быть реализован, например, на ИМС типа 533ИЕ15, обеспечивающей выдачу выходного сигнала по заднему фронту импульса, подаваемого

на вход CI. При этом коэффициент деления может быть установлен произвольным путем подачи соответствующих логических сигналов на входы Е, D1 ...D4. Выходные сигналы снимаются с выходов Q1...Q2. Создание соответствующего сигнала сброса можно осуществить посредством объединения выходных сигналов элементами И, которые можно, например, реализовать на ИМС типа 533ЛИ6. При этом сигнал сброса подается на вход R ИМС533ИЕ15.

Формула изобретения 1. Синхрогенератор, содержащий два делителя частоты, восемь одновибраторов и

последовательно соединенные фазовый детектор, вход которого является входом син- хрогенератора, фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход которого соединен с входами первого и второго делителей частоты, выход первого делителя частоты соединен с вторым входом фазового детектора и входами первого, третьего и восьмого одновибраторов, выход первого одновибратора через второй одновибратор

соединен с первым входом формирователя импульсных сигналов, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходами третьего, шестого, седьмого, пятого и восьмого одновибраторов, выход второго делителя частоты соединен с входами четвертого и шестого одновибраторов, выход четвертого одновибратора соединен с входом седьмого одновибратора, а выход

формирователя импульсных сигналов является выходом синхрогенератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей синхрогенератора путем формирования сигналов цветовой синхронизации, жестко связанных с остальными сигналами, введен формирователь цветовой синхронизации, три входа которого соединены соответственно с выходами третьего и шестого и вторым выходом седьмого одновибраторов, а три выхода соединены с седьмым, восьмым и девятым входами формирователя импульсных сигналов, десятый вход которого соединен с вторым входом пятого одновибратора, вход которого соединен с выходом четвертого одновибратора.

элемента И.

Ј

Фнг2

т - -- г - - i- - - г - - г1гтглг 1г 1г-1г

- + ( .

--1---1-- -inrinnnnr/ ir Y T