Система экстремального управления фокусировкой электронного луча Советский патент 1977 года по МПК G05B13/02 H04N5/34 

1

Изобретение относится к системам автоматической настройки фокусирующего напряжения (тока) передающих телевизионных трубок и может быть использована в области тепевидения, радиолокации, вычислительг ной техники для автоматической фокусировки считывающего луча в алектронно-лучевых приборах различных типов.

Иавостны системы экстремального управлевия, содержащие блок формирования псжазате ш качества объекта регулирования, генератор пробного (синусоидального вли прямоугольного) сигнала и реверсивного исполнительного устройства, чаще всего тригг а реверса Ij,

Известны импульсные системы управления содержащие блок сравнения, блок формнрсжания сигнала рассогласования, генератор пробных сигналов, элемент И, ревер сввша счетчик исполнительное устройство 2.

Известны устройства автоматической фсжусировки, работающие по принципу максимизации высокочастотных составляющих в спектре видеосигнала, содержащие фильтр

верхних частот, фильтр нижних частот, усилитель мощности, блок пробных расфокусировок, коммутатор, ограничитель по минимуму, ограничитель по максимуму, исполнительные устройства оптической и электрической фокусировок ,3j.

Недостатком известной системы являетс низкая точность фокусировки электронного луча.

Известна также система фокусировки содержащая последовательно соединенные датчик телевизионного сигнала, первый усилитель, блок детектирования и фильтрации, блок фиксации к стробирования, второй усилитель, источник фокусирующего тока, выходы которого подключены к соответствующим входам датчика телевизионного сигнала, генератор пробного импульса, первый выход которого через блок формирования стробирующих импульсов подключен к соответствующим входам блока фиксации и стробирования, и триггер реверса, первый выход которого через первый счетчик и третий усилитель соединен с управляющим входом датчика телевизионного сигнала 4.

В устройствах автоматической фокусировки с пробными сигналами частота пробных сигналов выбирается из условий минимизации искажений, вносимых в изображение. Как для прогрессивной, так и для чересстрочной разверток частота пробных сигналов в два раза ниже частоты полукадров. При этом пробные сигналы вызывают появление в спектре видеосигнала составляющей час- тота которой равна частоте пробных сиг налов и которая содержит информацию о качестве фокусировки.

Такая система автоматической фокусироки работает при значительной амплитуде пробных сигналов, что увеличивает потери на поиск, снижая точность фокусировки. Изменение фокусирующего тока при воздействии пробных импульсов вызывает не только ухудшение фокусировки, но и заметный сдвиг и поворот растра, что еще больше ухудшает визуальную четкость изображения и приводит к быстрой утомляемости оператора, наблюдающего дрожащий рас т. Уменьшение же амплитуды пробных сигналов с целью увеличения точности и снижения мешающего воздействия приводит к сужению динамического диапазона, в котором возможна устойчивая работа таких систем.

Целью изобретения является повышение точности системы экстремального управления фокусировкой электронного луча.

Это достигается тем, что в системе экстремального управления фокусировкой электронного луча установлены первый и второй элементы И и последовательно соединенные ждущий мультивибратор, второй счетчик, дешифратор и времязадающий генератор, выход которого через первый элемент И соединен со входом источника фокусирующего тока и через второй элемент И - с соответствующими входами первого счетчика и триггера реверса, второй выход которого соединен с соответствующими входами ждущего мультивибратора и второго счетчика, второй и третий выходы генератора пробного сигнала соединены соответственно со вторыми входами первого элемента И и триггера реверса, выход второго усилителя соединен со вторым входом элемента И, второй выход времязадающего генератора соединен с управляющим входом второго счетчика.

На чертеже представлена блок-схема системы, где 1-датчик телевизионного сигнала, 2-4 первый, второй и третий усилители, 5 - блок детектирования и фильтрации , б - блок фиксации и стробирования; 7 - блок формирования стробирующего импульса, 8 - генератор пробного сигнала; 9- источник фокусирующего тока, 10 и

11 - первый и второй элементы И; 12 и 13 - первый и второй счетчики; 14 -триггер реверса; 15 - ждущий мультивибратор; 16 - деши1|ратор; 17 - времязадающий генератор.

Предлагаемая система работает следующим образом.

Пробный сигнал прямоугольной формы с выхода генератора пробного сигнала 8

через первый элемент И 10, управляемый по второму входу сигналом с выхода времязадающего генератора 17, поступает на вход источника фокусирующего тока 9, выходной ток которого изменяется в соответствии с их воздействием в ту и другую стороцу от установленного значения, что приводит при подаче, такого тока на датчик телевизионного сигнала 1 к пробным расфокусировкам электронного луча. Видеосиг-

нал с выхода датчика телевизионного сигнала 1 поступает на вход первого усилителя 2, который усиливает в полосе частот соответствующий высокочастотной части спектра видеосигнала. Энергия высокочастотных составляющих в спектре видеосигнала в значительной степени зависит от точности фокусировки. В силу наличия пробных сигналов по фокусирующему току имеет место модуляция высокочастотных составляющих

с частотой пробного сигнала. С выхода усилителя 2 сигнал модулированный частотой пробного сигнала, поступает на вход блока детектирования и фильтрации 5, на выходе которого получается сигнал составляющей

частоты пробного сигнала, фаза которого несет информацию о том, с какой стороны от оптимального значения фокусирующего тока (напряжения) находится текущее значение фокусирующего тока (напряжения).

Полученный сигнал подается на вход блока фиксации и стробированияб, на два других входа, которого поступают импульсы стробирования, сформированные блоком формирования стробирующих импульсов 7 из поданного на его вход пробного сигнала с генератора пробного сигнала 8. На выходе блока 6 появляются короткие импульсы хода, временное положение которых определяется фазой сигнала на выходе блока 5 по отношению к фазе стробируюших импульсов, которые жестко связаны по фазе с пробным сигналом. Далее импульсы хода усиливаются вторым усилителем 3 и через второй элемент И 11 (при наличии на другом его

входе разрешающего уровня, подаваемого с выхода времязадающего генератора 17) поступают на вход первого счетчика 12, содержащего преобразователь код-аналог, а также на триггер реверса 14. На второй

вход триггера реверса 14 подается пробный сигнал с выхода генератора пробного сигнала 8. В зависимости от фазовых соотношений, в которых находятся эти сигналы, на первом выходе триггера реверса 14 образуется сигнал, при подаче которого на управляющий вход первого счетчика 12 обеспечивается поступающим на другой его вход импульсам хода либо режим сложения, либо режим вычитания. Далее счетчик 12 вырабатывает управляющий сигнал в цифровом виде, а его преобразователь код-аналог выдает этот управляющий сигнал в аналоговом виде. Затем этот сигнал подается на вход третьего усилителя 4, усиливается и поступает на управляющий вход датчика телевизионного сигнала 1. Тем самым производится подстройка фокусирующего напряжения (тока) до оптимальной величины. Применение цифровой обработки сигнала позволяет значительно увеличить коэффициент усиления аналоговой части, не опасаясь самовозбуждения, что снижает статическую ошибку предлагаемой системы. Кроме статической ошибки точность системы автоматической фокусировки кал устрой- 25 ства экстремального регулирования, «зависит от ошибки обусловленной потерями на поиск. Сведение этой ошибки к минимуму достигается путем определения момента дрстижения экстремального значения фокусирующего напряжения (тока), запоминания его и последующей остановки системы -автоматического управления фокусировкой на некоторое время, определяемое времязадавэщим генератором 17. Поскольку это время, при мерно, на два порядка больше времени, необходимого системе для поиска экстремума, достигается достаточная скрытность. ее работы и устраняется счльно-действующий фактор утомляемости оператора, наблюдавшего ранее непрерьюно мелькающее изображение. Для определения момента достижения экстремума предлагается использовать Тот факт, что система экстрема;1ьного управления по достижении экстремального значения регулируемого параметра начинает совершать около его значения колебательные движения с амплитудой 1-3 шага. В предлагаемой системе это выражается появлением на выходе триггера реверса 14 импульсов реверса с периодичностью (2-4 Тпр, где Тпр период пробного сигнала, ifoлученные импульсы реверса подаются на вход второго счетчика 13 где производится подсчет их. В тот момент, когда код на счетчике 13 принимает определенное значение, на выходе дешифратора 16 подключенного к (ВЫХОДУ счетчика реверсов 13

появляется импульс для запуска времязадающего генератора 17, Времязадающий генератор 17 выдает импульс остановки, длительность которого лежит в пределах

минуты. Полученный импульс подается на сброс счетчика 13, а кроме того, на первый элемент И 10 и второй элемент И 11, которые запрещают на это время прохождение пробного сигнала на источник фокусируюшего тока 9, а импульсов хода на триггер реверса 14 и счетчик 12. Последний производит запоминание достигцутого значения регулируемого параметра на время действия импульса остановки. Для того,

чтобы исключить появление ложного импульса остановки в результате накапливания случайных импульсов реверса, которые могут иметь место при отработке системой очень больших расстроек регулируемого

параметра, подсчет их ведется в течение некоторого времени, задаваемого ждущим мультивибратором 15. Если в течение этого времени код на счетчике 13 не достигнет заданного значения, то по окончании 30 импульса ждущего мультивибратора 15 задним его фронтом производится сброс счетчика 13. Введение в систему автоматического управления фокусировкой электронного луча новых функциональных узлов -ждущего мультивибратора, второго счетчика, дешифратора, времязадаюшего генератора, первого и второго элементов И выгодно отличает предлагаемую систему автоматического управления фокусировкой от известных. так как вместе с увеличением точности фокусировки в (1,5 - 2) раза, достигается также достаточная скрытность работы системы и устраняется фактор утомляемости оператора, производящего анализ наблюдаемого телевизионного изображения. Такой выигрыш в точности фокусировки особенно важен для современных телевизионных систем с повышенной разрешаюшей способностью. Формула изобретения Система экстремального управления фокусировкой электронного луча, содержащая последовательно соединенные датчик телевизионного сигнала, первый усилитель, блок детектирования и фильтрации, блок фиксации и стробирования и второй усилитель, источник фокусирующего тока, выходы которого подключены к соответству ющим входам датчика телевизионного сигнала, генератор пробного сигнала первыи выход которого, через блок формирования строби