Телевизионное устройство для поиска и слежения за двумя источниками излучения Советский патент 1978 года по МПК H04N7/18 

1

Изобретение относится к телевизионной автоматике и может использоваться в системах астроориентации.

Известно телевизионное устройство для поиска и слежения за двумя источниками излучения, содержащее последовательно соединенные блок передающей телевизионной трубки и видеоусилитель, выход которого подключен к входам двух резонансных усилителей, выходы которых соединены с входами блока торможення развертки, генератор следящей развертки, выход которого через первый и второй ключи соединен с соответствующими входами блоков выделения сигнала рассогласования, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих резонансных усилителей, а второй выход генератора следящей развертки соединен через последовательно соединенные третий ключ и усилитель отклонения с блоком передающей телевизионной трубки, и блок управления поиском и слежением по координатам X и У, состоящий из умножителей частоты, входы которых соединены соответственно с гетеродинаМИ и выходами соответствующих резонансных усилителей, причем выходы умножителей частоты подключены к входам соответствующих ждущих мультивибраторов, сигналы с выходов которых подключены к соответствующим входам блока остановки поиска, выход которого подключен к входу

2

третьего ключа, а через ключ остановки - к входам дополнительных ключей, при этом выход усилителя отклонения через последовательно соединенные первый и второй стабилитроны и триггер поиска подключен к второму входу ключа остановки, и мультивибратор запуска, соединенный через последовательно соединенные четвертый ключ, коммутатор, пятый н шестой ключи с в.ходом усилителя отклонения.

Однако в данном устройстве анализ сигналов от объекта, находящихся в поле зрения устройства, ведется последовательным методом, что уменьшает быстродействие устройства.

Цель изобретения - повыщение быстродействия.

Для этого в телевизионное устройство для поиска и слежения за двумя источниками излучения, содержащее последовательно соедииениые блок передающей телевизионной трубк.н и видеоусилитель, выход которого подключен к входам дв}х резонансных усилителей, выходы которых соединены с входами блока торможения развертки, генератор следящей развертки, выход которого через нервый и второй ключи соединен с соответствующими входами блоков выделения сигнала рассогласования, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих резонансных усилнтслсй, а iTOpoft выход генератора следя:дей развертки соединен через последовательно соединенные третий ключ и усилнтель отклонення с блоком передающей телевизионной трубки, и блок управления поиском и слежением по координатам X и У, состоящий из умножителей частоты, входы которых соединены соответственно с гетеродинами н выходами соответствующих резонансных усилителей, причем выходы умножителей частоты подключены к входам соответствуюнднх ждупдих мультивибраторов, сигналы с выходов которых подключены к соответствующим входаМ блока остановки поиска, выход которого подключен к входу третьего ключа, а через ключ остановкн - к входам дополнительных ключей, при этом выход усилителя отклонения через последовательно соединенные лерBbiii и второй стабилитроиы и триггер поиска подключен к второму входу ключа остановки, и мультивибратор зануска, соединенный через носледовательно соединенные четвертый ключ, коммутатор, пятый и щестой ключи с входом усилителя отклонения, введены два триггера по координате X, которые включены между выходами соответствующих ждущих мультивибраторов н входами соответствующих дополнительных ключей, и два триггера но координате У, которые включены между соответствующими выходами ждущих мультивибраторов и входами щестого и седьмого ключей, два логических элемента АНТИСОВПАДЕНИЕ н логический элемент И, входы которого подключеиы к соответствующим выходам умножителей частоты, а выход через иятый и восьмой ключи соединен с входами логических элементов АНТИСОВНАДЕНИЕ, вторые входы которых соединены с выходами умножнтелей частоты, а выходы соединены со вторыми входами триггеров по координате А и триггеров но координате У, при этом выходы дополнительных ключей через введенные первый и второй интеграторы подключеиы к соответствуюнщм входам щестого и седьмою ключей, причем вторые входы интеграторов подключены к выходам соответствуюни1х блоков выделения сигнала рассогласования, а третий вход седьмого ключа соединен с другнм выходом восьмого ключа, входы соответствующих ждущих .мультивибраторов подключены к соответетвующим входам триггеров но координате У и к вторым входам первого н второго ключей. На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Телевизионное устройство для ноиска и слелсения за двумя источниками излучения, содержит последовательно соединенные блок 1 нередающей телевизионной трубки и видеоусилитель 2, выход которого нодключен к входам двух резонансных усилителей 3 и 4, выходы которых соединены с входами блока 5 торможеиия развертки, генератор 6 следяи1ей развертки, выход которого через первый 7 и второй 8 ключи соединен с соответствующими входами блоков 9 и 10 выделения сигнала рассогласования, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих резонансных усилителей 3 и 4, а второй выход генератора 6 следящей развертки соединен через дополнительно соединенные третий ключ 11 и усилитель 12 отклонения с блоком 1 передающей телевизионной трубки, и блок 13 управления поиском и слежением по коордипатам X и У, состоящий из умнол ителей 14 и 15 частоты, входы которых соединены соответственно с гетеродинами 16, 17 и выходами соответствующих резонансных усилителей 3 и 4, причем выходы умножителей 14 и 15 частоты подключены к входам соответствующих ждущих мультивибраторов 18 и 19, сигналы с выходов которых подключены к соответствующим входам блока 20 остановки поиска, выход KOTopoio подключен к входу третьего ключа 11, а через ключ 21 остановки - к входам дополнительных ключей 22 и 23, при этом выход усилителя 12 отклонения через последовательно соединенные первый 24 и второй 25 стабилитроны и триггер 26 поиска подключен к второму входу ключа 21 остановки, и мультивибратор 27 запуска, соединенный через последовательно соединенные четвертый ключ 28, коммутатор 29, пятый 30 и шестой 31 ключи с входом усилителя 12 отклонения, кроме того, два триггера 32 и 33 но координате X, которые включены между выходами соответствующих ждущих мультивибраторов 18, 19 и входами соответствующих дополнительных ключей 22, 23, и два триггера 34 и 35 по координате У, которые включены 1между соответствующими выходами ждущих мультивибраторов 18, 19 и входами щестого 31 и седьмого 36 ключей, два логических элемента АИТИСОВПАДЕНИЕ 37, 38 и логический элемент И 39, входы которого подклЕочены к соответствующим выходам умножителей 14 и 15 частоты, а выход через пятый 30 и восьмой 40 ключи соединен с входами логических элементов АНТИСОВПАДЕНИЕ 37 и 38, вторые входы которых соединены с выходами умножителей 14 и 15 частоты, а выходы соедииены со вторыми входами триггеров 32 и 33 по координате X и триггеров 34 и 35 по координате У, при этом выходы дополнительных ключей 22 и 23 через введеппые первый 41 и второй 42 интеграторы подключены к соответствующим входам шестого 31 и седьмого 36 ключей, причем вторые входы интеграторов 41 и 42 подключены к выходам соответствующих блоков 9 и 10 выделения сигнала рассогласования, а третий вход седьмого ключа 36 соединен с другим выходом восьмого ключа 40, входы соответствуюн их ждущих мультивибраторов 18 и 19 подключены к соответствующим входам триггеров 35 и 34 по координате У и к вторым входа.м первого 7 и второго 8 ключей. Устройство работает следующим образом. В режиме поиска триггеры 32 и 33 по координате X и триггеры 34 и 35 по координате У

устанавливаются таким образом, что дополнительные ключи 22, 23, шестой 31 и седьмой 36 ключи замкнуты, ключ 21 остановки выключен и производится обзор поля зрения. Интеграторы 41 и 42 работают на усилитель 12 отклонения. Как только ток отклонения достигает заданной величины, пробивается один из стабилитронов 24 (25), при этом триггер 26 тгоиска перебрасывается во второе устойчивое состояние и воздействует на интеграторы 41 и 42 таким образом, что ток в усилителе 12 отклонения меняет свое направление. При этом пробивается другой стабилитрон 25 (24), переключает триггер 26 поиска в первоначальное состояние и процесс поиска продолжается до пересечения сканируюп,ей апертурой изображения объекта. Так как заряд и разряд интеграторов 41 и 42 производится постоянным током, то увеличение в режиме поиска емкости интеграторов 41 и 42 в два раза с одновременным увеличением в два раза зарядного и разрядного токов не изменяет частоту развертки поиска по сравнению со случаем, когда интеграторы 41 и 42 работают раздельно. Все сигналы блока передающей телевизионной трубки осиливаются видеоусилителем 2 и поступают на резонансные усилители 3 и 4.

В режиме поиска нри отсутствии объектов с модулированным излучением частотами fi или /2 сигнал на выходах резонансных усилителей 3 и 4 отсутствует, поэтому нет сигнала остановки на выходе блока 20 остановки поиска. При этОМ четвертый 28, пятый 30 и восьмой 40 ключи закрыты, коммутатор 29 не работает. Гетеродины 16 и 17 работают постоянно. Из-за отсутствия сигналов на выходах резонансных усилителей 3 и 4 нет сигнала торможения в блоке 5 торможения развертки. На выходах умножителей 14 и 15 частоты сигнал также отсутствует, поэтому ждущие мультивибраторы 18 и 19 находятся в устойчивых состояниях и на выходе ключа 21 остановки сигнала остановки не возникает. Вследствие этого третий ключ 11 разомкнут и напряжение генератора 6 следящей развертки не поступает на вход усилителя 12 отклонения. Из-за отсутствия сигнала на выходах резонансных усилителей 3 и 4 нет сигнала ошибки слеження на выходах блоков 9 и 10 выделения. Если появляется объект постоянной яркости на выходах резонансных усилителей 3 и 4, появляются импульсы, которые, воздействуя на блок 5 торможения развертки, а через нее - на блок 20 остановки поиска, прерывают работу интеграторов 41 и 42 на время, необходимое для анализа пришедшего сигнала, т. е. на время торможения. Если в результате анализа пришедшего сигнала подтверждающие сигналы на выходах умножителей 14 и 15 частоты отсутствуют, ждущие мультивибраторы 18 и 19 не срабатывают, триггеры 32 и 33 по координате X и триггеры 34 и 35 но координате У своих состояний не изменяют. Как только сканируюН1ая апертура пересечет изображение объекта, частота излучення которого равна, например, частоте ft. на выходе резонансного усилителя 3 появляются сигналы. Блок 5 торможения разверткн через блок 20 остановки поиска дает «разрешение на открывание ключа 21 остановки.

На время торможения поиск прерывается. Одновременно сигнал с резонансного усилнтеля 3 поступает на умножитель 14 частоты. Так как частота модуляции нзл чения объекта соответствует частоте гетеродина 16, на выходе умножителя 14 частоты образуется перепад напряжения, которым занускается ждуш.пй мультивибратор 18, и напряжент1е с его выхода поступает на блок 20 остановки поиска. Ключ 21 остановки открывается и поиск прекрашается на время, равное длительности имнульса ждущего

мультивибратора 18. По окончании этого импульса триггер 34 но координате У переводится в состояние, при котором седьмой ключ 36 закрывается. Сигнал остановки с выхода блока 20 остановки поиска лоступает одновременно на третий ключ II, отпирает его и напряжение следянхей развертки подается на вход усилителя 12 отклонения.

Выходной сигнал умножителя 14 частоты отпирает второй ключ 8. который пронускает

напряжение генератора 6 следящей развертки на вход блоков 9 и 10 выделения. Напряжение следящей развертки, суммируясь с напряжением, которое запоминают интеграторы 41 и 42 в момент остановки, сканирует

изображение объекта. Сигнал, возникающий нри этом сканировании с выхода резонансного усилителя 3. поступает на блок 10 выделения, а сигнал ошибки, возникающей при несовпадении центров сканирующей апертуры и

изображения объекта, постзпают на вход интегратора 41 в такой фазе, которая обеспечивает совмещенне этих центров. Время слежения за первым объектом с частотой излучения, равной fi, онределяется длительностью

импульса ждущего мультивибратора 18. Прн возвращении его в устойчивое состояние блок 20 остановки поиска запирает ключ 21 остановки, а задним фронтом импульса ждущего мультивибратора 18 триггер 32 но коордннате J и триггер 34 по координате У переключаются. Дополнительный 22 и седьмой 36 ключи запираются, интегратор 41 запоминает координату объекта, частота излучения от которого равна /1. Поскольку дополнительный

23 и шестой 31 ключи по-прежнему открыты, а ключ 21 остановки закрывается, поиск продолжается только интегратором 42, так как объект с частотой модуляции /i найден и его координаты известны, а объект с частотой излучения /2 еще не найден.

Логический элемент И 39 заноминает на требуемо б время информацию о том, что найден- первый объект. Поскольку на вход логического элемента И 39 сигнал о втором объекте не поступает, на выходе его сигнал отс -тствуст. Следовательно, четвертый 28, пятый 30, восьмой 40 ключ:г, коммутатор 29 II логические элементы АИТИСОВПАДЕНИЕ 37, 38 не функционируют и сигналы с их выходов не постунают, в то же вре-мя генепатор G следян1ей развертки работает неирерывио. Следовательно, по окончании импульса с выхода ждущего мультивибратора 18 устройст|,п автоматически переходит в режим поиска II -jvoT режим продолжается до встречи раз;;.ртыва О1цей апертуры с изображением либо iicpiioro, либо второго объекта. Если сканирующая апертура пересекает изображение второго объекта с частотой модулянин /2, на выходе резонаисного усилителя 4 появляется сигиал, который через блок 5 торможения развертки и блок 20 остановки поиска вызывает прекращение поиска. Когда с выхода умножителя 15 частоты поступает подтверждение «своего сигнала, срабатывает ждущий мультивибратор 19, переводя устройство в режнМ остановки на изображении второго за счет ключа 21 остановки. При этом запоминается координата второго объекта. Сигнал остановки с ВЕЛхода блока 20 остановки поиска одновремеиио отпирает третий ключ 11 н напряжение с генератора 6 следящей развертки поступает на вход усилителя 12 отклонения. Выходной сигнал умножителя 15 частоты отпирает нервый ключ 7, который пропускает напряжение следящей развертки на вход блок 10 выделения. При этом наиряжеиие следящей развертки суммируетея с нанряжеиием координаты второго объекта и сканирует изображение объекта. Сигнал с выхода резонансного усилителя 4 ностунает на блок 10 выделения, а напряжение ошибки, возннкающее при несовпадении центров сканирующей апертуры н изображения объекта, поступает на вход интегратора 42. Фаза сигнала ошибки устанавливается таким образом, чтобы обеспечилось совмещение центров. В момент окончания импульса ждущего мультивибратора 19 его задним фронтом: перебрасываются триггер 33 но координате X и триггер 35 но координате У. Последовательно дополнительный 23 н шестой 31 ключи размыкаются и на иитеграто 1е 42 запоминается координата второго объекта. Появление сигнала на 1 ыходе умножителя 15 частоты во время слежения за вторым объектом приводит к тому, что срабатывает логический элемент И 39, четвертый 28, пятый 30 и восьмг Й 40 ключи запираются и начинает работп Г1) коммутагор 29, поочередно 15КЛ1Очая щестпй 31 и седьмой 36 ключи и тем самым подк.гючая щггеграторы 41 н 42 к входу уси.чителя 12 отклонения. Наличие двух сигналов на входе логического элемента И 39 переводит устройство с помощью мультивибратора 27 запхска в режим слежения за двумя модулированными источниками излучения, уст;м-1оиленными иа движущихся или неподвижных объектах. 5 20 25 30 35 40 45 50 R5 60 65 Имнульсы коммутатора 29 через пятый 30 и восьмой 40 ключи поступают на входы логнческого элемента АНТПСОВПАДЕНИЕ 37 II 38, ио так как одновременно на вторые входы логических элементов АНТИСОВПАДЕHI-iE 38 и 37 поступает напряжение мпожителей 14 и 15 частоты соответственно, то сигнал иа выходах логических элементов АНТИСОВПАДЕНИЕ 37 и 38 отсутствует. Следовательно, состояние триггеров 32 н 33 по координате X и триггеров 34 и 35 ио координате У не меняется и продолжается режим слежения за двумя объектами. Период коммутации на коммутаторе 29 выбирается таКИМ образом, чтобы длительность его имнульсов несколько превышала длительность импульсов ждущего мультивибратора 18 В режиме слежения за двумя объектами напряжение восьмого ключа 40 отиирает седьмой ключ 36. Ток в усилителе 12 отклонения соответствует той координате, которую запоминает интегратор 41. ио одновременно с этим появление сигнала на выходе резонанского усилителя 3 приводит к сигналу подтверждения на выходе умножителя 14 частоты, ждущий мультивибратор 18 переключается и переводит триггер 34 но координате У в состояние, когда седьмой ключ 36 открыт. Поскольку длительность импульса ждущего мультивибратора 18 (19) меньше длительности импз-льса коммутатора 29, то триггер 34 по координате У переключается в состояние, когда седьмой ключ 36 закрывается. Одновременно коммутатор 29 через пятый ключ 30 отиирает щестой ключ 31 и иа выходе усилителя 12 отклонения ток достигает величины, иронорциоиальной координате второго объекта. Если после нахождения одного объекта и запоминания его координаты продолл :ается поиск второго объекта, то поиск продолжается до повторного пересечения сканирующей апертурой изображения первого объекта. Это приводит сначала к торможению, затем при наличии подтверждающего сигнала на выходе умножителя 14 частоты к полкой остановке на длительность импульса ждуи1:его мультиппбратора 18 и.ти 19. Передним фронтом этого импульса триггер 34 ио координате У переключается и отт-срьтвает седьмой ключ 36. Напряжение с генератора 6 следящей развертки чепез третий ключ II поступает на вход усилителя 12 отклонения, а с помощью блока 9 выделения вырабатывается сигнал ошибки, поступающий на интегратор П. По окончании импульса ждущего мультивибратора 18 триггер 34 по координате У переключается в другое состояние, седьмой ключ 36 закрывается и продолжается поиск второго объекта. До появления второго объекта чет ортый 28, пятый 30, восьмой 40 ключи, коммутатор 29 и логические элементы АНТИСОВПАДЕНИЕ 37 п 38 не функционируют, а мультивибратор 27 запуска работает. Если

9

же в режиме слежения за двумя объектами один из них исчезает, то пропадает и сигнал на выходе умножителя 14 (15) частоты и в следующем цикле коммутации на вход логического элемента АНТИСОВПАДЕНИЕ 38 (37) поступает только один импульс от восьмого ключа 40 или пятого :Ключа 30, который переключает триггер 32 по координате X и триггер 34 по координате У. Поскольку на вход логического элемента И 39 поступает только один сигнал функционирования четвертого 28, пятого 30, восьмого 40 ключей, коммутатора 29, логических элементов АНТИСОВПАДЕНИЕ 37 и 38 прекращается и возникает режим слежения за одним объектом и поиском второго.

Предлагаемое устройство отличается повыщеппым быстродействием и надежностью за счет рационального использования времени одного кадра поиска и введении дополнительного режима слежения при кратковременном исчезновении одного из объектов.

Формула изобретения

Телевизионное устройство для попска и слежения за двумя источниками излучения, содержащее последовательно соединенные блок передающей телевизионной трубки и видеоусилитель, выход которого подключен к входам двух резонансных усилителей, выходы которых соединены с входами блока торможения развертки, генератор следящей развертки, выход которого через первый и второй ключи соединен с соответствующими входами блоков выделения сигнала рассогласования, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих резонансных усилителей, а второй выход генератора следящей развертки соединен через последовательно соединенные третий ключ и усилитель отклонения с блоком передающей телевизионной трубки, и блок управления поиском и слежением по координатам X и У, состоящий из умножителей частоты, входы которых соединены соответственно с гетеродинами и выходами соответствующих резонансных усилителей, причем выходы умножителей частоты подключе10

ны к в ходам соответствующих ждущих мультивибраторов, сигналы с выходов которых подключены к соответствующим входам блока остановки поиска, выход которого подключен к входу третьего ключа, а через ключ остановки - к входам дополнительных ключей, при этом выход усилителя отклонения через последовательно соединенные первый и второй стабилитроны п триггер поиска подключен к второму входу ключа остановки, и мультивибратор запуска, соединенный через последовательно соединенные четвертый ключ, коммутатор, пятый и щестой ключи с входом усилителя отклонения, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия, в него введены два триггера по координате X, которые включены между выходами соответствующих ждущих мультивибраторов и входами соответствующих дополнительных ключей, и два триггера по координате У, которые включены между соответствующими выходами л дущих мультивибраторов и входами щестого и седьмого ключей, два логических элемента АНТИСОВПАДЕНИЕ и логический элемент И, входы которого подключены к соответствующим выходам умножителей частоты, а выход через пятый и восьмой ключи соединен с входами логических элементов АНТИСОВПАДЕНИЕ, вторые входы которых соединены с выходами умножителей частоты, а выходы соединены со вторыми входами триггеров по координате X и триггеров по координате У, при этом выходы дополнительных ключей через введенные первый и второй интеграторы подключены к соответствующим входам щестого и седьмого ключей, причем вторые входы интеграторов подключены к выходам соответствующих блоков выделения сигнала рассогласования, а третий вход седьмого ключа соединен с другим выходом восьмого ключа, входы соответствующих ждущих мультивибраторов подключены к соответствующим входам триггеров по координате У и к вторым входам первого и второго ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №451416, кл. Н 04N 7/18, 1974.