Способ обработки аналоговых сигналов Советский патент 1981 года по МПК H01J29/41 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к области техники обработки аналоговых сигналов с помощью запоминающих электронно-лучевых трубок с кремниевой мишенью и может быть использовано в устройствах селекции движущихся объектов, в автоматизированных системах контроля и отбраковки изделий, для расширения оперативных методов диагностики в медицине, выявления посторонних включений в жидких лекарствах, в высокоточных голографических измерительных устройствах и др.

Известен способ обработки аналоговых сигналов, заключающийся в записи и вычитании сигналов непосредственно на мищени запоминающей -электроннолучевой трубки (ЗЭЛТ), в которую первую запись сигналов на мищени ЗЭЛТ, соответствующую распределению уровней яркости по наблюдаемому статическому полю, проводят в режиме «быстрых электронов при коэффициенте вторичной электронной эмиссии диэлектрика мищени больше 1, затем проводят вторую запись в режиме «медленных электронов при коэффициенте вторичной электронной эмиссии диэлектрика мищени

меньше 1, а считывание разностной информации проводят электронным лучом с энер-гиями электронов, при которых коэффициент вторичной электронной эмиссии диэлектрика мишени меньше 1 1.

Недостатком его является невысокая точность выделения сигналов движущихся объектов.

Наиболее близким к предложенному является способ обработки аналоговых сигналов с помощью запоминающей электроннолучевой трубки с кре.мниевой мишенью и выравнивающей сеткой путем подготовки мишени к записи сканирования ее при постоянном смещении на выранивающей сетке, превыщающем на,пряжение на проводящей подложке мищени, электронным пучком 5 постоянной плотносуги с энергией электронов, при которой коэффициент вторичной эмиссии диэлектрика мищени больше 1, запись информации в форме потенциального рельефа сканированием ее электронным пучком постоянной плотности с энергией, при которой коэффициент вторичной эмиссии меньше 1 и которая осуществляется при наложении на напряжение смещения проводящей подложки мишени напряжения записываемого сигнала и вычитания текущей информации из записанной 2.

Этот способ также обладает отмеченным выше недостатком.

Целью изобретения является повышение точности выделения сигналов движущихся объектов на фоне неподвижных.

Эта цель достигается тем, что в способе обработки аналоговых сигналов с помощью запоминающей электроннолучевой трубки с кремниевой мишенью и выравнивающей сеткой путем подготовки мишени к записи сканированием ее при постоянном смешении на выравнивающей сетке, превышающем напряжение на проводящей подложке мищени, электронным пучком постоянной плотности с энергией электронов, при которой коэффициент вторичной эмиссии диэлектрика мишени больше 1, запись информации в форме потенциального рельефа сканированием ее электронным пучком постоянной плотности с энергией, при которой коэффициент вторичной эмиссии меньше 1 и которая осуществляется при наложении на напряжение смещения проводящей подложки мишени напряжения записываемого сигнала, и вычитания текущей информации из записанной, путем подачи на проводящую подложку, вычитание осуществляют путем подачи на проводящую подложку мишени напряжения-, меньшего, чем напряжение смещения при записи на величину уровня черного обрабатываемой информации, сдвига сигнала текущей информации в область отрицательных значений на величину упомянутого уровня черного, наложения сигнала текущей информации на напряжение смещения проводящей подложки мишени и сканирования мишени электронным лучом постоянной плотности с той же скоростью и по тем же траекториям, что и при записи, при этом напряжение смещения на выравнивающей сетке поддерживают постоянным и равным по величине напряжению смещения при подготовке к записи, а разностный сигнал снимают в цепи выравнивающей сетки.

На фиг. 1 приведена схема, позволяющая реализовать способ; на фиг. 2 - более подробная схема мишени.

Устройство содержит (см. фиг. Г и 2) электроннолучевую трубку 1, блок 2 смещающего напряжения, блок 3 управляющего напряжения, блок 4 строчной и блок 5 кадровой развертки, синхронизатор 6, коммутатор 7, блок 8 сдвига, усилитель 9, коммутатор 10, подложку 11, мишень 12, выравг нивающую сетку 13, луч 14 и катод 15.

Способ может быть осуществлен, например, следующим образом.

При подготовке мишени к новой записи на выравнивающую сетку ЗЭЛТ 1 из блока смещающего напряжения 2 подают напряжение, например ( + ) 500 В, а на подложку мищени ЗЭЛТ 1 из блока управляемых напряжений 3 подают смещающее напряжение, меньше по сравнению со смещающим напряжением выравнивающей сетки,-например (-f) 495 В, с помощью блоков строчной 4 и кадровой 5 разверток вырабатывают строчные и кадровые развертывающие напряжения, которые подают на отклоняющие пластинь ЗЭЛТ 1, при этом на модулятор ЗЭЛТ 1 из блока синхронизатора 6 подают импульсы подсвета, по длительности равные прямому

0 ходу строчной развертки, и, таким образом, сканируют мищень электронным лучом постоянной плотности. Коэффициент вторичной электронной эмиссии диэлектрика мищени в этом случае больще 1, и элементы диэлектрической мозаики мищени ЗЭЛТ 1

5 приобретают положительный заряд. Потенциал элементов диэлектрической мозаики мишени ЗЭЛТ 1 будет повышаться до тех пор, пока не будет достигнут потенциал выравнивающей сетки ЗЭЛТ 1; этот процесс происходит

очень быстро, и после завершения сканирования мишени все элементы ее диэлектрической мозаики будут иметь потенциал (4-) 5 В по отношению к проводящей подложке мищени. Вторичные электроны собираются выравнивающей сеткой ЗЭЛТ 1.

5 При записи выравнивающую сетку ЗЭЛТ 1, как и ранее, поддерживают под потенциалом (-f) 500В, а на проводящую подложку мишени ЗЭЛТ 1 через R 50 кОм из блока управляемых напряжений 3 подают смещающее напряжение (-f) 15 В, причем блок 3 управляется сигналами синхронизатора 6. Входной видеосигнал, представляющий собой записываемую информацию и изменяющийся в пределах 5 В от уровня черного до уровня белого, подают через

5 коммутатор 7, управляемый сигналами синхронизатора 6, на проводящую подложку мишени ЗЭЛТ 1; при этом напряжение на проводяшей подложке мишени ЗЭЛТ 1 изменяется от (-f) 15 В до ( + ) 20 В соответственно для уровней белого и черного,

0 а шкала серого представлена соответствующим распределением напряжений между ( + ) 15 В и (-ь) 20 В. Мишень сканируют электронным лучом постоянной плотности, коэффициент вторичной эмиссии диэлектрика мищени ЗЭЛТ 1 меньше 1, и электронный луч ЗЭЛТ 1 доводит потенциал диэлектрической мозаики мишени до нулевого потенциала катода ЗЭЛТ 1. В результате сканирования мишени на ее диэлектрической поверхности формируется потенциальный

0 рельеф, в точности воспроизводящий суммарный сигнал на проводящей подложке мишени.

Вычитание текущей информации из записанной производят следующим образом: на проводящую подложку мишени ЗЭЛТ 1 из блока управляемых напряжений 3 подают смещающее напряжение, меньше напряжения смещения при записи на величину уровня черного обрабатываемой информации, ( + ) Ю В - через сопротивление R 50 кОм сдвигают уровень видеосигнала текущей информации в область отрицательных значений на величину уровня черного обрабатываемой информации при помощи блока сдвига уровня 8 и накладывают сигнал со сдвинутым уровнем через коммутатор 7 на напряжение смещения проводящей подложки мищени, сканируют мищень электронным лучом постоянной плотности, причем скорость и траектории сканирования при записи и вычитании сохраняют одинаковыми, сдвиг уровня сигнала текущей информации производят одновременно с началом сканироваН|ИЯ вычитающего луча, напряжение смещения на выравнивающей сетке ЗЭЛТ 1 поддерживают постоянным - ( + ) 500 В.

Если текущий сигнал и записанный намишени ЗЭЛТ 1 одинаковы, что соответствует случаю неподвижных объектов, то за счет сдвига уровня текущего значения сигнала в область отрицательных значений на величину уровня черного, которая точно определена для конкретного режима работы ЗЭЛТ и равна динамическому Диапазону управляющей характеристики ЗЭЛТ и подачи сигнала со сдвинутым уровнем в цепь проводящей подложки мищени ЗЭЛТ 1 синхронно с движением вычитающего луча по строкам записи, дополнительно модулируют накопленный на мищени потенциальный рельеф таким образом, что мгновенное значение потенциала элементов диэлектрической мозаики мищени равно потенциалу запирания мищени на всех строках сканирования, и ни один электрон вычитающего луча не может попасть на проводящую подложку мищени, что, в сущности, означает подавление сигналов от неподвижных объектов, а разностный сигнал в цепи выравнивающей сетки не возникает, так как все электроны вычитающего луча постоянной плотности отражаются от мищени и поглощаются выравнивающей сеткой ЗЭЛТ 1.

В случае подвижных объектов текущий сигнал отличается от записанного на мищени, мгновенное значение потенциала элементов диэлектрической мозаики мищени не будет равно потенциалу запирания мищени на всех строках сканирования, когда в цепь проводящей подложки мищени синхронно с движением вычитающего луча подают текущий сигнал, уровень которого сдвинут в область отрицательных значений на величину уровня черного обрабатываемой информации, и при прохождении вычитающего луча над элементами диэлектрической мозаики мищени, на которых записан уровень белого, а мгновенное значение текущего сигнала равно уровню черного, часть электронов вычитающего луча достигает проводящей подложки мищени, число отраженных электронов, поглощаемых выравнивающей сеткой, уменьщается, и в цепи выравнивающей сетки возникает импульс положительной полярности, указывающий на то, что объект подвижен. Этот импульс подается на усилитель разностного сигнала 9, и через коммутатор 10, управляемый синхронизатором 6 и разрешающий прохождение сигнала только при вычитании в цепи дальнейшей обработки.

Использование предлагаемого способа обработки аналоговых сигналов по сравнению с известными способами обеспечивает вычитание текущей информации из записанной с высокой геометрической точностью, что позволяет выделить с высокой точностью сигналы движущихся объектов на фоне неподвижных и дает возможность создать высокоточные устройства обработки аналоговых сигналов, использующие разностный межкадровый сигнал разнесенных во времени кадров.

Формула изобретения

Способ обработки аналоговых сигналов с помощью запоминающей электроннолучевой трубки с кремниевой мищенью и выравнивающей сеткой путем подготовки мишени к записи сканированием ее электронным пучком постоянной плотности при постоянном смещении на выравнивающей сетке, превыщающем напряжение на проводящей подложке мищени с энергией электронов, при которой коэффициент вторичной эмиссии диэлектрика мишени больше 1, запись информации в форме потенциального рельефа сканированием ее электронным пучком постоянной плотности с энергией, при которой коэффициент вторичной эмиссии меньше 1 и которая осуществляется при наложении на напряжение смещения проводящей подложки мишени напряжения записываемого сигнала, и вычитание текущей информации из записанной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности выделения сигналов движущихся объектов на фоне неподвижных, вычитание осуществляют путем подачи на проводящую подложку мишени напряжения, меньщего, чем напряжение смещения подложки при записи на величину уровня черного обрабатываемой информации, сдвига сигнала текущей информации в область отрицательных значений на величину упомянутого уровня черного, наложения сигнала текущей информации на напряжение смещения проводящей подложки мищени и сканирования мищени электронным лучом постоянной плотности с той же скоростью и по тем же траекториям что и при записи, при этом напряжение смещения на выравнивающей сетке поддерживают постоянным и равным по величине напряжению смещения при подготовке к

записи, а разностный сигнал снимают в цепи выравнивающей сетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 4004182, кл. 315-12, опублик. 1977 (прототип).