Аналого-цифровой преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦЙАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 з(Я1 Н 03 К 13 175

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ йС::::

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: ":; ;" " "

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 875621 (21 ) 3429133/18" 21 (22). 11.02.82 (46) 07.08.83. Бюл. Р 29 (72) С.И. Кравченко, Г.Л. Савран и A.Â. Горепекин (53:) 681.325(088.8) (.56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 875621, кл. Н 03 К 13/175, 1980,. (прототий). (54J(57 ) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. Р 875621, о.т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения достоверности преобразования, в каждый выходной канал аналого-цифрового преобразователя введены три триггера, ин-. вертор и два одновибратора, причем входы первого одновибратора, инвертора и К -, Ъ -входы .первого триггера подключены к выходному каналу, а выход инвертора подключен к к-, Ъ -входам второго триггера и входу второго одновибратора, выходы первого и второго одновибраторов подключены соответственно к С-входам первого и второго триггеров, выходы которых подключены соответственно к к- и -входам третьего . триггера.

1034171

И-НЕ (1).

Недостатком данного преобразователя является то, что при работе с источником видеосигнала, имеющим высокочастотную шумовую составляющую (например, телевизионной камерой с видиконом в качестве передающей трубки), аналого-цифровой преобразователь в момент смены коt да на выходе формирует некоторое количество ложных кодовых состояний.

Это явление вызвано неопределенностью состояния компаратора при переходе входного сигнала через уровень опорного напряжения (уровень квантования), в результате чего 60 в кодовом информационном потоке появляется значительное количество избыточных кодовых слов.

Цель изобретения — повышение дос-. товерности преобразования. 65

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано для быстродействующего преобразования аналогового телевизионного видеосигнала в цифровую форму.

Преобразователь может также применяться для измерения различных быстропротекающих процессов в системах управления и обработки информации.

По основному авт. сн. 9 .875621 10 известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий компараторы, управляющие входы которых подключены к входной шине, а опорные входы - к выходу блока опорных напряжений, и дешифратор, состоящий из элементов И-НЕ и инвертор, выход первого инвертора соединен с вхо-, дами второго, четвертого и пятого элементов И-НЕ, выход второго иннертора — с входами второго, четвертого и шестого элементов И-НЕ, вцход третьего инвертора — с входами четвертого и шестого элементов

И-.НЕ, выход четвертого инвертора с входами третьего, шестого и седьмого элементов И-НЕ, выход второго компаратора — с входом второго инвертора и входами первого, третьего, пятого и седьмого элементов И-НЕ, выход третьего компаратора. — с входом третьего инвертора и входами первого, пятого и седьмого элементов И-НЕ, выход четвертого компаратора — с входом

Четвертого иннертора и входами пер вого, второго, четвертого и пятого элементов И-НЕ, к входам .восьмого элемента И-НЕ подключены выходы первого и второго элементов И-НЕ, к входам девятого элемента И-НЕ выходы второго и третьего элементов И-НЕ, к входам десятого элемента И-НŠ— выходы четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преоб-. разователь н каждый выходной канал введены три триггера, инвертор и два однонибратора, причем входы первого одновибратора, инвертора и - -и Э-входы первого триггера подключены к выходному каналу, а выход инвертора подключен к R- и Э— входам второго триггера и к входу второго одновибратора, выходы первого и второго одновибраторон под.ключены соответственно к С-входам первого и второго триггеров, выходы которых подключены соответственно к R. — и 6 -входам .третьего триггера, На чертеже изображена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) содержит .блок 1 опорных напряжений, блок 2 компараторон, дешифратор 3, входную шину 4 и выходные клеммы 5 — 7, причем выходы блока

1 опорных напряжений. подключены к опорным входам компараторов 8-11, управляющие в рды которых соединены с входной шиной 4. Выходы компараторов 8-11 подключены к входам инвертора 12-15 и к шинам а, Я, q и Д соответстненно, а выходы иннерторов..- к шинамО, о, С и б в той же последовательности. Входы элемента И НЕ 16 соединены с шинами и Д, входы элемента И-НЕ 17 с шинами 0, Ь и Д, входы элемента

И-HE 18 — с шинами ц, j и д, входы элемента И-НЕ 19 — с шинами 0, Ь, С и а, входы элемента И-НЕ 20 — с шинамиа, Ъ, C и а, входы элемента

И-HE 21 - с шинами а,,Ь|0 .и d входы элемента И-НЕ 22 — с шинами а, $, 0 и о . Входы элемента И-НЕ

23 подключены к выходам элементов

И-НЕ 16 и 17, входы элемента И-НЕ

24 — к выходам элементов И-НЕ 17 и

18, входы элемента И-НЕ 25 — к выходам элементов И-HE 19-22. Выходы элементов И-НЕ 23-25 соединены с выходными клеммами 5-7 соответственно.

К каждой выходной клемме 5-7 подключены соответственно вход первого одновибратора 26 и К- и 3-входы первого триггера 27, выход которого подключен к R-входу третьего триггера 28, вход инвертора 29 подключен к выходной клемме, а его выходк К- и D --входам второго триггера

30 и через второй одновибратор 31 к его С-входу, выход которого подключен к 5 -входу третьего триггера

28, выход которого является выходом преобразователя.

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Аналоговый видеосигнал через входную шину 4 подается на управ1034171

10

30 ется в виде полного устранения на экране видеоконтрольного устрой: ства шумовых изменений видеосигнала смены яркости. Вместе с тем ложные

35. КОнтуры на изображении, Обуслоц-. ленные шумом квантования (резкие переходы с одного уровня яркости . на другой), принимают вид сильно

:,изломанной (в соответствии со струк турой растра) кривой. Это улучша40 ет зрительное восприятие изображения, может быть идентифицировано с предыскажениями, вводимыми в ви45

50 пропускания АЦП и наблюдается на экране в виде смещения изображения вправо на расстояние.

L= Е"Ь

Т где 6- размер экрана по горизон

60 тали;

Т вЂ” период строчной развертки.

На экране с диагональю 50 см

Ь - "1,5 мм. Такое смещение всей картины не оказывает мешающего влиляющие входы компараторов 8-11, ра-. ботающих по зонному принципу.

На опорных входах компараторов устанавливаются напряжения компарирования, формируемые в блоке опорных напряжений. Верхний уровень

0 компаратора устанавливается заведомо превышающим максимальный возможный уровень видеосигнала. Уров-. ни компарирования приведены для TV видеосигната, имеющего уровень черного ОВ и уровень белого 1В.

В блоке опорных напряжений АЦП может быть принято другое соотношение уровней компарирования при условии сохранения взаимного расположения зон.

В некоторый момент времени уровень видеосигнала находится в одной или нескольких зонах компарнрования.

Отсутствие сигнала в зонах-соответ- . ствует одной градации, соответству- кицие компараторы меняют по выходу свое состояние, при этом меняются . логические уровни.на шиках Q,П

Я,, с, Д,Д формируемые инвертора ми 12 — 15.

CeaoKyoHîñTb логических состояний на выхбдах элементов И-HE 16-22 преобразуется элементами .23-25 в трехразрядный двоичный код.

В момент смены логического состояния на входах инвертора 29 и первого одновибратора 26; например, из нулевого в единичное одновибратор 26 начинает-вырабатывать импульс с нулевым уровнем и длительность Ф, определяющей временной порог срабатывания преобразоватеЛя на высокочастотную составляющую сигнала. По истечении времени Ф на ,выходе одновибратора 26 формируется положительный перепад напряжения, по которому осуществляется запись информации с Э -входа триггера 27 на его выход. Если за время 4 состояние Э -входа вновь не изменяется, то на инверсном, выходе триггера 27, появляется нулевой уровень, переключающий, в свою очередь, Р6 -триггер 28. На выходе преобразователя информации устанавливается в соответствии с выходом элемента И-НЕ 23.

В это время вторая ветвь преобразо вателя ведет себя пассивно, разрешая работу первой ветви. Поскольку положительный перепад напряжения на входе инвертируется инвертором

29, а одновибратор 31 не реагирует на отрицательные перепады, на Свходе триггера 31 сохраняется еди-. ничный уровень. Нулевой уровень на

К- и 1)-входах устанавливает инвертирующий выход триггера 30 и 5- вход триггера 28 в единичное состояние, разрешающее работу триггера 28 по R-входу. В случае обратной смены состояния входа преобразователя в пределах времени 1 положительный 6 фронт сигнала на выходе одновибратора 26 осуществляет повторную запись "нуля" на прямой и "единицы" на инверсный выходы триггера 27.

Состояние выхода преобразователя не изменяется.

В случае смены логического состояния входа преобразователя единичного на нулевое активную роль играет вторая ветвь преобразователя: инвертор 29, одновибратор 31 и триггер ЭО. В остальном логика работы преобразователя сохраняется..

Таким образом, дополнительные цепи АЦП осуществляют анализ временных интервалов в последовательности переключений кодовых состояний и исключают иэ информационного потока пары перек. ючений, следующие друг за другом с интервалом,, Дополнительные цепи,вводимйе в

АЦП, позволяют исключить из выходного потока кодовые состояния, обусловленные высокочастотной шумовой составляющей, и делают возможным применение предлагаемого АЦП в системах кодирования и ввода телевизионного изображения в ЭВМ.

Визуально эффект от введения в

АЦП дополнительных. цепей проявля„ яркости изображения) в районе уровня деосигнал .в виде случайных флуктуаций в некоторых телевизионных системах, и позволяет применять в системах кодирования изображения

AIIII.с пониженной разрядностью Р (в данном случае Р = 3). Практически длительность | импульса одновибратора для видеосигнала от тепевизионной камеры с видиконом устанавливается равной 200 нс. Такая задержка переключения кода на выходе АЦП не приводит к сужению полосы яния и легко компенсируется органа1034171

Составитель Н. Козлов

Редактор M. Рачкулинец ТехредМ,Гергель . Корректор Г. Решетник

Заказ 5642/58 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 е

Филиал .ППП "Патент",. г. Ужгород„ ул. Проектная, 4 ми управления видеоконтрольного уст-:. ройства.

Основным преимуществом предлагаемого преобразователя является! исключение из выходного потока высокочастотной шумовой составляющей, что приводит к уменьшению объема инФормации.