Устройство автоматического управления параметрами луча передающей телевизионной трубки

 

1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ЛУЧА ПЕРЕДАЮЩЕЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ ТРУБКИ, содержащее последовательно . соединенные видеоусилитель, вход которого подключен к выходу блока передающей телевизионной трубки (ПТТ), фильтр верхни с частот, блок оценки энергии высокочастотных составляющих (ВЧС), экстремальный регулятор и управляемый источник фокусирующего сигнала, выход которого подключен к входу фокуси1Х вки блока ПТТ, отличающееся тем, что, с целью обеспечения максимальной разрещающей способности во всем динамическом диапазоне передаваемого изображения, в него введены последовательно соединенные дополнительный экстремальный регулятор, вход которого соединен с выходом блока сщенкн энергии ВЧС, и управляемый источник питания управляющего . электрода, выхоа которого подключен к управляющему восо ду блока ПТТ, а также фильтр нюкних пространственных частот, вхоц которого соединен с выходом видеоусилителя, а ВЫХОД подключен к вторым входам управляемого источника фокусирукядего сигнала и управляемого источника питания управляющего электрода. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что управляемый источник фокусирующего сигнала выпо1Ь нен в виде последовательно соедЕненньк управляемого усилителя, первый и второй § входы которого являются соответственно первым и вторым входами управляемого 1 источника фокусирующего сигнала, и сумматора, второй вход которого подвключен к выходу источника постоянного фокусирующего сигнала, а выход является выходом управляемого источника фокус рукицего сигнала. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что управляемый ис4 У точник питания управляющего электрроа вьшолнен в виде последовательно з х |ненных управляемого усилителя, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым . управляемого источника питания упрйапяющего электрода, и сумматора, второй . вход которого подключен к выходу источника питания управляющего электрода , а выход является выходом управляемого источника питания управпяюиюго электрода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) ())) з(5)) Н 04 Н 5/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3398027/18-09 (22 ) 15.02.82 (46) 07.10.83. Бюл. ¹ 37 (72) Н. Н. Красильников, С. П. Уханов, .И, Я. Зыков и Б. Н. Бычков (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621.397.61 (088.8) (56) 1. Заявка ФРГ № 2703836, кл. Н 04Й 5/20,-1978.

2. Технические условия на блок автоматической регулировки режима АРР«9, входящий в состав передающей телевиэион, нойкамеры КТП-56. УШ-2.070.030.ТУ.

3. Авторское свидетельство СССР

-№ 607353, кл. Н 04 H 5/34, 1976 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ

ЛУЧА ПЕРЕДА ЮШЕЙ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ

ТРУБКИ, содержащее последовательно . соециненные видеоусилитель, вхоц которого подключен к выхоцу блока перецаюшей телевизионной трубки (ПТТ), фильтр верхних частот, блок оценки энергии высоконастотных составляющих (ВЧС), экстремальный регулятор и управляемый источник фокусирукяцего сигнала, выход которого подключен к входу фокусировки блока ПТТ, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения макси« мальной разрешающей способности во всем динамическом циапазоне передавае« . мого изображения, в него введены пс»слецовательно соединенные цополнитель .ный экстремальный регулятор, вхоц которого соединен с выходом блока оценки энергии ВЧС, и управляемый источник питания управляющего . электрода, выход которого поцключен к управляющему вхо ду блока ПТТ, а также фильтр нижних пространственыых частот, вхоц которого соецинен с выхоцом видеоусилителя, а выхоц поцключен к вторым входам уп» равляемого источника фокусируюшего сигнала и управляемого источника питания управляющего электроца.

2. Устройство по п. 1., о т л и ч а ю щ е е с я тем, что управляемый источник фокусируюшего сигнала выполнен в вице послецовательно соединенных управляемого усилителя, первый и второй вхоцы которого являются соответственно первым и вторым вхоцами управляемого источника фокусируюшего сигнала, и сумматора, второй вход которого под.ключен к выходу источника постоянного фокусируюшего сигнала, а выход является выходом управляемого источника фокуси» руюшего сигнала»

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а» ю ш е е с я тем, что управляемый ио» точняк питания управлякяцего электрода выполнен в вице последовательно соеци»

I пенных управляемого усилителя, первый . и второй входы которого являются соотг .ветственно первым и вторым .:одами управляемого источника питания управля юшего электрода, и сумматора, второй ахоп которого подключен к выходу ис» точника питания управляющего электро» да, а выход является выхоцом управляемого источника питания управляющего, электрода.

1 10469

Изобретение относится х телевидению, а именно к устройствам автоматической настройки режимов передающих телевиэи» онных трубок, и может быть использовано во всех областях техники, гце есть нвоб хоцимость получения максимальной раэ решающей способности передающих телевизионных камер, Известно устройство управления сиг налом перецаюшей телевизионной трубки, щ соцержашее последовательно соециненные видеоусилитель, фильтр нижних простран ственных частот и накопительное устройство (интегратор), выхоц которого соецинен с управляющим вхоцом передающей электроннолучевой трубки, сигнальный вход которой соединен с входом вицеоусилителя g 1 j .

Недостатком указанного устройства является то, что воспроиэвецение всего динамического циапазона яркостей обеспечивается за счет использования ин- . тегрального критерия, а не критерия максимальной разрешающей способности по полю изображения. Кроме того, оно не 25 обеспечивает подфокусировку луча в соответствии с изменяемым током, что также не позволяет добиться наилучших результатов по четкости передаваемого изображения во всем динамическом диапазоне яркостей.

Известен также блок автоматической регулировки режима, входящий в состав передающей телевизионной камеры КТП-56, соцержащий фильтр верхних частот, подключенный х видеоусилителю, регула тор фокусирОвки и регулятор тока луча, подключенные к соответствующим входам передающей телевизионной трубки, кото» рый осуществляет рвгулирэдку тока луча передающей электроннолучевой трубки типа суперортикон по интегральному критерию высокочастотных составляющих и по этому же критерию осуще» ствляет фокусировку луча ЭЛТ, что поэ 45 воляет поддерживать разрешающую способность TB-камеры 500-550 ТВ пиний на уровне .средней яркости при изменяющихся условиях окружакяцей срецы (освещенность, температура, напряжение сети и тд) P2).

Однако указанный блок также не обес» печивает высокой разрешающей способности на ярких и темных участках изображения, т.е. во всем динамическом циа- 55 пазоне освещенностей передаваемого скьжета. Причиной этого является то, что ток луча поддерживается постоянным по

68 2 всему полю иэображения, а не изменяет»( ся в зависимости от яркости сюжета. Хо тя ВЧ составляющие и максимизируются, но они максимизируются по интегральному критерию, т.е. их оценка идет по всей плошади кадра при некотором постоянном токе луча, Поэтому очень яркие участки иэображения выглядят как сплошные белые пятна и: их цетали не воспроиэвоцятся в ! самых темных участках высоко «онтраст» ного иэображения также невозможно различи:ть мелкие цетали.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для авто матической фокусировки электронного луча передающей ТВ-трубки, содержащее последовательно соединенные видеоусилитель, вхоц которого поцключен к вы-. ,ходу блока пврвцаюшей телевизионной трубки (ПТТ), фильтр верхних частот, блок оценки энергии высокочастотных составляющих, экстремальный регулятор и управляемый источник фокусируюшего сигнала,, выход которого поцключен к фо кусирукхцему вхоцу блока перецаюшей телевизионной трубки.

При этом экстремальный регулятор в данном устройстве состоит из послецова. тельно соединенных пробных сигналов, генератора тактовых импульсов, цифровоro накопителя, реверсивного счетчика, преобразователя код-аналог, усилителя постоянного тока и сумматора, второй вхоц которого соединен с вторым выходом генератора пробных сигналов, а выход является выходом всего экстрвмаль ного регулятора, третий выход генера тора пробных сигналов соединен с пврвым входом преобразователя фаза-код, второй вход которого является входом всего экстремамьного регулятоpað а пе рвый и второй Выходы преоб» раэователя фаза-код соецинены с вторым и третьим входами цифрового накопителя и вторым и третьим вхоцами реверсивного счетчика. Экстремальный регулятор служит для отыскания такого значения фокусирующего тока (напряжения), которое обеспечивает максимизацию высокочастотных составляющих в спектре видеосигнала за время кацра, т.е. создает условия цля достижения номинальной разрешающей способности при изменяющихся условиях эксплуатации (например, меняющемся токе луча). Такое выполнение устройства позволяет поддерживать практически постоянной разрешающую способность цатчика телевизионного сигнала при изменениях тока луча

1046968

3 и питающих напряжений электроннолучевой трубки, вызванных изменениями условий окружающей среды 5 3) .

Однако оценка величины фокусирующего сигнала (напряжения или тока) осуществляется по критерию максимума ВЧ составляющих за время кадра и это не обеспечивает поцстройки фокусировки при изменяющихся услрвиях считывания по тенциального рельефа по полю растра. щ

Кроме того, известное устройство не осуществляет изменения условий считыва ния, т.е. не изменяет величины тока луча в зависимости от накопленного потенди ального рельефа, зависящего от динами ческого циапазона яркостей перецаваемо

ro иэображения. Таким образом извест ное устройство обеспечивает поцдержание номинальной разрешающей способности (четкости) перецаваемого изображения при изменении окружающей срецы, но не учитывает изменения освещенностей перецаваемого изображения, Таким образом, недостатком известного устройства является невозможность передачи с высокой разрещающей способ ностью (четкостью) всех цеталей изоб ражения, обладающего широким динамическим циапазоном яркостей.

Бель изобретения - обеспечение макси мальной разрешающей способности во всем динамическом диапазоне яркостей передаваемого изображения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство автоматического управ,ления параметрами луча передающей телевизионной трубки, содержашее последовательно соединенные видеоусилитель, вхоц которого подключен к выходу пере дающей телевизионной трубки (ПТТ), фильтр верхних частот, блок оценки энер,гии высокочастотных составляющих (ВЧС), экстремальный регулятор и управляемый источник фокусирующего сигнала, выход которого подключен к входу фокусировки блока ПТТ, введены последовательно

45 соециненные цополнительный экстремал1 ный регулятор, вхоц которого соецинен с выхоцом блока оценки энергии ВЧС, и управляемый источник питания управляющего электроца, выхоц которого поц ключен к управляющему вхоцу блока ПТТ,, а также фильтр нижних пространственных частот, вхоц которого соецинен с выходом вицеоусипителя, а выход подключен к вторым вхоцам управляемого источника 55 фокусирующего сигнала и управляемого источника питания управляющего электроца.

Управляемый источник фокусирующего сигнала выполнен в вице послецоватепьно соединенных управляемого усилителя, первый и второй входы которого. являются соответственно первым и вторым входами управляемого источника фокусирую щего сигнала, и сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного фокусирующего сигнала, a выход является выхоцом управляемого источника фокусирующего.сигнала.

Управляемый источник питания управлщощего электроца выполнен в вице последовательно соецинепных управляемого усилителя, первый и второй вхоцы которо го являются соответственно первым и вто рым входами управляемого источника пи тания управляющего электрода, и сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника питания управляющего электрода, а выхоц является выхоцом управляемого источника питания управляю щего эпектроца, Так как введение интегрирующего аве на в цепь авторегулирования привоцит к временной зацержке в сигнале регулиро вания, что недопустимо при регулирова

:нии быстропротекающих процессов, каким ,является процесс формирования вицеосщ нала, то интегрирующее звено ввецено в цепь формирования сигнала регулиро вания. Такую роль выполняет фильтр ниж них. пространственных частот. Для получе ния максимальной разрешаюшей способности необходимо осушествпять регулирование фокусировки в зависимости от тока луча.

Нафиг. 1 представлена структурная элек трическая схема устройства; на фиг.2 - то ,же, экстремального регулятора.

Устройство автоматического управлеяйй параметрами луча перецающей телевизионной трубки, поцключаемое к блоку 1 перецающей телевизионной трубки, содержит вицеоусилитель 2, фильтр 3 верх них частот, блок 4 оценки энергии ВЧС, экстремальный регулятор 5, управляемый источник 6 фокусирующего сигнала, состоящий иэ управляемого усилителя 7, сумматора 8 и источника 9 постоянного фокусирующего сигнала, цополнительный экстремальный регулятор 10, управляемый источник 11 питания управляющего электроца, состоящий иэ управляемого усилителя 12, сумматора 13 и источника 14 питания управляющего электроца, а также фильтр 15 нижних пространственных частот. При этом управляемые о усилители 7 и 12 являются усилителями, которые меняют амплитуду сигнала с ных регуляторов 5 .н 10 в виде некоторо го промоцулированного пробными импуль сами сигнала, определяющего знак рас: согласования относительно наилучшей разрешающей способности (четкости) передаваемого изображения.

Экстремальные регуляторы 8 н 10 работают следующим образом.

Генератор 16 пробных сигналов форми рует с кадровой.частотой прямоугольные импульсы, которые поступают йа сумма тор 22, гце смешиваются с постоянным напряжением, поступающим с выхода усилителя 21 постоянного тока. Одновременно эти импульсы поступают на вход пре» образователя 23 фаза» коц и генератора 17 тактовых импульсов. Преобразо-, ватель 23 фаза - коц сравнивает фазу.. пробных импульсов с фазой сигнала, .

:поступающего с блока 4 оценки энергии ВЧС, н через цифровой накопитель 18 поцает сигнал увеличения или уменьшения ,,кода на реверсивный счетчик 19. С выхода реверсивного счетчика 19 сигнал поступает на преобразователь 20 коц

:аналог и далее в виде постоянной ве .личины через усилитель 21 постоянного тока поступает на сумматор, а оттуда (. на выход экстремального регулято, ра 5 (10}. Сигнал увеличении нли умень

,шения кода, поступающий с преобразова теля 23 фаза - коц, показывает, в ка кую сторону необходимо изменить коэф фипиент усиления управляемого усилителя 7 (12) цля максимизации ВЧС в, спектре видеосигнала. Дополнительный, экстремальный регулятор 10 подбирает

;такую -величину своего выходного на пряжения, чтобы обеспечить максимум высокочастотных составляющих в видео» сигнале на выхоце вицеоусилителя 2.

Это происхоцит следующим образом.

Как известно, цля детального воспро извецения иэображения во всем динамическом диапазоне яркостей необходимо регулировать ток луча в зависимости от ! накоплены Ого потенциального рельефа.

Йотэнцнапьный рельеф определяет величину сигнала на выкone блока 1 передающей телевизионной трубки. Эта вели-! чина видеосигнала может служить мерой. тока луча, необкоднмого дпя полного считывания, нужнс ; лишь выбрать критерий дпя Опенки этой меры и Опреде» пить условия заведения сигнала. обратной сВязи, сформированного на ОснОВе

:исходного видеосигнала.

Поскольку наиболее распространейной мерой качества телевизионного нзоб5 104696

: выхода фильтра 15 нижних пространствен .ных частот в соответствии с потенциала,:ми, поступающими с выхоцов экстремаль;ных регуляторов 5 н 10.

Фильтр 15 нижних пространственных частот реализуется с помощью гребен чатого фильтра, состоящего из элементов

:задержки и сумматоров. Экстремальный регулятор 5 и дополнительный экстррмальный регулятор 10 служат цля фор- 1О мирования потейциалов, меняющих коэф. фициент усиления управляемых усилите лей 7 и 12 таким образом, чтобы обеспечить на выходе этих усилителей .такие амплитуды сигнала, поступающего с вы- 15 хода фильтра 18 нижних пространствен» . ных частот, которые обеспечат на выходе вицеоусилителя 2 видеосигнал, имеющий максимум высокочастотных составляю» ших в спектре, что соответствует наи- 20 болыдей четкости передаваемого изображения как в черных, так и в белых . участках изображения.

Экстремальный регулятор 8 и цопол» нительный экстремальный регулятор 10 выполнены по одинаковой схеме и содержат генератор 16 пробных сигналов, генератор 17 тактовых импульсов, циф ! ровой накопитель 18,, реверсивный счетiЧик 19, преобразователь 20 код-аналог, 30

1 . усилитель 21 постоянного тока, сумма-, тор 22 и преобразователь 23 фаза-код.

При этом генератор .пробных сигналов может быть выполнен на микросхеме

1S8TN2, генератор тактовых импульсов 5 ..На микросхеме 185АГ1, цифровой накопитель и реверсивный счетчик - на микро схемах 188ИЕ7, преобразователь коц

- ..аналог - на микросхеме 872ПА1, усили тель постоянного тока и сумматор вы 40 полняются на операционных усилите лях 183УД1, а преобразователь фаза код представляет собой компаратор на микросхеме 821СА2.

Устройство работает следующим об1разом. . Видеосигнал с выхода блока 1 передающей телевизионной трубки через вицео силитель 2 поступает на вхоцы фильтра 3 верхних частот и фильтра 18 нижних про» 5. . странственныхчастот. С выхода фильтра 3 верхних частот, который пропускает толь ко высокочастотные составляющие видеосигнала, характеризующие цетальность и четкость изображения, сигнал поступает на блок 4 оценки энергии РЧС, который оценивает энергию ВЧС и вйцает значения оценки на вхоцы экстремаль1046968

7 ражения является четкость (разрешающая способность), которая цля цанного сюжета может быть измерена количесч вом ВЧС спектра вицеосигнача, то эа критерий меры тока луча принимают 5 количество высокочастотных составля,ющих видеосигнала. Для того, чтобы

,не допустить перерегулирования в обла сти высокочастотных составляющих видеосигнала, необхоцимо Обратную связь завести через некоторое интегрирующее звено. В силу цвумерности телевизионного изображения наиболее оптимальная форма выполнения такого интегрирующего звена - фильтр 15 нижних пространствен- 15 ных частот изображения. Такое ввецение обратной связи, влияющей на величину тока луча по критерию максимума высокочастотных составляющих видеосигнала, позволяет установить оптимальный ток 20 луча цля темных и светлых цеталей изображения по критерию максимальной детальности воспроизвоцимых темньы и

;светлых участков изображения. С выхоца источника 14 питания управляющего электроца на управляющий вход, т.е. на вхоц модулятора блока 1 передающей тепе"изионной трубки, через сумматор 13 поступает потенциал, который обеспечивает оптимапьнь.е условия считывания 30 серых деталей иэображения, зависящие от типа трубки и у-словий эксплуатации.

ha второй вхоц сумматора 13 с выхода ".,E! paan.- Eåìçãî усилителя "2 постуcE3е". „":.иг,нный (о=пабленный) сигнал с, в;.:хоца фильтра 15 нижних пространствен. ных частот, Коэффициент усиления управляемого усилителя " 2 опыцеляется потенциалом, поступающим с выхода

40 дополнительного э.,ст мального регулятора 1Э, и подбирается им - .о критерию ма. . симума ВЧС на выходе вицеоусилитела 2. B цепом система работает как обычная экстремальная система авторе45 гупирования. Однако известно, что изменение тока-пуча при постоянных условиях фокусировки луча привоцит к некоторой цефокусировке изображения (ухудшению четкости) и уменьшению ВЧС в спектре вицеосигнала, т„е. зависимость

ЕЧС в спектре видеосигнала от тока луча носит экстремальный характер за счет изменениядиаметра луча при изменении тока луча. Эту зависимость можно использовать для еще большего улучшения разрешающей спо-, 5

"oáícEcòE:,HåoáõDEEh÷î лишь осуществить подфокусировку луча, r.е. изменение цлотности тока луча в плоскости мишени в зависимости от величины тока луча по критерию максимума ВЧС в спектре видеосигнала, Эту зацачу в данном устройстве решают экстремальный регулятор 5, управляемый усилитель 7 и сумматор 8, которые организуют вторую петлю обраъной связи. Поцобная петля обратной связи. существует и в известном устройстве,но

Ъ там она отслеживает лишь случайнйе изменения тока пуча, вызванные изменениями условий эксплуатации ЭЛТ. В предлагаемом устройстве она отележива, ет санкционированные изменения тока луча, обусловленные наличием темных и светлых участков изображения. Сигнал с выхода фильтра 15 нижних пространственных частот через управляемый усилитель 7 поступает на сумматор 8, гце суммируется с сигналом источника 9 постоянного фокусирующего сигнала (например, напряженгч или тока), который обеспечивает оптимальную фокусировку цпя среднего тока луча, необхоцимого цля нормального считывания серых учась ков изображения.

При передаче изображения, облацакицв го большим динамическим диапазоном яр костей, экстремальный регулятор 5 ус, танавливает на своем выходе такой .потенциал, что управляемый усилитель 7 задает коэффициент усиления простран ственно фильтрованного видеосигнала, обеспечивающий максимум разрешающей способности. При изменении цинамического диапазона яркостей перецаваемого изображения изменяется и коэффициент усиления управляемого усилителя 7, задаваемый потенциалом с выхода экстремального регулятора 5. При этом ках цый раз критерием выбора коэффициента усиления управляемого усилителя 7, т.е, мерой изменения фокусируюшего напряжения (тока), является максимум ВЧС в спектре вицеосигнала.

Для оптимального воспроизвецения цеталей изображения в полном-цинамичес ком диапазоне яркостей сюжета необхо цимо осуществлять регулировку тока луча по критерию максимума ВЧС в спектре видеосигнала. OoHoBpeMGHHO не обхоцимо осуществлять и перестройку фокусировки луча по этому же критерию, :поскольку зависимость четкости воспро-! извоцимого изображения от тока луча при постоянном фокусируюшем напряжении (токе) носит экстремальный характер, Это, вызывает построение системы автоматического управления параметрами луча фиг. f

Редактор С. Квятковская

Составитель В. Максимова

Техрец М. Гергель Корректор А„Лзйтео

Заказ 7755/58 Тираж 677

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 10469 передающей телевизионной трубки в вице экстремальной системы авторегули рования, имеющей две зависимых петли обратной связи.

Введение в систему автоматического управления параметрами луча передающей . телевизионной трубки второй петли обратной связи, состоящей из экстремально го регулятора, управляемого, усилителя и g сумматора и, кроме того, содержащей источник питания управляющего электро да, работающей по критерию максимума высокочастотных составляющих и осуществляющей управление током луча и фокусировкой луча путем формирования сигнала управления из видеосигнала, нро ( пущенного через фильтр никних простран ственных частот, по критерию максимума ВЧ составляющих в спектре видео-; 20, сигнала, вътодно отличает предлагаемую систему от прототипа и 6азового обьек та - блока APP-9 в камере КТП-БО.

Прецлагаемая система. имеет возмож ность перецачи с максимально возмож ной четкостью мелких деталей изображения во всем динамическом диапазоне яркостей передаваемого сюжета. Такая система, в отличие от блока АРР-О, который имеет разрешающую способность в 500WGO ТВпиний лишь в динамичес ком диапазоне яркостей 40 цВ, обеспечи вает разрешающую способность 500 550. ТБ»линий в цинамическом диапазоне .яркостей передаваемого си@кета 80 цБ.Йвецение предлагаемой системы s paapa« батываемые тьлекамеры позволяет п рименить передающие телевизионные трубки .низщф сортности по суйвнению с приме-, няемыми при сохранении качества изоб» ражения, что удешевит стоимость експлу атации телевизионных камер.