Амплитудный селектор синхросигнала (его варианты)

 

Изобретение относится к телевидению и обеспечивает повышение быстродействия при одновременном упрощении устройства. Входной сигнал поступает на инвертирующие входы трех компараторов (К) 1, 2, 3. К 1 и нелинейный интегратор (НИ) 7, выходное напряжение .которого поступает на неинвертирующий вход К 1, осуществляют отслеживание уровня верщин синхроимпульсов во входном телевизионном сигнале. При этом напряжение с К 1 поступает на НИ 7. К 3 и НИ 8 идентичны К 1 и НИ 7. Koнтyp образованный ими, осуществляет отслеживание уровня гащения. Напряжения с НИ 7 и 8 соответственно через резисторы 5, 6, образующие резистивный делитель напряжения, поступают на неинвертирующий вход К 2. Параметры резисторов 5 и 6 выбираются одинаковыми, чтобы обеспечить на выходе резистивного делителя напряжения уровень, равный среднему арифметическому от уровней верщин синхроимпульсов и гасящих импульсов. На выходе К 2 формируется селектирован1п 1Й синхросигнал. Во втором варианте выполнения амплитудного селектора синхросигнала за счет введения инвертора исключается поступление импульсов кадровой синхронизации с выхода селектора на НИ, отслеживающий уровень гащения. Поясняется работа НИ и выбор их параметров. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. i (Л § го to а Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

/т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3751000/24-09 (22) 01.06.84 (46) 30.03.86. Бюл. Р 12 (72) В. А. Головлев, Н. Е. Уваров и Н. Г. Хитрово (5 3) 621.397 (088.8) (56) Патент США N 3699256, кл. 178 — 69.5, 1972.

Патент Великобритании Р 1562148, кл. Н 4F, 1978. (54) АМПЛИТУДНЫЙ СЕЛЕКТОР СИНХРОСИГю

НАЛА (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к телевидению и обеспечивает повышение быстродействия при одновременном упрощении устройства, Входной сигнал поступает на инвертируюшие входы трех компараторов (К) 1, 2, 3. К 1 и нелинейный интегратор (НИ) 7, выходное напряжение которого поступает на неинвертирующий вход К 1, осуществляют отслеживание уровня вершин синхроимпульсов во вход„„SU„„12217 3 А @4 Н 04 N 5/08 ном телевизионном сигнале. При этом напряжение с К 1 поступает на НИ 7. К 3 и НИ

8 идентичны К 1 и НИ 7. Контур образованный ими, осуществляет отслеживание уровня гашения. Напряжения с НИ 7 и 8 соответственно через резисторы 5, 6, образующие реэистивный делитель напряжения, поступают на неинвертируюший вход К 2.. Параметры резисторов 5 и 6 выбираются одинаковыми чтобы обеспечить на выходе резистивного делителя напряжения уровень, равный среднему арифметическому от уровней вершин синхроимпульсов и гасящих импульсов.

На выходе К 2 формируется селектированный синхросигнал. Во втором варианте выполнения амплитудного селектора синхросигнала эа счет введения инвертора исключается поступление импульсов кадровой синхронизации с выхода селектора на НИ, отслеживающий уровень гашения. Поясняется работа НИ и выбор их параметров. 2 с.п. флы, 4 ил.

1221763

Изобретение относится к телевидению и может быль использовано в массовых телевизионных приемниках, в аппаратуре ретрансляторов, а также в системах невешательного телевидения.

Цель изобретения — повышение быстродействия при одновременном упрошении устройства.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема амплитудного селектора синхросигнала (первый вариант); на фиг. 2— то же, (второй вариант); на фиг. 3 — принципиальная схема нелинейного интегратора; на фиг. 4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Амплитудный селектор синхросигнала (первый вариант, фиг.1) содержит первый, второй и третий компараторы 1 — 3, инвертирующие входы которых соединены и являются входом 4 устройства, первый и второй резис ° 1 торы 5 и 6, причем неинвертирующий вход первого компаратора 1 через первый резистор 5 соединен с неинвертирующим входом второго компаратора 2, неинвертирующий вход которого через второй резистор 6 соединен с неинвертирующим входом третьего компаратора 3. Вход первого нелинейного интегратора 7 соединен с выходом первого компаратора 1, а выход соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 1. Вход второго нелинейного интегратора 8 соединен с выходом третьего компаратора 3, выход — с неинвертирующим входом третьего компаратора 3, а выход второго компаратора 2 является выходом 9 устройства.

Кроме того, амплитудный селектор синхрол сигнала (второй вариант, фиг. 2) содержит первый, второй и третий компараторы 10—

12, инвертируюшие входы которых соединены и являются входом 13 устройства, первый и второй резисторы 14 и 15, причем неинвертирующий вход первого компаратора 10 через первый резистор 14 соединен с неинвертируюшим входом второго компаратора 11, неинвертируюший вход которого через второй резистор 15 соединен с неинвертирующим входом третьего компаратора 12. Вход первого нелинейного интегратора 16 соединен с вы» хддом первого компаратора 10, а выход соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 10. Вход второго нелинейного интегратора 17 соединен с выходом третьего компаратора 12, выход — с неинвертирующим входом третьего компаратора 12. Вход инвертора 18 соединен с выходом второго компаратора 11, являющегося выходом 19 устрой ства, а выход — с выходом третьего комтиратора 12. Каждый из нелинейных интеграто5

l5

55 ров 7(8) (фиг. 3) содержит последовательно соединенные третий резистор 20, диод 21 и четвертый резистор 22, включенные между шинами 23 и 24 соответственно положительного и отрицательного источников питания. Анод диода 21 соединен с входом 25 нелинейного интегратора 7(8), а катод — с неинвертирую. шим входом операционного усилителя 26 и через конденсатор 27 — с выходом операционного усилителя 26.

Амплитудный селектор синхросигнала работает следующим образом.

Компаратор 1 ограничивает входной видеосигнал (фиг. 4а) по уровню, определяемому поданным на его другой вход потенциалом с выхода нелинейного интегратора 7. Если этот потенциал ниже> чем уровень вершин синхроимпульсов, являющийся наиболее отрицательным уровнем в позитивном телевизионном сигнале, то на выходе компаратора

1 импульсы не выделяются, и на входе 25 нелинейного интегратора 7 поддерживается уровень логического нуля. При этом диод

21 (фиг. 3) закрыт и к интегратору, состоящему из конденсатора 27 и операционного усилителя 26, поступает ток через резистор

22 от шины 24 отрицательного источника питания, Поскольку ток поступает к инверсному входу операционного усилителя 26, то на выходе последнего потенциал нарастает, приближая тем самым порог срабатывания компаратора 1 к уровню вершин синхроимпульсов во входном видеосигнале.

Когда порог срабатывания превышает уровень вершин синхроимпульсов (фиг. 4 а), на выходе компаратора 1 появляются импульсы (фиг. 4б) суммарной длительностью

> (о — с, ), открывающие диод 21 в схеме нелинейногб интегратора 7 и пропускающие на интегрирование ток, протекающий через резистор 20 от шины 23 положительного источника питания. Обусловленное ими при-; ращение потенциала, равное Ч, (о — ь, ) на интервале периода, линейно суммируется с приращением Ч . (7 — +, )), обусловленным протеканием тока противоположного направления через резистор 22 во время отсутствия синхроимпульсов на том же интервале. Чтобы появление синхроимпульсов на входе 25 нелинейного интегратора прекратило нарастание потенциала на его входе, сумматорное приращение должно удовлетворять условию

7 (c, ) +V(Т +ь() 0 откуда непосредственно следует требование (1)

М. (С:..--Е"9,1

1221763

f5

25

Знак "-" в левой части приведенного неравенства показывает, что скорости V, и изменения потенциала на выходе нелинейного интегратора должны быть разнонаправлены. В схеме нелинейного интегратора 7(8) У, показанной на фиг. 3, различие направлений и V обеспечивается подключением резисторов 20 и 22 к шинам 23 и 24 источников питания. разной полярности. Особенность схемы нелинейного интегратора

7(8) состоит в том, что она предполагает подачу импульсов на вход 25 от элементов, имеющих открытый коллекторный выход.

В случае превышения начальным потенциалом на выходе нелинейного интегратора 7 уровня вершин синхроимпульсов во входном видеосигнале (фиг. 4а), условие поддержания неизменного потенциала на выходе нелинейного интегратора 7 неприемлемо: потенциал должен понижаться, уменьшая тем самым начальное рассогласование уровней. Суммарное приращение потенциалов за период должно удовлетворять условию с +1(Тс )Ор где с — фактически имеющаяся лри указанном и соотношении уровней суммарная (за период) . длительность импульсов на выходе компаратбра 1.

Отсюда аналогично (1), получают требование — — > " (2). Вследствие неубываЧ Т с

Чо с„ юшего характера интегральных кривых уровневого распределения (любого сигнала) суммарная длительность импульсов c получаемых ограничением по более высокому уровню, чем уровень синхроимпульсов, не может быть меньше, чем (<,.— с, ).

Следовательно т-(i i- iq1 (3) с -с(р сц ( с

Из сопоставления неравенств (1) и (3) видно, что неравенство (2) удовлетворяется во п и всех случаях, кроме случая с„= (— с„, ).

Одновременное выполнение неравенств (1) и (2) гостигается только при

Ч1 Т-(с .- с<р) (4)

Чо (с "р) т. е. при замене требования (1) строгим неравенством. Таким образом, условие (4) является условием сходимости выходного потенwana нелинейного интегратора 7 к уровню вершин синхроимпульсов.

Абсолютные величины скоростей Чр и Ч, очевидно определяют время отработки нелинейным интегратором 7 начальных и динамических рассовмещений своего выходного потен30

55 циала относительно уровня вершин синхроимпульсов в телевизионном сигнале. Скорости

Ч и Ч, устанавливают, например, выбором величины емкости конденсатора 27. Тем самым компаратор 1 и нелинейный интегратор

7 вместе фактически, выполняют операцию отслеживания уровня вершин синхроимпульсов во входном телевизионном сигнале.

Компаратор 3 и нелинейный интегратор 8 по виду взаимных связей и по месту в о6 шей структуре амплитудного селектора синхро сигнала идентичны компаратору 1 и нелинейному интегратору 7. Образуемый компаратором 3 и нелинейным интегратором 8 второй контур отслеживания должен регистрировать уровень гашения (фиг. 4а). Условие непре. вышения выходным потенциалом нелинейного интегратора 8 уровня гашения выводится аналогично условию (4) и отличается от последнего лишь заменой длительности синхроимпульсов (с,.) на длительность импульсов гашения (с, ) Ч1 Т-(г с,р) (5)

Чо ("r с<р)

Однако выполнение условия (5) недостаточно, потому что в видеосигнале имеются уровни более отрицательные, чем уровень гашения, например уровень вершин синхро.импульсов. Для контура регистрации уровня гашения нельзя допускать увеличения отношения (— Ч„ / Ч ) настолько, чтобы удовлетворялось условие (4), выражаюшее переход к режиму регистрации уровня вершин синхроимпульсов. Из-эа конечной длительности фронтов синхросигналов (с, ), выход из режима регистрации уровня гашения происходит даже раньше, когда условие (4) выполняется при длительности импульсов (7с +с ), а не при длительности (с — Я ). Поэтому для нелинейного интегратора 8 дойустимы лишь значения отношения скоростей нарастания в интервале

Т- с, L,р) V, t- ((c,, - ссЧ,) (6)

Ъ- — ) (c "" р) Чо " г " р)

Если потенциал на выходе нелинейного интегратора 8 не равен уровню гашения, то суммарная эа период длительность с ö продуктов ограничения, вырабатываемых компаратором 3, будет либо больше (c — с, ), либо меньше (<,, +<,„) до (о — q>). При этом в нелинейном интеграторе 8, параметры которого удовлетворяют условию (6), наблюдается систематическое смешение потенциала соответственно либо вверх

Ч "u+ЧоР-" ) 0 (при „Сс,р), 122176 либо вниз т-;,,, т (г - -с,„)

> >

Uo ("г сс с р) (7) Т-(с,-<41 "г "<р 1

, ц < >, (Т - „) с 0 (а р и „> с ) но всегда в сторону фактического положения уровня гашения, Таким образом, требование

5 (6) выражает условие сходимости выходного потенциала нелинейного интегратора 8 к уровню гашения во входном телевизионном сигнале.

Располагая потенциалами на выходах нелинейных интеграторов 7 и 8, отражающими уровень вершин синхроимпульсов и уровень г» гасящих импульсов соответственно, с помощью пассивного резистивного делителя напряжения на резисторах 5 и 6 можно получить любой промежуточный потенциал. В данном случае соотношения резисторов 5 и 6 следует выбирать так, чтобы выходной потенциал делителя соответствовал наиболее крутому „ участку фронта синхронизируюших импульсов, поскольку селекция синхросигнала по этому уровню компаратором 2 обеспечивает минимизацию фазовой погрешности синхронизации.

В случае априорной неопределенности относительно формы фронта синхросигналов, подво-. 25 димых к амплитудному селектору синхросигналов, принято считать целесообразной селекцию синхросигнала по уровню, равному среднему арифметическому от уровней вершин синхроимпульсов и гасящих импульсов. Такой режим обеспечивается составлением делителя напряжения из двух последовательно соединенных резисторов равной величины. Ограничение видеосигнала по указанному уровню с помощью компаратора 2 приводит к формирова-,, 35 нию на выходной шине 9 селектированного синхросигнала (фиг. 4r) .

Время установления режима в амплитудном селекторе синхросигнала определяется требованиями к точности регистрации уровня гасящих импульсов нелинейным интегратором 8.

Амплитудный селектор синхросигнала по второму варианту работает аналогично устройству по первому варианту. Отличие в работе заключается в том, что в нем исключается поступление импульсов кадровой синхронизации на нелинейный интегратор 17.

Это обеспечивается наличием связи от выхода компаратора 11 к выходной: шине компаратора 12 через инвертор 18. Так как компаратор 11 выделяет синхросигнал с суми марной длительностью сс за период, на выходе компаратора 12 пропадают все составляющие синхросигнала — и кадровые, и строчные (фиг. 4д). Максимальная суммарная 55 длительность интервалов наличия импульсов на выходе компаратора 12 уменьшается на величину сс и становится равной з б (с — с — с ) а минимальная — равной г ф с ° (так как в отсутствие указанной связи она равна (С + с<) Заменяя (z + с ) на с,р и (< — с ) на (с — с. — сР) в неравенстве (6), получают условие регистрации уровня гасящих импульсов

Благодаря наличию инвертора максимальная длительность импульсов на входе нелинейного интегратора 17 сокращается. При любом фиксированном значении допуска на пульсации напряжения на выходе нелинейного интегратора 17 указанное уменьшение длительности подаваемых на интегрирование импульсов позволяет увеличить допустимую скорость изменения потенциала на выходе нелинейного интегратора 17 и соответственно сократить время установления стационарного режима амплитудного селектора синхросигнала.

Формула изобретения

1. Амплитудный селектор синхросигнала, содержащий первый, второй и третий компараторы, инвертируюшие входы которых объединены и являются входом амплитудного селектора синхросигнала, неинвертируюший вход первого компаратора через первый резистор соединен с неинвертируюшим входом второго компаратора, неинвертируюший вход которого через второй резистор соединен с неинвертируюшим входом третьего компаратора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия при одно временном упрощении, введены первый и второй нелинейные интеграторы, вход первого из которых соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с неинвертируюшим входом первого компаратора, вход второго нелинейного интегратора соединен с выходом третьего компаратора, а выход— с неинвертируюшим входом третьего компаратора, причем соотношения скоростей изменения потенциала на выходе первого нелинейного интегратора удовлетворяют условию

Т-(г,-"L9) — >

Uo (" g с<р) а на выходе второго нелинейного интегратора — условию где 3„V — скорости изменения потенциа-. ла соответственно при наличии

1221763 8 выход — с неинвертируюшим входом третьего компаратора, а также введен инвертор, включенный между выходом второго компаратора и входом второго нелинейного интегратора, при этом соотношения скоростей изменения потенциала на выходе первого нелинейного интегратора удовлетворяют условию

Т-(-7 ) . < с

Чо " с

15 где,, Ч„

Т

25 г

C г

7 и отсутствии импульса на входе соответствующего интегратора;

Т - период синхросигнала; ь — суммарная длительность инс тервалов следования синхроим-пульсов в пределах периода;

< - усредненная длительность ф.ронтов синхроспгнала; - суммарная длительность интер. валов гашения в пределах периода.

2. Амплитудный селектор синхросигнала, содержащий первый, второй и третий компараторы, инвертирующие входы которых объе:динены и являются входом амплитудного селектора синхросигнала, неинвертируюший вход первого компаратора через первый резистор соединен с неинвертируюшим входом второго компаратора, неинвертируюший вход которого через второй резистор соединен с неинвертируюшим входом третьего компаратора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном упрощении, введе» ны первый и вторсй нелинейные интеграторы, вход первого из которых соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с неинвертирующим входом первого компаpampa, вход второго нелинейного интегратора соединен с выходом третьего компаратора, а а на выходе второго нелинейного интегратораусловию -(,-CÄ- „, Ч, т-, а- — c ("r "с "р) скорости изменения потенциала соответственно при наличии н отсутствии импульса на входе соответствующего нелинейного интегратора; период синхросигнала; суммарная длительность интер-. валов следования синхроимпуль сов в пределах периода; усредненная длительность фронтов синхросигнала; суммарная длительность интер» валов гашения в пределах периода.

1221763 фию. Ю

Фиа. 8

Составитель Н. Чистяков

Техред Л. Олейник Корректор М. Самборская

Редактор И. касарда

Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпнй

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

Заказ 1621/60

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