Устройство для воспроизведения осциллограмм видеосигналов

 

I

Союз Советских

Социалистических

Республик с

Гвсудерстаалльм камлтет

СССР лв делам лзааретенл» и атлрмтий у;

О. С. Астратов, В. В. Дулеев, В. М. Новиков и В. П. Руковчук

М P

Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) Авторы изобретения

/ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ОСЦИ,Л,ЛОГРАИМ ВИДЕОСИГНА,ЛОВ

Изобретение относится к телевизионной технике, в частности, к средствам для контроля и измерений параметров телевизионного сигнала, а также отображения осциллограмм сигналов йа экране видеоконтрольного устройства. Изобретение может быть использовано в тех отраслях промышленности и научных исследованиях, где необходим визуальный контроль или анализ исследуемых объектов и процессов. Так, например, устройство можно использовать в составе контрольно-измерительной аппаратуры телевизионных центров для контроля и измерения параметров телевизионного видеосигнала.

Известно устройство для воспроизведения осциллограмм видеосигналов, содержащее синхронизатор,. генератор координатной сетки, смеситель, телевизионный микропередатчик, адаптерное устройство и параллельные видеоканалы по числу во@производимых осциллограмм, каждый из которых включа ет в себя К блоков запоминания уровня, где К вЂ” число активных строк в растре, тактовый генератор с регулируемой частотой и компаратор. Выход тактового генератора подключен к входам управления за2 писью К блоков запоминания уровня, на информационный вход каждого из которых подается входной видеосигнал. Выход каждого блока запоминания уровня подключен к первому входу компаратора, на второй вход которого подается пилообразное напряжение строчной частоты из синхронизатора. На входы управления считыванием блоков запоминания уровня подаются строчные синхроимпульсы также из синхронизатора. Выходы компараторов каждого видеоканала через последовательно соединенные смеситель, телевизионный микропередатчик и адаптерное устройство подключены к выходной шине устройства (!).

Недостатками этого устройства являются, во-первых, невысокое качество воспроизведения высокочастотных сигналов, обусловленное точечным характером воспроизведения осциллограмм, во-вторых, неудобный характер представления. осциллограмм сигналов, так как ось времени оказывается направленной вертикально.

Известно устройство для воспроизведения осциллограмм видеосигналов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, выход которого через запоминающий сдвиго987852 вый регистр подключен к первому входу блока сравнения кодов, к второму входу которого подключен выход счетчика строк, также имеющегося в устройстве. Выход блока сравнения кодов через смеситель подключен к входу видеоконтрольного устройства. К второму и третьему входам смесителя подключены выходы блоков формирования горизонтальных и вертикальных линий координатной сетки. Управление работой аналогоцифрового преобразователя, сдвигового регистра, счетчика строк. и блоков формирования линий координатной сетки осуществляется с помощью синхронизатора P).

Недостатком данного устройства также является невысокое качество воспроизведения высокочастотных сигналов, обусловленное точечным характером представления осциллограмм сигналов, в силу чего теряется связность между отдельными отсчетами сигналов, и получаемые осциллограммы не дают достаточного представления о форме сигналов.

15 о

25 сброса которого подключен к четвертому выходу синхронизатора, элемент И и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, а выход — к входу видеоконтрольного блока, а также сдвиговый регистр, выход которого . подключен к второму входу элемента И, а информационный, тактовый и сбросовый входы подключены соответственно к выходу элемента ИЛИ, первому и четвертому выходам синхронизатора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для воспроизведения осциллограмм видеосигналов, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, блок памяти, блок сравнения кодов и видеоконтрольный блок. В него входят также синхронизатор и блок выбора положения зоны отображения. Первый выход синхронизатора подключен одновременно к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя и блока памяти, второй выход — к управляющему входу коммутатора, а третий выход— к входу блока выбора положения зоны отображения. Выход блока выбора положения зоны отображения подключен к второму входу блока сравнения кодов. Выход блока памяти подключен к второму информационному входу коммутатора. Вход аналого-цифрового преобразователя подключен одновременно к входу синхронизатора и шине входного видеосигнала. Видеосигнал выбранной строки изображения преобразуется в цифровую форму и записывается в блок памяти, который может быть выполнен в виде параллельных сдвиговых регистров, число которых определяется разрядностью кода, а длина каждого регистра определяется числом растровых элементов в строке видеосигнала. За один кадр преобразуется и запоминается один отсчет (растровый элемент) видеосигнала. В режиме воспроизведения на один из входов блока сравнения кодов поступает код текущей строки с выхода блока выбора начала зоны отображения, а на другой — коды видеосигнала из блока памяти, причем за время, в течение которого стоит код одной строки, блок памяти перебирает все записанные в него коды. В момент совпадения кодов вырабатывается импульс, выдаваемый на экран видеоконтрольного блока. Таким образом, каждому значению видеосигнала ставится в соответствие определенный номер строки растра, а на экране видеоконтрольного блока вырисовывается осциллограмма сигнала. При этом ось времени направлена горизонтально (3) .

Недостатком известного устройства является низкое качество отображения высокочастотных сигналов большего размаха, поскольку в этом случае кривая формируется из далеко разнесенных точек, и наблюдатель теряет способность к ее слитному восприятию. Несмотря на то, что эти отсчеты расположены на правильных позициях, качество визуализации высокочастотных сигналов оказывается низким.

Цель изобретения — повышение качества отображения путем выделения площади, ограничиваемой осциллограммой, и увеличение количества возможных режимов воспроизведения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен одновременно к входу синхронизатора и является входом устройства, первый коммутатор, управляющий вход которого подключен к второму выходу синхронизатора, блок памяти, управляющий вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, а выход — к другому информационному входу первого коммутатора, и блок сравнения кодов, а также блок выбора положения зоны отображения, вход которого подключен к третьему выходу синхронизатора, а выход— к второму входу блока сравнения кодов, и видеоконтрольный блок, введены последовательно соединенные дешифратор, вход которого подключен к выходу блока выбора положения зоны отображения, триггер, вход

Кроме того, элемент ИЛИ подключен к входу видеоконтрольного блока через введенные последовательно соединенные инвертор и второй коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу введенного блока управления, а второй и третий информационные входы — солтветственно к выходам элемента ИЛИ и блока сравнения кодов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг; 2 — то же, вариант выполнения; на фиг. 3 — временные

5 диаграммы исходного видеосигнала (а) и его отображений, получаемых в двух режимах работы (б, в).

Устройство содержит видеоконтрольный блок 1, последовательно соединенные синхронизатор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, первый коммутатор 4, блок 5 памяти и блок 6 сравнения кодов, блок 7 выбора положения зоны отображения, дешифратор 8, триггер 9, элемент И 10, элемент ИЛИ 11, инвертор 12, второй коммутатор !3, блок 14 управления и сдвиговый регистр 15.

В режиме записи преобразованные в цифровую форму отсчеты видеосигнала выбранной строки изображения (фиг. 3 а) с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 через первый коммутатор 4 записываются в блок 5 памяти, который организован в виде m параллельных сдвиговых регистров, где гп — число,",азрядов двоичного кода, которым представляется каждый отсчет видеосигнала. Число. разрядов в каждом регистре равно числу отсчетов (растровых элементов) в строке видеосигнала. 3а один кадр в регистры записывается один отсчет видеосигнала. По завершении процесса записи в регистрах оказываются записанными коды всех растровых элементов видеосигнала выбранной строки отображения. Таким образом, процесс записи организован точно так же, как в устройстве-прототипе. В режиме воспроизведения сигнал с выхода блока 5 памяти подают на первый вход блока 6 сравнения кодов, на второй вход которого подается сигнал с выхода блока 7 выбора положения зоны отображения. Код на выходе блока 7 выбора положения зоны отображения изменяется с частотой строк и принимает значения от нулевого до N, где N — число градаций, на которое квантуется видеосигнал. 3а время каждой строки вся информация, записанная в блоке 5 памяти, выдается на первый вход блока 6 сравнения кодов с частотой растровых элементов, и через первый коммутатор 4, замыкающий регистры блока 5 памяти в кольцо, вновь записывается в блок 5 памяти. При равенстве какого-либо из кодов, записанных в блоке 5 памяти, коду, установленному на выходе блока 7 выбора положения зоны отображения, на выходе блока б сравнения кодов появляется сигнал. Если этот сигнал подавать прямо на видеоконтрольный блок 1, то осциллограмма видеосигнала будет воспроизводиться в таком же виде, как в устройстве-прототипе (фиг. 3, б). Такой режим в предлагаемом устройстве также возможен, если с помощью блока 14 управления на выход второго коммутатора 13 подключен сигнал с его третьего входа. Сигна.лы с выхода блока 6 сравнения кодов через

Устройство работает следующим образом.

987852

1 элемент ИЛИ 11 поступают также на информационный вход сдвигового регистра 15, число разрядов в котором равно числу растровых элементов в строке видеосигнала, и записываются в него. Этот регистр через элементы И !О и ИЛИ 11 замкнут в кольцо и, кроме того, его выходной сигнал через элемент ИЛИ ll и второй коммутатор 13 при соответствующем управляющем сигнале на выходе блока !4 управления, определяющим второй режим воспроизведения, подается на вход видеоконтрольного блока 1.

Если развертка изображения происходит сверху вниз, то при воспроизведении все растровые элементы, расположенные ниже осциллограммы видеосигнала оказываются

«подсвечены», так как в соответствующих местах строк будут присутствовать сигналы с выхода сдвигового регистра 15. Таким образом, осциллограмма видеосигнала оказывается представленной в виде границы двух контрастно окрашенных площадей, как

20 это показано на фиг. 3, в. Это делает более наглядной для наблюдателя форму видеосигнала при наличии в последнем участков с выбросами большой амплитуды. Так как осциллограмма выводится на экран видеоконтрольного блока 1 одновременно с изображением, то может оказаться, что удобнее для наблюдателя «подсвечивать» верхнюю часть теневого графика, т.е. инвертировать его. Такой режим также предусмотрен в устройстве, если на вход видеоконтрольно3О го блока 1 с помощью блока 14 управления подавать сигнал с первого входа второго коммутатора !3, куда он в свою очередь поступает с выхода элемента ИЛИ ll через инвертор 12. После окончания развертки зоны отображения, когда код на выходе

35 блока ? выбора положения зоны отображения равен N, дешифратор 8 вырабатывает сигнал, который перебрасывает триггер 9.

Выходной сигнал триггера 9 запрещает прохождение через элемент И 10 сигнала с выхода сдвигового регистра 15. Это сделано для того, чтобы после развертки зоны отображения не оказались «подсвеченными» все оставшиеся строки кадра, что помешало бы наблюдению изображения. Кадровые синхроимпульсы с четвертого выхода синхрони45 затора 2 в каждом кадре переводят в исходное состоянйе триггер 9 и обнуляют разряды сдвигового регистра 15. Входящие в устройство блок 7 выбора положения зоны отображения и блок 14 управления могут быть выполнены следующим образом. В состав

sO блока 7 входят сумматор, на один из входов которого поступает код текущей строки изображения из синхронизатора 2, на второй вход — код, определяющий положение зоны отображения на экране видеоконтрольного блока 1. Этот код устанавливается с помощью набора переключателей, также входящего в состав блока 7. Разность указанных кодов является выходным сигналом блока 7. Блок 14 управления может быть

987852 выполнен в виде набора переключателей, с помощью которых устанавливается двоичный код, необходимый для управления вторым коммутатором 13.

Таким образом, введение новых блоков и связей позволяет устранить низкое качество визуализации высокочастотных сигналов из-за нарушения слитности восприятия отсчетных точек, поскольку с помощью введенных блоков и связей реализовано отображение видеосигнала в виде теневого графика, т.е. границы раздела двух контрастно окрашенных площадей.

Кроме того, обеспечена возможность коммутации режимов воспроизведения: « еневой график — инверсия теневого графика — линия», которая отсутствует в устройстве- прототипе.

В качестве базового объекта выбран достаточно новый, широко применяемый для аналогичных целей телевизионный осциллограф с блоком выделения строки С9 — 1. По отношению к известному предлагаемое устройство имеет большую точность воспроизведения, обусловленную возможность выбора необходимого числа уровней квантования, обладает меньшими габаритами, весом, в два раза меньшей потребляемой мощностью.

При этом высоким является качество визуализации видеосигнала, имеется возможность в зависимости от характера сигнала представлять его в виде, наиболее удобном для наблюдения. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет выводить осциллограмму видеосигнала на один экран с наблюдаемым изображением, что сокращает количество измерительной аппаратуры, значительно упрощает и делает более наглядным процесс фоторегистрации при научных исследованиях. Меньшая потребляемая мощность, большая оперативность и удобство в эксплуатации, уменьшение трудоемкости процесса фоторегистрации при использовании предлагаемого устройства позволяют получить существенный экономический эффект.

Формула изобретения

1. Устройство для воспроизведения осциллограмм видеосигналов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого подключен одновременно к входу синхронизатора и является входом устройства, первый коммутатор, управляющий вход которого подключен к второму выходу синхронизатора, блок памяти, управляющий вход которого подключен к первому выходу синхронизатора, а выход — к другому информационному входу первого коммутатора, и блок сравнения кодов, а также блок выбора положения зоны отображения, вход которого подключен к третьему выходу синхронизатора, а выход— к второму входу блока сравнения кодов, и видеоконтрольный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения качества отображения путем выделения площади, ограничиваемой осциллограммой, введены последовательно соединенные дешифратор, вход которого подключен к выходу блока выбора положения зоны отображения, триггер, вход сброса которого подключен к четвертому выходу синхронизатора, элемент И и элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения кодов, а выход — к входу видеоконтрольного блока, а также сдвиговый регистр, выход которого подключен к р5 второму входу элемента И, а информационный, тактовый и сбросовый входы подключены соответственно к выходу элемента ИЛИ, первому и четвертому выходам синхронизатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся

З0 тем, что, с целью увеличения количества возможных режимов воспроизведения, элемент ИЛИ подключен к входу видеоконтрольного блока через введенные последовательно соединенные инвертор и второй коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу введенного блока управления, а второй и третий информационные входы — соответственно к выходам элемента ИЛИ и блока сравнения кодов.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 4058826, кл. Н 04 N 9/62, кл. 358 — 10, 1977.

2. Заявка ФРГ № 2728457, кл. g 06 К 15/20, 1979.

3. Заявка ФРГ № 2655133, кл. Н 04N 7/02, 1978 (прототип).

987852

Составитель В. Максимова

Редактор П. Макаревич Техред И. Верес Корректор В. Прохненко

Заказ 10330/48 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4