Устройство автоматического регулирования амплитудной характеристики видеотракта

 

Использование: в телевидении, в передающих телевизионных камерах для улучшения визуальной различимости при наблюдении малоконтрастных изображений. Сущность изобретения: устройство автоматического регулирования амплитудной характеристики видеоконтраста включает двусторонние ограничители 1 - 3, двухпороговые компараторы 4 - 6, коммутаторы 7 - 9, регулируемые усилители 10 - 12, интеграторы 13 - 15 со сбросом, блоки 16 - 18 вычитания, ключи 19 - 21, вторые интеграторы 22 - 24, сумматоры 25. Цель - повышение стабильности амплитудной характеристики устройства при воздействии различных дестабилизирующих факторов. 2 ил.

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в передающих телевизионных камерах для улучшения визуальной различимости при наблюдении малоконтрастных изображений.

Известно устройство для регулирования амплитудной характеристики видеотракта, содержащее N двусторонних ограничителей и сумматор. Входы всех ограничителей объединены и являются входом устройства, а сигналы с выходов ограничителей поданы на сумматор. Однако в известном устройстве отсутствует автоматическое повышение размаха видеосигнала от малоконтрастных деталей изображения.

Наиболее близким по технической сущности является устройство автоматического регулирования амплитудной характеристики видеосигнала, содержащее N двусторонних ограничителей, входы которых объединены и являются входом устройства, а выход каждого двустороннего ограничителя через свой регулируемый усилитель подключен к соответствующему входу сумматора, выход которого является выходом устройства, и N двусторонних компараторов, входы которых объединены и соединены с входом устройства, а выход каждого двустороннего компаратора через свой интегратор подключен к управляющему входу соответствующего регулируемого усилителя.

Однако известное устройство, как и все устройства автоматического регулирования, выполненные по схеме "АРУ вперед", обладает существенным недостатком - низкой стабильностью амплитудной характеристики, обусловленной значительными разбросами регулировочных характеристик регулируемых усилителей в нормальных климатических условиях и их уходами в диапазоне температурных воздействий. Этот недостаток может значительно снижать эффективность работы устройства, которая определяется выигрышем в повышении размаха видеосигнала от малоконтрастных деталей изображения.

Целью изобретения является повышение стабильности амплитудной характеристики устройства при воздействии различных дестабилизирующих факторов.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства регулирования амплитудной характеристики видеотракта; на фиг.2 - эпюры сигналов в характерных точках схемы.

Устройство (на фиг.1показан его трехзональный вариант) содержит двусторонние ограничители 1-3, двухпороговые компараторы 4-6, коммутаторы 7-9, регулируемые усилители 10-12, интеграторы 13-15 со сбросом, блоки 16-18 вычитания, ключи 19-21, вторые интеграторы 22-24 и сумматор 25.

Входы всех двусторонних ограничителей 1-3 и всех двухпороговых компараторов 4-6 объединены и являются входом устройства. Входы стробирования всех двухпороговых компараторов 4-6 объединены и соединены с шиной сигнала смеси гасящих импульсов. Выход каждого двустороннего ограничителя 1-3 подключен к первому входу соответствующего коммутатора 7-9, выход которого соединен с входом соответствующего регулируемого усилителя 10-12. Вторые входы всех коммутаторов 7-9 объединены и подключены к шине опорного напряжения, а входы управления всех коммутаторов 7-9 объединены и подключены к шине сигнала импульсов установки. Выход каждого регулируемого усилителя 10-12 соединен с соответствующим входом сумматора 25, а также через соответствующие последовательно соединенные блок 16-18 вычитания, ключ 19-21 и второй интегратор 22-24 подключен к входу управления одноименного регулируемого усилителя 10-12. Вторые входы каждого блока 16-18 вычитания соединены с выходами соответствующих интеграторов 13-15 со сбросом, а входы управления всех ключей 19-21 объединены и подключены к шине сигнала импульсов установки. Выход каждого двухпорогового компаратора 4-6 соединен с входом соответствующего интегратора 13-15 со сбросом, входы управления которых объединены и соединены с шиной сигнала импульсов сброса. Выход сумматора 25 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Входной видеосигнал благодаря автоматической регулировке размаха видеосигнала в предыдущих устройствах видеотракта занимает диапазон уровней от U_min до U_max (на фиг. 2а для упрощения уровни сигнала во время действия смеси гасящих импульсов (СГИ), состоящей из гасящих импульсов полей (ГИП) и гасящих импульсов строк (ГИС), не показаны, а интервалы ГИС отсутствуют). Двусторонние ограничители 1-3 своими нижними и верхними порогами ограничения U_п.о.н. и U_п.о.в. соответственно рассекают диапазон уровней входного сигнала от U_min > U_п.о.нн1 до U_max < U_п.о.в3на N равных зонах. Значения нижних и верхних уровней ограниченного видеосигнала на выходах двусторонних ограничителей 1-3 равны U_о.н. = 0 и U_о.в.=U_п.о.в. - U_п.о.н. соответственно (см. фиг.2, б, в, г). Эпюры выходных напряжений двусторонних ограничителей 1-3 и коммутаторов 7-9 во время активной части поля (интервал времени Т поля) совпадают (U1 - U3 и U7 - U9 на фиг.2, б, в, г).

Во время действия импульсов установки (интервал времени t_уст.) на выходах коммутаторов 7-9 появляется уровень постоянного опорного напряжения U_оп, который используется для установки необходимых коэффициентов передачи регулируемых усилителей 10-12. Крестиками на фиг.2, б, в, г отмечены моменты переключения коммутаторов 7-9. Опорное напряжение выбирается равным U_оп= , где К_и - коэффициент передачи интегратора со сбросом.

Двухпороговые стробируемые компараторы с порогами срабатывания, равными порогам ограничения двусторонних ограничителей, формируют импульсы положительной полярности фиксированной амплитуды, соответствующие моментам времени нахождения видеосигнала внутри каждой зоны (см. фиг.2, д, е, ж).

Суммарное время нахождения входного видеосигнала в пределах каждой зоны преобразуется интеграторами со сбросом 13-15 в напряжения U13-U15, которые сравниваются в блоках 16-18 вычитания с выходными напряжениями регулируемых усилителей, равными U_опК_ру (см. фиг.2, з, и, к). Напряжения рассогласования того или иного знака через ключи 19-21, которые замыкаются во время действия импульсов установки (t_уст. на фиг.2), преобразуются интеграторами 22-24 в напряжения, определяющими коэффициенты передачи регулируемых усилителей. В результате действия цепи дискретной отрицательной обратной связи напряжения рассогласования стремятся к нулю ( ->> 0 на фиг.2, з, и, к) и автоматически выполняются необходимые условия прямой пропорциональной зависимости между значениями коэффициентов передачи регулируемых усилителей и выходными напряжениями интеграторов 13-15 со сбросом: U10 = U13 или U_оп К_ру1 = U13 U11 = U14 или U_оп К_ру2 = U14 U12 = U15 или U_оп К_ру3 = U15 Автоматическая регулировка усиления происходит во время t_уст. в интервале Т_гип, после чего интеграторы 22-24 остаются в режиме хранения на время действия следующего поля, а интеграторы 13-15 со сбросом обнуляются во время действия импульсов сброса (t_сбр. на фиг.2, з, и, к).

Выходные напряжения регулируемых усилителей (U10, U11, U12 на фиг.2, б, в, г) суммируются в сумматоре 25. Из сравнения выходного сигнала U_вых. с входным U_вх. (см. фиг. 2, а) видно, что размах видеосигнала от малоконтрастных деталей изображения повышается во столько раз, во сколько раз время нахождения этих уровней видеосигнала внутри какой-либо зоны больше времени Т_поля/N. Амплитудная характеристика устройства имеет вид кусочно-ломаной кривой (см. фиг. 2, л), у которой крутизна каждого прямолинейного участка определяется коэффициентом передачи регулируемого усилителя, работающего по соответствующей зоне диапазона уровней входного сигнала (см.фиг.2, м).

Благодаря действию цепей дискретной отрицательной обратной связи во время t_уст. имеющиеся разбросы регулировочных характеристик регулируемых усилителей К_ру. = f(U_рег.) компенсируются соответствующим различием значений U_рег., где U_рег. - выходные напряжения вторых интеграторов 22-24. Изменения этих зависимостей в процессе работы устройства, связанные с температурными уходами параметров радиоэлементов, аналогично отрабатываются интеграторами после окончания каждого поля.

Таким образом, предложенное устройство по сравнению с известными имеет повышенную стабильность амплитудной характеристики при воздействии различных дестабилизирующих факторов. Это достигается за счет автоматического выполнения условия, необходимого для формирования амплитудной характеристики, обеспечивающей наиболее эффективную работу устройства, прямо пропорциональной зависимости между коэффициентами передачи регулируемых усилителей и выходными напряжениями интеграторов 13-15 со сбросом благодаря наличию в нем цепей дискретной отрицательной обратной связи, состоящих из последовательно включенных блоков 16-18 вычитания, ключей 19-21 и вторых интеграторов 22-24. Дополнительные контуры автоматического регулирования во время t_уст. устанавливают требуемые коэффициенты передачи регулируемых усилителей 10-12, на входы которых при этом подается с помощью коммутаторов 7-9 постоянное опорное напряжение U_оп.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИДЕОТРАКТА, содержащее N двусторонних ограничителей, N двухпороговых стробируемых компараторов, N регулируемых усилителей, сумматор и N интеграторов со сбросом, причем входы всех двусторонних ограничителей и всех двухпороговых компараторов объединены и являются входом устройства, входы стробирования всех двухпороговых компараторов объединены и соединены с шиной сигнала смеси гасящих импульсов, выходы регулируемых усилителей подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом устройства, а выходы двухпороговых компараторов соединены с входами соответствующих интеграторов со сбросом, входы управления которых объединены и соединены с шиной сигнала импульсов сброса, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности амплитудной характеристики устройства при воздействии различных дестабилизирующих факторов, в него введены N коммутаторов, N блоков вычитания, N ключей и N вторых интеграторов, при этом первые входы коммутаторов соединены с выходами соответствующих двусторонних ограничителей, вторые входы всех коммутаторов объединены и подключены к шине опорного напряжения, выходы коммутатора соединены с входами соответствующих регулируемых усилителей, входы управления всех коммутаторов объединены и подключены к шине сигнала импульсов установки, выходы регулируемых усилителей через соответствующие последовательно соединенные блок вычитания, ключ и второй интегратор соединены с входом управления одноименного регулируемого усилителя, вторые входы каждого блока вычитания подключены к выходам интеграторов со сбросом, входы управления всех ключей соединены и подключены к шине сигнала импульсов установки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2