Телевизионный цветосинтезатор

 

Изобретение может использоваться в телевизионных автоматических цветомузыкальных установках. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности достижения цветомузыкального Эффекта. Введение логического усилителя 6, блоков 7, 15 и 18 вьщелеиия огибающей амплитуды звукового сигнала, аналоговых ключей-инверторов 8, 16 и 19, селектора 9 строчных синхроимпульсов, детектора 10, интегратора 11, блока 12 матрицирования, инвертора 13, управляемого фильтра 14 высокой частоты, управляемого фильтра 17 низкой частоты и образование новых функциональных связей позволяет получат на экране цветового кинескопа изображения, цветовой фон и яркость которого автоматически регулируется в соответствии с изменением параметров музыкальных произведений. Устройство также содержит генератор 1 опорного напряжения, делитель 2 модуля цвета, блок 3 координатных делителей цветности, цветной кинескоп 4, звуковоспроизводящее устройство 5. 5 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1432801 А1 (51)4 Н 04 N 9/43, . J 17 00

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пощДелАм изоБРетений и ОткРытий (21) 4208.1 48/24-,21 (22) 13.03.87 (46) 23.10.88.-Ьюл. У 39 (72) В.В.Михайлов и P.В..Михайлов (53) 621.828(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 508965, кл. Н 04 N 9/43, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 932649, кл. Н 04 N 9/43, 1982. (54) ТЕЛЕВИЗИОННЫИ ЦВЕТОСИНТЕЗАТОР (57) Изобретение может использоваться в телевизионных автоматических цветомузыкальных установках. Цель . изобретения - расширение функциональных воэможностей путем обеспечения возможности достижения цветомузыкаль-

- ного эффекта. Введение логического . усилителя 6, блоков 7, 15"и 18 выделения -огибающей амплитуды звукового сигнала, аналоговых ключей-инверторов 8, 16 и 19, селектора 9 строчных синхроимпульсов, детектора 10, интегратора 11, блока 12 матрицирования, инвертора 13 управляемого фильтра 14 высокой частоты, управляемого фильтра

17 низкой частоты и образование новых функциональных связей позволяет получать на экране цветового кинескопа изображения, цветовой фон и яркость которого автоматически регулируется в соответствии с изменением параметров музыкальных произведений. Устройство также содержит генератор 1 опорного напряжения, делитель 2 модуля

Ф цвета, блок 3 координатных делителей цветности, цветной кинескоп 4, звуковоспроизводящее устройство 5. 5 ип.

1432801

Изобретение относится к светомузыкальной технике и может использоваться в телевизионных автоматичесIcILY цветомузыкальных установках для получения на экране цветного кинескопа изображений, цветовой тон и яркость которых автоматически регулируются в соответствии с изменением параметров музыкальных произведений, воспроизводимых любым бытовым звуковоспроиэводящим устройством — магнитофоном, проигрывателем, низкочастотным трактом приемника или телевизора и т.д. 15

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности достижения цветомузыкального эффекта.

На фиг. 1 приведена структурная схема телевизионного цветосинтезатора; на фиг.2 — принципиальная электрическая схема конкретного выполнения блока координатных делителей цветности; на фиг.3 — примеры конкретного 25

4 выполнения делителя модуля цвета, аналогового ключа-пнвертора и блока матрицирования соответственно; на фиг.4 — временные диаграммы работы устройства, на фиг. 5 — диапазон пере- 30 стройки управляемого фильтра низкой частоты и управляемого фильтра высокой частоты.

/ -.

Телевизионный цветосинтеэатор содержит последовательно соединенные генератор 1 опорного напряжения, делитель 2 модуля цвета, блок. 3 координатных делителей цветности, выходы которого соединены со входами цветного кинескопа 4, последовательно соединенные эвуковоспроизводящее устрой40 ство 5, логарифмический усилитель 6, первый блок 7 выделения огибающей амплитуды звукового сигнала, первый аналоговый ключ-инвертор 8, после."

45 довательно соединенные селектор 9 строчных синхроимпульсов, детектор

Ю, интегратор 11, блок 12 матрицирования, инвертор 13, управляемый фильтр 14 высокой частоты, второй блок

15 выделения огибающей амплитуды зву-50 кового сигнала, второй аналоговый ключ-инвертор 16 и последовательно соединенные управляемый фильтр 17 низкой частоты, третий блок 18 выде. ления огибающей амплитуды звукового сигнала, третий аналоговый ключ-ин вертор 19, первый и второй выходы которого соединены со вторым и третьим входами блока 3 координатных делителей цветности, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго аналогового ключа-инвертора 16, а первый вход — с входом селектора 9 строчных синхроимпульсов, причем первый и второй выходы первого аналогового ключа-инвертора 8 подключены соответственно к второму и третьему входам делителя 2 модуля цвета, а выход логарифмического усилителя 6 соединен с вторым входом управляемого фильтра 14 высокой частоты и первым входом управляемого фильтра 17 низкой частоты, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 12 матрицирования. Блок 3 координатных делителей цветности содержит, например, (фиг.2) первый-десятый 20-29 оптроны

I с оотве тс твенно, шину 30 "+" источника питания.

Делитель 2 модуля цвета содержит, например, (фиг.За) одиннадцатый 31 и двенадцатый 32 оп.троны соответственно.

Первый, второй и третий аналоговые ключи-инверторы 8, 16 и 19 соответственно содержат, например, (фиг.Зб) резисторы 33-36, а также первый 37

/ и второй 38 транзисторы.

Блок 12 матрицирования содержит

{фиг.Зв) первый-четвертый 39-42 ре- зисторы соответственно.

Телевизионный цветосинтезатор работает следующим образом.

Генератор 1 опорного напряжения вырабатывает опорный сигнал Uqn который запускает строчные (ССИ) и кадровые (КСИ) синхроимпульсы. Этот сигнал поступает на делитель 2 модуля цвета, коэффициент деления которого определяет текущее значение модуля синтезируемого изображения U (t) и изменяется в соответствии с изменением управляющих сигналов, поступающих с первого и второго выходов первого аналогового ключа-инвертора 8.

Текущее значение модуля синтезируемого изображения U (t) определяется в соответствии с выражением

U,(Е) = К,(t) .Uon где K,(t) — коэффициент деления, определяемый по формуле

1,()

"() R „(t) + R (t)

3 14328 где R < и R.32 — активные сопротивления фоторезистаров одиннадцатого 31 и дв-.надцатого 32 оптронов соответственно, изменяемые в соответствии с .5 изменением управляющих сигналов (U „ и U ) поступающих на первый и второй входы управляемого делителя 2 модуля цвета (причем U< + Б = En где Еп напряжение источника питания).

Изменение управляющих сигналов, подаваемых на первый и второй входы управляемого делителя 2 модуля цвета с первого и второго выходов первого аналогового ключа-инвертора 8, проис- 15 ходит под воздействием управляющего сигнала на входе первого аналагового ключа-инвертара 8. Причем увеличение уровня управляющего сигнала на входе первого аналогового кгюча-ин-, 20 вертора 8 приводит к увеличению така, протекающего через светодиод, одиннадцатого оптрона 31 (по цепи: шина 30 "+" источника питания .- све" тодиод одиннадцатого оптрана 31 — ре- 25 зистор 35 — коллектор — эмитт=р первого транзистора 37 — общая шина источника электропитания), и к ïðînîðциЬнальному уменьшению тока, протекающего.через светодиод двенадцатoro оптрана 32 (по цепи: шина 30 "+" источника питания — светодиод двенадцатого оптрона 32 — резистор 36 — коллектор-эмиттер второго транзистора

38 — общая шина источника питания).

Увеличение тока, протекающего через светодиод одиннадцатого оптрана 31, приводит к увеличению излу--аема:.а пм светового потока, а уменьшение тока, протекающего через светодиод цвенадцатого оптрона 32, — к уменьшению излучаемого им светового потока. При этом активное сопротивление R, одиннадцатого оптрана 31 уменьшается, а активное сопротивление R >2 двенадца- 45 того оптрона 32 пропорционально увеличивается ° Следовательно, коэффициент деления делителя 2 модуля цвета

К 92 (K1 — — "— ) увеличивается чта

31 32 50 приводит к увеличению модуля синтезируемого цвета U 7. = K Б в„. При уменьшении уровня управляющего сигнала на входе первого аналогового ключа-инвертора 8 К, уменьшается, что приводит к уменьшению модуля синтезируемого цвета U> (фиг.4г).

Напряжение Пт(«) с выхода делителя 2 модуля цвета поступает на входы

0.1 4 трех делителей напряжения блока 3 координатных делителей цветности, каждый из которых состоит из двух последовательно включенных фоторезисторов (первого 20 и второго 21 оптронав, третьего 22 и четвертого 23 оптронов девятого 28 и десятого 29 оптронов).

При этом увеличение уровня сигнала на входе второго аналогового ключа-инвертара 16 пр:.водит к уменьшению коэффициента деления делителя, состоящего из фатарезисторов первого 20 и второго 21 оптранов — К 2(t)

R „(t) (фиг.4д), и к увелттет-,ию коэффициента деления делите-. ля, садерж .цега последовательно соединенные фатарезисторы третьего 22 и четвертого 23 аптранов — К з(«)

R „„(«) — (фиг.2е). Уменьше(t) . . Я 2. (1-) ние уровня с|,гнала на входе второго аналогово.-а кл оча-инве«тора 16 приводит к увеличению К2(«) и к уменьшению К («) .

Напряж -;:e U,(t) = U К,(t) Kgt) снимаемое с выхода делителя напряже"II. I H B. фа 7 o е э .-с т а р ах и е р в а го 2 О H второго 21 т транoi3 поступает на вход деяителя напряжения, состоящего из последовательно соединенных фоторезистаров пятога 24 и шестого 25 оптронов, а напряжение с Выхода делителя на пас:".== Ioâàòельна соединенных фаторезисторах третьего 22 и четвертого 23 аптранов, соответственно по дается на вход целителя напряжения, содержащего последовательно соединенные фатарезистары седьмого 26 и восьмого 27 аптранав, При этом увеличение уровня сигнала на входе третьего аналогового ключа-ннвертара 19 приводит к уменьшению коэффициента деления де1 лителя напряжения, состоящего из двух последовательна соединенных фоторе зисторав пятаг" 24 и шестого 25 onR 25 (t) тронов K (t) — — — — —, коэф 5( фициента деления делителя напряжения на фотарезисторах седьмого и восьмога оптронав 26 и 27 соответственно

27

К (t) = — — — — и к прапорциR (t) +R „(«) ональнаму увеличению коэффициента деления делителя напряжения на фотаре20

5 14328 эисторах девятого и десятого оптронов 28 и 29 соответственно К ()

29

Уменьшение уров ня 8 () 29() 5 сигнала на входе третьего аналогового ключа-инвертора 19 приводит к увеличению K((t) и к пропорциональному уменьшению К Б() и К4 (г-)

С выхода делителя напряжения на фоторезисторах девятого 28 и десятого 29 оптронов соответственно цветоотдельное напряжение U>(t) - U,„„К С)х х K (t) подается на управляющий электрод "красной" пушки цветного кинескопа 4, с выхода делителя напряжения па фоторезисторах седьмого и восьмого оптронов 26 и 27 соответственно

3й цветоотдельное напряжение Uв,()

U „K g t) K (t) K (t) постУпает на Управляющий электрод "синей" пушки, а с выхода делителя напряжения на фотоезисторах пятого и шестого оптронов ельное

24 и 25 соответственно цветоотд напряжение U g(t) 1Явд K (t)K 2()К4 (t)

25 .,одается на управляющий электрод "зеленой" пушки цветного кинескопа 4.

При этом

Ug(t) + Ug(t) + Ug(t) = U0„K,(t) х х К () + Бц„К r(t)K (t)Ky(t) + 11 п х х К„()К,()К„() = П„К,()ГК,() +

+ К >(t)K () + К2()К4(")1э так KBK Kg(t) + К3() Ку() + K 2(t) х х К (t) = 1 в любой момент времени t, 4 что достигается выбором исходной ра- 35, бочей точки транзисторов первого, вто рого, третьего аналоговых ключей-ин верторов 8, 16 и 19 (сумма поделенных напряжений всегда равна модулю цвета

Uц Uв + Ц с,= Uт)

Электрический звуковой сигнал с вьиода звуковоспроиэводящего устройства 5, в качестве которого могут использоваться магнитофон проигрыва%

45 тель, низкочастотный тракт приемника ипи телевизора и т.д., поступает на вход логарифмического усилителя 6, служащего для сжатия динамического диапазона исходных звуковых колебаний с целью моделирования закона Вебера 50

Фехнера. С выхода логарифмического усилотеля 6 сжатый по динамическому диапазону электрический звуковой сигнал поступает на вход первого блока

7 вьщеления огибающей амплитуды зву55 кового сигнала (блок 7 выделения огибакхцей может быть выполнен, например, по принципиальной схеме), а также на

1 ,6 первые входы управляемого фильтра 14 высокой частоты и управляемого фильтра 17 низкой частоты, с помощью которых производится анализ частотных составляющих электрического звукового сигнала. Электрические звуковые сигналы, частотный спектр которых,в данный момент времени лежит в полосе пропускания фильтра 14 высоких частот, подаются на вход второго блока

15 вьщеления огибающей, а электрические звуковые сигналы, частотный спектр которых лежит в полосе прозрачности фильтра 17 низких частот, поступают на вход третьего блока 18 вьщеления огибающей.

На выходе первого блока 7 выделения огибающей выделяется электрический сигнал, характеризующий изменение интенсивности звука во всем частотном спектре, а на выходе второго и третьего блоков 15 и 18 вьделения огиба-. ющей соответственно - в полосе пропускания фильтра 14 высоких частот и фильтра 15 низких частот. Сигналы с выходов первого, второго и третьего блоков 7, 15 и 18 вьделения соответственно огибающей поступают на входы первого, второго и третьего аналоговых-ключей-инверторов 8, 16, 19 соответственно, управляя коэффициентами деления К, К2, К3,,К4, Р 6

Пусть воспроизводимый звуковоспроизводящим устройством 5 сигнал в промежутке времени t -t> такой, что изменение во времени огибающей амплитуды, вьделяемой на выходе первого блока 7 вьделения огибающей происходит в соответствии с временной диаграммой, приведенной на фиг.4а. При этом характер изменения частоты звука такой, что вьделенная на выходе Вто» рого блока 15 вьделения огибающая амплитуды высокочастотной составляющей звукового сигнала изменяется в соответствии с временной диаграммой фиг.4б, а вьделенная на выходе третьего блока 18 выделения огибающая амплитуда низкочастотной составляющей звукового сигнала — в соответствии с фиг.4в. Тогда коэффициент К1 делителя 2 модуля цвета и коэффициенты к2, к, к4, к к6 блока 3 координатньи делителей цветности изменяются в соответствии с временными диаграммами, приведенными на фиг.4г, д, е, ж, з, и соответственно. Изменение

7 14328 укаэанных коэффициентов приводит к изменению уровней выходных цветоотдельных сигналов U, U< U< в соот. ветствии с временнь»м»» диаграммами, 5 представленными на фиг.4 к, л, м.

Сигнал U = K„U о„ с замешанными в него строчными и кадровыми синхроимпульсами с выхода делителя 2 модуля цвета поступает также на селектор 9 строчных синхроимпульсов, который выделяет строчные синхроимпульсы, детектируемые детектором 10 и интегрируемые интегратором 11. На выходе интегратора 11 формируется напряжение, пропорциональное U, которое поступает на вход блока 12 матрицирования.

Блок 12 матрицирования предназначен для формирования сигналов, управляющих частотными характеристиками фильтра 14 высокой частоты и фильтра

17 низкой частоты. Управляющие сигналы формируются блоком 12 в определенной пропорции из сигнала, поступающего с выхода интегратора 11 (напри- 25 мер, если напряжение, выделяемое на выходе интегратора 11, имеет величину U, то напряжение, сформированное на первом выходе блока 12 матрицирования, должно иметь величину U» = 30

= 0,30U, а на втором U< = 0,11U) (из уравнения баланса белого света). Выбором номиналов резисторов, входящих в схему матрицирования, добиваются требуемого соотношения между входным и выходными сигналами. Например, пусть сопротивления первого, второго, третьего и четвертого резисторов 3941 соответственно имеют величины R„, Кф» R3у В 4 тогда, если на вход бло- 40 ка 12 матрицирования подано напряжение величины U, на первом ее выходе будет сформировано напряжение

U(R z Rs + Rz Ry)

R R1 + R»R 3+ R1R4 + R»R3 + K K4 45 а на втором

UR2 К2

U .3

КК, + К»К, + КВ, + КК3+ Кр„

Из полученных выражений находят

50 номиналы резисторов, которые позволяют получить необходимое соотношение между U U» z» U .

Сигнал П» со второго выхода блока

12 матрицирования подается на вход

55 инвертора 13, который осуществляет

его преобразование в сигнал Н = По»вЂ” (где "« = "макс). С выхода инвертора 13 сигнал П » подается на перI

01 8 вь»»» (управляющ»»й) вход управляемого фильтра 14 высокой частоты, а сигнал

U,, сформированный на втором выходе блока 12 матрицирования, поступает на второй управляющий вход фильтра 17 низкой частоты. Управляемый фильтр 17 низкой частоты и управляемьп» фильтр

14 высокой частоты могут быть выполнены по схеме KC фильтров, элементом

R (c2KTz»BHblM сопротивлением) в которых является фоторезистор оптрона, активное сопротивление которого зависит от силы светового потока излучаемого све»одиодом, подключенным к входу управления. Так, например, Г-образный фильтр 17 низкой частоты имеет верхнюю граничную частоту f равную

160/RC, а фильтр 14 высокой частоты— нижнюю граничную частоту f< = 160/RC.

При изменении величины.активнэго сопротивления Р происходит изменение полосы прозрачности фильTров.

Пределы изменения граничных частот

f u f фильтров 17 и 14 выбираются исходя из того, что употребляемость звуков в музыкальных произведениях не одинакова ы наиболее часто употребляемые звуковые частоты лежат в диапазоне 55-1,5 кГц.

Граничные частоты f и т. фильтров 17 и 14 изменяются под воздействием поступающих на их управляющие входы сигналов, которые пропорциональны интенсивности звуков. Изменения граничных частот f» и 1» показаны на фиг.5 для звукового сигнала минимальной интенсивности (или при его отсутств»»и), граничные частоты показаны сплошной линией, а для звукового сигнала максимальной интенсивности — пунктирной. Изменение частотного диапазона Р = f,— Е» для рассматриваемого интервала времени t»»-tS показано на фыг.4н.

Таким образом, яркость синтезируемого на экране цветного кинескопа изображения зависит от уровня звукового сигнала, а цветовой тон — от интенсивностей его частотных составляющих. Кроме того, поскольку граничные частоты управляемого фильтра 14 высокой частоты и управляемого фильтра

17 низкой частоты также зависят от уровня звукового сигнала, при его изменении производится автоматическое перераспределение частотных составляющих, от интенсивностей которых находится в зависимости цветовой тон

9 1432В получаемого на экране цветного кине-. скопа изображения.

Формула изобретения Телевизионный цветосинтезатор, со5 держащий последовательно соединенные генератор опорного напряжения, дели тель модуля цвета, блок координатных делителей цветности, выходы которого соединены с входами цветного кинескопа, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности достижения цветомузыкаль- 15 ного эффекта, в него введены последо;вательно соединенные звуковоспроизводящее устройство, логарифмический усилитель, первйй блок выделения . огибающей амплитуды звукового сигнала, первый аналоговый ключ-инвертор, последовательно соединенные селектор ,строчных синхроимпульсов, детектор, интегратор, блок матрицирования, инвертор, управляемый фильтр высокой частоты, второй блок выделения огиба-! о о ющей амплитуды звукового сигнала, второй аналоговый ключ-инвертор н последовательно соединенные управляемый фильтр низкой частоты, третий блок выделения огибающий амплитуды звукового сигнала, третий аналоговый ключ-инвертор, первый и второй выходы которого соединены с вторым и.третьим входами блока координатных делителей цветности, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго аналогового ключа-инвертора, первый вход с входом. селектора строчных синхроимпульсов, причем первый н второй выходы первого аналогового ключа-инвертора подключены соответственно к второму и третьему входам делителя модуля цвета, а выход логарифмического усилителя соединен с вторым входом управляемого фильтра высокой частоты и первым входом управляемого фильтра низкой частоты, второй вход которого соединен .с вторым выходом блока матрицирования °

143 280!

I 432801

1у

Фиг4

1432801,Ф

° э

Составитель Г.Доценко

Техред А.Kpaa yic корректор Л.Патай Редактор.Г.Волкова

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 5466/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4