Устройство автоматической регулировки усиления

 

Изобретение относится к телевидению и может использоваться для стабилизации уровня "белого" на выходе телевизионного передатчика. Устройство обеспечивает стабилизацию уровня "белого" на выходе телевизионного передатчика за счет компенсации нестабильности всех элементов, начиная с изменения уровня входного видеосигнала и кончая нестабильностью амплитудной характеристики усилительного тракта. Устройство содержит регулируемый четырехполюсник, видеоусилитель, селектор синхронизирующих импульсов строк и полей, формирователь стробирующих импульсов, реверсивный счетчик, передатчик, амплитудный детектор, два компаратора, три элемента И-НЕ и элемент НЕ. 5 ил.

Изобретение относится к телевидению и может использоваться для стабилизации уровня "белого" на выходе телевизионного передатчика.

Известно устройство автоматической регулировки уровня сигнала [1] содержащее регулируемый элемент, реверсивный счетчик, два элемента совпадения, амплитудный детектор, два компаратора, два генератора импульсов, триггер, дешифратор и элементы ИЛИ, задержки и запрета.

Принцип работы устройства заключается в том, что если сигнал, выделенный амплитудным детектором, превысит опорное напряжение, выходной сигнал компаратора так управляет реверсивным счетчиком, что он уменьшает коэффициент передачи регулируемого элемента. Если сигнал с выхода амплитудного детектора меньше опорного напряжения, знак реверса меняется, и счетчик увеличивает коэффициент передачи регулируемого элемента, стабилизируя выходной сигнал на номинальном уровне.

Недостатком известного устройства является то, что оно не может стабилизировать уровень "белого" в выходном телевизионном сигнале, поскольку здесь регулируется общее усиление а не уровень видеосигнала, определяющий уровень "белого".

Ближайшим аналогом является устройство автоматического регулирования видеосигнала [2] которое содержит регулируемый четырехполюсник в виде резистивной матрицы и блока управления матрицей, видеоусилитель, компаратор в виде элемента совпадения, реверсивный счетчик и блок выделения уровня "белого", в который входят селектор синхроимпульсов строк и полей и формирователь стробирующих импульсов.

Принцип работы устройства заключается в том, что на компараторе устанавливается опорный уровень "белого", с которым сравнивается уровень "белого", выделенный из выходного видеосигнала. Результат сравнения, как и в предыдущем аналоге, определяет знак реверса счетчика, который изменяет коэффициент передачи четырехполосника, приводя уровень выходного видеосигнала к номинальному уровню.

Недостаток ближайшего аналога состоит в том, что стабилизируется только промежуточное звено уровень видеосигнала, за которым следует модулятор, преобразователи и усилительный тракт передатчика. В результате в передатчик вносится дополнительная нестабильность, которая не устраняется. Таким образом, ближайший аналог не обеспечивает стабилизации уровня "белого" в выходном телевизионном сигнале на выходе передатчика.

В предложенном устройстве решена задача стабилизации уровня "белого" в выходном сигнале передатчика с учетом всех элементов, влияющих на конечный результат. Это, главным образом, возможная нестабильность уровня входного видеосигнала, в частности, при переключении телевизионных датчиков, нестабильность модуляционной характеристики модулятора и амплитудной характеристики передатчика.

Сложность решения поставленной задачи заключается в том, что при увеличении уровня видеосигнала, который определяет уровень "белого" в выходном сигнале передатчика, последний меняется немонотонно: он уменьшается до нуля (при 100% модуляции) и затем вновь увеличивается, что нарушает работу АР.

Задача решена благодаря введению блокировки счетчика на краях диапазона регулирования и снятия этой блокировки специально сформированным сигналом для исключения ложной настройки при перемодуляции В результате стабильность уровня "белого" в выходном сигнале передатчика существенно повышена.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2-5 сигналы на выходе передатчика при различных уровнях видеосигнала.

Устройство автоматической регулировки усиления содержит подключенные ко входу устройства регулируемый четырехполюсник 1 и селектор 3 синхронизирующих импульсов строк и полей, выход которого соединен со входом формирователя 4 стробирующих импульсов, а выход регулируемого четырехполюсника 1 подключен ко входу видеоусилителя 2, управляющий вход регулируемого четырехполюсника 1 соединен с разрядными выходами реверсивного счетчика 5, вход управления реверсом которого подключен к выходу компаратора 6, передатчик 7, амплитудный детектор 8, второй коммутатор 9, три элемента И-НЕ (10, 11, 12) и элемент НЕ 13 при этом вход передатчика 7 подключен к выходу видеоусилителя 2, а выход, являющийся выходом устройства, подключен через амплитудный детектор 8 к первому входу первого компаратора 6, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен к первому входу первого элемента И-НЕ 10, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора 9, первый вход которого соединен со входом устройства, а второй вход с источником опорного напряжения, выход первого элемента И-НЕ 10 соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 11, второй вход которого подключен к выходу переноса реверсивного счетчика 5 через элемент НЕ 13, выход второго элемента И-НЕ 11 подключен к тактовому входу реверсивного счетчика 5 через третий элемент И-НЕ 12, второй вход которого соединен с выходом формирователя стробирующих импульсов 4.

В качестве реверсивного счетчика 5 может использоваться ИМС 564ИЕ11. Передатчик 7 содержит обязательные узлы: модулятор, необходимые преобразователи и фильтры, а также усилительный тракт, т.е. преобразует видеосигнал в телевизионный сигнал на заданной частоте, излучаемый в эфир.

Устройство автоматической регулировки (АР) работает следующим образом.

Входной видеосигнал через регулируемый четырехполюсник 1 и видеоусилитель 2 поступает на вход передатчика 7. Пределы регулировки уровня сигнала в четырехполюсника 7. Пределы регулировки уровня сигнала в четырехполюснике 1 выбираются такими, чтобы скомпенсировать изменения уровня входного сигнала и все нестабильности передатчика. Обычно эти пределы колеблются от ±3 дБ до ±6 дБ в зависимости от качества аппаратуры. Видеоусилитель 2 служит для компенсации ослабления в четырехполюснике 1. В передатчике видеосигнал поступает на модулятор, фильтруется, преобразуется по частоте и усиливается. Выходной сигнал передатчика (фиг. 2-5) подается на амплитудный детектор 8, выделяющий огибающую этого сигнала, которая в компараторе 6 сравнивается с опорным напряжением, определяющим номинальный уровень "белого" U_ОБ на выходе устройства. На выходе компаратора 6 появляется уровень логической единицы в моменты, когда уровень "белого" превышает опорный уровень (фиг. 2 и 5), и логический нуль, когда уровень "белого" меньше опорного уровня. Результат поступает на вход управления реверсом счетчика 5, определяя направление счета. Тактовые импульсы, поступающие на счетчик 5, формируются с помощью селектора 3 синхроимпульсов строк и полей, выделяющего опорный импульс "белого", и формирователя 4 стробирующих импульсов, спад которых распложен в середине импульсов "белого". Стробирующие импульсы с выхода формирователя 4 через открытый элемент И-НЕ 12 подаются на тактовый вход счетчика 5. Момент срабатывания счетчика 5 приходится на середину импульса "белого". В результате, если уровень "белого" U_Б в выходном сигнале оказался больше опорного уровня U_ОБ (фиг. 2а), реверсивный счетчик 5 работает на сложение, увеличивая коэффициент передачи регулируемого четырехполюсника 1, а значит и уровень видеосигнала на входе передатчика. Если U_Б < U_ОБ (фиг. 3), счетчик 5 работает на вычитание, и уровень видеосигнала на входе передатчика уменьшается. Таким образом, уровень "белого" приводится к номинальному значению.

Прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 5 блокируется сигналом переноса с выхода счетчика 5, если он оказался в одном из крайних состояний (0.0 или 1.1), а диапазон регулировки недостаточен. Счетчик 5 блокируется в крайнем состоянии и колебательный процесс исключается. В этом случае нулевой логический уровень через инвертор 13 поступает на первый вход элемента И-НЕ 11, на втором входе которого зафиксирован уровень логической единицы. На выходе элемента 11 оказывается нулевой уровень, блокирующий прохождение тактовых импульсов через элемент И-НЕ 12.

При увеличении уровня видеосигнала на входе передатчика в модуляторе происходит перемодуляция: уровень "белого" в выходном сигнале, достигнув нуля, начинает затем увеличиваться (фиг. 4), а при дальнейшем увеличении видеосигнала даже превышает опорный уровень "белого" (фиг. 5), т.е. U_Б > U_ОБ. Но в последнем случае система регулировки, стремясь увеличить видеосигнал, приведет счетчик 5 в крайнее состояние, в котором он окажется заблокированным. Для этого, чтобы исключить это состояние введены компаратор 9 и элемент И-НЕ 10, которые заблокируют счетчик 5. На вход компаратора 9 подается видеосигнал U_ВС, который сравнивается с пороговым уровнем U_П. Этот уровень выбирается таким, чтобы его превышали только сигналы с уровнем "белого" U_ВСБ, выходящим из нормальной зоны регулирования, т.е. при перемодуляции превышающие опорный уровень "белого" (фиг. 5). В этом случае на выходе компаратора 9 появляется уровень логической единицы, поступающий на первый вход элемента И-НЕ 10. На второй вход подается сигнал с выхода компаратора 6, который равен логической единицы при U_Б >U_ОБ. На выходе элемента И-НЕ 10 появляется уровень логического нуля, снимающий блокировку с элемента И-НЕ 12 только в том случае, если в заблокированной системе U_ВСБ > U_П и одновременно U_Б > U_ОБ. Второе условие позволяет сделать порог U_П не критичным и опустить его ниже, поскольку при U_Б < U_ОБ в случаях, приведенных на фиг. 3 и 4, ложный сигнал, снимающий блокировку, не формируется.

После снятия блокировки счетчик 5 переходит из одного крайнего состояния в другое, видеосигнал после скачкообразного уменьшения начинает увеличиваться и система АР приводит уровень "белого" в выходном сигнале передатчика к номинальному значению с другой стороны.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает стабилизацию уровня "белого" на выходе телевизионного передатчика за счет компенсации нестабильности всех элементов, начиная с изменения уровня входного видеосигнала и кончая нестабильностью амплитудной характеристики усилительного тракта. При этом за счет блокировки счетчика 5 предотвращаются циклические колебания системы АР, если диапазон регулировки оказался меньше возможного изменения уровня "белого". Исключена ложная настройка при перемодуляции.

Формула изобретения

Устройство автоматической регулировки усиления, содержащее подключенные к входу устройства и соединенные последовательно регулируемый четырехполюсник и видеоусилитель, а также селектор синхронизирующих импульсов строк и полей, выход которого соединен с входом формирователя стробирующих импульсов, управляющий вход регулируемого четырехполюсника соединен с разрядными выходами реверсивного счетчика, вход управления реверсом которого подключен к выходу первого компаратора, отличающееся тем, что введены передатчик, амплитудный детектор, второй компаратор, три элемента И-НЕ и элемент НЕ, при этом вход передатчика подключен к выходу видеоусилителя, а выход, являющийся выходом устройства, подключен через амплитудный детектор к первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, первый вход которого соединен с входом устройства, а второй вход с источником опорного напряжения, выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу переноса реверсивного счетчика через элемент НЕ, выход второго элемента И-НЕ подключен к тактовому входу реверсивного счетчика через третий элемент И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом формирователя стробирующих импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5