Устройство стабилизации амплитуды видеосигнала

 

Изобретение относится к телевизионной технике, в частности к средствам, предназначенным для автоматического регулирования амплитуды видеосигнала, и может быть использовано в телевизионных передающих камерах с датчиками изображения на приборе с зарядовой связью. Техническим результатом изобретения является повышение точности стабилизации амплитуды видеосигнала и упрощение конструкции устройства. В устройство стабилизации амплитуды видеосигнала, содержащее генератор тактовых импульсов, согласующие усилители, датчик изображения на приборе с зарядовой связью, видеоусилитель, датчик рассогласования, состоящий из детектора уровня, D-триггер, реверсивный счетчик, компаратор кодов, блок отсчета длины строки или кадра, формирователь импульса конца строки или кадра, введены блок управления разрешающим затвором и блок управления фотозатвором. Управление умплитудой видеосигнала осуществляется изменением времени накопления фотозаряда в фоточувствительной секции датчика изображения на приборе с зарядовой связью. 3 ил.

Изобретение относится к телевизионной технике, в частности к средствам, предназначенным для автоматического регулирования амплитуды видеосигнала, и может быть использовано в телевизионных передающих камерах с датчиками изображения на приборе с зарядовой связью.

Известно устройство стабилизации амплитуды видеосигнала для датчика изображения на приборе с зарядовой связью, содержащее генератор импульсов, согласующий усилитель фоточувствительной секции, датчик изображения на приборе с зарядовой связью, видеоусилитель, датчик рассогласования, содержащий два компаратора напряжений, два D-триггера, делитель частоты импульсов, счетчик импульсов, RS-триггер, компаратор кодов, формирователь импульса конца строки или кадра, блок отсчетов длины строки или кадра [1].

Недостатком этого устройства является невысокая точность стабилизации амплитуды видеосигнала вследствие низкого быстродействия.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, согласующие усилители, датчик изображения на приборе с зарядовой связью, видеусилитель, датчик рассогласования, состоящий из двух детекторов уровня, элемент ИЛИ, два D-триггера, элемент И, реверсивный счетчик, блок регулирования времени накопления, выполненный на ПЗУ, компаратор кода, S-триггер, блок задержки, блок отсчета длины строки или кадра, формирователь импульса конца строки или кадра [2].

Недостаток этого устройства заключается в невысокой точности стабилизации амплитуды видеосигнала из-за наличия у датчика рассогласования зоны нечувствительности, границы которой определяются верхним и нижним уровнями заданного напряжения.

Технической задачей изобретения является повышение точности стабилизации амплитуды видеосигнала за счет исключения зоны нечувствительности и упрощение конструкции устройства путем исключения детектора уровня, D-триггера, блока задержки, элементов И и ИЛИ, RS-триггера, блока регулирования времени накопления, выполненного из ПЗУ, и введения блока управления разрешающим затвором датчика изображения, блока управления фотозатвором датчика изображения, выполненного на D-триггере с двумя входами асинхронного управления: R и S.

Техническая задача решается тем, что в устройство стабилизации амплитуды видеосигнала, содержащее генератор тактовых импульсов, согласующие усилители, датчик изображения на приборе с зарядовой связью, видеоусилитель, датчик рассогласования, состоящий из детектора уровня, D-триггер, реверсивный счетчик, компаратор кодов, блок отсчета длины строки или кадра, формирователь импульса конца строки или кадра, введены блок управления разрешающим затвором датчика изображения и блок управления фотозатвором датчика изображения, причем один выход генератора тактовых импульсов через соответствующий согласующий усилитель соединен с входом датчика изображения на приборе с зарядовой связью, а другой выход подключен к входу блока отсчета длины строки или кадра, выходы которого соединены с входами блока управления разрешающим затвором датчика изображения и формирователя импульса конца строки или кадра, выходы согласующих усилителей фоточувствительной секции датчика изображения соединены с соответствующими входами датчика изображения на приборе в зарядовой связью, вход видеоусилителя соединен с выходом датчика изображения на приборе с зарядовой связью, один вход датчика рассогласования подключен к выходу видеоусилителя, а на другой вход подано напряжение заданного уровня, выход датчика рассогласования соединен с C-входом D-триггера, прямой выход которого подключен к счетному входу "Сложение/Вычитание" реверсивного счетчика, соответствующие входы компаратора кодов соединены с выходами адекватных разрядов реверсивного счетчика и блока отсчета длины строки или кадра, выход компаратора кодов подключен к одному из входов блока управления фотозатвором датчика изображения, выход которого соединен с входом согласующего усилителя фоточувствительной секции датчика изображения, прямой выход блока управления разрешающим затвором датчика изображения соединен с входом согласующего усилителя, а его инверсный выход подключен одновременно к входу формирователя импульса конца строки или кадра и к C-входу реверсивного счетчика, выход формирователя импульса конца строки или кадра соединен одновременно с входами блока управления разрешающим затвором датчика изображения, блока управления фотозатвором датчика изображения и с R-входом D-триггера.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства стабилизации амплитуды видеосигнала.

Устройство для стабилизации амплитуды видеосигнала содержит генератор 1 тактовых импульсов, согласующие усилители 2, 3 и 4, датчик изображения 5 на приборе с зарядовой связью, видеоусилитель 6, датчик рассогласования 7, D-триггер 8, реверсивный счетчик 9, компаратор кодов 10, блок отсчета длины строки или кадра 11, блок управления разрешающим затвором 12 датчика изображения, блок управления фотозатвором 13 датчика изображения, формирователь импульса конца строки или кадра 14, причем один выход генератора 1 тактовых импульсов через соответствующий согласующий усилитель 2 соединен с входом датчика изображения 5 на приборе с зарядовой связью, а другой выход подключен к входу блоку отсчета длины строки или кадра 11, выходы которого соединены с входами блока управления разрешающим затвором 12 датчика изображения и формирователя импульса конца строки или кадра 14, выходы согласующих усилителей 2, 3 и 4 фоточувствительной секции датчика изображения соединены с соответствующими входами датчика изображения 5 на приборе с зарядовой связью, вход видеоусилителя 6 соединен с выходом датчика изображения 5 на приборе с зарядовой связью, один вход датчика рассогласования 7 подключен к выходу видеоусилителя 6, а на другой вход подано напряжение заданного уровня, выход датчика рассогласования 7 соединен с C-входом D-триггера 8, прямой выход которого подключен к счетному входу "Сложение/Вычитание" реверсивного счетчика 9, соответствующие входы компаратора кодов 10 соединены с выходами адекватных разрядов реверсивного счетчика 9 и блока отсчета длины строки или кадра 11, выход компаратора кодов 10 подключен к одному из входов блока управления фотозатвором 13 датчика изображения, выход которого соединен с входом согласующего усилителя 4 фоточувствительной секции датчика изображения, прямой выход блока управления разрешающим затвором 12 датчика изображения соединен с входом согласующего усилителя 3, а его инверсный выход подключен одновременно к входу формирователя импульса конца строки или кадра 14 и к C-входу реверсивного счетчика 9, выход формирователя импульса конца строки или кадра 14 соединен одновременно с входами блока управления разрешающим затвором 12 датчика изображения, блока управления фотозатвором 13 датчика изображения и с R-входом D-триггера 8.

Устройство стабилизации амплитуды видеосигнала работает следующим образом.

Управление амплитудой видеосигнала осуществляется изменением времени накопления фотозаряда в фоточувствительной секции датчика изображения. Завершение процесса накопления происходит в момент прихода импульса конца строки или кадра с формирователя импульса 14 (см., например, фиг.2д) на блок управления разрешающим затвором 12 датчика изображения.

Начало накопления происходит в момент совпадения текущего кода блока отсчета длины строки 11, поступающего на первую группу входов компаратора кодов 10, с кодом, представленным в данный момент на выходе реверсивного счетчика 9, поступающим на вторую группу входов компаратора кодов 10.

Таким образом, с помощью изменения кода, представленного на выходе реверсивного счетчика 9 и поступающего на входы компаратора кодов 10, производится регулирование момента подачи напряжения на фоточувствительную секцию датчика изображения 5, а поскольку момент снятия этого напряжения синхронизирован с концом строки или кадра, то смена кода на выходе реверсивного счетчика 9 осуществляет регулирование времени накопления фотозаряда и, следовательно, амплитуды видеосигнала.

Рассмотрим случай, когда амплитуда видеосигнала в течение строки или кадра превысит заданный уровень опорного сигнала Uon (см. фиг.2).

В момент времени, когда амплитуда видеосигнала на выходе видеоусилителя 6 (см. фиг.2а) превысит заданное значение Uoп, сработает детектор уровня 7, с выхода которого на C-вход D-триггера 8 поступит импульс (см. фиг.2б), фронтом которого осуществляется запись логической единицы, постоянно присутствующей на D-входе.

С прямого выхода D-триггера 8 (см. фиг.2в) на управляющий вход реверсивного счетчика 9 поступит логическая единица, которая установит положительное направление счета. С приходом на тактовый вход (C-вход) реверсивного счетчика 9 импульса (см. фиг.2г), инверсного импульсу, управляющему разрешающим затвором датчика изображения, код реверсивного счетчика 9 будет увеличен на единицу младшего разряда. Это значит, что равенство кодов блока отсчета длины строки или кадра 11 и реверсивного счетчика 9 будет зафиксировано компаратором кодов 10 несколько позже относительно начала строки или кадра. Следовательно, фоточувствительная секция датчика изображения 5 включится также несколько позже по отношению к началу строки или кадра (см. фиг.2е). Сокращение времени накопления фотозаряда в фоточувствительной секции датчика изображения 5 приведет к уменьшению амплитуды видеосигнала.

В том случае, когда амплитуда видеосигнала на выходе видеоусилителя 6 не превысит заданного уровня Uoп (см. фиг.3а), детектор уровня 7 не сработает и D-триггер 8 останется в исходном состоянии (см. фиг.3б, 3в). С прямого выхода D-триггера 8 на управляющий вход реверсивного счетчика 9 поступит сигнал логического нуля (см. фиг. 3в), который установит отрицательное направление счета. С приходом на тактовый вход (C-вход) реверсивного счетчика 9 импульса (см. фиг.3г), инверсного импульсу, управляющему разрешающим затвором датчика изображения 5, код реверсивного датчика 9 будет уменьшен на единицу младшего разряда. Это значит, что равенство кодов блока отсчета длины строки или кадра 11 и реверсивного счетчика 9 будет зафиксировано компаратором кодов 10 несколько раньше относительно начала строки или кадра. Следовательно, фоточувствительная секция датчика изображения 5 включится также несколько раньше по отношению к началу строки или кадра (см. фиг.3е). Увеличение времени накопления фотозаряда в фоточувствительной секции датчика изображения 5 приведет к увеличению амплитуды видеосигнала.

Поскольку границы зоны нечувствительности устанавливаются с помощью дискретных радиоэлементов, то вследствие разброса их параметров, обусловленного технологией изготовления радиоэлементов, влиянием температуры и т.д., верхний и нижний уровни зоны могут в существенной мере отличаться от требуемых значений, что может привести к сужению или, наоборот, расширению зоны нечувствительности, а также к обоюдному смещению ее границ в ту или иную сторону. Все это способно значительно снизить точность стабилизации амплитуды видеосигнала. В предлагаемом устройстве амплитуда видеосигнала сравнивается лишь с одним заданным уровнем напряжения, т.е. отсутствует зона нечувствительности, присущая всем аналогичным устройствам. Между амплитудой видеосигнала и заданным уровнем осуществляется динамическое равновесие, позволяющее постоянно поддерживать необходимое отношение сигнал/шум. Кроме того, предлагаемое решение позволяет значительно снизить аппаратные затраты на реализацию поставленной задачи.

Достоинствами предлагаемого устройства, помимо высокой точности, устойчивости стабилизации амплитуды видеосигнала, является то, что оно выполняется полностью на элементах интегральной микроэлектроники, что обеспечивает ее высокую надежность и возможность микроминиатюризации.

Формула изобретения

Устройство стабилизации амплитуды видеосигнала, содержащее генератор тактовых импульсов, согласующие усилители, датчик изображения на приборе с зарядовой связью, видеоусилитель, датчик рассогласования, состоящий из одного детектора уровня, D-триггер, реверсивный счетчик, компаратор кода, блок отсчета длины строки или кадра, формирователь импульса конца строки или кадра, отличающееся тем, что в него введены блок управления разрешающим затвором датчика изображения, блок управления фотозатвором датчика изображения, выполненный на D-триггере, причем один выход генератора тактовых импульсов через соответствующий согласующий усилитель соединен с входом датчика изображения на приборе с зарядовой связью, а другой выход подключен к входу блока отсчета длины строки или кадра, выходы которого соединены с входами блока управления разрешающим затвором датчика изображения и формирователя импульса конца строки или кадра, выходы согласующих усилителей фоточувствительной секции датчика изображения соединены с соответствующими входами датчика изображения на приборе с зарядовой связью, вход видеоусилителя соединен с выходом датчика изображения на приборе с зарядовой связью, один вход датчика рассогласования подключен к выходу видеоусилителя, а на другой вход подано напряжение заданного уровня, выход датчика рассогласования соединен с C-входами D-триггера, прямой выход которого подключен к счетному входу "Сложение/Вычитание" реверсивного счетчика, соответствующие входы компаратора кодов соединены с выходами адекватных разрядов реверсивного счетчика и блока отсчета длины строки или кадра, выход компаратора кодов подключен к одному из входов блока управления фотозатвором датчика изображения, выход которого соединен с входом согласующего усилителя фоточувствительной секции датчика изображения, прямой выход блока управления разрешающим затвором датчика изображения соединен с входом согласующего усилителя, а его инверсный выход подключен одновременно к входу формирователя импульса конца строки или кадра и к C-входу реверсивного счетчика, выход формирователя импульса конца строки или кадра соединен одновременно с входами блока управления разрешающим затвором датчика изображения, блока управления фотозатвором датчика изображения и с R-входом D-триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3