RU1788598C - Синхрогенератор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в вещательном телевидении и в прикладных телевизионных установках. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем формировани  сигналов цветовой 2 синхронизации, жестко св занных с остальными сигналами. Синхрогенератор содержит два делител  частоты 1 и 2, восемь одновибраторов 3-10, фазовый детектор 11, фильтр нижних частот 12, управл емый генератор 13, формирователь импульсных сигналов 14 и формирователь сигналов цветовой синхронизации. Синхронизатор позвол ет получить сигналы произвольной формы в произвольном стандарте разложени  дл  систем черно-белого телевидени  и в стандарте, например, системы СЕКАМ и совместных с ней систем цветного телевидени . 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

(Л

С

VI

00

00

ел

Ю 00

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в вещательном телевидении и в прикладных телевизионных установках.

Известны синхрогенераторы, позвол ющие осуществл ть формирование сигналов , необходимых дл  обработки черно-белых изображений. В синхрогенера- торе первого типа, содержащем задающий генератор, два делител  частоты и формирующее устройство, все необходимые импульсы (синхронизирующие, строчные и кадровые, гас щие и уравнивающие) в необходимой последовательности записываютс  на магнитном барабане. В процессе работы импульсы считываютс  с помощью магнитных головок. Фазовые сдвиги между импульсами задаютс  путем смещени  магнитных головок вдоль дорожек.

В синхрогенераторах второго типа все необходимые импульсы формируютс  посредством отдельных блоков по заранее подготовленной и загруженной в них программе . При это м, по сравнению с синхро- генератором первого типа, эти синхрогенераторы более компактны, так как вход щие в их состав блоки могут быть реализованы на интегральных микросхемах. Синхрогенераторы первого типа из-за своей громоздкости могут использоватьс  в стационарных услови х, в то врем  как синхрогенераторы второго типа можно использовать как в стационарных, так и в мобильных установках.

Однако создаваемый известными син- хрогенераторами набор сигналов недостаточен дл  того, чтобы их можно было использовать без дополнительных устройств в системах цветного телевидени . Основной причиной этого недостатка  вл етс  отсутствие в наборе соответствующих сигналов цветовой синхронизации, необходимых дл  обработки цветных изображений ,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  синхроге- нератор, содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и управл емый генератор, последовательно соединенные первый и второй одновибрагоры, последовательно соединенные второй делитель частоты и шестой одновибратор, последовательно соединенные третий делитель частоты и п тый одновибратор, последовательно соединенные четвертый и седьмой одновибраторы, а также восьмой одновибратор и формирователь импульсных сигналов, при этом запускающий вход четвертого одновибратора и вход третьего делител  частоты подключены соответственно к выходам второго делител  частоты и четвертого одновибратора, запускающие входы первого и восьмого од- новибраторов объединены со вторым входом фазового детектора и подключены к выходу первого делител  частоты, вход которого объединен с входом второго делител  частоты и с тактовыми входами всех одновибраторов и подключен к выходу управл ющего генератора, а выходы со второго по восьмой одновибраторов, кроме четвертого, подсоединены соответственно к первому-шестому входам формировател  импульсных сигналов, причем все одновибраторы , первый, второй и третий делители частоты выполнены в виде программируемых таймеров, а первый вход фазового детектора и выходы формировател  импульсных сигналов  вл ютс  соответственно

входом и выходами синхрогенератора.

Приведенный синхрогенератор позвол ет на основе программируемых таймеров также формировать набор импульсных сигналов , необходимых при обработке чернобелых изображений. Однако в этом наборе отсутствуют сигналы цветовой синхронизации жестко св занные с остальными сигналами . В результате этого указанное устройство невозможно использовать в системах цветного телевидени  без дополнительных устройств.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей синхро- генератора, путем формировани 

необходимых сигналов цветовой синхронизации , жестко св занных с остальными сигналами .

В системах телевидени  при обработке изображений как на передаче, так и на приемедл  формировани  полного телевизионного сигнала основу составл ют последовательности импульсов: уравнивающих , строчных и кадровых (синхронизирующих и гас щих). При черезстрочной

развертке генератор строчных импульсов и генератор кадровых иг/пульсов могут быть взаимно не синхронизированы. Однако об зательно должна быть жестка  св зь по фазе: в начале каждого пол  (полукадра)

кадровые синхроимпульсы прив зываютс  то к нач.алу строки, ток ее середине.

В стационарных услови х вещательного телевидени  эта задача решаетс  путем записи необходимых импульсов в необходимой последовательности на магнитный барабан - каждый импульс или кажда  группа импульсов на отдельной дорожке. В процессе работы в устройстве импульсы считываютс  с помощью магнитных головок.

Фазовые сдвиги между импульсами регулируютс  путем смещени  магнитных головок вдоль дорожек.

Подобное техническое решение об зательно должно иметь в своем составе магнитный носитель и элементы, позвол ющие считывать записанную информацию. Это, в свою очередь, невозможно осуществить без кинематической системы и механических частей, т.е. устройство отличаетс  громоздкостью , невысокой надежностью и может быть использовано преимущественно в установках стационарного типа.

Предлагаемый синхрогенератор конструктивно может быть выполнен с использованием интегральных микросхем. При этом фазовые сдвиги между последовательност ми импульсов, длительность импульсов и последовательность их следовани  могут легко задаватьс  посредством варьировани  параметров RC-элементов одновибра- торов и установлением режимов работы делителей и мультиплексора путем изменени  на их управл ющих входах логических сигналов. Кроме того, надежность элементов электроники значительно выше, чем механических частей. Указанные обсто тельства позвол ют избавитьс  от громоздкости , присущей базовому устройству, значительно повысить надежность синхро- генератора, что позвол ет использовать его как в стационарных, так и в мобильных установках черно-белого телевидени  произвольного стандарта разложени . В этом заключаетс  преимущество предлагаемого устройства, по сравнению с базовым.

В последнее врем , нар ду с вещательным телевидением, широко используетс  и прикладное телевидение, в котором преимущественно используютс  синхрогенера- торы, реализованные на электронных элементах. В этом отношении наиболее перспективными оказались интегральные микросхемы, которые позвол ют создавать компактные устройства с высокой степенью надежности и малым энергопотребелени- ем. Примером такого технического решени  служит синхрогенератор, вз тый в качестве прототипа,

Однако этот синхрогенератор без дополнительных устройств не может быть использован в системах цветного телевидени . Как известно, при обработке цветных изображений, в отличие от черно-белых изображений , необходимы дополнительные сигналы цветовой синхронизации. Эти сигналы должны быть жестко св заны как с кадровыми, так и со строчными импульсами. Так, например, в системе цветного телевидени  СЕКАМ импульсы цветовой синхронизации , имеющие пилообразную форму,

должны следовать строго в течение дев ти строк во врем  кадрового гас щего импульса на строках с 7-й по 15-ю в нечетном и на строках с 320-ю по 328-ю в четном пол х

развертки. Подобна  последовательность импульсов в известном синхрогенераторе отсутствует.

Предлагаемый синхрогенератор, нар ду с набором сигналов, используемых при

0 обработке черно-белого изображени , позвол ет формировать, в отличие от прототипа , последовательность импульсов цветовой синхронизации. Например, при использовании в системе цветного телеви5 дени  СЕКАМ, посредством предлагаемого технического решени  возможно формирование дев ти пилообразных импульсов цветовой синхронизации в каждом поле развертки. Следовательно, предлагаемый

0 синхрогенератор может быть использован как в системах черно-белого изображени  произвольного стандарта, так и в системе цветного телевидени  СЕКАМ или совместных с ней, в чем заключаетс  его  вное пре5 имущество, по сравнению с прототипом.

Таким образом, предлагаемый синхрогенератор за счет формировани  импульсов цветовой синхронизации цифровым методом может быть использован без дополни0 тельных устройств как в стационарных, так и в мобильных установках черно-белого и цветного вещательного или прикладного телевидени . Кроме того, за счет использовани  интегральных микросхем значительно

5 повышаетс  надежность устройства, улучшаютс  массо-габаритные показатели, уменьшаетс  энергопотребление. При этом также за счет изменени  логических сигналов, подаваемых на блоки устройст0 ва, и варьировани  параметрами его элементов реализуетс  значительно простое управление. В св зи с этим предлагаемый синхрогенератор может быть использован в системах телевидени  с произвольным

5 стандартом разложени , т.е. в конечном итоге расшир ютс  его функциональные возможности.

Дл  достижени  поставленной цели в синхрогенератор, содержащий два делите0 л  частоты, восемь одновибраторов и последовательно соединенные фазовый детектор, вход которого  вл етс  входом синхрогенератора, фильтр нижних частот и управл емый генератор, выход которого со5 единен с входами первого и второго делителей частоты, выход первого делител  частоты соединен со вторым входом фазового детектора и входами первого, третьего и восьмого одновибраторов, выход первого одновибратора через второй одновибратор

соединен с первым входом формировател  импульсных сигналов, второй, третий, четвертый , п тый и шестой входы которого со- единены соответственно с выходами третьего, шестого седьмого, п того и восьмого одновибраторов, выход второго делител  частоты соединен с входами четвертого и шестого одновибраторов, выход четвертого одновибратора соединен с входом седьмого одновибратора, а выход формировател  импульсных сигналов  вл етс  выходом синхрогенератора, введен формирователь сигналов цветовой синхронизации , три выхода которого соединены соответственно с выходами третьего, шестого и вторым выходам седьмого одновибраторов , а три выхода - соединены с седьмым, восьмым и дев тым входами формировател  импульсных сигналов, дес тый вход которого соединен с выходом четвертого одновибратора.

Формирователь импульсных сигналов содержит мультиплексор и первый элемент И, при этом первый, второй, третий, четвертый и п тый входы мультиплексора и первый и второй входы первого элемента И  вл ютс  соответственно первым, вторым, четвертым, п тым, седьмым, третьим и шестым входами формировател  импульсных сигналов, восьмой, дев тый и дес тый входы которого, а также выходы мультиплексора и элемента И  вл ютс  его выходами.

Формирователь сигналов цветовой синхронизации содержит последовательно соединенные дев тый одновибратор, вход которого  вл етс  вторым входом формировател  сигналов цветовой синхронизации, второй элемент И, второй вход которого соединен с третьим входом формировател  сигналов цветовой синхронизации, первый триггер, третий элемент И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй триггер, второй вход которого соединен со вторым входом первого триггера и выходом третьего делител  частоты и четвертый элемент И, второй вход которого  вл етс  первым входом формировател  сигналов цветовой синхронизации, а выход- соединен с входом третьего делител  частоты и генератора пилообразного напр жени , выход которого  вл етс  первым выходом формировател  сигналов цветовой синхронизации, вторым и третьим выходами которого  вл ютс  соответственно выходы второго триггера и четвертого элемента И.

На фиг. 1, 2 и 3 представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого синхрогенератора.

Синхрогенератор содержит два делител  1 и 2 частоты, восемь одновибраторов 3...10 и последовательно соединенные фазовый детектор 11, вход которого  вл етс 

входом синхрогенератора, фильтр 12 нижних частот и управл емый генератор 13, выход которого соединен с входами первого и второго делителей 1 и 2 частоты, выход первого делител  1 частоты соединен со вторым

0 входом фазового детектора 11 и входами первого, третьего и восьмого одновибраторов 3, 5 и 10, выход первого одновибратора 3 через второй одновибратор 4 соединен с первым входом формировател  14 импульс5 ных сигналов второй, третий, четвертый, п тый , шестой входы которого соединены соответственно с выходами третьего, шестого , седьмого, п того и восьмого одновибраторов 5, 6, 8, 9 и 10, выход второго

0 делител  2 частоты соединен с входами четвертого и шестого одновибраторов 7 и 6, выход четвертого одновибратора 7 соединен с входом седьмого одновибратора 8, выход формировател  14 импульсных сигна5 лов  вл етс  выходом синхрогенератора, формирователь 15 сигналов цветовой синхронизации , три входа которого соединены соответственно с выходами третьего 5, шестого б и вторым выходом седьмого 8 одно0 вибраторов, а три выхода - соединены с седьмым, восьмым и дев тым входами формировател  14 импульсных сигналов, дес тый вход которого соединен со вторым входом п того одновибратора 9, вход кото5 рого соединен с выходом четвертого одно- вибратора 7.

Формирователь 14 импульсных сигналов (фиг, 2) содержит мультиплексор 16 и первый элемент 1/1 17, при этом первый и

0 второй, третий, четвертый и п тый входы мультиплексора 16 и первый и второй входы первого элемента И 17  вл ютс  соответственно первым, вторым, четвертым и п тым, седьмым, третьим и шестым входами фор5 мировател  4 импульсных сигналов, восьмой , дев тый, дес тый, входы которого, а также выходы мультиплексора 16 и элемента И 17  вл ютс  его выходами.

Формирователь 15 сигналов цветовой

0 синхронизации (фиг. 3) содержит последовательно соединенные дев тый одновибратор 18 вход которого  вл етс  вторым входом формировател  15 сигналов цветовой синхронизации, второй элемент И 19,

5 второй вход которого соединен с третьим входом формировател  15 сигналов цветовой синхронизации, п тый триггер 20, третий элемент 1/1 27, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 19, второй триггер 22, второй вход которого соединен со вторым входом первого триггера 20 и выходом третьего делител  24 частоты и четвертый элемент И 23, второй вход которого  вл етс  первым входом формировател  15 сигналов цветовой синхронизации, а выход - соединен с входом третьего делител  24 частоты и генератора 25 пилообразного напр жени , выход которого  вл етс  первым выходом формировател  15 сигналов цветовой синхронизации, вторым, третьим выходами которого  вл ютс  соответственно выходы второго триггера 22 и четвертого элемента И 23.

Синхрогенератор работает следующим образом.

На первый вход фазового детектора (ФД) 11 поступает сигнал внешней синхронизации (при работе в ведомом режиме), а с выхода фазового детектора через фильтр нижних частот (ФНЧ) 12 управл ющий сигнал поступает на вход управл емого генератора (УГ) 13, подстраива  его частоту под частоту внешней синхронизации.

Сигнал с тактовой частотой (фиг. 4а) с выхода У Г 13 поступает на входы первого 1 и второго 2 делителей частоты. При этом первый делитель 1 осуществл ет деление частоты тактового сигнала до частоты кадровой развертки (фиг. 46). С выхода первого делител  1 сигнал кадровой частоты поступает на запускающий вход первого одно- вибратора 3, тем самым каждый раз перезапуска  его. С приходом положительного фронта первый одновибратор 3 вырабатывает одиночный импульс (фиг. 4в) с длительностью равной длительности первой последовательности уравнивающих импульсов (1УИ).

С выхода первого одновибратора 3 одиночный импульс поступает на запускающий вход второго одновибратора 4, положительным фронтом осуществл   его запуск (фиг. 4в). С выхода второго одновибратора 4 одиночный импульс (фиг. 4г), по длительности равный длительности кадрового синхроимпульса (КСИ), поступает на первый (управл ющий) вход мультиплексора 16 формировател  14 (фиг. 2). На второй (управл ющий ) вход мультиплексора 16 приходит одиночный импульс с выхода третьего одно- вибратора 5, длительностью Ту (фиг. 4д) равной

Ту + Т2уи

где Луи, Тауи, Ткси - длительности первой, второй последовательностей уравнивающих импульсов и кадрового синхроимпульса соответственно.

Под действием, сигналов, действующих на управл ющих входах мультиплексора 1.6. на его входе осуществл етс  коммутаци 

одной из трех последовательностей сигналов: последовательности уравнивающих импульсов (фиг. 4м), снимаемой с первого входа п того одновибратора 9, инвертируемой последовательности уравнивающих импульсов (фиг. 4н), снимаемой с второго выхода п того одновибратора 9 и последовательности строчных синхроимпульсов (ССИ), снимаемой с выхода седьмого одно0 вибратора 8 (фиг. 4к), вследствие чего с выхода мультиплексора 16 снимаетс  сигнал синхросмеси (фиг. 4у).

Последовательность строчных синхроимпульсов заданной длительности, снимае5 ма  с выхода седьмого одновибратора 8, получаетс  путем его перезапуска по фронту пр моугольного сигнала строчной частоты (фиг. 4и), поступающего с линии задержки строчных синхроимпульсов отно0 сительно строчных гас щих импульсов, реализованной на четвертом одновибраторе 7, который, в свою очередь, запускаетс  сигналом , имеющим форму меандра и частоту строчной развертки (фиг. 4ж) и снимаемым

5 с выхода второго делител  частоты 2 тактовых импульсов до частоты строк. Этим же сигналом запускаетс  шестой одновибратор 6, выдающий строчный гас щий импульс (фиг. 4з) по каждому положительному фрон0 ту на его запускающем входе.

Частота следовани  импульсов уравнивающей последовательности обычно в два раза выше частоты следовани  строчных синхроимпульсов. Поэтому последователь5 ность уравнивающих импульсов заданной длительности (фиг. 4м) и ее инверси  (фиг. 4н) формируетс  п тым одновибратором 9 из последовательности импульсов строчной частоты (фиг. 4и), снимаемой с выхода

0 линии задержки, реализованной на четвертом одновибраторе 7. При этом четный импульс уравнивающей последовательности формируетс  при поступлении переднего фронта импульса частоты строк (фиг. 4и), а

5 в нечетный импульс уравнивающей последовательности формируетс  при поступлении заднего фронта импульса частоты строк.

С выхода третьего одновибратора 5 оди0 ночный импульс (фиг. 4д) поступает на запускающий вход дев того одновибратора 18 формировател  15 (фиг. 3), осуществл   положительным фронтом его запуск. С выхода дев того одновибрэтора 18 одиночный им5 пульс (фиг. 4о), по длительности соответствующий , например, поступлению переднего фронта второго строчного импульса, следующего вслед за второй уравнивающей последовательностью импульсов (фиг. 4у), поступает на вход второго элемента И 19 и

открывает его. При поступлении со второго выхода седьмого одновибратора 8 двух инвертированных строчных синхроимпульсов (фиг. 4л), последовательно срабатывают первый и второй триггеры 20 и 22. По сигналу с выхода второго триггера 22 открываетс  четвертый логический элемент 23, который пропускает последовательность строчных гас щих импульсов (фиг. 4з), снимаемую с выхода шестого одновибратора 6. Гас щие строчные импульсы, поступающие на вход генератора 25 пилообразного напр жени , каждый раз запускают его. При этом на выходе генератора 25 образуютс  пилообразные сигналы цветовой синхронизации (фиг. 4с). Одновременно гас щие строчные импульсы поступают на вход делител  24 частоты. При поступлении определенного количества импульсов, например , дев ти, на выходе делител  24 по вл етс  сигнал, по которому первый и второй триггеры 20 и 22 привод тс  в первоначальное положение. В результате этого формируютс  сигналы цветовой синхронизации , жестко синхронизированные с остальными сигналами. Эти сигналы с выхода второго триггера 22, четвертого логического элемента И 23 и с выхода генератора 25 пилообразного напр жени  через формирователь 4 поступают на выход синхрогенера- тора.

Одновременно последовательность строчных гас щих импульсов (фиг. 4з) с выхода шестого одновибратора 6 поступает на первый вход элемента И 17, на второй вход которого поступает последовательность кадровых гас щих импульсов (фиг. 4е) с выхода восьмого одновибратора 16 и запускаемого по фронтусигналом кадровой частоты , имеющего форму меандра (фиг. 46). С выхода элемента И 18 снимаетс  сигнал гас щей смеси (фиг. 4т).

Все временные параметры синхросме- си, гас щей смеси и цветовых синхроимпульсов (ЦСИ) задаютс  путем выбора номиналов сопротивлений и емкостей при инициализации таймеров, на основе которых реализованы первый 3. второй 4, третий 5, четвертый 7, п тый 9. шестой 6, седьмой 8, восьмой 10 и дев тый 18 одно- вибраторы, а также первый 1, второй 2 и третий 24 делители частоты, что позвол ет получать сигналы произвольной формы в произвольном стандарте разложени  дл  систем черно-белого телевидени  и в стандарте, например, системы СЕКАМ и совместимых с ней систем цветного телевидени .

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

Мультиплексор 16 и элемент И 17 по своему исполнению ничем не отличаютс  от аналогичных элементов, используемых в формирователе импульсных сигналов прототипа . Они могут быть выполнены также с использованием ИМС, например, 533 серии типа КП15. ,

Триггеры ,20 и 22 могут быть реализованы , например, на ИМС типа 533ТВ9 в виде

R-триггеров; При этом управл ющие сигналы поступают на входы С и К, в результате чего на выходах по вл ютс  сигналы с приходом заднего фронта управл ющего импульса . Дл  сброса триггеров используютс 

входы.

Делитель 24 частоты может быть реализован , например, на ИМС типа 533ИЕ15, обеспечивающей выдачу выходного сигнала по заднему фронту импульса, подаваемого

на вход CI. При этом коэффициент делени  может быть установлен произвольным путем подачи соответствующих логических сигналов на входы Е, D1 ...D4. Выходные сигналы снимаютс  с выходов Q1...Q2. Создание соответствующего сигнала сброса можно осуществить посредством объединени  выходных сигналов элементами И, которые можно, например, реализовать на ИМС типа 533ЛИ6. При этом сигнал сброса подаетс  на вход R ИМС533ИЕ15.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Синхрогенератор, содержащий два делител  частоты, восемь одновибраторов и

   последовательно соединенные фазовый детектор , вход которого  вл етс  входом син- хрогенератора, фильтр нижних частот и управл емый генератор, выход которого соединен с входами первого и второго делителей частоты, выход первого делител  частоты соединен с вторым входом фазового детектора и входами первого, третьего и восьмого одновибраторов, выход первого одновибратора через второй одновибратор

   соединен с первым входом формировател  импульсных сигналов, второй, третий, четвертый, п тый и шестой входы которого соединены соответственно с выходами третьего, шестого, седьмого, п того и восьмого одновибраторов, выход второго делител  частоты соединен с входами четвертого и шестого одновибраторов, выход четвертого одновибратора соединен с входом седьмого одновибратора, а выход

   формировател  импульсных сигналов  вл етс  выходом синхрогенератора, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей синхрогенератора путем формировани  сигналов цветовой синхронизации, жестко св занных с остальными сигналами, введен формирователь цветовой синхронизации, три входа которого соединены соответственно с выходами третьего и шестого и вторым выходом седьмого одновибраторов, а три выхода соединены с седьмым, восьмым и дев тым входами формировател  импульсных сигналов, дес тый вход которого соединен с вторым входом п того одновибратора, вход которого соединен с выходом четвертого одновибратора.
2. 2. Синхрогенератор по п. 1, отл и ч а- ю щ и и с   тем, что формирователь импульсных сигналов содержит мультиплексор и первый элемент И, при этом первый, второй , третий, четвертый и п тый входы мультиплексора и первый и второй входы первого элемента И  вл ютс  соответственно первым, вторым, четвертым, п тым, седьмым, третьим и шестым входами формировател  импульсных сигналов, восьмой вход которого, а также выходы мультиплексора и элемента И  вл ютс  его выходами.
3. 3. Синхрогенератор поп, 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что формирователь сигналов цветовой синхронизации содержит последовательно соединенные дев тый одновибратор , вход которого  вл етс  вторым входом формировател  сигналов цветовой синхронизации, второй элемент И, второй вход которого соединен с третьим входом формировател  сигналов цветовой синхронизации , третий элемент И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй триггер, второй вход которого соединен с вторым входом первого триггера и выходом третьего делител  частоты , и четвертый элемент И, второй вход которого  вл етс  третьим входом формировател  сигналов синхронизации, а выход - соединен с входом третьего делител  частоты и генератора пилообразного напр жени , выход которого  вл етс  первым выходом формировател  сигналов цветовой синхронизации, вторым и третьим выходами которого  вл ютс  соответственно выходы второго триггера и четвертого

   элемента И.

   Ј

   Фнг2

   т - -- г - - i- - - г - - г1гтглг 1г 1г-1г

   - + ( .

   --1---1-- -inrinnnnr/ ir Y T