RU2311740C1 - Device for automatic adjustment of video signal amplitude - Google Patents
Device for automatic adjustment of video signal amplitudeInfo
- Publication number
- RU2311740C1 RU2311740C1 RU2006107909/09A RU2006107909A RU2311740C1 RU 2311740 C1 RU2311740 C1 RU 2311740C1 RU 2006107909/09 A RU2006107909/09 A RU 2006107909/09A RU 2006107909 A RU2006107909 A RU 2006107909A RU 2311740 C1 RU2311740 C1 RU 2311740C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- code
- output
- register
- video signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Picture Signal Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при приеме малоконтрастных изображений в малокадровом режиме.The invention relates to television technology and can be used when receiving low-contrast images in a low-frame mode.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для автоматической регулировки амплитуды видеосигнала (патент Российской Федерации №2100911, МПК Н04N 5/14, Н04N 5/14, 1997 г.), содержащее регулируемый входной усилитель, выход которого подключен к первому входу блока управления амплитудой, выход которого подключен к входам детектора среднего значения видеосигнала и пикового детектора видеосигнала, выход детектора среднего значения видеосигнала подключен к управляющему входу регулируемого входного усилителя, выход пикового детектора видеосигнала подключен к управляющему входу блока управления амплитудой, вход регулируемого входного усилителя принимает входной видеосигнал, при этом регулируемый входной усилитель имеет линейно-ломаную амплитудную характеристику, причем крутизна амплитудной характеристики первого участка больше крутизны амплитудной характеристики второго участка, а блок управления амплитудой имеет линейную амплитудную характеристику.The closest in technical essence to the claimed invention is a device for automatically adjusting the amplitude of the video signal (patent of the Russian Federation No. 2100911, IPC Н04N 5/14, Н04N 5/14, 1997), containing an adjustable input amplifier, the output of which is connected to the first input of the unit amplitude control, the output of which is connected to the inputs of the average value detector of the video signal and the peak detector of the video signal, the output of the average value detector of the video signal is connected to the control input of the adjustable input amplifier , the output of the peak detector of the video signal is connected to the control input of the amplitude control unit, the input of the adjustable input amplifier receives the input video signal, while the adjustable input amplifier has a linearly broken amplitude characteristic, and the slope of the amplitude characteristic of the first section is greater than the slope of the amplitude characteristic of the second section, and the amplitude control unit has a linear amplitude response.
Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет работать в малокадровом режиме, когда сигнал периодически пропадает, что является результатом использования системы автоматической регулировки усиления замкнутого типа, для нормальной работы которой необходимо непрерывное существование сигнала.A disadvantage of the known device is that it does not allow to work in a low-frame mode, when the signal periodically disappears, which is the result of using a closed-loop automatic gain control system, for the normal operation of which a continuous signal is necessary.
Технический результат предлагаемого технического решения направлен на повышение яркости и контрастности в малокадровом режиме при приеме малоконтрастных изображений.The technical result of the proposed technical solution is aimed at increasing the brightness and contrast in low-frame mode when receiving low-contrast images.
Технический результат достигается тем, что устройство для автоматической регулировки амплитуды видеосигнала содержит регулируемый входной усилитель, регистр управляющего кода, пиковый детектор, буферный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, компаратор кодов и регистр максимального кода.The technical result is achieved in that the device for automatically adjusting the amplitude of the video signal contains an adjustable input amplifier, a control code register, a peak detector, a buffer amplifier, an analog-to-digital converter, a code comparator and a maximum code register.
Первый вход и выход регулируемого входного усилителя являются входом и соответственно выходом устройства для автоматической регулировки амплитуды видеосигнала.The first input and output of the adjustable input amplifier are the input and, accordingly, the output of the device for automatically adjusting the amplitude of the video signal.
Вход устройства соединен также с входом пикового детектора, выход которого соединен с входом буферного усилителя.The input of the device is also connected to the input of the peak detector, the output of which is connected to the input of the buffer amplifier.
Выход буферного усилителя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, шина выходного кода которого соединена с первыми входами компаратора кодов и с первыми входами регистра максимального кода. Второй вход регистра максимального кода соединен с выходом компаратора кодов. Выходы регистра максимального кода соединены со вторыми входами компаратора кодов и с первыми входами регистра управляющего кода.The output of the buffer amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output code bus of which is connected to the first inputs of the code comparator and to the first inputs of the maximum code register. The second input of the maximum code register is connected to the output of the code comparator. The outputs of the maximum code register are connected to the second inputs of the code comparator and to the first inputs of the control code register.
На второй вход регистра управляющего кода поступают выходные кадровые синхроимпульсы, а выход регистра управляющего кода соединен со вторым входом регулируемого входного усилителя.The output frame sync pulses arrive at the second input of the control code register, and the output of the control code register is connected to the second input of the adjustable input amplifier.
Отличительными признаками от прототипа является то, что в заявляемое устройство введены регистр управляющего кода, буферный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, компаратор кодов, регистр максимального кода, при этом вход пикового детектора соединен с первым входом регулируемого входного усилителя, а его выход соединен с входом буферного усилителя, выход буферного усилителя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, шина выходного кода которого соединена с первыми входами компаратора кодов и с первыми входами регистра максимального кода, второй вход регистра максимального кода соединен с выходом компаратора кодов, выходы регистра максимального кода соединены со вторыми входами компаратора кодов и с первыми входами регистра управляющего кода, второй вход регистра управляющего кода соединен с выходом кадрового синхронизатора импульсов, а выход регистра управляющего кода соединен со вторым входом регулируемого входного усилителя.Distinctive features of the prototype is that the inventive device has a control code register, a buffer amplifier, an analog-to-digital converter, a code comparator, a maximum code register, while the input of the peak detector is connected to the first input of the adjustable input amplifier, and its output is connected to the input buffer amplifier, the output of the buffer amplifier is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output code bus of which is connected to the first inputs of the code comparator and to the first inputs of the register max code, the second input of the maximum code register is connected to the output of the code comparator, the outputs of the maximum code register are connected to the second inputs of the code comparator and the first inputs of the control code register, the second input of the control code register is connected to the output of the frame pulse synchronizer, and the output of the control code register connected to the second input of an adjustable input amplifier.
На чертеже приведена структурная схема устройства.The drawing shows a structural diagram of the device.
Устройство для автоматической регулировки амплитуды видеосигнала содержит регулируемый входной усилитель 1, регистр управляющего кода 2, пиковый детектор 3, буферный усилитель 4, аналого-цифровой преобразователь 5, компаратор кодов 6 и регистр максимального кода 7.A device for automatically adjusting the amplitude of the video signal contains an adjustable input amplifier 1, a control code register 2, a peak detector 3, a buffer amplifier 4, an analog-to-digital converter 5, a code comparator 6, and a maximum code register 7.
Первый вход и выход регулируемого входного усилителя 1 являются входом и соответственно выходом устройства для автоматической регулировки амплитуды видеосигнала (далее устройства).The first input and output of the adjustable input amplifier 1 are the input and, accordingly, the output of the device for automatically adjusting the amplitude of the video signal (hereinafter the device).
Вход устройства соединен также с входом пикового детектора 3, выход которого соединен с входом буферного усилителя 4.The input of the device is also connected to the input of the peak detector 3, the output of which is connected to the input of the buffer amplifier 4.
Выход буферного усилителя 4 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 5, шина выходного кода которого соединена с первыми входами компаратора кодов 6 и с первыми входами регистра максимального кода 7.The output of the buffer amplifier 4 is connected to the input of an analog-to-digital converter 5, the output code bus of which is connected to the first inputs of the code comparator 6 and to the first inputs of the maximum code register 7.
Второй вход регистра максимального кода 7 соединен с выходом компаратора кодов 6. Выходы регистра максимального кода 7 соединены со вторыми входами компаратора кодов 6 и с первыми входами регистра управляющего кода 2.The second input of the maximum code register 7 is connected to the output of the code comparator 6. The outputs of the maximum code 7 register are connected to the second inputs of the code comparator 6 and to the first inputs of the control code register 2.
На второй вход регистра управляющего кода 2 поступают выходные кадровые синхроимпульсы, а выход регистра управляющего кода 2 соединен со вторым входом регулируемого входного усилителя 1.At the second input of the control code register 2, output frame sync pulses are received, and the output of the control code register 2 is connected to the second input of the adjustable input amplifier 1.
Регулируемый входной усилитель 1 предназначен для сохранения средней яркости и контрастности изображения в устройстве, который может быть выполнен в виде активного цифроаналогового преобразователя [Микроэлектронные цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи информации. /Под ред. В.Б.Смолова. Л., «Энергия», 1976 с.197], содержащий широкополосный операционный усилитель типа 140УД26, в цепь отрицательной обратной связи которого включены резисторы, коммутируемые в соответствии со значениями разрядов управляющего кода.The adjustable input amplifier 1 is designed to maintain the average brightness and contrast of the image in the device, which can be made in the form of an active digital-to-analog converter [Microelectronic digital-to-analog and analog-to-digital information converters. / Ed. V.B.Smolova. L., “Energy”, 1976 p.197], containing a 140UD26 type broadband operational amplifier, the negative feedback circuit of which includes resistors switched in accordance with the values of the bits of the control code.
Регистр управляющего кода 2 предназначен для длительного хранения кода, пропорционального максимальной амплитуде видеосигнала. Для его реализации может быть использован регистр или счетчик с параллельной загрузкой типа 1533ИР23.The control code register 2 is intended for long-term storage of a code proportional to the maximum amplitude of the video signal. For its implementation, a register or counter with parallel loading of type 1533IR23 can be used.
Пиковый детектор 3 представляет собой быстродействующий амплитудный детектор коротких импульсов. Видеосигнал, поступающий на вход пикового детектора 3, является широкополосным, его спектр содержит частоты от 0 до 6,5 МГц, поэтому он может быть выполнен по одной из известных схем детектора коротких импульсов [Применение прецизионных аналоговых микросхем / А.Г.Алексеенко, Е.А.Коломбет, Г.И.Стародуб. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. с.198].Peak detector 3 is a high-speed amplitude detector of short pulses. The video signal supplied to the input of peak detector 3 is broadband, its spectrum contains frequencies from 0 to 6.5 MHz, therefore it can be performed according to one of the known short pulse detector circuits [Application of precision analog microcircuits / A. Alekseenko, E .A. Colombet, G.I. Starodub. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Radio and communications, 1985. p.198].
Буферный усилитель 4 предназначен для масштабного преобразования выходного сигнала пикового детектора 3. Для его реализации может быть использован любой операционный усилитель широкого назначения.The buffer amplifier 4 is designed for large-scale conversion of the output signal of the peak detector 3. For its implementation, any wide-range operational amplifier can be used.
Аналого-цифровой преобразователь 5 осуществляет преобразование аналогового сигнала, пропорционального амплитуде видеосигнала в цифровой код. С учетом того, что пиковый детектор 3 сужает спектр сигнала, к быстродействию аналого-цифрового преобразователя 5 не предъявляется жестких требований, для его реализации может быть использован аналого-цифрового преобразователь поразрядного кодирования типа 572ПВ1.An analog-to-digital converter 5 converts an analog signal proportional to the amplitude of the video signal into a digital code. Considering that peak detector 3 narrows the spectrum of the signal, there are no strict requirements for the speed of the analog-to-digital converter 5; for its implementation, an analog-to-digital bit-coding converter type 572PV1 can be used.
Компаратор кодов 6 используется для сравнения текущего значения выходного кода аналого-цифрового преобразователя 5 и кода хранящегося в регистре управляющего кода 2 и коррекции значения максимального кода. Компаратор кодов 6 может быть выполнен на микросхемах типа 1533СП1.The code comparator 6 is used to compare the current value of the output code of the analog-to-digital converter 5 and the code of the control code 2 stored in the register and correct the value of the maximum code. The comparator of codes 6 can be performed on chips of the type 1533SP1.
Работает устройство для автоматической регулировки амплитуды видеосигнала следующим образом.A device for automatically adjusting the amplitude of the video signal as follows.
Видеосигнал поступает на первый вход регулируемого входного усилителя 1, который формирует выходной видеосигнал предлагаемого устройства и стабилизирует его амплитуду.The video signal is fed to the first input of an adjustable input amplifier 1, which generates the output video signal of the proposed device and stabilizes its amplitude.
Входной видеосигнал поступает также на вход пикового детектора 3, который является входным блоком системы автоматической регулировки усиления (АРУ).The input video signal is also input to the peak detector 3, which is the input unit of the automatic gain control (AGC) system.
Если амплитуда входного видеосигнала мала Uвх<U1, где U1 - нижняя граница действия системы АРУ, то коэффициент усиления регулируемого входного усилителя максимален. В результате выполняется функция АРУ с задержкой, при которой для входных сигналов малой амплитуды обеспечивается максимальное усиление.If the amplitude of the input video signal is small U in <U 1 , where U 1 is the lower limit of the AGC system, then the gain of the adjustable input amplifier is maximum. As a result, the AGC function is performed with a delay at which maximum amplification is provided for input signals of small amplitude.
При увеличении амплитуды входного видеосигнала U1≤Uвх≤U2, где U2 - верхняя граница действия системы АРУ, управляющий код увеличивается, вызывая уменьшение коэффициента усиления регулируемого входного усилителя К, при этомWith an increase in the amplitude of the input video signal, U 1 ≤U in ≤U 2 , where U 2 is the upper limit of the AGC system action, the control code increases, causing a decrease in the gain of the adjustable input amplifier K, while
K=K1/(1+mNупр/(2n-1)),K = K 1 / (1 + mN control / (2 n -1)),
где К - текущее значение коэффициента усиления регулируемого входного усилителя 1,where K is the current value of the gain of the adjustable input amplifier 1,
К1 - максимальное значение коэффициента усиления;To 1 - the maximum value of the gain;
m - масштабный коэффициент;m is the scale factor;
n - разрядность управляющего кода;n is the bit depth of the control code;
Nупр - управляющий код, поступающий на второй вход входного регулируемого усилителя 1.N control - the control code received at the second input of the input adjustable amplifier 1.
При максимальной амплитуде входного сигнала Uвх=U2 управляющий код максимален Nупр=2n-1, а коэффициент усиления регулируемого входного усилителя К минимален и равенAt the maximum amplitude of the input signal U I = U 2, the control code is maximum N CPR = 2 n -1, and the gain of the adjustable input amplifier K is minimal and equal to
K=K1/(1+m).K = K 1 / (1 + m).
Пиковый детектор 3 формирует постоянное или медленно меняющееся напряжение, пропорциональное максимальной амплитуде входного видеосигнала.Peak detector 3 generates a constant or slowly changing voltage proportional to the maximum amplitude of the input video signal.
Буферный усилитель 4 выполняет масштабное преобразование и сдвиг уровня сигнала, поступающего с выхода пикового детектора 3 в соответствии с рабочим диапазоном входного сигнала аналого-цифрового преобразователя 5 и с диапазоном действия системы АРУ. При подаче на вход устройства видеосигнала с амплитудой U1, соответствующей нижней границе действия системы АРУ, и прохождении его через пиковый детектор 3 на выходе буферного усилителя 4 формируется напряжение, соответствующее минимальному входному напряжению аналого-цифрового преобразователя 5. Аналогично, при подаче на вход устройства видеосигнала с амплитудой U2 на выходе буферного усилителя 4 формируется напряжение, соответствующее максимальному входному напряжению аналого-цифрового преобразователя 5.The buffer amplifier 4 performs a large-scale conversion and level shift of the signal from the output of the peak detector 3 in accordance with the operating range of the input signal of the analog-to-digital converter 5 and with the range of the AGC system. When a video signal with an amplitude U 1 corresponding to the lower boundary of the AGC system is applied to the input of the device and passed through a peak detector 3, a voltage corresponding to the minimum input voltage of the analog-to-digital converter 5 is formed at the output of the buffer amplifier 4. Similarly, when the device is input to the input of a video signal with an amplitude of U 2 at the output of the buffer amplifier 4, a voltage is generated corresponding to the maximum input voltage of the analog-to-digital converter 5.
Аналого-цифровой преобразователь 5 выполняет линейное преобразование входного напряжения, поступающего с выхода буферного усилителя 4 в цифровой код, принимающий значения от 0 до (2n-1).An analog-to-digital converter 5 linearly converts the input voltage coming from the output of the buffer amplifier 4 into a digital code that takes values from 0 to (2 n -1).
Компаратор кодов 6 выполняет сравнение текущего значения выходного кода аналого-цифрового преобразователя 5 с кодом, хранящимся в регистре максимального кода, и формирует выходной сигнал, равный «единице», если код, поступающий с выхода аналого-цифрового преобразователя 5, больше, чем код, поступающий с выхода регистра максимального кода 7.The code comparator 6 compares the current value of the output code of the analog-to-digital converter 5 with the code stored in the maximum code register, and generates an output signal equal to "one" if the code coming from the output of the analog-to-digital converter 5 is larger than the code, coming from the output of the register of maximum code 7.
В регистре максимального кода 7 формируется код, пропорциональный максимальной амплитуде видеосигнала в текущий момент времени. На его первые цифровые входы подается выходной код аналого-цифрового преобразователя 5, а на второй управляющий вход - логический сигнал с выхода компаратора кодов 6. В результате в регистр максимального кода 7 загружается код, наибольший в текущий момент времени. К концу полукадра это будет максимальный код за полукадр.In the register of maximum code 7, a code is generated proportional to the maximum amplitude of the video signal at the current time. The output code of the analog-to-digital converter 5 is supplied to its first digital inputs, and the logic signal from the output of the code comparator 6 is fed to the second control input. As a result, the code that is the largest at the current time is loaded into the maximum code register 7. By the end of the half frame, this will be the maximum code per half frame.
Регистр управляющего кода 2 записывает максимально управляющий код в момент появления кадрового синхроимпульса и хранения этого кода до прихода следующего кадрового синхроимпульса (КСИ). В малокадровом режиме при отсутствии видеосигнала и кадрового синхроимпульса управляющий код сохраняется, что обеспечивает сохранение режима работы предлагаемого устройстваThe control code register 2 records the maximum control code at the time a frame clock appears and stores this code until the next frame clock (CSI) arrives. In the low-frame mode, in the absence of a video signal and a frame clock, the control code is saved, which ensures the preservation of the operating mode of the proposed device
Применение предлагаемого устройства для автоматической регулировки амплитуды видеосигнала позволяет функционирование в малокадровом режиме. Отличительной особенностью малокадрового телевизионного сигнала является то, что период следования полукадров видиосигнала в несколько раз превышает длительность полукадра.The use of the proposed device for automatic adjustment of the amplitude of the video signal allows the operation in low-frame mode. A distinctive feature of a low-frame television signal is that the half-cycle of the video signal is several times longer than the half-frame.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006107909/09A RU2311740C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Device for automatic adjustment of video signal amplitude |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006107909/09A RU2311740C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Device for automatic adjustment of video signal amplitude |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2311740C1 true RU2311740C1 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=38960422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006107909/09A RU2311740C1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Device for automatic adjustment of video signal amplitude |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2311740C1 (en) |
-
2006
- 2006-03-15 RU RU2006107909/09A patent/RU2311740C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6252536B1 (en) | Dynamic range extender apparatus, system, and method for digital image receiver system | |
| US9166614B2 (en) | Ramp-signal generator circuit, and image sensor and imaging system including the same | |
| US7391452B2 (en) | Successive approximation calibration apparatus, system, and method for dynamic range extender | |
| US6420934B1 (en) | Automatic gain control circuit for signal with diverse power level range | |
| US7030800B2 (en) | Analog-to-digital conversion apparatus and method | |
| KR101681948B1 (en) | Analog-digital converter and converting method using clock delay | |
| EP3371968B1 (en) | Analog-to-digital conversion and method of analog-to-digital conversion | |
| US20160204792A1 (en) | Semiconductor device and semiconductor device operating method | |
| EA014210B1 (en) | Automatic gain control circuit, system including such circuit and method for automatic gain control | |
| EP1770856B1 (en) | Programmable digital gain circuit and corresponding method | |
| US8493254B2 (en) | AD converter and AD converter circuit voltage control method | |
| US7408493B2 (en) | Systems and methods for automatic gain control | |
| US4540974A (en) | Adaptive analog-to-digital converter | |
| JP6272703B2 (en) | Radar equipment | |
| KR100397521B1 (en) | Automatic Gain Control Apparatus and Method for OFDM Signal | |
| RU2311740C1 (en) | Device for automatic adjustment of video signal amplitude | |
| US7231006B2 (en) | Receiver and method for generating a control signal | |
| US20050077959A1 (en) | Gain control circuit | |
| US9276601B2 (en) | Converting circuit with control circuit to detect signals input into the converting circuit, and communication device | |
| US20110211100A1 (en) | Signel processing circuit capable of selectively adjusting gain factor of sample-and-hold circuit and signal processing method thereof | |
| WO2012133282A1 (en) | Radar device | |
| JP6753665B2 (en) | Gain control circuit and gain control method | |
| KR101840698B1 (en) | Apparatus and method for converting analog to digital | |
| KR100241764B1 (en) | Automatic gain cintroller using hdtv | |
| JP3566666B2 (en) | Video camera equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120601 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190316 |