SU682880A1 - Телевизионное поисково-след щее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть применено в фотоэлектрических след щих системах, фотоэлектрических гидах телескопов, приборов дл  изучени  качества звездных изображений, измерени  размеров изображений свет щихс  объектов; с его помощью молсно записать и обработать процесс ведени  телескопа за звездной по двум ос м в диапазоне частот до сотен герц, регистриру  положени  изображени  звезды в плоскости фотокатода датчика.

Известны телевизионные поисково-след щие устройства со спиральной разверткой, с крестообразной траекторией развертки 1-2.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  телевизионное поисково-след щее устройство, содержащее блоки строчной и кадровой разверток, каждый пз которых состоит из последовательно соединенных формировател , триггера, ключа, интегратора , выход которого соединен с входами преобразовател  сигналов и сглаживающего фильтра и первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих источников опорного напр жени , а выходы - соответственно к второму и третьему входам триггера. Выход сглаживающего фильтра соединен с первыми входами источников опорного напр жени . Кроме того, устройство содержит коммутатор, входы которого соединены с выходами преобразователей сигналов блоков кадровой и строчной разверток, выходы - с входами отклон ющего устройства передающей телевизионной трубки , соединенной с видеоусилителем, выход которого подключен к входу формировател  блока строчной развертки .

К недостаткам устройства относ тс  невысокое быстродействие из-за конечного времени осреднени  выходного напр жени  и формы траектории сканировани  и мала  надежность работы.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и надежности работы устройства и расщирение области применени  его.

Эта цель достигаетс  тем, что в известное телевизионное поисково-след щее устройство введены фильтр нижних частот, последовательно соединенные пиковый детектор , усилитель, высоковольтный источник напр жени  и последовательно соединенные полосовой фильтр и пороговый элемент , первый и второй выходы которого св заны соответственно с вторым и третьим

входами первого и второго источников опорного напр жени  блоков строчной п кадровой разверток. Выход видеоусилител  через фильтр нижних частот соединен с входом формировател  блока кадровой развертки и непосредственно с входом пикового детектора, выход которого соедипен с входом полосового фильтра, а высоковольтный источник напр жени  подключен к передакнцей телевизионной трубке. К выходу интегратора блока строчной развертки нодключсн фильтр верхних частот . Кроме того, каждый источник онорного напр жени  содержит два ключа, сумматор и два источника эталонного напр жени . Выходы ключей подсоединены к первому и второму входам сумматора, третий вход которого подключен к первому источнику эталонного напр жени , выход - к выходу источника опорного напр жени . Выход второго источника эталонного напр жени  соединен с входом первого ключа , другим входом св занного с вторым входом источника опорного напр жени , третий вход которого подключен к входу второго ключа, другой вход которого соединен с нервым входом источника опорного напр жени . На чертеже представлена функциональна  схема телевизионного поисково-след щего устройства. Она содержит передающую телевизионную трубку 1, отклон ющее устройство 2 передающей трубки, состо щее из отклон ющих катущек 3 и 3, коммутатор 4, видеоусилитель 5, пиковый детектор 6, зсилитель 7 и высоковольтный источник 8 питани , составл ющие блок 9 автоматической регзлировки усилени , пороговый элемент 10, блок 11 строчной развертки, содержащий первый источник 12 опорного напр жени , состо щий из первого 13 и второго 14 ключей, сумматора 15 и первого 16 и второго 17 источников эталонного напр жени , ключ 18, интегратор 19, второй источник 20 опорного напр жени , состо щий из первого 21 и второго 22 ключей, сумматора 23 и первого 24 и второго 25 источников эталонного напр жени , формирователь 26, триггер 27, сглал ивающий фильтр 28, первый 29 и второй 30 компараторы и преобразователь 31 сигналов, блок 32 кадровой развертки, выполненный аналогично блоку И строчной развертки, фильтр 33 нижних частот, полосовой фильтр 34 и фильтр 35 верхних частот. Выход сглаживающего фильтра 28 служит первым выходом блока 11 строчной развертки и всего устройства. К выходу интегратора 19, который  вл етс  третьим выходом блока строчной развертки, подключен фильтр 35 верхних частот. Выход фильтра 35 верхних частот  вл етс  вторым выходом устройства. К выходу интегратора 19 подключен вход преобразовател  31 сигналов, которого соединен с вторым выходом блока 11 строчной развертки. Коммутатор 4 подключен к отклон ющим катущкам 3 и 3 строчной (X) и кадровой (У) разверток. Элементы и св зи между ними блока 11 строчной развертки полностью повтор ютс  в блоке 32 кадровой развертки. Первым выходом блока кадровой развертки  вл етс  выход сглаживаюншго фильтра. Разница между каналами та, что в блоке кадровой развертки отсутствует выход, соответствующий третьему выходу в блоке строчной развертки. Устройство работает следующим образом . При включсиии устройства каналы X и У начина)от работать автономно в режиме поиска объекта. Их работа одинакова, поэтому рассмотрим только работу канала X. При отсутствии сигнала с передающей телевизионной трубки 1 триггер 27 блока 11строчной развертки находитс  в одном из устойчивых положений. Соответственно на выходе двухнол рного ключа 18 устанавливаетс  нацр л ение +Е или -Е. Это напр жение поступает на вход интегратора 19 и интегрируетс  по времени. На выходе интегратора 19 возникает линейно возрастающее напр жение той или другой пол рности . Когда его величина достигает уровн  срабатывани  одного из компараторов 29 или 30 в зависимости от пол рности нанр жени  на выходе интегратора 19, на второй вход (R) или третий вход (S) триггера 27 ноступает имнульс, перебрасывающий его в другое устойчивое состо ние. После этого процесс повтор етс , только на выходе интегратора 19 по вл етс  напр жение другого знака. В отклон ющей катушке 3 канала X возникает ток, линейно св занный с напр жением на интеграторе 19 благодар  преобразователю 31 сигналов. Эффективный катод нередающей телевизионной трубки 1 перемещаетс  по фотокатоду по координате X. Зона поиска по координате X может задаватьс  напр жением на выходах сумматоров 15 и 23 первого 12и второго 20 источников опорного напр жени  и масщтабом преобразовател  31 сигналов. В режиме поиска напр жение на выходе поискового детектора 6 блока 9 автоматической регулировки усилени  отсутствует, поэтому пороговый элемент 10 включает первый ключ 13 источника 12 опорного напр жени  и второй ключ 22 источника 20 опорного напр жени  и выключает соответственно их второй 14 и первый 21 ключи . Благодар  этому на входы сумматоров 15 и 23 подаютс  напр жени  с источников 16, 17 и 24, 25 эталонного напр жени . Суммы этих напр жений поступают на вторые входы компараторов 29 и 30 и определ   ют зону поиска по координате X.

Если в процессе сканиронаии  траектории движени  эффективного фотокатода передаюи1 ,ей телсвизно1 нои трубки 1 пересекает освещенную площадку, то на выходе передающей телевизпопной трубки по вл етс  сигнал, длительность которого определ етс  скоростью сканировани  вырезывающего отверсти  передающей телевизионной трубки п размером освещепной площадки . Этот сигнал усиливаетс  видеоусилителем 5 и поступает на формирователь 26. В момент схода эффективного фотокатода с границы освещенной площадки формируетс  отрицательный перепад на выходе формировател  26 и переключаетс  триггер 27.

Сканирование идет в обратном направлении до следующего срабатывани  триггера 27 по первому (счетному) входу, и процесс повтор етс . Схема осуществл ет поиск обтзскта и переходит в режим слежени . Прп этом резко уменьшаетс  амплитуда сканировани  и увеличиваетс  частота . Предельна  скорость перемещени  объекта в этом режиме определ етс  лишь скоростью сканировани , котора  посто нна при всех режимах п может быть выбрана по величине пор дка 1000-10000 мм/с без специальных требований к видеоусилителю и к отклон юнгей системе.

В момент по влени  устойчивого сигнала на выходе видеоусилител  5, что означает переход в режим слежени , на выходе пикового детектора 6 возникает напр жение , которое, пройд  полосовой фильтр 34, иереключает пороговый элемент 10 в другое устойчивое состо ние. При этом мен ютс  местами открытые и закрытые ключи, св занные с входами сумматоров 15 и 23. На входы сумматоров 15 и 23 теперь подаетс  через открытые ключи 14 и 21 напр жение с выхода сглаживающего фильтра 28, которое суммируетс  соответственно с напр жени ми источников 16 и 24 эталонного наир жени . Напр жени  сравнени  дл  компараторов 29 и 30, равные выходным напр жени м сумматоров 15 и 23, образуют след щую узкую зону относительно текущего значени  координаты. Величина этой зоны задаетс  напр жени ми источников 16 и 24 эталонного напр жени  и выбираетс  больще амнлитуды возможного возмущени .

Совместна  работа каналов X и Y приводит к тому, что размер след щей зоны имеет форму квадрата, центрированного относительно объекта и по размерам составл ющего около 10% от максимальной зоны поиска.

Наличие след щей зоны повышает надежность работы схемы в услови х помех и предотвращает переход в режим поиска нри одиночном сбое.

Режим слежени  по координате У полностью аналогичен описанному, но скорость

развертки по этой координате пыоирастс  в 20-30 раз ниже, чем по координате А , п между выходом видеоусилител  5 п входом формировател  26 блока 32 кадровой развертки включен фильтр 33 нижних частот , выдел ющий огибающую В1 деосигналл, промодулпрованного пмп льсами след п, развертки канала Л . Порог отпускани  формировател  26 в блоке 32 кадровой

развертки вь1бран таким образом, чтобы модул ци  по амплитуде строчных видеоимпульсов , возникающих при сканировании по кадру, не превышала 50%. Прп этом обеспечиваетс  нормальна , без срывов,

работа обоих каналов.

Выбором скорости развертки но координате У обеспечиваетс  частотный разнос каналов X и У и возможгюсть захвата обп екта при однократном сканировании по

площади фотокатода передаюпюй телевизионной 1 рубки 1.

Переход устройства из режима поиска в режим после обнаружени  объекта , а также обратный переход в случае

его потери пропсход т авто латическп, без вс ких переключений. Среднее значение токов в огклон ющих катушках или, что то же, напр жений на выходах интеграторов 19 каналов Л н У определ ет координаты

объекта.

Дл  определени  частотных границ слсженп , например но координате X, положим: Дл: - размер эффективного фотокатода; объект точечный; v - скорость развертки; период сканировани  -

г -

Ск

.f

А - амплитуда перемещени . Предельна  частоты, при которой амплитуда скорости объекта равна скорости сканировани ,

/.V 1 V

J макс - : 2 А

Другое ограничение накладываетс  размером эффективного фотокатода

2Лл50

где /M;u;r Cfnre,i - условие нормальной работы.

Частотна  граннца слеженн  по каналу У значительно меньше.

При необходимости границу можно расширить в сторону более высоких частот, соответственно увеличив скорости сканировани  по обеим координатам.

С помощью коммутатора 4 можно мен ть местами отклон ющие катушки 3 и 3 и получать широкополосное слежение по координате У, а узкополосное - по координате Л .

Выходом канала Л  вл етс  первый выход сглаживающего фильтра 28 блока 11

7

строчной разверткн, который не пропускает высокочастотные колебани . Второй выход канала X - вспомогательный. На выходе с фильтра 35 верхних частот можно регистрировать амплитуду след щей развертки , котора  линейно св зана с диаметром изображени  свет щегос  объекта на фотокатоде телевизионной передающей трубки.

Дл  обеспечени  линейной зависимости между амплитудой след щей развертки по каналам А и У и размером свет щегос  объекта, независимо от его  ркости и защиты телевизионной передающей трубки 1 от перегрузок, введен блок 9 автоматической регулировки усилени , в контуре которого наход тс  видеоусилитель 5, пиковый детектор б, усилитель 7 и высоковольтный источник 8 питани .

Наличие пикового детектора 6 в контуре обеспечивает прив зку амплитуды видеосигнала к одному уровню, независимо от  ркости объекта в щироком диапазоне, тем самым стабилизируетс  амплитуда след щей развертки при сканировании объектов одинакового углового размера, но различной  ркости. Этот размер может быть измерен па втором выходе устройства по формуле

(U,-U,),

где d - диаметр изображени ;

k - коэффициент пропорциональности;

f/9 - папр жепне на втором выходе; UQ - напр жение на втором выходе при точсчиом изображении на фотокатодс телевизионной передающей трубки.

Величина /7э завиеит от величины вырезывающего отверсти  телевизионной передающей трубки.

Использование кзобретенил позволит увеличить быстродейств с устройства по сравиеиию с известными устройствами в два раза за счет того, что траектори  сканировани  по координатам ие крестообразна , а линейна  и повысить 1адсжность работы ycTi)()i icTBa .оггжиичепи  лопы поJiCKa в poivnMe слежени  и впедепи  блок л автоматичсчко регулировки усилеии , дает возможное ) слежении за малоразмерными 3()браже11и г.Г11, что рас1иир ет облас ) ;|р(.;с 1сни  устроПстпа.

Фор м у л а I 3 о б р е т е и и  

Claims (3)

1. Телевизионное поисково-след щее уетройство , содержа цес блоки строчной и кадровой разверток, каждый из которых состоит из последовательно соединенных формировател , триггера, ключа, интегратора, выход которого соединен с входами преобразовател  сигналов и сглаживающего фильтра и первыми входами первого н

второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих источников 01:ориого напр жени , а выходы - соответственно к второму и

третьему входам триггера, выход сглаживаюпдего фильтра соединен с первыми входами источников опорного напр жени , п коммутатор, входы которого соединены с выходами преобразователей сигналов блоков кадровой и строчной разверток, выходы - е входами отклон ющего устройства передающей телевизионной трубки, соединенной с видеоусилителем, выход которого подключен к входу формировател 

блока строчной развертки, отличающеес  тем, что, с целью иовыщени  быстродействи  и надежности, устройство содержит фильтр нижних частот, последовательно соединенные пиковый детектор, усилитель,

высоковольтный источник наир жени  и последовательно соединенные полосовой фильтр и пороговый элемент, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами первого и второго источников опорного напр жени  блоков строчной и кадровой разверток , выход видеоусилител  через фильтр нижних частот соединен с входом формировател  блока кадровой развертки, а непосредственно - с входом пикового детектора , выход которого соединен с входом полосового фильтра, а высоковольтный источник нагр жени  подключен к передающей телевизионной трубке.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью раешнренп  области нримеиепп  устройства, в нем к выходу интегратора блока строчной развертки подклюue i фильтр верхних частот.

3. Устройство по п. I, отличающеес   тем, что каждый источник опорного напр жеии  содер;кит два ключа, сумматор и два источника эталонного напр жени , причем выходы ключей подсоединены к

первому и второму входам сумматора, тре- тий вход которого соединен с первым источником эталонного напр жени , выход - с выходом псточпика опорного напр жени , а выход второго источника эталонного наир жень  сооди1 еп г входом первого ключа , другой вход которого соединен с втоp i: i входом источп 1ка опорного напр жепп , тре1ий вход которого соединен с входом второго ключа, другой вход которого

соединен с г ервым входом источника опор- Д иого напр жени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР jYg 250254, кл. G 06К 15/20, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР ,№ 274511, кл. G ОбК 15/20, 1969 (прототип ).