Цифровая система телевидения

Цифровая система телевидения

Реферат

 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для цифрового телевидения в диапазоне ДМВ. Сущность изобретения состоит в том, что в цифровую систему телевидения, содержащую передающую сторону в составе фотоэлектрического преобразователя, пяти АЦП, задающего генератора синусоидальных колебаний, синтезатора частот, двух формирователей кодов видеосигналов и передатчика и приемную сторону, содержащую антенну, блок сенсорного управления, первый и второй тракты приема и обработки кодов видеосигналов, три блока элементов задержек, три блока элементов ИЛИ, три блока импульсных усилителей, блок модуляции излучения, делитель частоты, блок строчной развертки, блок кадровой развертки, два усилителя и два пьезодефлектора, два источника положительного опорного напряжения, два источника отрицательного опорного напряжения, матовый экран и два канала звукового сопровождения, введены на передающей стороне два самоходных распределителя импульсов, передатчик выполнен двухканальным, в каждый канал которого введен формирователь однополосного сигнала, на приемной стороне введен канал формирования управляющих сигналов, в первый тракт приема и обработки кодов введен триггер, четыре регистра видеосигналов, два сумматора и пять блоков элементов задержек. Техническим результатом является снижение энергоемкости системы. 16 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для цифрового телевидения в диапазоне ДМВ, отведенном и для аналогового телевидения.

Аналогом является "Система цифрового цветного телевидения" [1], содержащая на передающей стороне фотоэлектрический преобразователь, формирователь сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, четыре АЦП, генератор синусоидальных колебаний и делитель частоты, шифратор, формирователь группового сигнала и передатчик телевизионного /ТВ/ сигнала, на принимающей стороне блок приема ТВ сигнала, двухполярный амплитудный детектор, два формирователя импульсов, канал сигнала яркости, канал первого цветоразностного сигнала и канал второго цветоразностного сигнала, и канал звукового сопровождения. Система решает задачу сокращения занимаемой полосы частот в эфире до 1215 Гц. Недостатком ее являются высокая энергоемкость из-за применения передающих трубок и кинескопов и высокая тактовая частота в системе 121,5 МГц.

Прототипом принята "Цифровая система телевидения" [2], содержащая передающую сторону в составе фотоэлектрического преобразователя, включающего объектив, первый и второй пьезодефлекторы с отражателями на торцах, блоки строчной и кадровой развертки, два источника положительного опорного напряжения, два источника отрицательного опорного напряжения, два дихроичных зеркала, три микрообъектива, три фотоприемника и три предварительных усилителя, пяти АЦП, задающего генератора синусоидальных колебаний, синтезатора частот, формирователя кодов сигналов синхронизации, формирователя кодов видеосигнала E_R, формирователя кодов видеосигнала E_G, формирователя кодов видеосигнала E_B, четырехканального передатчика радиосигнала и приемную сторону.

Последняя включает блок сенсорного управления, тракт приема и обработки кодов сигналов синхронизации, тракт приема и обработки кодов видеосигнала E_R, тракт приема и обработки кодов видеосигнала E_G, тракт приема и обработки кодов видеосигнала E_B, три блока элементов задержек, три блока элементов ИЛИ, три блока импульсных усилителей, блок модуляции излучения, содержащий три излучателя, три набора световодов и оптическую систему, делитель частоты, блоки строчной и кадровой развертки, два пьезодефлектора с отражателями на торцах, два источника отрицательного опорного напряжения, два источника положительного опорного напряжения, матовый экран и два канала звукового сопровождения.

Три АЦП преобразуют аналоговые видеосигналы основных цветов R, G, B в 8-разрядные коды, четвертый и пятый АЦП преобразуют звуковые сигналы в 16-разрядные коды. Передающая сторона формирует четыре цифровых потока: поток кодов сигналов синхронизации и три потока кодов видеосигналов E_R, E_G, E_B, которые передаются четырьмя модулируемыми по амплитуде частотами. На приемной стороне принимаются четыре радиосигнала, усиливаются, детектируются двухполярными амплитудными детекторами и без преобразования кодов в аналоговые видеосигналы на экране воспроизводится цветное изображение, коды звуковых сигналов преобразуются в аналоговые сигналы. Тактовая частота 54 МГц, занимаемая полоса частот в эфире 388 Гц. Уменьшена энергоемкость системы исключением передающих телевизионных трубок на передающей стороне и цветных кинескопов на приемной стороне. Недостатком прототипа является передача информации четырьмя радиоканалами.

Целью изобретения является уменьшение энергоемкости системы и занимаемой полосы частот передачей информации двумя несущими частотами по двум радиоканалам.

Техническим результатом является снижение энергоемкости системы исключением в передающей стороне двух каналов передачи, в приемной стороне двух трактов приема и обработки кодов, и сокращение занимаемой полосы частот в эфире до 213 Гц.

Система является одновременной двухканальной цифровой. Кодирование на передающей стороне 2:4:2, воспроизведение изображения на приемной стороне 4: 4: 4. Передающая сторона формирует два кодовых потока, первый поток видеосигналов E_R и E_B с дискретизацией отсчетов 6,75 МГц, второй поток видеосигналов E_G с дискретизацией 13,5 МГц. Передатчик двухканальный, передача ведется однополосными сигналами - верхней боковой частотой от спектра амплитудно-модулированного сигнала. Занимаемая полоса по первому радиоканалу 105,3 Гц, по второму - 108 Гц, в сумме 213,3 Гц, что от полосы 8 МГц аналогового телевидения составляет 0,0027%. Приемная сторона принимает два радиосигнала двумя трактами приема и обработки кодов видеосигналов, производит выделение кодов строчных и кадровых синхроимпульсов, разделение цифровых потоков по каналам и преобразует коды видеосигналов в цветное изображение без кинескопа. Технические характеристики системы приведены в таблице 1.

Информацию о цветовых тонах R и B несет частота верхней боковой от несущей частоты и полярность сигналов кодов. Информацию о цветовом тоне G несет частота верхней боковой от несущей частоты и полярность сигналов кодов. Информацию о яркости цветов несут коды амплитуд. Насыщенность цвета задается полосой спектрального излучения применяемых в излучателе светодиодов, чем уже их спектральная полоса излучения, тем выше насыщенность цвета. Звуковые коды передаются по три кода в конце каждой строки.

Сущность заявляемой системы в том, что в цифровую систему телевидения, содержащую передающую сторону в составе фотоэлектрического преобразователя, пяти АЦП, задающего генератора синусоидальных колебаний, синтезатора частот, первого и второго формирователей кодов видеосигналов и передатчика и приемную сторону, содержащую антенну, блок сенсорного управления, первый и второй тракты приема и обработки кодов видеосигналов, три блока элементов задержек, три блока элементов ИЛИ, три блока импульсных усилителей, блок модуляции излучения, делитель частоты, блок строчной развертки, первый усилитель и первый пьезодефлектор, первый источник положительного опорного напряжения, второй источник отрицательного опорного напряжения, блок кадровой развертки, второй усилитель и второй пьезодефлектор, третий источник положительного опорного напряжения, четвертый источник отрицательного опорного напряжения, матовый экран и два канала звукового сопровождения, введены на передающей стороне первый и второй самоходные распределители импульсов, передатчик выполнен двухканальным, в каждом канале которого введен формирователь однополосного сигнала, на приемной стороне введены канал формирования управляющих сигналов, содержащий последовательно соединенные блок выделения строчного синхроимпульса, генератор импульсов дискретизации и самоходный распределитель импульсов, последовательно соединенные ключ, счетчик импульсов и дешифратор, формирователь импульсов и блок выделения кадрового синхроимпульса, в первый тракт приема и обработки кодов введены пять триггеров, четыре регистра видеосигналов, два сумматора, пять блоков элементов задержек и элемент задержки.

Структурная схема передающей стороны представлена на фиг. 1, структурная схема приемной стороны - фиг. 2, образование растра и формы управляющих напряжений разверток - фиг. 3, структура передаваемых цифровых потоков - фиг. 4, АЦП видеосигнала - фиг. 5, конструкция пьезодефлектора - фиг. 6, АЦП сигнала звука - фиг. 7, первый формирователь кодов видеосигналов - фиг. 8, второй формирователь кодов видеосигналов - фиг. 9, блок выделения строчного /кадрового/ синхроимпульса - фиг. 10, суммирующий усилитель - фиг. 11, генератор импульсов дискретизации - фиг. 12, блок модуляции излучения - фиг. 13, временные диаграммы работы системы - фиг. 14, спектр частот сигнала в передатчике - фиг. 15.

Передающая сторона /фиг. 1/ включает фотоэлектрический преобразователь 1, являющийся датчиком видеосигналов трех цветов R, G, B, выполненный в составе объектива 2, первого пьезодефелектора 3 с отражателем на торце, первого источника 4 положительного опорного напряжения, второго источника 5 отрицательного опорного напряжения, первого усилителя 6, блока 7 строчной развертки, состоящего из задающего генератора 8 и выходного каскада 9, второго пьезодефлектора 10 с отражателем на торце, третьего источника 11 положительного опорного напряжения, четвертого источника 12 отрицательного опорного напряжения, второго усилителя 13, блока 14 кадровой развертки, содержащего элемент И 15, задающий генератор 16 и суммирующий усилитель 17, первого 18 и второго 19 дихроичных зеркал, первого 20, второго 21, третьего 22 микрообъективов, первого 23, второго 24, третьего 25 фотоприемников, первого 26, второго 27, третьего 28 предварительных усилителей.

Фотоэлектрический преобразователь 1 входит в состав передающей телевизионной камеры 29, в которую входят первый АЦП 30, второй АЦП 31, третий АЦП 32. Передающая сторона включает четвертый АЦП 33, пятый АЦП 34, на входы которых поданы сигналы звукового сопровождения E_зв1, E_зв2, задающий генератор 35 синусоидальных колебаний, синтезатор 36 частот, первый формирователь 37 кодов видеосигналов, второй формирователь 38 кодов видеосигналов, первый 39 и второй 40 самоходные распределители импульсов, передатчик 41 радиосигналов, выполненный из двух каналов: первый канал включает генератор 42 несущей частоты, формирователь 43 однополосного сигнала и выходной усилитель 44, второй канал включает генератор 45 несущей частоты, формирователь 46 однополосного сигнала и выходной усилитель 47. Каждый из формирователей 43, 46 однополосного сигнала состоит из последовательно соединенных кольцевого модулятора и полосового фильтра, отфильтровывающего нижнюю боковую частоту в спектре амплитудно-модулированного сигнала.

Приемная сторона - цифровой телевизионный приемник содержит /фиг. 2/ антенну, блок 48 сенсорного управления, первый тракт приема и обработки кодов видеосигналов, второй тракт приема и обработки кодов видеосигналов, канал формирования управляющих сигналов и два канала воспроизведения звука. Первый тракт приема и обработки кодов видеосигналов производит прием и обработку кодов видеосигналов E_R и E_B и содержит последовательно соединенные блок 49 приема радиосигнала, усилитель 50 радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор 51, канал обработки кодов видеосигнала _R, канал обработки кодов видеосигнала E_B и триггер 52.

Канал обработки кодов видеосигнала E_R содержит последовательно соединенные первый формирователь 53 импульсов, первый 54, второй 55 ключи, к выходу которого подключены первый 56 и второй 57 регистры видеосигнала E_R, первый 58, второй 59, третий 60 блоки элементов задержек, элемент 61 задержки, четвертый 62 ключ, к выходу которого подключены третий 63 и четвертый 64 регистры видеосигнала E_R, сумматор 65, первый 66 и второй 67 триггеры, последовательно соединенные третий ключ 68 и первый блок 69 регистров звука.

Канал обработки кодов видеосигнала E_B содержит последовательно соединенные второй формирователь 70 импульсов, пятый 71, шестой 72 ключи, к выходу которого подключены первый 73 и второй 74 регистры видеосигнала E_B, первый 75, второй 76 и третий 77 блоки элементов задержек, элемент 78 задержки, восьмой ключ 79, к выходу которого подключены третий 80 и четвертый 81 регистры видеосигнала E_B, сумматор 82, первый 83 и второй 84 триггеры, последовательно соединенные седьмой 85 ключ и второй блок 86 регистров звука.

Второй тракт приема и обработки кодов видеосигналов производит прием и обработку кодов видеосигнала E_G и содержит последовательно соединенные блок 87 приема радиосигнала, усилитель 88 радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор 89, первый и второй каналы обработки кодов видеосигнала E_G. Первый канал обработки кодов видеосигнала E_G включает последовательно соединенные первый формирователь 90 импульсов, первый ключ 91, первый регистр 92 видеосигнала E_G и второй блок 93 элементов задержек, последовательно соединенные второй ключ 94 и первый блок 95 регистров звука. Второй канал обработки кодов видеосигнала E_G включает последовательно соединенные второй формирователь 96 импульсов, третий ключ 97, второй регистр 98 видеосигнала E_G и первый блок 99 элементов задержек, последовательно соединенные четвертый ключ 100 и второй блок 101 регистров звука.

Согласованный порядок работы приемной стороны обеспечивает канал формирования управляющих сигналов, содержащий блок 102 выделения строчного синхроимпульса, генератор 103 импульсов дискретизации и самоходный распределитель 104 импульсов, ключ 105, счетчик 106 импульсов, дешифратор 107, формирователь 108 импульсов и блок 109 выделения кадрового синхроимпульса.

Приемная сторона включает первый 110, второй 111 и третий 112 блоки элементов ИЛИ, первый 113, второй 114 и третий 115 блоки импульсных усилителей, блок 116 модуляции излучения, последовательно соединенные делитель 117 частоты /2:1/, блок 118 строчной развертки, первый усилитель 119 и первый пьезодефлектор 120 с отражателем на торце, первый источник 121 положительного опорного напряжения, второй источник 122 отрицательного опорного напряжения, блок 123 кадровой развертки в составе элемента И 124, задающего генератора 125 и суммирующего усилителя 126, второй усилитель 127 и второй пьезодефлектор 128 с отражателем на торце, третий источник 129 положительного опорного напряжения, четвертый источник 130 отрицательного опорного напряжения и матовый экран 131.

Приемная сторона включает два канала звукового сопровождения, каждый из которых содержит ЦАП 132, фильтр 133 низкой частоты, усилитель 134 мощности и громкоговоритель 135. АЦП 30, 31, 32 выполнены идентично /фиг. 5/ и каждый содержит последовательно соединенные усилитель 136 и пьезодефлектор 137 с отражателем на торце, первый источник 138 положительного опорного напряжения, второй источник 139 отрицательного опорного напряжения, излучатель 140 в составе импульсного светодиода 141, щелевой диафрагмы 142 и микрообъектива 143, линейку 144 многоэлементного фотоприемника и шифратор 145.

Все пьезодефлекторы /3, 10, 120, 128, 137, 157/ являются торцевыми биморфными пьезоэлементами со световым отражателем на торце [3, с. 192], конструктивно выполнены /фиг. 6/ одинаково [4, с. 118] из первой 146 и второй 147 пьезопластин, внутреннего электрода 148, первого 149 и второго 150 внешних электродов. Один конец пьезопластин закреплен в держателе 151, на свободном торце расположен световой отражатель 152.

АЦП 33, 34 выполнены /фиг. 7/ идентично в составе последовательно соединенных делителя 153 напряжения, блока 154 ключей, согласующего усилителя 155, усилителя 156 и пьезодефлектора 157 с отражателем на торце, первого источника 158 положительного опорного напряжения, второго источника 159 отрицательного опорного напряжения, излучателя 160 в составе импульсного светодиода 161, щелевой диафрагмы 162 и микрообъектива 163, линейки 164 многоэлементного фотоприемника, первого дешифратора 165, шифратора 166, второго дешифратора 167, последовательно соединенных счетчика 168 импульсов, третьего дешифратора 169 и блока 170 регистров.

Первый формирователь 37 кодов видеосигналов производит формирование кодов видеосигналов E_R и E_B /фиг. 8/ и состоит из четырех каналов. Первый канал включает последовательно соединенные первый блок 171 элементов И, первый 172, второй 173 элементы ИЛИ и первый выходной ключ 174 и первый самоходный распределитель 175 импульсов. Второй канал включает последовательно соединенные второй блок 176 элементов И, третий 177, четвертый 178 элементы ИЛИ и второй выходной ключ 179 и второй самоходный распределитель 180 импульсов. Третий канал включает последовательно соединенные третий блок 181 элементов И и пятый элемент ИЛИ 182 и третий самоходный распределитель 183 импульсов, четвертый канал включает последовательно соединенные четвертый блок 184 элементов И и шестой элемент ИЛИ 185 и четвертый самоходный распределитель 186 импульсов.

Блок 37 включает первый 187 и второй 188 ключи, счетчик 189 импульсов и дешифратор 190. Второй формирователь 38 кодов видеосигналов выполняет формирование кодов видеосигнала E_G и состоит /фиг. 9/ из последовательно соединенных триггера 191 и блока 192 коммутации и четырех каналов. Первый канал включает последовательно соединенные первый блок 193 элементов И, первый 194, второй 195 элементы ИЛИ и первый выходной ключ 196 и первый самоходный распределитель 197 импульсов. Второй канал включает последовательно соединенные второй блок 198 элементов И, третий 199, четвертый 200 элементы ИЛИ и второй выходной ключ 201 и второй самоходный распределитель 202 импульсов. Третий канал включает третий блок 203 элементов И и пятый элемент ИЛИ 204, и третий самоходный распределитель 205 импульсов, четвертый канал включает четвертый блок 206 элементов И и шестой элемент ИЛИ 207, и четвертый самоходный распределитель 208 импульсов. Формирователь 38 включает первый 209 и второй 210 ключи и последовательно соединенные счетчик 211 импульсов и дешифратор 212.

Блок 102 выделения строчного синхроимпульса и блок 109 выделения кадрового синхроимпульса идентичны и каждый содержит /фиг. 10/ первый 213, второй 214 счетчики импульсов, первый 215 и второй 216 элементы НЕ, элемент И 217 и диод. Блок 102 выдает строчные синхроимпульсы 15625 Гц, блок 109 выдает кадровые синхроимпульсы 25 Гц.

Генератор 103 импульсов дискретизации выполнен /фиг. 12/ из первого 218, второго 219 и третьего 220 самоходных распределителей импульсов. Первый самоходный распределитель 218 импульсов производит умножение частоты 15625 Гц на три, второй распределитель 219 - на двенадцать, третий распределитель 220 - на двенадцать. С первого выхода выходят импульсы дискретизации 6,75 МГц, со второго выхода - импульсы дискретизации звукового сигнала 46875 Гц. Все самоходные распределители импульсов выполнены по схеме [5, с. 274].

Блок 116 модуляции излучения включает /фиг. 13/ излучатель 221 трех основных цветов /R, G, B/ и оптическую систему 222. Излучатель 221 представляет собой излучающую матрицу из соответствующего числа светодиодов трех цветов: красного R, зеленого G и синего B. Оптическая система 222 включает коллиматор и объектив. Суммирующие усилители 17 и 126 идентичны и каждый содержит /фиг. 11/ девятиразрядный счетчик 223 импульсов, дешифратор 224, первый 225 и второй 226 ключи, первый 227 и второй 228 формирователи импульсов и выходной усилитель 229.

Тактовая частота в системе определяется соотношением , где 15625 Гц - частота строк, - число пар отсчетов в строке при двухполярной передаче, 8_раз - число разрядов в коде.

Фотоэлектрический преобразователь 1 формирует три аналоговых видеосигнала трех цветов, которые поступают на входы АЦП 30, 31, 32. Фотоэлектрический преобразователь 1 и три АЦП конструктивно размещены в передающей камере 29, выходом которой являются три цифровых кода видеосигналов E_R, E_G, E_B. АЦП преобразуют аналоговые видеосигналы в 8-разрядные коды. Формирователи 37, 38 кодов видеосигналов преобразуют параллельные коды видеосигналов и звука в последовательные и заменяют в них импульсы единиц на положительные и отрицательные полусинусоиды моночастоты 54 МГц с синтезатора частот. Задающий генератор 35 генерирует синусоидальные колебания со стабильностью 10^-7.

Синтезатор 36 частот формирует частоты из частоты задающего генератора 35 и выдает: с первого выхода импульсы 13,5 МГц для тактового входа АЦП 31 и первого управляющего входа второго формирователя 38 кодов видеосигналов, со второго импульсы 6,75 МГц для тактовых входов АЦП 30 и 32, для первых управляющих входов АЦП 33, 34, для первого управляющего входа первого формирователя 37 и для второго управляющего входа второго формирователя 38, с третьего импульсы 46875 Гц для вторых управляющих входов /тактовых/ АЦП 33, 34, с четвертого синусоидальные колебания 54 МГц для второго управляющего входа первого формирователя 37 кодов видеосигналов и для третьего управляющего входа второго формирователя 38 кодов видеосигналов, с пятого импульсы 15625 Гц для первого входа блока 14 кадровой развертки, для третьих управляющих входов АЦП 33, 34, для третьего управляющего входа первого формирователя 37 кодов, для четвертого управляющего входа второго формирователя 38 кодов и для входа первого самоходного распределителя 39 импульсов, с шестого выхода импульсы 25 Гц для второго входа блока 14 и для входа второго самоходного распределителя 40 импульсов, с седьмого импульсы 7812,5 Гц для входа блока 7 строчной развертки, с восьмого синусоидальные колебания 6,75 МГц для генераторов 42, 45 несущей частоты.

АЦП 33, 34 преобразуют два сигнала звука в 16-разрядные коды, которые поступают на третий информационный вход первого формирователя 37 кодов и на второй информационный вход второго формирователя 38 кодов. Самоходный распределитель 39 импульсов с приходом сигнала U_п пуска 15625 Гц с пятого выхода блока 36 выдает код из восьми единиц 11111111, являющийся кодом строчного синхроимпульса /863-ий отсчет каждой строки/, на третий информационный вход второго формирователя 38 кодов и на четвертый информационный вход первого формирователя 37 кодов. Самоходный распределитель 40 импульсов с приходом сигнала U_п пуска 25 Гц с шестого выхода блока 36 выдает код из восьми единиц 11111111, являющийся кодом кадрового синхроимпульса /864-ый отсчет в последней строке кадра/, на четвертый информационный вход второго формирователя 38 кодов и на пятый информационный вход первого формирователя 37 кодов.

Формирователи 43, 46 однополосных сигналов выдают на входы выходных усилителей 44, 47 верхние боковые частоты 526,5 МГц и 540 МГц, которые усиливаются и излучаются в эфир.

Приемная сторона производит прием двух радиосигналов, усиливает их, детектирует, разделяет продетектированные сигналы по полярности полусинусоид, выделяет строчные и кадровые синхроимпульсы, разделяет коды видеосигналов и звука по своим каналам, восстанавливает частоту дискретизации в 13,5 МГц и воспроизводит изображение на экране со стереозвуковым сопровождением.

Объектив 2 /фиг. 1/ создает цветное изображение в фокальной плоскости, в которой расположен отражатель пьезодефлектора 3. Отражатель пьезодефлектора 3 расположен на свободном торце и имеет длину 6,25 мм и ширину 0,01 мм. Размеры приняты по размеру развертывающего элемента изображения 0,01 х 0,01 мм. Длина соответствует числу строк в растре 625 х 0,01 = 6,25 мм. По управляющим напряжениям с усилителя 6 пьезодефлектор 3 производит колебания торца с отражателем относительно отражателя второго пьезодефлектора 10, выполняя сканирование строки изображения.

Блок 7 строчной развертки выдает на выходе линейно изменяющееся напряжение /фиг. 3/ в виде равнобедренного треугольника. Напряжение сначала возрастает пропорционально времени, отражатель пьезодефлектора 3 с равномерной скоростью поворачивается слева направо, по достижении края растра напряжение развертки уменьшается пропорционально времени, отражатель с той же скоростью возвращается обратно. Период управляющего напряжения равен длительности двух строк, поэтому для построения растра в 625 строк при 25 кадрах пьезодефлектор 3 колеблется с частотой 7812,5 Гц. За один период развертываются две строки. Частота 7812,5 Гц поступает с блока 36 на вход блока 7. Блок 7 состоит из задающего генератора 8 и выходного каскада 9, которым является генератор линейно изменяющегося напряжения [6].

Управляющее напряжение треугольной формы с блока 7 усиливается в усилителе 6 и приводит пьезодефлектор 3 в колебательное движение с частотой 7812,5 Гц, развертка строк идет с частотой 15625 Гц. Сигнал с усилителя 6 поступает на внутренний электрод 148 /фиг. 6/, к внешнему электроду 149 приложено напряжение с источника 4 положительного опорного напряжения, к внешнему электроду 150 приложено напряжение с источника 5 отрицательного опорного напряжения. При подаче управляющего напряжения на внутренний электрод происходит деформация пьезопластин: одна удлиняется, вторая укорачивается [4, с. 122], возникает изгибающий момент сил, торец со световым отражателем 152 поворачивается и отклоняет вертикальную полосу изображения.

Изображение вертикальной строки поступает на отражатель второго пьезодефлектора 10, который выполняет развертку изображения по вертикали, выполняя кадровую развертку. Физический процесс работы пьезодефлектора 10 тот же, что и пьезодефлектора 3. Ширина отражающей полосы 0,01 мм, длина 8,54 мм: 854_отсч х 0,01 мм. Пьезодефлектор 10 колеблется с частотой 25 Гц, что составляет 50 полей в секунду. Кадровая развертка выполняется без обратных ходов /фиг. 3/ по управляющим напряжениям с усилителя 13. С выхода суммирующего усилителя 17 выдается линейно изменяющееся ступенчатое напряжение, которое усиливается усилителем 13. В первой половине периода развертки /первое поле кадра/ отражатель пьезодефлектора 10 отклоняет изображение вниз, во второй половине периода /второе поле кадра/ идет развертка вверх. В результате выполняется чересстрочная развертка кратностью 2: 1 без обратных ходов и по строкам и по кадрам.

Суммирующий усилитель 17 /фиг. 11/ производит суммирование треугольного напряжения с задающего генератора 16 с импульсами частоты 15625 Гц с блока 36. Каждый импульс строки перемещает строку в конце ее хода на шаг в ширину двух строк в момент захода луча за край экрана с обоих сторон /фиг. 3/, на это выделяется по пять отсчетов в строке с каждого края. Получаются параллельные 625 строк.

Назначение блоков с 223 по 228 подавать на второй вход усилителя 229 в нужное время положительные /нечетные строки с 1 по 625/ и отрицательные /четные строки с 624 по 2/ импульсы соответствующей амплитуды и длительности. Перед началом кадровой развертки сигналов U₀ с элемента И 15 разряды счетчика 223 обнуляются, счетчик производит счет строчных импульсов 15625 Гц, одновременно этот сигнал открывает и первый ключ 225, который пропускает импульсы 15625 Гц в первый формирователь 227 импульсов, выдающий положительные импульсы соответствующей амплитуды и длительности, и подает их на второй вход усилителя 229. Идет развертка первого поля кадра. С приходом 313-го импульса счетчик 223 формирует код 100111001, который дешифрируется дешифратором 224 в сигнал, передним фронтом закрывающий первый ключ 225 и открывающий второй ключ 226, пропускающий импульсы 15625 Гц во второй формирователь 228 импульсов, выдающий отрицательные импульсы на второй вход усилителя 229.

Усилитель формирует ступенчатое линейно падающее напряжение, идет развертка второго поля кадра. С приходом переднего фронта следующего кадрового импульса на вход элемента И 15 счетчик 223 обнуляется, процесс повторяется. Отраженные от пьезодефлектора 10 смешанные цветные лучи направляются: красного цвета от первого дихроичного зеркала 18 отражаются и объективом 20 собираются в фотоприемник 23, синего цвета проходят первое дихроичное зеркало 18, отражаются от второго 19 и объективом 22 собираются в фотоприемник 25, зеленого цвета проходят сквозь оба зеркала 18, 19 и объективом 21 собираются в фотоприемник 24. С фотоприемников аналоговые видеосигналы поступают в свои предварительные усилители 26, 27, 28.

АЦП 30, 31, 32 имеют один принцип преобразования, заключающийся в развертке луча /фиг. 5/ от светодиода 141 отражателем пьезодефлектора 137 по плоскости входных зрачков фотоприемников линейки 144 многоэлементного фотоприемника, световой импульс преобразуется в электрический сигнал, возбуждающий одну из входных шин шифратора 145, который выдает код мгновенного значения входного видеосигнала. Преобразование выполняется с дискретизацией 13,5 МГц в АЦП 31 и с дискретизацией 6,75 МГц в АЦП 30, 32. Импульсы дискретизации поступают на вход светодиода 141 с соответствующих выходов блока 36. Щелевая диафрагма 142 и микрообъектив 143 формируют луч апертурой, равной размерам одного входного окна фотоприемника линейки 144. Источником излучения принят импульсный светодиод АЛ402А с временем нарастания импульса 25 нс, с запасом удовлетворяющей дискретизации 13,5 МГц /74 нс/. Сигнал с усилителя 136 поступает на внутренний электрод 148 пьезодефлектора /фиг. 6/ 137, световой отражатель 152 поворачивается и отклоняет луч по входным зрачкам линейки 144, которая содержит 255 фотоприемников для кодирования видеосигналов 8-разрядным кодом.

Фотоприемниками в линейке являются лавинные фотодиоды ЛФД с временем срабатывания 10 нс. Выход каждого фотоприемника подключен к соответствующему входу шифратора 145. Шифратор представлен микросхемами К155ИВ1 с временем срабатывания 20 нс [7, с. 231]. С приходом на вход шифратора 145 сигнала с фотоприемника на выходе появляется в параллельном виде 8-разрядный код, представляющий мгновенное значение видеосигнала. Шифратор формирует коды с 00000001 по 11111111. Первому фотоприемнику линейки 144 соответствует код 00000001, второму - 00000010, третьему - 00000011 и т.д., 255-у - 11111111. Время преобразования в сумме 30 нс /10 нс + 20 нс/ или составляет 3310⁶ преоб/с, с запасом, удовлетворяющим частоте 13,5 МГц /74 нс/. Скорость создания информации АЦП 31: 13,5 МГц х 8_раз = 108 Мбит/с, в АЦП 30, 32 по 54 Мбит/с. АЦП 33, 34 преобразуют два сигнала звука в 16-разрядные коды. За время одной строки АЦП формируют три кода каждый, дискретизация 46875 Гц.

Для получения кодов с большей разрядностью изменяется коэффициент передачи делителя 153 напряжения. Делитель представляет /фиг. 7/ семиступенчатый резистивный делитель. Блок 154 ключей имеет семь ключей для подключения соответствующей ступени делителя к согласующему усилителю 155, являющемуся эмиттерным повторителем. Линейка 164 многоэлементного фотоприемника содержит 1024 фотоприемника, что обеспечивает преобразование сигнала звука в десятиразрядный код 2¹⁰. Разрешающая способность принята в 10 мкВ, диапазон кодирования линейкой 0 - 0,01024 В. Преобразование в код сигналов, превышающих 2¹⁰, выполняют первый дешифратор 165, второй дешифратор 167, делитель 153 и блок 154 ключей. С их помощью диапазон кодирования 0 - 0,65536 В, т.е. 2¹⁶.

Импульс с каждого фотоприемника поступает в дешифратор 165, с него на шифратор 166. При отсутствии на входе делителя 153 сигнала на вход второго дешифратора 167 приходит код из одних нулей, сигнал с первого выхода дешифратора 167 открывает первый ключ в блоке 154, определяя этим коэффициент 1,0 передачи делителя 153. По достижении сигналом значения 2¹⁰ появляется сигнал на втором выходе дешифратора 167, который открывает второй ключ в блоке 154 и закрывает первый ключ, коэффициент становится 0,5. При коде 2¹¹ коэффициент 0,25, при коде 2¹² - 0,125, при коде 2¹³ - 0,0625, при коде 2¹⁴ - 0,03125, при 2¹⁵ - 0,015625, который остается до кода 2¹⁶. С уменьшением амплитуды сигнала идет обратный процесс по возрастанию коэффициента передачи. Единицы в кодах представляются наличием импульса, нули - их отсутствием.

За время одной строки шифратор 166 выдаст три кода, которые поступают в блок 170, содержащий три регистра. В процессе поступления коды сдвигаются из регистра в регистр импульсами сдвига U_сд. В блоке 170 накапливаются три кода, которые затем друг за другом выдаются в первый и второй формирователи 37, 38 кодов видеосигналов. Сигналы выдачи приходят с трех выходов третьего дешифратора 169 в моменты следования 429, 430, 431 импульсов дискретизации /6,75 МГц/. Сигналы выдачи формируют счетчик 168 импульсов и третий дешифратор 169. Счетчик 168 девятиразрядный, ведет счет импульсов дискретизации 6,75 МГц. Один цикл счета 432 импульса. В моменты 429, 430, 431 импульсов дешифратор 169 выдает из блока 170 три кода звука в формирователь 37 /38/ на первые входы элементов И блоков 181, 184 /203, 206/. Обнуляется счетчик 168 передним фронтом импульса U₀ частоты строк 15625 Гц в момент 432-го импульса дискретизации.

Первый формирователь 37 кодов видеосигналов выдает коды видеосигнала E_R, единицы которых представляются положительными полупериодами синусоид /54 МГц/, и коды видеосигнала E_B, единицы которых представляются отрицательными полупериодами синусоид. Второй формирователь 38 кодов видеосигналов выдает коды только видеосигнала E_G, единицы которых представляются положительными полусинусоидами /нечетные отсчеты строки/ и отрицательными полусинусоидами /четные отсчеты строки/.

Работа первого формирователя 37 кодов видеосигналов /фиг. 8/. Формирователь 37 формирует коды видеосигнала E_R и E_B. Коды с АЦП 30 поступают на первые входы элементов И блока 171, коды с АЦП 32 поступают на первые входы элементов И блока 176. На вторые входы элементов И поступают импульсы с первого и второго самоходных распределителей 175, 180 импульсов. Распределители выполнены по схеме [5, с. 274], имеют по восемь разрядов, пусковыми импульсами U_п являются импульсы 6,75 МГц, поступающие на первый (блок 189) управляющий вход формирователя 37 кодов. С выходов элементов И импульсы через элементы ИЛИ 172, 173 в первом канале и 177, 178 во втором канале открывают на время своей длительности 18,5 нс выходные ключи 174, 179, на сигнальные входы которых поступают синусоиды моночастоты 54 МГц со стабильностью 10^-7.

Первый выходной ключ 174 в открытом состоянии пропускает одну положительную полусинусоиду, второй выходной ключ 179 пропускает одну отрицательную полусинусоиду. На входах формирователя 37 символы единиц в кодах представлены импульсами, на выходе его символы единиц представляются положительными полусинусоидами /E_R/ + нечетные отсчеты и отрицательными полусинусоидами /E_B/ - четные отсчеты строки. Временные диаграммы на фиг. 14. Выходы выходных ключей 174, 179 объединены и являются выходом первого формирователя 37 кодов, выходной сигнал представляется полными или неполными синусоидами моночастоты 54 МГц, которые и модулируют несущую частоту в блоке 43. Видеосигнал E_R представляется нечетными отсчетами с 1 по 853 в каждой строке, видеосигнал E_B представляется четными отсчетами строки с 2 по 854. Частота дискретизации 6,75 МГц. Отсчеты с 857 по 862 являются кодами звука с АЦП 33. Код звука состоит из двух посылок по восемь разрядов.

Первая половина кода разряды с 1 по 8 поступают на входы блока 181 элементов И и через элементы ИЛИ 182, 173 поступают на вход первого выходного ключа 174, вторая половина кода разряды 9-16 поступают на входы элементов И блока 184 и через элементы ИЛИ 185, 178 поступают на вход второго выходного ключа 179. В отсчетах 855, 856 коды отсутствуют, в это время идет процесс переключения ключей 187, 188 и ключей 68, 85, 95, 101 на приемной стороне. В отсчете 863 идет код строчного синхроимпульса из восьми единиц 11111111, в 864 отсчете последней строки кадра идет код кадрового синхроимпульса.

Ключи 187, 188 предназначены для отделения кодов видеосигналов от кодов звука. Ключ 187 открывается сигналом с первого выхода дешифратора 190 в момент обнуления счетчика 189 импульсов и остается открытым до 428 импульса дискретизации в строке. Счетчик 189 имеет девять разрядов, обнуляется каждым импульсом строки 15625 Гц /передним фронтом 432-го импульса/. После закрытия ключа 187 и открытия ключа 188 /момент 428 импульса, 855 отсчет/ на входы элементов ИЛИ 173, 178 поступают три кода звука. В момент 432 импульса на третий вход элемента ИЛИ 173 поступает код 863-го отсчета строки с блока 39, а если эта ст