Устройство формирования спиральной развертки для телевизионных координаторов

Устройство формирования спиральной развертки для телевизионных координаторов

Реферат

 

Изобретение относится к телевизионной технике, а именно к устройствам формирования прямоугольной спиральной развертки. Техническим результатом является получение поискового растра в телевизионных координаторах, предназначенных для поиска, обнаружения и определения координат точечных объектов, находящихся в поле зрения передающей телевизионной трубки координатора. Это достигается тем, что устройство обеспечивает независимость максимального размера растра передающей ЭЛТ от изменений питающего напряжения за счет того, что схемой контролируется не количество витков развертки, а значения напряжений на выходах генераторов амплитудно-модулированного напряжения развертки каналов Х и Y, соответствующие нахождению сканирующей аппертуры передающей электронно-лучевой трубки на краях растра. Устройство позволяет производить кратковременную остановку развертки на любом витке и в любой фазе с последующим ее отключением или дальнейшее продолжение сканирования с места остановки, а также запускать развертку в пределах поля зрения с началом в точке, имеющей любые координаты. 3 ил.

Изобретение относится к телевизионной технике, а именно к устройствам формирования поискового растра в телевизионных координаторах, предназначенных для поиска, обнаружения и определения координат точечных объектов, находящихся в поле зрения координатора.

Известно устройство для формирования прямоугольной спиральной развертки, содержащее генератор тактовых импульсов, с выхода которого тактовые импульсы через блок запрета поступают на вход формирователя импульсов, имеющего два выхода, с одного из которых импульсы одной полярности поступают на триггер и вход логического элемента И (схемы совпадения) и на вход инвертора одного из каналов, а с другого выхода - на вход инвертора другого канала. С выходов инверторов противофазные последовательности двухполярных импульсов поступают соответственно на входы переключателей двух каналов развертки, на вторые входы которых поступают импульсы с противоположных плеч триггера. Переключатели формируют на своих выходах смещенные одна относительно другой две последовательности импульсов, каждая из которых поступает на вход соответствующего генератора, с выходов которых амплитудно-модулированные (AM) напряжения разверток каналов Х и У, взаимно сдвинутые по фазе на 90 градусов, поступают на отклоняющую систему ЭЛТ, что, в конечном итоге, приводит к перемещению ее аппертуры по прямоугольной расширяющейся от центра спиралевидной траектории с постоянной линейной скоростью сканирования. По завершении выполнения разверткой необходимого количества витков спирали, счетчик числа оборотов спирали выдает импульс, поступающий на вход схемы И, на второй вход которой поступают импульсы формирователя. При совпадении этих сигналов на выходе схемы И появляется импульс, который запускает одновибратор, формирующий импульс сброса, который поступает на входы двух ключей каналов и на входы сброса в нуль формирователя импульсов и счетчика числа оборотов спирали, в результате чего сбрасываются на нуль AM напряжения разверток обоих каналов, формируя обратный ход развертки, и приводятся в исходные состояния формирователь и счетчик [1].

К недостаткам известного устройства относятся независимость количества витков спирали от напряжения питания устройства, что, например, при понижении напряжения питания может привести к уменьшению максимального размера растра, то есть к потере информации от фрагментов, находящихся на краях поля зрения, при применении развертки в передающих телевизионных трубках. Кроме этого, это устройство невозможно применять, например, в телевизионных координаторах, так как схема устройства не позволяет производить кратковременную остановку развертки в любой точке растра для анализа принимаемого сигнала и, в случае приема сигнала, например, от искомого точечного объекта, переходить в режим слежения непосредственно в месте остановки, в противном случае продолжать развертку с этого же места. Аналогично и при потере объекта в режиме слежения, при переходе в режим повторного поиска, устройство не позволяет начинать формирование спиральной развертки с места потери.

Целью изобретения является устранение зависимости размера растра от изменения питающего напряжения, возможность по командам, поступающим на устройство извне, производить остановку развертки в любой фазе траектории с последующим продолжением ее движения с этой фазы и в пределах поля зрения передающей ЭЛТ формировать развертку с началом в точке, имеющей любые координаты.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для формирования спиральной развертки введены компаратор, генератор пилообразного напряжения, к выходу которого подключен первый вход компаратора, накопитель, выход которого подключен ко второму входу компаратора, генератор нормированных импульсов, выход которого подключен к зарядному входу накопителя, триггеры коммутатора каналов и сдвига, работающие в счетном режиме, дифференцирующая цепочка, выход которой соединен со входом генератора нормированных импульсов и счетными входами триггера коммутатора каналов и триггера сдвига, запускаемых импульсами противоположной полярности, триггер направлений, работающий в счетном режиме, ко второму выходу которого подключен вход дифференцирующей цепочки, а вход соединен с выходом компаратора, первая схема ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом компаратора и входом триггера направлений, а выход соединен со входом сброса на нуль генератора пилообразного напряжения, триггер остановки, работающий в режиме раздельного запуска, первый выход которого подключен ко входу остановки генератора пилообразного напряжения, а на первый вход которого от координатора поступает команда включения развертки, вторая схема ИЛИ, выход которой соединен со входом сброса на нуль накопителя, третья схема ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом триггера остановки, пороговое устройство, выход которого соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ, вторым входом второй схемы ИЛИ и входами заземленных ключей каналов Х и Y, а два входа соединены соответственно с выходами генераторов AM напряжений развертки каналов Х и Y, генератор строба, на вход которого, соединенный со вторым входом третьей схемы ИЛИ, от координатора поступает команда кратковременной остановки развертки, первая схема совпадения на два входа, на первый вход которой от координатора поступает команда перехода в режим слежения, а второй вход которой соединен с выходом генератора строба, а выход первой схемы совпадения соединен с первыми входами первой и второй схем ИЛИ, вторая и третья схемы совпадения положительных сигналов на четыре входа, выходы которых подключены ко вторым входам генераторов AM напряжения разверток каналов Х и Y, четвертая и пятая схемы совпадения отрицательных сигналов на четыре входа, выходы которых подключены соответственно к третьим входам генераторов AM напряжения разверток каналов Х и Y, на четвертые входы которых поступают напряжения от следящей развертки координатора, причем первые входы второй и третьей схем совпадения и первые входы четвертой и пятой схем совпадения подключены попарно соответственно к первому и второму выходам триггера остановки, вторые входы второй и четвертой схем совпадения и вторые входы третьей и пятой схем совпадения подключены попарно к первому и второму выходам триггера коммутатора каналов соответственно, третьи входы второй и пятой схем совпадения и третьи входы третьей и четвертой схем совпадения подключены соответственно к первому и второму выходам триггера направления, а четвертые входы второй, третьей, четвертой и пятой схем совпадения подключены к первому выходу триггера сдвига.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 изображены временные эпюры напряжений и токов, поясняющие работу устройства, на фиг.3 изображены поле зрения ЭЛТ и траектория ее сканирующей аппертуры, которая соответствует эпюрам, приведенным на фиг.2.

Устройство формирования спиральной развертки для телевизионных координаторов содержит триггер остановки развертки 1, генератор пилообразного напряжения (ГПН) 2, компаратор 3, накопитель 4, первая схема ИЛИ₁ 5, триггер направления 6, дифференцирующую цепь 7, генератор нормированных импульсов (ГНИ) 8, триггер коммутатора каналов 9, триггер сдвига 10, вторая, третья, четвертая и пятая схемы совпадения на четыре входа И₂ 11, И₄ 12, И₃ 13, И₅ 14, генератор амплитудно-модулированного напряжения развертки канала Х АМГРХ 15, генератор амплитудно-модулированного напряжения развертки канала Y АМГРY 16, электронно-лучевая трубка ЭЛТ 17, третья схема ИЛИ₃ 18, генератор строба (ГС) 19, первая схема совпадения И₁ 20, вторая схема ИЛИ₂ 21, пороговое устройство ПУ 22, ключи канала Х (Кл.Х) 23 и канала Y (Кл.Y) 24.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени t₁ (фиг.2) на первый вход триггера остановки развертки 1 поступает импульс команды включения развертки (фиг.2а), который переключает триггер 1 в состояние разрешения работы развертки, в результате чего на первом выходе триггера остановки развертки 1 появляется напряжение положительной полярности (фиг. 2б), которое подается на управляющий вход ГПН 2 и переводит последний в рабочее состояние. ГПН 2 начинает генерировать пилообразное напряжение, которое с его выхода (фиг.2г) подается на первый вход компаратора 3, в котором происходит сравнение величины действующего на его втором входе (фиг.2д) напряжения с выхода накопителя 4 с выходным напряжением ГПН 2, действующего на первом входе. Так как в момент начала работы устройства напряжение на выходе накопителя 4 равно нулю, компаратор 3 выдает на выходе в момент времени t₁ импульс (фиг.2е), который появляется при превышении напряжения ГПН 2 напряжения на выходе накопителя.

Этот импульс, пройдя со входа ИЛИ₁ 5 на ее выход, поступает на вход сброса на нуль ГПН 2 и переводит последний в режим формирования обратного хода пилообразного напряжения, после окончания которого ГПН 2 сразу же начинает формировать прямой ход следующего пилообразного напряжения (фиг.2г). Этот же выходной импульс компаратора 3 поступает одновременно на запуск триггера направления 6, работающего в счетном режиме, переключает его, в результате чего на втором выходе триггера 6, подключенном ко входу дифференцирующей цепи 7 появляется, например, отрицательный потенциал (фиг.2ж), а на первом - положительный (фиг.2з). На выходе дифцепи 7 в этот момент формируется положительный импульс (фиг.2и), который, поступая на вход ГНИ 8, запускает последний. ГНИ 8 представляет собой одновибратор, выходные импульсы которого, имея строго одинаковую амплитуду и длительность (фиг.2к), поступая на зарядный вход накопителя 4, повышают с поступлением каждого импульса напряжение на его выходе на одну ступень (фиг.2д).

Одновременно положительный импульс с выхода дифцепи 7 поступает на триггер коммутатора каналов 9, работающий в счетном режиме от положительных запускающих импульсов, и переключает его (фиг.2л и фиг.2м). Этот же импульс поступает на вход триггера сдвига 10, работающего так же в счетном режиме, но не переключает его (фиг.2н), так как этот триггер запускается отрицательными импульсами. В момент времени t₂, когда напряжение на выходе ГПН 2 (фиг. 2г) превысит напряжение на выходе накопителя 4 (фиг.2д), на выходе компаратора 3 появляется импульс (фиг.2е), который переключает триггер направления 6 и формирует обратный ход пилообразного напряжения ГПН 2 (фиг.2г). Триггер направления 6 переключается и на его втором выходе, к которому подключен вход дифцепи 7, появляется отрицательный перепад напряжения (фиг.2з), который формирует на выходе дифцепи 7 отрицательный импульс (фиг.2и).

Этот отрицательный импульс переключает триггер сдвига 10 (фиг.2н), не влияя на состояние остальных схем, которые переключаются только положительными импульсами дифцепи 7. В промежутке времени t₂-t₃ ГПН 2 снова формирует прямой ход пилообразного напряжения (фиг.2г), при превышении которым величины напряжения на выходе накопителя 4 (фиг.2д) в момент времени t₃ срабатывает компаратор 3 и на его выходе (фиг.2е) появляется импульс, который переключает триггер направления, вызывая на его первом выходе (фиг.2з) положительный перепад напряжения, что, в свою очередь, создает на выходе дифцепи 7 положительный импульс (фиг.2и), которым переключается триггер коммутатора каналов 9, запускается ГНИ 8 и его импульс, поступив на зарядный вход накопителя 4, повышает еще на одну ступеньку напряжение на его выходе (фиг. 2д).

Далее весь описанный процесс периодически повторяется, но в результате постоянного роста выходного напряжения накопителя 4 на одну ступеньку с приходом на его вход каждого импульса ГНИ 8, длительность периода повторения выходных импульсов (фиг. 2е) компаратора 3 увеличивается, что, в свою очередь, увеличивает периоды повторения импульсов и всех других схем (1,2,6,7,8,9,10). запускаемых этими импульсами непосредственно или через другие схемы.

Напряжения с выходов всех триггеров поступают на входы четырехвходовых схем совпадения И₂ 11, И₄ 12 канала развертки по оси Х и схем совпадения И₃ 13, И₅ 14 канала развертки по оси Y. При совпадении на входах схем совпадения И₂ 11 и И₃ 13 положительных напряжений, на их выходах также имеют место положительные напряжения, а при совпадении на входах схем совпадения И₄ 12 и И₅ 14 отрицательных напряжений, напряжения на их выходах - отрицательные, а в любых других случаях напряжения на выходах всех четырехвходовых схем совпадения 11, 12, 13 и 14 равны нулю. Попарно соединенные первые входы схем совпадения 11 и 13 и схем совпадения 12 и 14 подключены соответственно к первому и второму выходам триггера остановки 1 (фиг.2б и фиг.2в). Попарно соединенные вторые входы схем совпадения 11 и 12 и вторые входы схем совпадения 13 и 14 подключены соответственно к первому и второму выходам триггера коммутатора каналов 9 (фиг.2л и фиг.2м).

Попарно соединенные третьи входы схем совпадения 11 и 14 и третьи входы схем совпадения 12 и 13 подключены соответственно к первому и второму выходам триггера направления 6 (фиг.2з и фиг.2ж). Все четвертые входы схем совпадения 11, 12, 13 и 14 подключены к одному выходу триггера сдвига 10 (фиг. 2н) На выходах схем совпадения 11 и 12 формируются соответственно положительные и отрицательные импульсы (фиг.2о и фиг.2п), которые поступают соответственно на второй и третий входы АМГРХ 15, а на выходах схем совпадения 13 и 14 формируются соответственно положительные и отрицательные импульсы (фиг.2с и фиг.2т), которые поступают соответственно на второй и третий входы АМГРY 16. Полярность импульсов на входах генераторов АМГРХ 15 и АМГРY 16 определяет направление изменения напряжения развертки.

Присутствие на входах генераторов 15 и 16 положительных импульсов вызывает положительный рост выходных напряжений генераторов развертки обоих каналов, а присутствие на входах этих же генераторов отрицательных импульсов вызывает отрицательный рост выходных напряжений генераторов. При одновременном наличии нулевых потенциалов на любых входах АМГРХ 15 (фиг.2о, фиг.2п интервалы времени t₃-t₄; t₅-t₆, t₇-t₈ и т.д.) или АМГРY 16 (фиг.2с, фиг.2т интервалы времени t₂-t₃; t₄-t₅; t₆-t₇ и т.д.) на выходах генераторов напряжений развертки (фиг.2р и фиг.2у) сохраняются те значения напряжений, которые имели место на выходах генераторов до момента одновременного появления этих нулевых потенциалов и эти значения сохраняются до тех пор. пока на одном из входов не появляется потенциал, отличный от нуля.

Длительность импульсов на входах генераторов с каждым периодом повторения прирастает на постоянную величину что; в конечном итоге, обеспечивает амплитудную модуляцию выходных напряжений АМГРХ 15 и АМГРY 16, так как скорость нарастания или убывания напряжений развертки у них равная и постоянная. Таким образом до момента времени t₁₂ формируются в канале Х и канале Y два напряжения, промодулированные по амплитуде и сдвинутые по фазе на 90 градусов (фиг. 2р и фиг.2у). Этим напряжения, управляя токами генераторов развертки в отклоняющих обмотках ЭЛТ 17, формируют прямоугольную спиральную развертку, которая заставляет аппертуру ЭЛТ 17 сканировать по такой же траектории (фиг. 3 интервал времени t₁-t₁₂). В процессе сканирования, например, в момент времени t₁₂ в сканирующей аппертуре появляется изображение какого-то объекта. В этот момент на второй вход схемы ИЛИ₃ 18 и вход генератора строба ГС 19 от телевизионного координатора поступит импульс команды кратковременной остановки развертки (фиг.2х).

Этот импульс, проходя через ИЛИ₃ 18, поступает на второй вход триггера остановки 1 (фиг.2ч), переключает его, в результате чего на входе остановки ГПН 2 появляется отрицательный потенциал с первого выхода этого триггера (фиг.2б), который останавливает рост пилообразного напряжения (фиг, 2г). При этом на первых входах схем совпадения И₂ 11 и И₃ 13 будет действовать отрицательный потенциал с первого выхода триггера остановки 1, а на первых входах И₄ 12 и И₅ 14 - положительный потенциал со второго выхода этого триггера, то есть такие потенциалы, при которых для всех указанных схем не выполняются условия совпадения, в результате чего на всех входах АМГРХ 15 и АМГРY 16 появляются нулевые потенциалы (фиг.2о, фиг.2п, фиг.2с, фиг.2т) и на их выходах прекращаются изменения напряжений (фиг.2р и фиг.2у). Начиная с момента времени t₁₂ и до тех пор, пока не появится очередной импульс сравнения компаратора 3 (фиг. 2е), на выходах схем 4,8,9 и 10 имеют место те потенциалы, которые были в момент остановки во время t₁₂. Одновременно импульс остановки запускает ГС 19, который генерирует импульс строба (фиг.2ц).

Этот импульс строба поступает на первый вход И₁ 20. Длительность импульса строба (интервал времени t₁₂-t₁₄) устанавливается такой величины, чтобы за время меньшее или равное длительности этого импульса телевизионный координатор смог произвести анализ принятого сигнала и принять решение, начать ли слежение за объектом или продолжить движение аппертуры по траектории прямоугольной спиральной развертки, то есть поиск. В рассматриваемом случае, например, объект координатором опознан и в момент времени t₁₃ появляется импульс команды перехода в режим слежения (фиг.2ш), который, пройдя на выход И₁ 20 (фиг.2щ), поступает на первые входы двух схем ИЛИ₁ 5 и ИЛИ₂21, пройдя на выходы которых (фиг.2э и фиг.2ю соответственно), он поступает на входы сброса на нуль ГПН 2 и накопителя 4 соответственно и устанавливает напряжения на их выходах равным нулю. С этого момента устройство прекращает формирование прямоугольной спиральной развертки и с координатора на четвертые входы АМГРХ 15 и АМГРY 16 поступают напряжения следящей развертки, которые в рассматриваемом случае в интервале времени t₁₃-t₁₅ обеспечивают непрерывное слежение за объектом, создавая на выходах АМГРХ 15 и АМГРY 16 напряжения (фиг. 2р и фиг.2у), которые в любой момент времени соответствуют мгновенным значениям координат объекта.

В момент времени t₁₅, например, происходит потеря объекта (сбои слежения). На первом входе триггера остановки 1 от координатора появляется импульс включения развертки (фиг.2а), а на первом выходе его появляется положительный потенциал, начинает работать ГПН 2 и в точке с координатами, соответствующими месту потери объекта, начинается с нуля движение спиральной прямоугольной развертки (фиг.2р, фиг.2у и фиг.3 - точка t₁₅). При достижении в момент времени t₂₃ на выходе АМГРY 16 амплитудно-модулированным напряжением значения срабатывания ПУ 22 на выходе последнего появляется импульс сравнения (фиг. 2ф), который поступает на входы заземленных ключей Кл.Х 23 и Кл.Y 24 и сбрасывает на нуль напряжения на выходах АМГРХ 15 и АМГРY 16, поступает на второй вход ИЛИ₂ 21, пройдя на ее выход, сбрасывает на нуль накопитель 4 и, пройдя через ИЛИ 18, переключает триггер остановки 1. В результате этого устройство формирования развертки переходит в начальное состояние и остается в нем, пока от координатора не поступит импульс команды включения развертки, после чего устройство начнет формировать развертку с началом в точке с координатами Х=0 и Y=0.

Предлагаемое устройство обеспечивает формирование прямоугольной спиральной развертки, у которой максимальный размер растра не зависит от изменения питающего напряжения, позволяет производить кратковременную остановку развертки на любом витке и в любой фазе с последующим ее отключением или дальнейшее продолжение сканирования с места остановки, а также запускать развертку в пределах поля зрения с началом в точке, имеющей любые координаты.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 807501, кл, Н 04 N 3/16, опубл. 23.02.81, БИ 7.

Формула изобретения

Устройство формирования спиральной развертки для телевизионных координаторов, содержащее два идентичных генератора амплитудно-модулированного напряжения каналов X и Y, выходы которых соединены со входами электронно-лучевой трубки, два заземленных ключа каналов X и Y, выходы которых соединены с первыми входами генераторов амплитудно-модулированного напряжения, отличающееся тем, что введены компаратор, генератор пилообразного напряжения, к выходу которого подключен первый вход компаратора, накопитель, выход которого подключен ко второму входу компаратора, генератор нормированных импульсов, выход которого подключен к зарядному входу накопителя, триггеры коммутатора каналов и сдвига, работающие в счетном режиме, дифференцирующая цепочка, выход которой соединен со входом генератора нормированных импульсов и счетными входами триггера коммутатора каналов и триггера сдвига, запускаемых импульсами противоположной полярности, триггер направлений, работающий в счетном режиме, ко второму выходу которого подключен вход дифференцирующей цепочки, а вход соединен с выходом компаратора, первая схема ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом компаратора и входом триггера направлений, а выход - со входом сброса на нуль генератора пилообразного напряжения, триггер остановки, работающий в режиме раздельного запуска, первый выход которого подключен ко входу остановки генератора пилообразного напряжения, на первый вход которого от координатора поступает команда включения развертки, вторая схема ИЛИ, выход которой соединен со входом сброса на нуль накопителя, третья схема ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом триггера остановки, пороговое устройство, выход которого соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ, вторым входом второй схемы ИЛИ и входами заземленных ключей каналов X и Y, а два входа соединены соответственно с выходами генераторов амплитудно-модулированных напряжений развертки каналов X и Y, генератор строба, на вход которого, соединенный со вторым входом третьей схемы ИЛИ, от координатора поступает команда кратковременной остановки развертки, первая схема совпадения на два входа, на первый вход которой от координатора поступает команда перехода в режим слежения, ее второй вход соединен с выходом генератора строба, а выход соединен с первыми входами первой и второй схем ИЛИ, вторая и третья схемы совпадения положительных сигналов на четыре входа, выходы которых подключены ко вторым входам генераторов амплитудно-модулированного напряжения разверток каналов X и Y, четвертая и пятая схемы совпадения отрицательных сигналов на четыре входа, выходы которых подключены соответственно к третьим входам генераторов амплитудно-модулированного напряжения разверток каналов X и Y, на четвертые входы которых поступают напряжения от следящей развертки координатора, причем первые входы второй и третьей схем совпадения и первые входы четвертой и пятой схем совпадения подключены попарно соответственно к первому и второму выходам триггера остановки, вторые входы второй и четвертой схем совпадения и вторые входы третьей и пятой схем совпадения подключены попарно к первому и второму выходам триггера коммутатора каналов соответственно, третьи входы второй и пятой схем совпадения и третьи входы третьей и четвертой схем совпадения подключены соответственно к первому и второму выходам триггера направлений, а четвертые входы второй - пятой схем совпадения подключены к первому выходу триггера сдвига.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3