Система стереотелевидения

Система стереотелевидения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для цифрового телевещания.

За прототип принята "Система стереотелевидения" [1], содержащая на передающей стороне фотоэлектрический преобразователь /ФЭП/ на основе трех пьезодефлекторов, формирующий коды двух изображений одного пространства и включающий правый и левый объективы, на соответствующем расстоянии друг от друга, и оптические оси которых параллельны, блоки строчной и кадровой разверток, шесть фотоприемников и шесть предварительных усилителей, три АЦП видеосигнала, два АЦП сигнала звука, генератор синусоидальных колебаний и синтезатор частот, три формирователя кодов, два самоходных распределителя импульсов /СРИ/, триггер и трехканальный передатчик радиосигналов, на приемной стороне содержащий антенну, блок управления /выбор каналов/, три тракта приема и обработки кодов видеосигналов, светодиодный экран /СД-экран/ с ИК-передатчиком на корпусе СД-экрана, 3Д-очки с ИК-приемником на оправе, канал формирования управляющих сигналов из блока выделения строчных синхроимпульсов /ССИ/, синтезатора частот, ключа, счетчика импульсов и дешифратора, и блока выделения кадрового синхроимпульса, приемная сторона включает первый и второй каналы воспроизведения звука. Каждый тракт приема и обработки кодов видеосигналов содержит последовательно соединенные блок приема радиосигналов, усилитель радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор, первый и второй формирователи импульсов и канал одного из цветовых сигналов R, В, G, каждый из которых содержит два регистра, блок обработки /удвоения/ кодов, первый блок задержек, сумматор, второй блок задержек, два накопителя кодов и два блока формирования управляющих сигналов. Изображение с экрана зритель воспринимает объемным через 3Д-очки. При последовательном воспроизведении на СД-экране правого и левого кадров стекла 3Д-очков поочередно теряют прозрачность, каждый глаз видит свой кадр, что и дает стереоэффект. Стекла очков выполнены по технологии ЖК-ячеек просветного типа, используемых как электронно-управляемые фильтры /затворы/ [2, с.558-565]. Информация кодов передается по трем радиоканалам. На приемной стороне три радиосигнала принимаются параллельно тремя трактами, поочередно коды правого и левого кадра стереопар, коды сигналов R, В, G распределяются по своим каналам, в которых число отсчетов в строке удваивается и удваивается число строк в кадре. Недостатки прототипа: передача и прием информации по трем радиоканалам определяют высокую энергоемкость системы, сложность получения объемного изображения, для получения которого используется бинокулярное свойство зрения с использованием ИК-передатчика и 3Д-очков с ИК-приемником на оправе, открывающим затворы в стеклах 3Д-очков. Цель изобретения - снижение энергоемкости системы и аппаратное упрощение при создании условий восприятия объемного изображения зрителем.

Техническими результатами являются снижение энергоемкости системы в три раза против прототипа и аппаратное упрощение в создании условий для восприятия объемного изображения без ИК-передатчика и ИК-приемника с 3Д-очками. Восприятие объемного изображения осуществляется по двум изображениям одного и того же пространства, формируемым двумя объективами, расположенными рядом без расстояния между ними, но с разными масштабами изображения каждым (фиг.1). Первый объектив дает переднее изображение снимаемого пространства, второй объектив дает заднее изображение этого же пространства. Глубина между передним и задним изображениями задается оператором съемки изменением масштаба изображения вторым объективом. На месте съемок оператор проводит подбор соответствующего масштаба изображения вторым объективом [3, с.81-82]. При такой съемке для восприятия объемного изображения используется свойство аккомодации глазных мышц /фокусировка глаз на предметах разной удаленности/ и бинокулярное свойство глаз /сведение направления взглядов/, так как масштабы изображений разные [4, c.94]. В результате мозг зрителя получает больше информации для воспроизведения трехмерного пространства. Сущность заявляемой системы телевидения в том, что в систему стереотелевидения на передающей стороне в ФЭП вводятся две матрицы ПЗИ /прибора с зарядовой инжекцией/, а передатчик выполняется одноканальным, на приемной стороне вводятся два приемных регистра, каждый канал сигнала R, В, G включает по одному накопителю кодов и одному блоку формирования управляющих сигналов, и в канал формирования управляющих сигналов вводится второй ключ. Схема получения кадра на фиг.1, передающая стороне системы на фиг.2, структура цифрового потока на фиг.3, формирователь кодов на фиг.4, спектр амплитудно-модулирующего сигнала на фиг.5, приемная сторона на фиг.6, двухполярный амплитудный детектор на фиг.7, блок обработки кодов на фиг.8, накопитель кодов на фиг.9, блок регистров на фиг.10 и 11, блок формирования управляющих сигналов на фиг.12, блок выделения сигнала ССИ на фиг.13, светодиодная ячейка на фиг,14, излучающий элемент матрицы на фиг.15, расположение излучающих элементов в СД-экране на фиг.16, временные диаграммы работы системы на фиг.17, конструкция объектива 7 на фиг.18. На передающей стороне видеорежим 1000×800×50 Гц, 1000 - число кодируемых строк, 800 - число кодируемых отсчетов в строке, 50 Гц - число, частота полукадров, 25 Гц - частота кадров. Каждый кадр из двух полукадров: переднего и заднего, фиг.1, следующих друг за другом. Длительность кадра 40 мс, длительность полукадра 20 мс. Частота дискретизации кодов: ƒ_д=50 Гц×1000×,

где 2 - кодирование отсчетов строки положительной и отрицательной полусинусоидами.

Тактовая частота на передающей стороне: ƒ_т=20 МГц×12=240 МГц, где: 12 - число разрядов в суммарных кодах (фиг.3): 8 - разрядов кода одного сигнала R /G/, а 4 разряда сигнала В.

Частота строк: ƒ_с=1000×50 Гц=50 кГц. Период следования кодов , период следования разрядов в коде Несущая частота принимается: ƒ_н=240 МГц×15=3600 МГц, нижняя боковая частота ƒ_нн=3600-240=3360 МГц, верхняя боковая частота ƒ_в=3600+240=3840 МГц. Частота дискретизации сигналов звука принимается ƒ_дзв=50 кГц×2=100 кГц, по два кода звука на строку. Видеорежим на приемной стороне составляет 1000×1600×50 Гц, разрешение кадра на приемной стороне: 1000×1600=1,6×10⁶.

Передающая сторона включает (фиг.2) фотоэлектрический преобразователь 1 /ФЭП/, являющийся датчиком видеосигналов изображений двух полукадров /переднего и заднего/. Каждый полукадр из трех цветовых сигналов R, В, G. Передающая сторона содержит первый объектив 2, в фокальной плоскости которого расположена фоточувствительная сторона первой матрицы ПЗИ 3 - прибора с зарядовой инжекцией по технологии Foveon Х3 из трехслойного КМОП-датчика [2, с.832, 833] с оптическим разрешением 1000×800, первый - третий выходы матрицы ПЭД 3 подключены к входам предварительных усилителей соответственно 4, 5, 6. ФЭП включает второй объектив 7, расположенный рядом с объективом 2, оптические оси их параллельны, в фокальной плоскости объектива 7 расположена фоточувствительная сторона второй матрицы ПЗИ 8, первый-третий выходы которой подключены к входам предварительных усилителей 4, 5, 6. Объектив 7 является панкротическим объективом с трансфокатором [5, с.300], конструкция объектива 7 на фиг.18 [3, с.81, рис.11.40], перемещение положительной линзы трансфокатора в объективе 7 выполняется оператором перед съемкой. Передающая сторона включает первый 9, второй 10, третий 11 АЦП видеосигнала R, В, G, формирователь 12 кодов, генератор 13 синусоидальных колебаний и синтезатор 14 частот, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 и пятый 19 ключи, триггер 20, первый самоходный распределитель 21 импульсов /СРИ/ [описание их и работа в 13 с.269], формирующий 12-и разрядный код строчных синхроимпульсов /СCИ/, второй СРИ 22, формирующий 12-и разрядный код кадрового синхроимпульса /КС/, фиг.3, первый АЦП 23 сигнала звука 3в1, второй АЦП 24 сигнала звука 3в2, передатчик 25 радиосигналов, содержащий последовательно соединенные усилитель 26 несущей частоты /3600 МГц/, амплитудный модулятор 27 и выходной усилитель 28. AЦП 9, 10, 11 видеосигнала выполнены идентично прототипу [l, с.5, рис.5], АЦП 23, 24 сигнала звука выполнены идентично аналога [6, с.6, рис.7] и преобразуют сигналы звука в 16-и разрядные коды с дискретизацией 100 кГц, поступающие на 3 и 4 информационные входы блока 12 (фиг.2). Формирователь 12 кодов (фиг.4) включает три канала, первый и второй идентичны. Первый канал включает последовательно соединенные первый блок 29 элементов И, первые 12 входов которого являются первым информационным входом и принимают сигналы с восьми разрядов АЦП 9 кодов R и сигналы с 1-4 разрядов АЦП 10 кодов В, первый 30 и второй 31 элементы ИЛИ и первый выходной ключ 32, и первый СРИ 33. Второй канал включает последовательно соединенные блок 34 элементов И, первые 12 входов которого являются вторым информационным входом блока 12 и принимают сигналы с 8 разрядов кодов C АЦП 11 и сигналы кодов В с 5-8 разрядов АЦП 10, третий 35 и четвертый 36 элементы ИЛИ и второй выходной ключ 37, и второй СРИ 38. Третий канал включает третий блок 39 элементов И, первые 16 входов которого являются третьим информационным входом блока 12 и принимают коды звука с АЦП 23, пятый элемент ИЛИ 40, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ 31, и третий СРИ 41 включает четвертый блок 42 элементов И, первые 16 входов которого являются четвертым информационным входом блока 12, шестой элемент ИЛИ 43, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ 36, и четвертый СРИ 44. Блок 12 включает первый 45, второй 46 и третий 47 ключи и последовательно соединенные счетчик 48 импульсов и дешифратор 49. СРИ 33, 38, 41, 44 являются 16-и разрядными. Пятым информационным входом является сигнальный вход ключа 47, шестым - третий вход элемента ИЛИ 36. Выходами блока 12 являются: первым - объединенные выходы выходных ключей 32, 37, вторым - третий выход дешифратора 49. Управляющими входами являются: первым - объединенные сигнальные входы ключей 45, 46 /20 МГц/ и счетный вход счетчика 48 импульсов, вторым - сигнальные входы /240 МГц/ выходных ключей 32, 37, третьим - управляющий вход /50 кГц/ счетчика 48 импульсов, четвертым - управляющий вход /25 Гц/ ключа 47. Первый выход дешифратора 49 подключен к первому управляющему входу /U_от/ ключа 45, второй - к второму управляющему входу /U₃/ первого ключа 45 и к первому управляющему входу /U_от/ второго ключа 46, третий выход подключен к второму управляющему входу /U₃/ ключа 46 и является вторым выходом блока 12. Выход ключа 45 подключен к входам СРИ 33, 38, выход ключа 46 подключен к входам СРИ 41, 44. Объектив 7 (фиг.18) содержит сам объектив и трансфокатор 105 из двух неподвижных отрицательных линз [3, с.82, рис.11.40] и одной подвижной положительной линзы, перемещающейся для изменения масштаба изображения. Приемная сторона включает (фиг.6) антенну, блок 50 управления /выбор каналов/, один тракт приема и обработки кодов видеосигналов, светодиодный экран 70 /СД-экран/, канал формирования управляющих сигналов и два канала 78, 79 воспроизведения звука. Тракт приема и обработки кодов производит прием кодов первого и второго полукадров и включает последовательно соединенные блок 51 приема радиосигналов, усилитель 52 радиочастоты и двухполярный амплитудный детектор 53, первый 54 и второй 55 формирователи импульсов, первый 56 и второй 57 приемные регистры, каждый из которых содержит по двенадцать разрядов, и три канала цветовых сигналов R, В, G, которые идентичны. Канал сигнала R включает последовательно соединенные регистр 58, блок обработки 59 кодов, накопитель 60 кодов /полукадра/ и блок 61 формирования управляющих сигналов. Канал сигнала В включает регистр 62, блок 63 обработки кодов, накопитель 64 кодов и блок 65 формирования управляющих сигналов. Канал сигнала G включает регистр 66, блок 67 обработки кодов, накопитель 68 кодов и блок 69 формирования управляющих сигналов. Выходы блоков 61, 65, 69 подключены к соответствующим входам СД-экрана 70. Порядок работы приемной стороны определяет канал формирования управляющих сигналов, включающий последовательно соединенные блок 71 выделения строчных синхроимпульсов /ССИ/, синтезатор 72 частот, первый ключ 73, счетчик 74 импульсов и дешифратор 75, блок 76 выделения кадровых синхроимпульсов /КС/ и второй ключ 77. Приемная сторона включает идентичные 78 и 79 каналы воспроизведения стереозвука, каждый из которых включает ЦАП с фильтром низкой частоты, усилитель мощности и громкоговоритель. СД-экран 70 содержит излучающие элементы соответственно разрешения кадра 1,6×10⁶ /1600×1000/, выполняемые в экранном материале из стекла, либо из другого соответствующего экранного материала. Каждый излучавший элемент включает три светодиодных ячейки /СД-ячейки/, каждая из которых излучает один из основных цветов R, В, G. Три СД-ячейки представляют излучающий элемент матрицы (фиг.15). В качестве светодиодов применяются сверхяркие светодиоды белого свечения с цветными светофильтрами R, В, G на излучающей стороне, или светодиоды технологии PL ЕД [8, с.43], или органические светоизлучающие ОL ЕД-диоды [9, с.7-9]. Светодиоды исполняются методом микроэлектронной технологии в экранном материале. Суммарное излучение светодиодами излучающего элемента трех цветов R, В, G формирует яркость и цветовой тон одного пиксела экрана. Расположение излучающих элементов в СД-экране на фиг.16. Блоки 59, 63, 67 обработки кодов идентичны, каждый включает (фиг.8) триггер 80, вход которого является управляющим входом /20 МГц/ блока, первый 81 и второй 82 блоки ключей из восьми ключей каждый, первый 83, второй 84, третий 85, четвертый 86, пятый 88 и шестой 89 регистры, сумматор 87, блок 90 элементов задержек и 16 диодов. Информационными входами являются поразрядно объединенные 1-8 входы блоков 81, 82 ключей. Выходами являются поразрядно объединенные 1-8 выходы регистров 88, 89 и блока 90. Регистры 88 и 89 выполняют хранение /задержку/ кодов на 50 нс и выдают их по управляющим сигналам с выходов триггера 80. Блок 90 выполняет задержку кодов после сумматора 87 на соответствующее время, если сумматор выполняет процесс сложение за время менее 25 нс, в данном случае блок 90 выполняет задержку кодов на 2 нс. Частота следования кодов с выхода блоков 59, 63, 67 составляет 40 МГц.

Первый выход триггера 80 U_выдI подключен к управляющим входам регистров 84, 85, 88 и к управляющему входу U_отI блока 81, второй выход триггера 80 U_выд2 подключен к управляющим входам регистров 83, 86, 89 и к управляющему входу U_от2 блока 82 ключей. Вход триггера 80 подключен к управляющему входу сумматора 87 и обнуляет его перед каждым процессом сложения кодов. Выходы блока 81 подключены к входам регистров 83, 84, выходы блока 82 подключены к входам регистров 85, 86. А выходы регистра 83 подключены к входам регистра 88 и через диоды к первым входам сумматора 87, к которым подключены и выходы регистра 84. Выходы регистра 85 подключены к входам регистра 89 и через диоды подключены к вторым входам сумматора 87, к которым подключены и выходы регистра 86. Накопители 60, 64, 68 кодов идентичны, каждый включает (фиг.9) блоки регистров 91, которых по числу строк в кадре, 1000. Информационными входами являются поразрядно объединенные входы всех блоков 91 регистров, управляющими входами являются: первым - первый управляющей вход U_к /50 Гц/ первого блока 9I_I, вторым - объединенные вторые входы /50 кГц/ блоков 91, третьим - объединенные третьи управляющие входы /40 МГц/ U_д блоков 91 регистров. Каждый управляющий выход предыдущего блока регистров является первым управляющим входом для каждого последующего блока регистров. Управляющий выход последнего блока 91₁₀₀₀ регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков 91 регистров. Выходами накопителя кодов являются выходы всех блоков 91 регистров, всего выходов 12,8×10⁶ /12800×1000/. Блоки 91 регистров идентичны, каждый включает (фиг.10, 11) первый ключ 92, второй ключ 93, распределитель 94 импульсов и восемь регистров 95, каждый содержит по 1600 разрядов /по числу отсчетов в строке/. Информационными входами блока 91 являются поразрядно объединенные третьи входы разрядов восьми регистров 95. Выходами являются параллельные выходы всех разрядов /1600/ восьми регистров, всего выходов 12800 /1600×8/. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход /50 Гц/ первого ключа 92, вторым - сигнальный вход /U_выд 50 кГц/ ключа 93, третьим - сигнальный вход /U_д 40 МГц/ ключа 92, четвертым - первый управляющей вход ключа 93. Последний выход распределителя 94 импульсов является управляющим выходом блока 91_I для следующего блока 91₂ регистров и подключен к первому управляющему входу первого ключа 92 (фиг.11). Выход первого ключа 92 подключен к входу распределителя 94 импульсов, выходы которого последовательно, начиная с первого, подключены к первым /тактовым/ входам разрядов параллельно восьми регистров 95. Выход ключа 93 подключен параллельно к вторым входам разрядов регистров 95_, и к второму управляющему входу своего ключа 93, проходящий первый импульс закрывает ключ 93. Выходы накопителя 60 кодов подключены к информационным входам блока 61 своего канала. Назначение блоков 61, 33, 39 выполнять преобразование "код - число импульсов излучений" для формирования яркости излучения светодиода, прямо пропорциональное величине кода цветового сигнала. Каждый из блоков 61, 65, 69 включает преобразователи по числу разрешения кадра 1,6×10⁶ /1600×1000/ и блок 96 (фиг.12) схем армирования импульсов, содержащий 1,6×10⁶ схем, формирующих из приходящего на управляющий вход сигнала U_к /50 Гц/ импульсы пуска U_п по длительности и амплитуде. Преобразователь "код - число импульсов излучений" включает последовательно соединенные дешифратор 97, входы которого являются 1-8 входами преобразователя, блок 98 ключей из 255 ключей и выходной ключ 99, включает СРИ 100, имеющий 255 разрядов, и источник 101 питания, запитывающий один светодиод в СД-экране 70. 255 выходов дешифратора 97 подключены к первым управляющим входам 255 ключей в блоке 98, выходы которых объединены и подключены к управляющему входу U_от выходного ключа 99, сигнальный вход которого подключен к выходу источника 101 питания. Вход каждого СРИ 100 подключен к выходу своей схемы формирования импульса в блоке 96. Выходы 255 разрядов каждого СРИ 100 подключены к сигнальным входам своих ключей в блоке 98. Информационными входами блоков 61, 65, 69 являются входы дешифраторов 97. Выходами являются выходы выходных ключей 99, всего выходов 1,6×10⁶, подключены они к соответствующим 1,6×10⁶ входам СД-экрана 70. Исходное состояние выходных ключей 99 и ключей блока 98 закрытое. С поступлением сигнала U_к на управляющий вход /50 Гц/ блока 61 схемы блока 96 выдают параллельно импульсы U_п на входы всех СРИ 100 и запускают их в работу. Длительность работы СРИ: прохождение импульса от первого до 255-го разрядов и составляет период полукадра, т.е. 20 мс. Длительность одного излучающего импульса светодиода составляет 78 мкс , 255 - разрешение 8-и разрядного кода, 20 мс - длительность полукадра. Выходные сигналы с дешифратора 97 соответственно величине кода открывают ключи в блоке 98, с выходов разрядов СРИ 100 последовательно через 78 мкс появляются импульсы, поступающее на сигнальные входы ключей в блоке 98, проходят открытые ключи и поступают на первый управляющей вход выходного ключа 99. При открытом выходном ключе 99 напряжение питания с источника 101 запитывает свой светодиод в экране на длительность 78 мкс. Импульс с разряда СРИ 100 после прохода своего ключа в блоке 98 поступает на второй управляющий вход /U_з/ ключа и закрывает его /как во втором ключе 93 на фиг.10/. В результате ключи блока 98 после срабатывания переходят опять в закрытое состояние. За период полукадра светодиод запитывается столько раз по 78 мкс, сколько было открыто ключей в блоке 98: чем больше код, тем больше излучений по 78 мкс сделает светодиод СД-экрана. В периоде полукадра импульсы излучений распределяются соответствующим образом, который приводится в таблице.

Длительность излучения при коде 00000001 78 мкс, а импульс излучения выполняется в середине периода, при коде 00000001 идет 255 излучений. Инерционность срабатывания светодиодов должна быть до 1 мкс, что выполняется сверхяркими светодиодами и диодами PLEД и OLEД. Следование излучений в периоде полукадра через равные интервалы времени приближает реакцию зрения к естественной в природе и повышает степень достоверности цветопередачи и восприятия яркости зрением человека. Импульс кадровой синхронизации КС представляет первый код в первой строке каждого первого полукадра, идут они с частотой 25 Гц. Импульс КС открывает второй ключ 77 /фиг.6/, пропускающий импульсы 50 Гц полукадров. Первый импульс с ключа 77 поступает на первый управляющий вход блоков 60, 64, 68, запускает их в работу по накоплению кодов первого полукадра, которые по окончании периода полукадра 20 мс синхронно и параллельно выдаются в блоки соответственно 61, 65, 69 формирования управляющих сигналов. С приходом второго импульса с ключа 77 блоки 60, 64, 68 начинают процесс накопления кодов второго полукадра, а блоки 61, 65, 69 запитывают соответствующие светодиоды в экране 70: на экране в течение 20 мс высвечивается изображение первого полукадра. С приходом третьего импульса с ключа 77 на экране высвечивается изображение второго полукадра, а блоки 60, 64, 68 накапливают коды первого полукадра следующего кадра. Далее процессы повторяются. При наблюдении изображения первого полукадра /переднее изображение/ в мозг зрителя идут сигналы мышц, выполняющих аккомодацию глаз, при наблюдении изображения второго полукадра /заднее изображение кадра/ в мозг зрителя идут сигналы информации конвергенции /картинка сменилась/ и сигналы аккомодации глаз. А наблюдение идет обоими глазами одновременно, и выполняются условия восприятия зрителем трехмерного пространства без использования ИК-передатчика и 3Д-очков с ИК-приемником. Блоки 71, 76 идентичны, каждый включает (фиг.13) четырехразрядный счетчик 102 импульсов, ведущий счет двенадцати импульсов подряд кода ССИ /КС/, элемент И 103, первый диод Д1, второй диод Д2 и элемент НЕ104. Информационным входом блока является счетный вход счетчика 102 импульсов, управляющим входом блока 71 /76/ является вход диода Д1, подключенный к управляющему входу U_o счетчика 102. Выходы двух старших разрядов счетчика 102 подключены к входам элемента И 103, выход которого является выходом блока 71 /76/ и через диод Д2 объединен с выходом элемента НЕ 104, который подключен к управляющему входу счетчика 102. Код ССИ с блока 54 поступает на первый вход блока 71, при этом с блока 55 импульсов нет. Код КС поступает на первый вход блока 76 с блока 55, при этом с блока 54 импульсов нет. Выход блока 71 подключен к первому входу синтезатора 72 частот, выход блока 76 подключен к управляющему входу U_от второго ключа 77. С приходом кода ССИ на счетный вход счетчика 102 он ведет счет импульсов кода, формируется в счетчике код 1100 /12/, с выходов двух старших разрядов сигналы поступают в элемент И 103, с выхода которого следует импульс ССИ /КС/. Импульсы ССИ идут с частотой 50 кГц /КС с частотой 25 Гц/. При этом с блока 55 /54/ на управляющий вход блока 71 /76/ импульсы не поступают. Начиная со второго кода строки, с блока 55 /54/ пойдут коды на второй вход блока 71/76/. С приходом каждого импульса кода на управляющий вход счетчика 102 счетчик обнуляется и не достигнет счета 12 /1100/. При поступлении импульсов на первый вход счетчика 102 при каждом нуле в коде элемент НЕ 104 будет обнулять счетчик 102. При выходе сигнала с блока 71 /76/ импульс через диод Д2 поступает на управляющая вход счетчика 102 и тоже будет обнулять его. Таким образом, схемы блоков 71, 76 не допускают появление на выходе ложных ССИ и КС

ФЭП 1 первой матрицей ПЗИ 3 формирует три цветовых сигнала первого /переднего/ полукадра. На каждый из трех слоев матрицы ПЗИ 3 с ключа 15 поступают импульсы 50 кГц частоты строк для считывания зарядов пикселов по вертикали /вход I/, на второй вход матрицы ПЗИ 3 с ключа 17 поступают импульсы 20 МГц для считывания зарядов по горизонтали [2, с.832]. Сигналы с трех слоев матрицы ПЗИ 3 поступают в предварительные усилители 4, 5, 6, с выходов которых они поступают в АЦП 9, 10, 11, с выходов которых коды цветовых сигналов R, В, G с частотой 20 МГц поступают на первый и второй информационные входы формирователя 12 кодов. Синхронизация считывания сигналов с матриц с началом периода первого полукадра выполняется открытием ключа 19 передним фронтом импульса 25 Гц частоты кадров. Ключ 19 пропускает два импульса полукадров, начиная с первого. Первый импульс с ключа 19 поступает на вход триггера 20, который сигналом с первого выхода открывает ключи 15 и 17. Открытые ключи 15 и 17 пропускают импульсы 50 кГц и 20 Мгц на первый и второй входы матрицы ПЗИ 3, считывающие с нее заряды пикселов первого полукадра. Второй импульс с второго выхода триггера 20 является импульсом второго полукадра и открывает ключи 16 и 18 на длительность 20 мс, пропускающие на первый и второй входы матрицы ПЗИ 8 импульсы 50 кГц и 20 МГц, считывающие с матрицы заряды пикселов второго полукадра. Сигналы с трех слоев ПЗИ 8 поступают на входы предварительных усилителей 4-6. Синтезатор 14 частот выдает: с первого выхода импульсы U_д дискретизации кодов 20 МГц, со второго - импульсы частоты полукадров 50 Гц, с третьего - импульсы дискретизации кодов звука 100 кГц, с четвертого - тактовые импульсы U_т 240 МГц, с пятого - импульсы частоты строк 50 кГц, с шестого - импульсы 25 Гц, с седьмого выхода - синусоидальные колебания несущей частоты 3600 МГц со стабильностью колебаний 10^-7 в усилитель 26 передатчика 25 радиосигналов. С АЦП 9-11 коды в параллельном виде поступают на первый и второй информационные входы блока 12: на первый вход поступают сигналы с 1-8 разрядов АЦП 9 и сигналы 1-4 разрядов с АЦП 10, на второй вход поступают сигналы с 1-8 разрядов АЦП 11 и сигналы с 5-8 разрядов АЦП 10. Первым кодом в первой строке первого полукадра идет 12-и разрядный код КС (фиг.2) на шестой информационный вход блока 12. Начиная со второй строки, первым кодом в каждой строке идет код ССИ на пятый информационный вход блока 12. В строке со второго по 396 отсчеты идут коды цветовых сигналов, а в отсчетах строки 397, 398, 399, 400 идут коды звука 3в1 и 3в2 (фиг.3). Восемь разрядов кода сигнала R и 1-4 разряды кода сигнала В составляют 12 разрядов суммарного кода, символы единиц в нем представляются положительными полусинусоидами моночастоты 240 МГц. Восемь разрядов кода сигнала G и 5-8 разряды кода В также составляют двенадцать разрядов другого суммарного кода, символы единиц в нем представляются отрицательными полусинусоидами моночастоты 240 МГц.

Работа формирователя 12 кодов (фиг.4).

Временные диаграммы работы на фиг.17. Блок 12 преобразует параллельные коды в последовательные и заменяет в них единицы с импульсов на положительные и отрицательные полусинусоиды моночастоты 240 МГц. На вторые входы элементов И блоков 29, 34 поступают 16 импульсов с СРИ 33, 38, на вторые входы элементов И блоков 39, 42 поступают 16 импульсов с СРИ 41 и 44. С выходов блоков 29, 34 импульсы кодов последовательно поступают через элементы ИЛИ 30, 31 и 35, 36 на управляющие входы выходных ключей 32 и 37 и открывают их на время своей длительности 3,125 нс . Входной ключ 32 в открытом состоянии пропускает одну положительную полусинусоиду 2,0 нс моночастоты 240 МГц, выходной ключ 37 в открытом состоянии пропускает одну отрицательную полусинусоиду 2 нс той же частоты . Выходной сигнал с первого выхода блока 12 представляет полные и неполные синусоиды частоты 240 МГц со стабильностью 10^-7, являющиеся модулирующим сигналом для несущей частоты в амплитудном модуляторе 27 (фиг.2). Очередность следования кодов видеосигналов и кодов звука в строке определяет счетчик 48 импульсов и дешифратор 49. Счетчик 48 девятиразрядный, ведет счет импульсов 20 МГц с первого по 400-ый. При коде 00000001 импульс с первого выхода дешифратора 49 открывает ключ 45, пропускающей импульсы 20 МГц как сигналы U_п запуска СРИ 33, 38. Со второго по 396 отсчеты строки идут коды видеосигнала, с приходом 396 импульса строки сигнал со второго выхода дешифратора 49 закрывает ключ 45 и открывает ключ 46, пропускающий 397, 398, 399 и 400 импульсы как сигналы U_п в СРИ 41, 44. На входы элементов ИЛИ 32 и 36 поступают по два 16-и разрядных кода звука 3в1, 3в2. С приходом в счетчик 400 импульса строки дешифратор 49 закрывает ключ 46 и поступает как сигнал U_п в СРИ 21, выдающий по нему код ССИ через ключ 47 на третий вход элемента ИЛИ 31. С приходом первого импульса строки в счетчик 48 процессы повторяются. С приходом на вход СРИ 22 импульса 25 Гц и на управляющий вход ключа 47 ключ 47 закрывается передним фронтом импульса, а СРИ 22 выдает код КС на третий вход элемента ИЛИ 36 (фиг.4). С окончанием кода КС ключ 47 открывается. Амплитудный модулятор 27 (фиг.2) состоит из последовательно соединенных кольцевого модулятора и полосового фильтра [7, с.234-235]. Несущая частота 3600 МГц в кольцевом модуляторе подавляется, а полосовой фильтр отфильтровывает нижнюю боковую частоту, верхняя боковая частота 3840 МГц с информацией кодов излучается в эфир и при стабильности ее 10^-7 занимает в эфире полосу ±384 Гц или 768 Гц (фиг.5).

На приемной стороне радиосигналы принимаются блоком 51 (фиг.6), являющимся селектором каналов с электронной настройкой с блока 50 управления /выбор каналов/. Блок 51 включает входную цепь, усилитель радиочастоты и смеситель. Радиочастотный сигнал через петлю связи поступает на смеситель, на второй вход которого /вход 3/ с синтезатора 72 частот подается частота, равная несущей частоте и необходимая для детектирования однополосного сигнала [l0, с.146]. Сигнал со смесителя, являющийся выходным сигналом с блока 51, поступает в усилитель 52 радиочастоты, где усиливается до необходимой величины и поступает в двухполярный амплитудный детектор 53, выполненный по схеме на фиг.7. Диод Д1 выделяет положительную огибающую модулирующего сигнала (фиг.17, диагр. 9). Диод Д2 из модулирующей выделяет огибающие положительных полусинусоид /символы единиц сигнала R и 1-4 разрядов сигнала В/. Диод Д3 из модулирующей выделяет огибающие отрицательных полусинусоид /символы единиц сигнала G и 5-8 разрядов сигнала В/. С первого выхода блока 53 предетектированные положительные полусинусоиды частоты 240 МГц поступают на вход первого формирователя 54 импульсов, со второго выхода блока 53 продетектированные отрицательные полусинусоиды поступают на вход второго формирователя 55 импульсов. Формирователи 54, 55 импульсов выполнены по схеме несимметричного триггера с эмиттерной связью [11, с.209] и формируют прямоугольные импульсы из гармонически изменяющихся сигналов (фиг.17, диагр. 12, 13). Импульсы имеют одну полярность и длительность, равную длительности импульсов кодов на передающей стороне. Единицы в кодах вновь представляются наличием импульса, нули - их отсутствием. Порядок работы приемной стороны определяется сигналами с канала формирования управляющих сигналов. Задающая роль принадлежит блоку 71 выделения ССИ. Строчный синхроимпульс поступает на первый вход синтезатора 72 частот и открывает первый ключ 73. По сигналам ССИ в синтезаторе 72 частот идет подстройка частоты под частоту генератора на передающей стороне. Собственная частота синтезатора 72 частот имеет стабильность 10^-6. Вторые входы блока 72 подключены к второй группе выходов блока 50, сигнал с которого определяет частоту, выдаваемую с блока 72 на третий вход блока 51. Синтезатор 72 частот выдает: с первого выхода импульсы дискретизации кодов 20 МГц, со второго - тактовые импульсы U_т 240 МГц, с третьего - импульсы дискретизации сигнала звука 100 кГц, с четвертого - импульсы двойной дискретизации кодов 40 МГц, с пятого - синусоидальные колебания на третий вход блока 51, с шестого - импульсы частоты полукадров 50 Гц. С блока 54 импульсы кодов R и импульсы 1-4 разрядов кодов В последовательно поступают в первый приемный регистр 56 и заполняют его 12 разрядов. С блока 55 импульсы кодов G и импульсы 5-8 разрядов кодов В последовательно поступают во второй приемный регистр 57 и заполняют его 12 разрядов. С приемного регистра 56 сигнал U_выд 20 МГц выдает код R в регистр 58, a 1-4 разряды сигнала В в 1-4 разряды регистра 62. С регистра 57 сигнал U_выд выдает код сигнала G в регистр 66 и 5-8, разряды сигнала В - в 5-8 разряды регистра 62. С регистров 58, 62, 66 коды сигналов R, В, G выдаются в параллельном виде в блоки соответственно 59, 63, 67 обработки кодов для удвоения числа отсчетов в строке.

Удвоение отсчетов выполняется получением промежуточных /средних/ кодов между каждым прошедшим кодом и следующим за ним. Блоки производят сложение кодов и деление суммы на 2, причем деление выполняется без временных затрат: отбрасыванием младшего разряда кода суммы /как и при делении десятичного числа на десять/. Отбрасывание младшего разряда в коде суммы выполняется подключением выходов 0-7 сумматора 87 (фиг.8) и 1-8 входов блока 90 задержек:

выходы блока 87	0	1	2	3	4	5	6	7	8
	↓	↓	↓	↓	↓	↓	↓	↓
входы блока 90	1	2	3	4	5	6	7	8

Разряд 0 означает перенос сигнала в старший разряд при сложении кодов в сумматоре. Удвоение отсчетов в строке сокращает период следования кодов в два раза не, т.е. 40 МГц. Процесс сложения двух 8-и разрядных кодов занимает 23 нс, сумматор 87 выполняется из микросхем К555ИМ5 [l2, с 258]. После включения питания в регистрах 83, 84, 85, 86 нули (фиг.8). С приходом первого импульса 20 МГц на вход триггера 80 с его первого выхода сигнал U_выд1 одновременно выдает код "код 0" с регистра 84 на первые входы сумматора 87, с регистра 85 "код 0" в регистр 89 и через диоды на вторые входы сумматора 87 /сигналы выдачи и обнуляют регистры/, сигнал U_от1 открывает ключи в блоке 81 на время прохода кода "код I", который заполняет регистры 83 и 84. В сумматоре идет сложение "код 0 + код 0", код суммы идет на выход в блок 90 задержек, при этом делится на 2. После задержки кода в блоке 90 на 2 нс /25 нс - 23 нс/ код №1 идет на выход блока 90: код №1 . Регистры 88, 89 выполняют хранение /задержку/ на 50 нс, при этом первая половина задержки 25 нс приходится на время сложения 23 нс и плюс время задержки 2 нс в блоке 90. С приходом второго импульса в триггер 80 /он обнуляет сумматор 87/ сигнал со второго выхода триггера U_выд2 одновременно: выдает из регистра 89 код №2 "код 0" на выход, следующий за кодом №1 через 25 нс, с регистра 83 "код 1" в регистр 88 и через диоды в сумматор 87, открывает ключи в блоке 82, регистры 85, 86 заполняются кодом "код 2". В сумматоре идет сложение "код 0+код 1", код суммы идет в блок 90 с делением на 2, и с него на выход идет код №3 . С приходом третьего импульса 20 МГп в триггер 80 обнуляется сумматор 87, а сигнал U_выд3 одновременно: выдает из регистра 88 код 4 "код 1", из регистра 84 "код 1" в сумматор, из регистра 85 "код 2" в регистр 89 и через диоды в сумматор 87, открывает ключи в блоке 81, регистры 83, 84 заполняются кодом "код 3". В сумматоре идет сложение "код 1+код 2" и выдача кода суммы в блок 90 с делением на 2, код №5 идет на выход блока 59. С приходом четвертого импульса в триггер 80 обнуляется сумматор 87, а сигнал U_выд4 выдает одновременно из регистра 89 код №6 "код 2" на выход блока 59, из регистра 86 "код 2" в сумматор, из регистра 83 "код 3" в регистр 88 и через диоды в сумматор 87, открывает ключи в блоке 82, и регистры 85, 86 заполняются кодом "код 4". В сумматоре идет сложение "код 2+код 3", деление на два, и на выход с блока 90 идет код №7 . С приходом пятого импульса в триггер 80 сигнал с первого выхода U_выд5 одновременно выдает из регистра 88 код №8 "код 3" на выход, из регистра 85 "код 4" в регистр 89 и через диоды в сумматор, из регистра 84 "код 3" в сумматор 87, открывает ключи в блоке 81, и регистры 83, 84 заполняются кодом "код 5". В сумматоре идет сложение "код 3+код 4", код суммы идет с делением на 2 в блок 90, с него код №9 идет на выход блока 59. С приходом шестого и последующих импульсов в триггер 80 процессы пов