Телевизионное поисково-следящее устройство

Телевизионное поисково-следящее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И"g;AM Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ и iI 68288

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 18.05.77 (21) 2494501/18-24 с присоединением заявки «¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08,79. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (51) М. Кл. -

С 051:У 1/12

G 06К 15/20

Государственный комитет (53) УДК G2-50(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Б. Медведев, Л. П, Петров и Н. В. Литвиненко (71) Заявитель (54) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ ПОИСКОВО-СЛЕДЯЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к приборостроению и может быть применено в фотоэлектрических следящих системах, фотоэлектрических гидах телескопов, приборов для изучения качества звездных изображений, измерения размеров изображений светящихся объектов; с его помощью можно записать и обработать процесс ведения телескопа за звездной по двум осям в диапазоне частот до сотен герц, регистрируя положения изображения звезды в плоскости фотокатода датчика.

Известны телевизионные поисково-следящие устройства со спиральной разверткой, с крестообразной траекторией развертки (1, 2).

Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является телевизионное поисково-следящее устройство, содержащее блоки строчной и кадровой разверток, каждый пз которых состоит из последовательно соединенных формирователя, триггера, ключа, интегратора, выход которого соединен с входами преобразователя сигналов и сглаживающего фильтра и первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих источников опорного напряжения, а выходы — соответственно к второму и третьему входам триггера. Выход сглаживающего фильтра соединен с первыми входами источников опорного напряжения. Кроме того, устройство содержит коммутатор, входы которого соединены с выходами преобразователей сигналов блоков кадровой и строчной разверток, выходы — с входами отклоняющего устройства передающей телевизионной трубки, соединенной с видеоусилителем, выход которого подключен к входу формирователя блока строчной развертки (2).

К недостаткам устройства относятся невысокое быстродействие из-за конечного времени осреднения выходного напряжения и формы траектории сканирования и малая надежность работы.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности работы устройства

20 и расширение области применения его.

Эта цель достигается тем, что в известное телевизионное поисково-следящее устройство ввсдены фильтр нижних частот, последовательно соединенные пиковый детек25 тор, усилитель, высоковольтный источник напряжения и последовательно соединенные полосовой фильтр и пороговый элемент, первый и второй выходы которого связаны соответственно с вторым и третьим

30 входами первого и второго источников

682880 опорного напряжения блоков строчной п кадровой разверток. Выход видеоусилители через фильтр нижних частот соединен с входом формирователя блока кадровой развертки и непосредственно с входом пикового детектора, выход которого соединен с входом полосового фильтра, а высоковольтный источник íапряженпи подключен

1(перс.да кпцеll телевизионной трубке.

K выходу интегратора блока строчной развертки подключен фильтр верхних частот.

Кроме того, каждый источник опорного напряжения содержит два кл|оча, сумматор п два источника эталонного напряжения. Выходы ключей подсоединены к первому н второму входам сумматора, трстпй вход которого подключен к псрвому источнику эталонного напряжения, выход — к выходу источника опорного напряжения.

Выход второго источника эталонного напряжения соединен с входом первого ключа, другим входом связанного с вторым входом источника опорного напряжения, третий вход которого подключен к входу второго ключа, другой вход которого соединен с первым входом источника опорного напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема телевизионного поисково-следящего устройства.

Она содержит передающую телевизионную трубку 1, отклоняющее устройство 2 передающей трубки, состоящее из отклоняющих катушек 3 и 3, коммутатор 4, видеоусилитель 5, пиковый детектор 6, усилитель 7 и высоковольтный источник 8 питания, составляющие блок 9 автоматической регулировки усиления, пороговый элемент

10, блок 11 строчной развертки, содержащий первый источник 12 опорного напряжения, состоящий из первого 13 и второго

14 ключей, сумматора 15 и первого 16 и второго 17 источников эталонного напряжения, ключ 18, интегратор 19, второй источник 20 опорного напряжения, состоящий из первого 21 и второго 22 ключей, сумматора 23 и первого 24 и второго 25 источников эталонного напряжения, формирователь 26, триггер 27, сглаживающий фильтр 28, первый 29 и второй 30 компараторы и преобразователь 31 сигналов, блок

32 кадровой развертки, выполненный аналогично блоку 11 строчной развертки, фильтр 33 нижних частот, полосовой фильтр 34 и фильтр 35 верхних частот.

Выход сглаживающего фильтра 28 служит первым выходом блока 11 строчной развертки и всего устройства. К выходу интегратора 19, который является третьим выходом блока строчной развертки, подключен фильтр 35 верхних частот.

Выход фильтра 35 верхних частот является вторым выходом устройства. К выходу интегратора 19 подключен вход преобразопателя 31 сигналов, выход которого соединен с пгорым выходом блока 11 строчной развертки. Коммутатор 4 поди.почен к отклоняющим катушкам 3 и 3 строчной (Х)

> и кадровой (Y) разверток.

Элементы и связи между ними блока 11 строчной у азверткп полностью повторяютсп в блоке 32 кадровой развс рткп. Псрвым выходом блока кадровой разверткп является выход сглажпвающсго фильтра. Разница мс>кду каналами та, что в блоке кадровой развертки отсутствует выход, соответствующий третьему выходу в блоке строчной развертки.

Устройство работает следующим образом.

Прп включении устройства каналы Х и Y начипа|от работать автономно в режиме поиска объекта. Их работа одинакова, по20 этому рассмотрим только работу канала Х.

При отсутствии сигнала с передающей телевизионной трубки 1 триггер 27 блока

11 строчной развертки находится в одном из устойчивых положений. Соответственно

25 на выходе двухполярного ключа 18 устанавливается напряжение +Е или — Е. Это напряжение поступает на вход интегратора

19 и интегрируется по времени. На выходе интегратора 19 возникает линейно возрас30 тающее напряжение той или другой полярности. Когда его величина достигает уровня срабатывания одного из компараторов

29 или 30 в зависимости от полярности напряжения на выходе интегратора 19, на

35 второй вход (R) или третий вход (5) триггера 27 поступает импульс, перебрасывающий его в другое устойчивое состояние.

После этого процесс повторяется, только на выходе интегратора 19 появляется напря>0 жение другого знака. В отклоняющей катушке 3 канала Х возникает ток, линейно связанный с напряжением на интеграторе

19 благодаря преобразователю 31 сигналов.

Эффективный катод передающей телевизионной трубки 1 перемещается по фотокатоду по координате Х. Зона поиска по координате Х может задаваться напряжением на выходах сумматоров 15 и 23 первого

12 и второго 20 источников опорного наэ0 пряжсния и масштабом преобразователя 31 сигналов.

В режиме поиска напряжение на выходе поискового детектора 6 блока 9 автоматической регулировки усиления отсутствует, 55 поэтому пороговый элемент 10 включает первый ключ 13 источника 12 опорного напряжения и второй ключ 22 источника 20 опорного напряжения и выключает соответственно их второй 14 и первый 21 клю60 чи. Благодаря этому на входы сумматоров

15 и 23 подаются напряжения с источников 16, 17 и 24, 25 эталонного напряжения.

Суммы этих напряжений поступают на вторые входы компараторов 29 и 30 и опреде6,> ляют зону поиска по координате Х, 682880 ее пред—

2.дх

EcJl(1 в иРОцсccc (iHII((Pon<(I((15(! Р1!сliToрия движения эффективного фотокатода переда(ошей телевизионной трубки 1 перссекаст освещенную площадку, то на выходе передающей телевизионной трубки появляется сигнал, длительность которого опредслястся скоростью сканирования вырезывающего отверстия передающей телевизионной труоки и размером освещенной площадки. Этот сигнал усиливается видеоусилителем 5 и поступает на формирователь

26. В момент схода эффективного фотокатода с границы освещенной площадки формируется отрицательный перепад на выходе формирователя 26 и переключается триггер

27.

Сканирование идет в обратном направлении до следующего срабатывания триггера 27 по первому (счет((ох(у) входу, и процесс повторяется. Схема осу(цсствляет поиск объекта и переходит « cлежсния. При этом резко уменьшается амплитуда сканирования и увеличивается частота. Прсдельная скорость перемещения объекта в этом режиме определяется лишь скоростью сканирования, которая постоянна при всех режимах и может быть выбрана по величине порядка 1000 †100 мм/с без специальных требований к видеоусилителюю и к отклоняющсй системс.

В момент появления устойчивого сигнала иа выходе видеоусилитсля 5, ITQ означает переход в режим слежения, на выходе пикового детектора 6 возникает напряжение, которое, пройдя полосовой фильтр 34, переключает пороговый элемент 10 в другое устойчивое состояние. При этом меняются местами открытые и закрытые ключи, связанные с входами сумматоров 15 и 23.

На входы сумматоров 15 и 23 теперь подается через открытые ключи 14 и 21 напряжение с выхода сглаживающего фильтра 28, которое суммируется соответственно с напряжениями источников 16 и 24 эталонного напряжения. Напряжения сравнения для компараторов 29 и 30, равные выходным напряжениям сумматоров 15 и 23, образуют следящую узкую зону относительно текущего значения координаты. Величина этой зоны задается напряжениями источников 16 и 24 эталонного напряжения и выбирается больше амплитуды возможного возмущения.

Совместная работа каналов Х и Y приводит к тому, что размер следящей зоны имеет форму квадрата, центрированного относительно объекта и по размерам составляющего около 10» от максимальной зоны поиска.

Наличие следящей зоны повышает надежность работы схемы в условиях помех и предотвращает переход в режим поиска при одиночном сбое.

Режим слежения по координате У полностью аналогичен описанному, но скорость

15 0

6 рази(.pTK((ио э l о!! координ(1 l с в!>10(1 0 ((тел в 20 — 30 раз ниже, чем по коордииа гс Х, II меж,l,h> BbIXOJOXI (31((lCOA Cl(, IIITC,lя 5 11 пХОдом формирователя 26 блока 32 к(1дрои5(! развертки включен фильтр 33 ни5киих гастот, выделяющий огиоаюшуlo видеосигнала, промодулированного импульсами следя!цсй развертки канала Х. Порог отпускания формирователя 26 в блокс 32 калponoll развертки выбран таким образом, чтобы модуляция п0 амплитуде строчных видсоИМ ПУ Il>CОВ, ВОЗНИ Ка(ОIЦИХ 11P II СКс(НИРОВаHI(i( по кадру, не превышала 50О(р. При этом обеспечивается иорх(ал! иая, без срыгов, работа обоих каналов.

Выбором скорости развертки по координате У обсспсчивастся частотный разнос каналов Х !! У и возмож!(ость захвата объскза при однократном сканировании по плоиьади фотокатода передающей(телевизионной;рубк . 1.

Hcpex0д устройства из режима поиска в режим слс кения после обнаружения объекта, а также обратный переход в случас сго потсри происходят автоматически, без всяких переключений. Среднее значение токов В От! лоняlоших 1 .атд шках 11, I ll, MTD To жс, напряжений иа выходах интеграторов

19 каналов > и У определяет координаты объекта.

Для Определения 1(IcTOTH(>(x Границ слс жения, например по координате Х, положим: Лх — размер эффективного фотокатода; объект точс иный: v,. — скорость развертки; период сканиронания—

T,.= " ; !

А — амплитуда перемещения.

Предельная частоты, при которой амплитуда скорости объекта равна скорости сканирования, Другое ограничение накладывается размером эффсктивного фотокатода

ГЛС f„пк(((f»„;„— ycaOnl(e I(Op SI аЛ ЬНОЙ рабо!ы.

Частотная граница слежения по каналу

У значительно меньше.

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

С помощью коммутатора 4 можно менять местами отклоняющие катушки 3 и 3 и получать широкополосное слежение по координате У, а узкополосное — по координате

Х

Выходом канала Т является первый выход сглаживающего фильтра 28 блока 11

682880

d — й(с/, — U,), 1(! (, строчной развертки, который нс пропускает высокочастотные колебания. Второй выход канала Х вЂ” вспомогательный. На выходе с фильтра 35 верхних частот можно регистрировать амплитуду следящей развертки, которая линейно связана с диаметром изобра>кения светящегося объекта на фотокатодс телевизионной передающей трубки.

Для обеспечения линейной зависимости между амплитудой следящей развертки по каналам Х и У и размером светящегося объекта, независимо от его яркости и защиты телевизионной переда!ощей трубки 1 от перегрузок, введен блок 9 автоматической регулировки усиления, в контуре которого находятся видсоусилитель 5, пиковый детектор 6, усилитель 7 и высоковольтный источник 8 питания.

Наличие пикового детектора 6 в контуре обеспечивает привязку амплитуды видеосигнала к одному уровню, независимо от яркости об ьскта в широком диапазоне, тем самым стабилизируется амплитуда следящей развертки при сканировании объектов одинакового углового размера, но различной яркости. Этот размер может быть измерен а втором выходе устройства по (001") !(I (> 70 где d — диаметр изображения.„ — коэффициент пропорциона 1;>«0стп; (»> — II BI!1) 5!>I>«II II« на 13тОРОм В1>!ходе;

U() — напряжение пп втором выход« прп то !«чпом пзобрпжсппи пп фотокптодс телевизионной псрсдающсй трубки.

Велпчп га У) зав»»спт от величины вырезываю»цсго огвсрстия тслсвизионпой передающей т,)убки.

Ис:07 .,ao»3al» изобретения позволит yl)e,!l!>lii! «быстродействие устройства по сравнению с известными устройствами в два раза за счет того, что тра«ктоппя скапироВа пня 1!0 КООРДИНаТа .>! IIP. КP«C1 ОООРа>ЗI»ая, а лпн«йппя ll погысить падсжность работы УстРО f("! 13;I;!3:1«м .Ог1) ж1»п 1 >!Ill» 30>i!>i i!0 >

I l(. Е 11 13 р(>i(1131«(ьд «Ж(1»п 51 I I !3 !1 Сд« .! ! Л б 10 i(;1

11!3тОмптп>!«(ко!(!)(Г>>;101) 0!31(ll >> (ll 1 ll ilil,, (и(1 ВОЗ)!ОжпОС !> CЛГ)К«111! >! З(1 )I ÏËÎÐ".3.5»Сов

»1ЬI 1>!11 1>ЗО() Р I >f(«1! П Я "..I il !То РПС!ПП1)»1«Т 00Л I> i 11 Р > ) "1"" > 1!и 3 С Т P 0 0 Ò Â П .

Формула изобретения

1. Тс»!Св!!зпоннос поисково-следящее устройстго, содержащее блоки строчной и кадровой разверток, каждый из которых состоит из последовательно соединенных формирователя, триггера, ключа, интегратора, выход которого соединен с входами преобразователя сигналов и сглаживающего фильтра и первыми входами первого и второго компараторов, »370pi!c входы которых подключены к выходам соответствующих источников oi:орпого напряжения, а выходы — соответственно к втопому и третьему входам триггера, выход сглаживающего фильтра соедипсн с первыми входами источников опорного напряжения, и коммутатор, входы которого соединены с выхода»ми преобразогателей сигналов блоков кадровой и строчной разверток, выходы — с входами отклоняющего устройства передающей телевизионной трубки, соединенной с видеоусилителсм, выход которого подкл»очен к входу формирователя блока строчной развертки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью погышения быстродействия i! наде>!(ности, устройство содер>кит фильтр нижних частот, последовательно соединенные пиковый детектор, усилитель, 20 высоковольтный источник напряжения и послсдовател >» о соедпненпыс полосовой фильтр и пороговый элемент, первый и второй выходы которого соединены соответстве!1110 с вторым и третьим входами пер25) ваго и второго источников опорного напряжения блоков строчной и кадровой разверток, выход видеоусилителя через фильтр нижних частот соединен с входом формирователя блока кад )овой развертки, а не00 посредственно — с входом пикового детекторп, выход которого соединен с входом полосового фильтра, а высоковольтный источник напряжения г(одкл!О>!Сн к передающей телевизионной трубке. з> 2. Устройство по п. 1, отличающееся т«м, гго, с ц(лью расширения области применения устройства, в нем к выходу интегратора блока строчной развертки подключен фильтр вер них частот.

i0 ). Устройство по и. 1, отл и ч а ющеес я гс)! что каждый источник опорного напряжения содер>кит два ключа, сумматор и два источника эталонного напря>кения, причем выходы ключей подсоединены к

4> первому и второму гходам сумматора, третий гход которого со«динен с первым ис70 ш 11(01(i эталонного i ппря>кения, выход— с вы (одом исто п1пкп опорного напряжения, а выход второго исто»ника эталонного на>О пряж(;!пя «0«ällпсп с входом первого ключа, другой вход которого соединен с вторым Рходо»! источника опорного напряженн51, третий вход которого соединен с входом второг0 кл»оча, другой вход которого

0> соединен с первым входом источника опорного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

60 № 250254, кл. G 06К 15/20, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 274511, кл. () 06К 15/20, 1969 (прототип).

Составитель Г. Нефедова

Редактор Т. Грузова Техред А. Камышникова Корректор Л. Брахнина

Заказ 2015/7 Изд. № 498 Тираж 1015 Подписное

ИПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2