Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення

Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення, який містить аналого-цифровий перетворювач, блок пам'яті, перший та другий комутатори, різницевий підсилювач, блок синхронізації, цифро-аналоговий перетворювач, вихід аналогоцифрового перетворювача з'єднаний із входом блока пам'яті, перший, другий та третій виходи Винахід відноситься до техніки телебачення і може бути використаний у тепловізійних системах неруйнівного контролю на базі піровідикона Найближчим за технічною суттю до винаходу, що пропонується, є пристрій формування сигналу тепловізійного зображення (П А Кондратов и др Устройство формирования сигнала тепловизионного изображения, А С 1737752 АІ от 20 03 89, Бюл №20, 1992 г), який містить аналогово-цифровий перетворювач, тактовий вхід якого з'єднаний з першим виходом блоку синхронізації, а вихід - з першим інформаційним входом першого комутатора та з інформаційним входом блоку пам'яті, вхід управління якого з'єднаний з другим виходом блоку синхронізації, вихід блоку пам'яті з'єднаний з другим інформаційним входом першого комутатора, вхід управління якого з'єднаний з синхронізуючим входом пристрою, а третій вихід блоку синхронізації та вихід першого комутатора ВІДПОВІДНО є синхронізуючим та інформаційним виходами пристрою, різницевий підсилювач та блок масштабування, другий комутатор, цифро-аналоговий перетворювач, вхід якого з'єднаний з виходом другого комутатора, а вихід з'єднаний із першим входом різницевого підсилювача, другий вхід якого є інформаційним входом пристрою, а його вихід блока синхронізації з'єднані із синхровходом аналого-цифрового перетворювача, синхровходом блока пам'яті та синхровиходом пристрою ВІДПОВІДНО, який відрізняється тим, що містить блок формування сигналу п'єдесталу в складі послідовно з'єднаних суматора та дільника, причому перший та другий входи суматора з'єднані ВІДПОВІДНО із виходами аналого-цифрового перетворювача та блока пам'яті ВІДПОВІДНО, ВИХІД діль ника з'єднаний із входом цифро-аналогового перетворювача, вихід якого з'єднаний із першим входом першого та другим входом другого комутаторів, ІНШІ входи комутаторів з'єднані із входом аналого-цифрового перетворювача та входом пристрою, виходи першого та другого комутаторів з'єднані із входами різницевого підсилювача, вихід якого є виходом пристрою з'єднаний з інформаційним входом блоку масштабування, вихід якого з'єднаний із інформаційним входом аналого-цифрового перетворювача, а вхід управління з'єднаний з входами управління першого та другого комутаторів, при цьому інформаційний вхід останнього з'єднаний з виходом блоку пам'яті Однак такий пристрій має відносну складність, а також те, що корисний вихідний сигнал із скомпенсованим п'єдесталом формується на виході пристрою лише в тих полях розгортки, які відповідають відкритому стану обтюратора, тобто у кожному другому полі розгортки В полях розгортай, які відповідають закритому стану обтюратора, повторюється збережений в блоці пам'яті оброблений корисний сигнал, сформований в полі розгортки при відкритому стані обтюратора Таким чином ВДВІЧІ знижується еквівалентна частота кадрів, що призводить до погіршення відношення сигнал/шум при застосуванні накопичення зображень та до погіршення якості формування динамічних теплових зображень Крім того, недоліком є необхідність погодження в кожному полі розгортки рівня сигналу на вході аналого-цифрового перетворювача з динамічним діапазоном аналого-цифрового перетворювача, що реально важко здійснити о> 47719 В основу винаходу поставлено завдання створити пристрій формування сигналу теплового зображення, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними дозволило б одержати в кожному полі розгортки корисний сигнал подвійної амплітуди із скомпенсованим п'єдесталом Це дозволить, порівняно із прототипом, ВДВІЧІ збільшити частоту інформативних полів розгортки, покращати відношення сигнал/шум в режимі накопичення і тим самим досягнути кращого використання динамічного діапазону аналого-цифрового перетворювача при подальшому оцифруванні обробленого сигналу Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій, який містить аналого-цифровий перетворювач, блок пам'яті, перший та другий комутатори, різницевий підсилювач, блок синхронізації, цифроаналоговий перетворювач, вихід аналого-цифрового перетворювача з'єднаний із входом блоку пам'яті, перший, другий та третій виходи блоку синхронізації з'єднані із синхровходом аналогоцифрового перетворювача, синхровходом блоку пам'яті та синхровиходом пристрою, ВІДПОВІДНО, ЗГІДНО із винаходом, введено блок формування сигналу п'єдесталу в складі послідовно з'єднаних суматора та дільника, причому перший та другий входи суматора з'єднані із виходами аналого-цифрового перетворювача та блоком пам'яті ВІДПОВІДНО, ВИХІД дільника з'єднаний із входом цифроаналогового перетворювача, вихід якого з'єднаний із першим входом першого та другим входом другого комутаторів, ІНШІ входи комутаторів з'єднані із входом аналого-цифрового перетворювача та входом пристрою, виходи першого та другого комутаторів з'єднані із входами різницевого підсилювача, вихід якого є інформаційним виходом пристрою Винахід пояснюється структурною схемою пристрою формування сигналу тепловізійного зображення, наведеною на фіг 1 Часові діаграми роботи пристрою наведено на фіг 2 Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення складається з аналого-цифрового перетворювача АЦП 1, блоку пам'яті 2, першого З та другого 4 комутатора, різницевого підсилювача 5, блоку синхронізації 6, цифро-аналогового перетворювача ЦАП 7, блоку формування сигналу п'єдесталу 8, що складається з суматора 9 та дільника 10 Інформаційний вхід пристрою 11 з'єднаний з другим входом першого комутатора 3, першим входом другого комутатора 4 та інформаційним входом АЦП 1, вихід останнього з'єднаний з другим входом суматора 9 та входом блоку пам'яті 2, вихід якого, в свою чергу, з'єднаний із першим входом суматора 9, вихід суматора 9 під'єднаний до входу дільника 10, вихід якого з'єднаний із входом ЦАП 7, вихід якого, в свою чергу, з'єднаний із першим входом першого комутатора 3 та другим входом другого комутатора 4, виходи яких з'єднані ВІДПОВІДНО з додатнім та від'ємним входами різни цевого підсилювача 5, вихід якого є виходом пристрою 14, виходи блоку синхронізації 4 з'єднані перший - із синхровходом АЦП 1, другий - із синхровходом блоку пам'яті 2, третій - із синхровиходом пристрою 13, керуючий вхід 12 з'єднаний з входами управління першого 3 та другого 4 комутаторів Пристрій формування сигналу тепловізійного зображення працює наступним чином Блок синхронізації 6 формує синхросигнал, який подається на синхровхід АЦП 1 для забезпечення необхідної частоти дискретизації відеосигналу, кадрові та рядкові імпульси гасіння, необхідні для синхронізації розгорток та обтюратора тепловізійної камери, сигнали читання/ запису та вибору адреси, які подаються на керуючі входи блоку пам'яті 2 На інформаційний вхід пристрою 11 подається сигнал, генерований піровідиконом камери (фіг 2, а), а на керуючий вхід 12 - цифровий сигнал стану обтюратора (0 - закритий, 1 - відкритий, фіг 2, б) При закритому обтюраторі, який керується сигналом стану обтюратора, вхідний інформаційний сигнал U и складається із п'єдесталу Q та корисного сигналу Р , тобто U ц =Q - Р При відкритому обтюраторі вхідний інформаційний сигнал ІІ + ц складається із п'єдесталу Q та корисного сигналу Р+, тобто U + ii = Q + Р+, причому Р+ и Р Вхідний інформаційний сигнал C/fi перетворюється в цифрову форму АЦП 1 та подається на другий вхід блоку формування сигналу п'єдесталу 8, який одночасно є входом суматора 9, а також запам'ятовується в блоці пам'яті 2, з якого безпосередньо перед цим зчитується сигнал, збережений в попередньому полі розгортки, який подається на перший вхід блоку 8 та суматора 9 Сигнал на виході суматора 9 можна наближено записати як U z = U и + U + ii = Q - Р + Q + P+ и 2Q Дільник 10 формує на виході блоку 8 сигнал п'єдесталу Q (Фіг 2, в) в цифровому представленні Після перетворення в аналогову форму ЦАП 7, цей сигнал подається на перший вхід першого 3 та другий вхід другого 4 комутаторів Інші входи комутаторів 3 і 4 з'єднані із інформаційним входом 11, на якому почергово діють, в залежності від стану обтюратора, сигнали U цта ІІ + ц Комутатори З та 4, що керуються сигналом стану обтюратора із входу 12, забезпечують потрібне під'єднання прямого та інверсного входів різницевого підсилювача 5, при якому на прямому вході буде діяти вхідний інформаційний сигнал ІІ + ц, а на інверсному - U и Таким чином на виході різницевого підсилювача 5 та інформаційному виході пристрою 14 у кожному полі розгортки формується однополярний аналоговий сигнал теплового зображення подвійної амплітуди (Фіг 2, г ), рівень якого може бути легко узгоджений із динамічним діапазоном АЦП при подальшому перетворенні в цифрову форму 47719 ФІГ. 1 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71