gen_test_paltv.pdf

2/99

Generator telewizyjnego obrazu

testowego PAL

cze). Za jego taktowanie odpowiedzialne

s¹ liczniki synchroniczne US1 i US2. Za-

stosowanie synchronicznych liczników do

generacji adresu by³o konieczne ze wzglê-

du na du¿¹ czêstotliwoœæ pracy uk³adu

US3 (liczniki asynchroniczne wprowadza-

³yby zbyt du¿e opóŸnienia). Multiplekser

US4 jest odpowiedzialny za prze³¹czanie

Ÿród³a danych sygna³ów R, G, B i SYNCH.

Drugi z bloków jest odpowiedzialny

za tworzenie z sygna³ów podstawowych

R, G, B oraz zespolonej synchronizacji

(tzw. sandcastle) zespolonego sygna³u wi-

zji w standardzie PAL. Do tego odpowie-

dzialnego zadania wykorzystywany jest

specjalizowany uk³ad MC 1377 oznaczo-

ny na schemacie jako US5. Uk³ad MC

1377 posiada wszystkie niezbêdne bloki

s³u¿¹ce do generowania wysokiej jakoœci

sygna³u wizyjnego. W jego strukturze zin-

tegrowane zosta³y miêdzy innymi: w³asny

oscylator podnoœnej koloru, sterowany

napiêciem przesuwnik fazowy, dwa mo-

dulatory DSB z t³umieniem noœnej chro-

minancji, matryce wejœciowe RGB i uk³a-

dy odtwarzania sk³adowej sta³ej wygasza-

nia. Wykorzystanie specjalizowanego

uk³adu kodera PAL w znacznym stopniu

wp³ynê³o na uproszczenie konstrukcji

generatora.

Funkcjê generatora testowego sygna-

³u dŸwiêkowego o czêstotliwoœci 1 kHz

spe³niaj¹ 2 pozosta³e inwertery uk³adu

US6 pracuj¹ce w klasycznej aplikacji ge-

neratora astabilnego. Na wyjœciu zastoso-

wano prosty filtr dolnoprzepustowy RC

t³umi¹cy stopniu wy¿sze harmoniczne

przebiegu prostok¹tnego.

Za dostarczanie napiêæ zasilaj¹cych

+12 V i +5 V odpowiedzialne s¹ odpo-

wiednio stabilizatory US7 i US8. Zosta³y

po³¹czone w taki sposób, aby przenikanie

zak³óceñ z czêœci cyfrowej do analogowej

by³o jak najmniejsze.

Du¿a popularnoœæ prezentowanego w PE 4/97 generatora serwi-

sowego PAL zachêci³a nas do nieco odmiennego potraktowania

tematu i opracowania jego nowej wersji. Prezentowany tutaj ge-

nerator w odró¿nieniu od jego poprzednika generuje tylko jeden

test – charakterystyczn¹ telewizyjn¹ tablicê kontroln¹, któr¹

wszyscy z pewnoœci¹ znaj¹ z „porannych przerw w programie”.

Tablica kontrolna PAL zawiera ona wszystkie elementy niezbêdne

do oceny jakoœci obrazu telewizyjnego. Dodatkowo, wzorem pro-

toplasty, urz¹dzenie wyposa¿one zosta³o w generator 1 kHz s³u-

¿¹cy do sprawdzenia toru audio w telewizorze.

Budowa generatora

ny na uk³adach liczników synchronicz-

nych 74HC590A US1 i US2, pamiêæ

EPROM US3 oraz multiplekser US4 (patrz

rys. 2). Kluczow¹ rolê w funkcjonowaniu

urz¹dzenia spe³niaj¹ informacje zapisane

w pamiêci EPROM. Ich cykliczne odtwa-

rzanie z du¿¹ czêstotliwoœci¹ pozwala na

generowanie sygna³ów sk³adowych kolo-

ru R, G, B oraz zespolonego sygna³u syn-

chronizacji (impulsy synchronizacji pozio-

mej i pionowej oraz impulsy wyrównaw-

Na rysunku 1 przedstawiony zosta³

schemat blokowy urz¹dzenia. W kon-

strukcji generatora mo¿na wyró¿niæ zasa-

dniczo dwa bloki funkcjonalne.

Pierwszym z nich jest generator sk³a-

dowych koloru oraz impulsów synchroni-

zacji pionowej i poziomej. W jego sk³ad

wchodzi generator 3,27 MHz (4 inwerte-

ry uk³adu US6), licznik adresu zrealizowa-

Zasada dzia³ania

US1, US2

US3

US4

US5

Jak wiemy jedna ramka obrazu tele-

wizyjnego PAL trwa 20 ms. Pamiêæ

EPROM US3 ma pojemnoœæ 65536 baj-

tów (64 kB). Aby w pamiêci o pojemno-

œci 64 kB zapisaæ informacjê o czasie

trwania równym 20 ms, nale¿y tak do-

braæ czêstotliwoœæ próbkowania, ¿eby

czas odtwarzania ca³ej zawartoœci pamiê-

ci by³ równy dok³adnie 20 ms. Zale¿noœæ

t¹ opisuje równanie:

LICZNIK

ADRESU

PAMIÊÆ

MULTI-

MODULATOR

VIDEO

EPROM

PLEKSER

PAL

SYNC

1/2 US6

GENERATOR

3,27 MHz

1 kHz

AUDIO

Rys. 1 Schemat blokowy generatora obrazu testowego PAL

2/99

Przy takiej czêstotliwoœci taktowania pa-

smo sygna³u wizyjnego wynikaj¹ce

z twierdzenia o próbkowaniu (Kotielniko-

wa-Shannona) by³oby jednak zbyt w¹s-

kie aby uzyskaæ zadowalaj¹cy rezultat

(f gen /2 = 1,6384 MHz). Poniewa¿ jednak

do generacji zespolonego sygna³u wizyj-

nego potrzebne s¹ tylko cztery sygna³y

(3 sk³adowe koloru R, G, B oraz synchro-

nizacja), a pamiêæ typu 27C512 jest 8-bi-

towa, mo¿liwe by³o jej podzielenie na

dwie czterobitowe sekcje prze³¹czane za

pomoc¹ multipleksera US4. W ten sposób

mo¿liwe sta³o siê wykorzystanie wszyst-

kich komórek pamiêci i przez to dwukrot-

ne zwiêkszenie czêstotliwoœci próbkowa-

nia.

W ramach dalszej oszczêdnoœci pa-

miêci próbek, zdecydowano siê na gene-

racjê obrazu bez przeplotu co wprawdzie

dwukrotnie zmniejsza rozdzielczoœæ obra-

zu w pionie, jednak do celów kontrolnych

jest zupe³nie wystarczaj¹ce.

Policzymy teraz rozdzielczoœæ genero-

wanego obrazu.

Rozdzielczoœæ obrazu w poziomie

mo¿emy policzyæ w sposób nastêpuj¹cy.

Jedna linia obrazu trwa 64 ms. Impuls

synchronizacji poziomej oraz sygna³ syn-

chronizacji koloru BURST trwaj¹ w sumie

oko³o 12 ms (jest to czas przeznaczony na

wygaszanie poziome). Na ekranie wido-

czne s¹ wiêc 52 ms. Przy czêstotliwoœci

próbkowania rów-nej 6,5536 MHz

(3,2768 [MHz] · 2) daje to:

Rozdzielczoœæ obrazu w pionie w systemie

PAL nie zale¿y od pasma sygna³u wizji.

Liczba linii w pionie jest sta³a równa 625.

Z tych 625 linii czêœæ zosta³a przeznaczo-

na na wygaszanie pionowe, czêœæ jest nie-

widoczna na ekranie – efektywna roz-

dzielczoœæ w pionie dla systemu PAL jest

wiêc równa oko³o 574 linie. Poniewa¿ ge-

nerator testowy pracuje bez przeplotu

tzn. nie generuje pó³obrazów jego roz-

dzielczoœæ pionowa bêdzie równa po³o-

wie tej rozdzielczoœci czyli 287 linii.

Na rysunku 3 przestawiony zosta³

wygl¹d generowanej tablicy kontrolnej

PAL. Jej rozdzielczoœæ jest równa

341 (H) × 287 (V) linii.

Pos³ugiwanie siê obrazem

testowym

Rys. 2 Schemat ideowy generatora obrazu testowego PAL

Tablica kontrolna PAL zosta³a opraco-

wana w taki sposób, aby za jej pomoc¹

2/99

Rys. 3 Wygl¹d generowanej tablicy

kontrolnej

tem testu jest ko³o, w które zosta³o wpi-

sane wiêkszoœæ pozosta³ych testów. Ko³o

o idealnym kszta³cie œwiadczy o po-

prawnie ustawionej geometrii obrazu.

Geometriê obrazu w rogach ekranu

mo¿na równie¿ sprawdziæ przy pomocy

kraty. Za pomoc¹ kraty mo¿na równie¿

sprawdziæ zniekszta³cenia poduszkowe.

Do regulacji po³o¿enia obrazu pomocny

jest krzy¿ umieszczony w centralnej czê-

œci testu.

Obraz przecinaj¹cych siê linii pozio-

mych i pionowych kraty – poza ocen¹

zniekszta³ceñ geometrycznych – umo¿li-

wia równie¿ ocenê zbie¿noœci. W przy-

padku dobrej zbie¿noœci linie pionowe

i poziome s¹ bia³e. Zabarwienie brze-

gów linii lub pojawienie siê dwu lub

wiêcej linii kolorowych w miejsce linii

bia³ej œwiadczy o braku zbie¿noœci.

Do oceny rozdzielczoœci w kierunku

poziomym s³u¿y piêæ kwadratów, zawie-

raj¹cych paski o coraz wiêkszym zagê-

szczeniu, odpowiadaj¹ce kolejno czêstotli-

woœciom sygna³u: 0,82 MHz, 1,64 MHz,

2,18 MHz 3,28 MHz, w ostatnim kwa-

dracie bia³e paski zosta³y umieszczone

co trzeci¹ liniê.

Obszarem przeznaczonym do oceny

jakoœci obrazu kolorowego jest szeœæ ko-

lorowych kwadratów, które odpowiada-

j¹ nasyconym barwom o 75% amplitu-

dzie. Barwy zosta³y uszeregowane we-

d³ug malej¹cej luminancji. Za pomoc¹

tych kwadratów ocenia siê prawid³o-

woœæ dekodowania i matrycowania

w odtwarzanym obrazie – kwadraty po-

winny mieæ barwy zgodne z przedsta-

wionymi na rysunku 3 a ich jaskrawoœæ

powinna zmieniaæ siê w sposób mono-

toniczny. Granice pomiêdzy poszczegól-

nymi kwadratami powinny byæ wyraŸne

i pojedyncze, bez ciemnych lub jasnych

obwódek i bez zmiany zabarwienia.

mo¿liwa by³a subiektywna ocena jakoœci

kolorowego obrazu telewizyjnego. Jej

elementy sk³adowe zosta³y tak dobrane

i rozmieszczone, ¿e pos³uguj¹c siê tylko

jednym testem mo¿na oceniæ i wyregu-

lowaæ wszystkie najwa¿niejsze parame-

try obrazu.

Do oceny zniekszta³ceñ geometrycz-

nych najbardziej przydatnym elemen-

C28

US3

C6 C7

27C512-100

C17

C16

C26

C14

US4

C10

C18

US2

US1

C27

C13

C29

C25

C12

C19

C20

US6

C11

74LS04

C21

C22

GND

AUDIO

PR1

R13

–

VIDEO

14V

C4 T1

R12

US7

R14

C23 US8

ARTKELE 441

Rys. 4 P.³ytka drukowana i rozmieszczenie elementów

2/99

W najwiêkszym stopniu dotyczy to

przejœcia pomiêdzy kwadratem zielo-

nym a purpurowym w centralnej czêœci

obrazu gdy¿ nastêpuje gwa³towna zmia-

na wszystkich sk³adowych koloru.

Drugim obszarem przeznaczonym

do oceny jakoœci obrazu kolorowego jest

dolny wycinek ko³a – zawieraj¹cy czer-

wony pionowy prostok¹t w ¿ó³tym oto-

czeniu. Przy przejœciu z obszaru ¿ó³tego

do czerwonego i odwrotnie wystêpuj¹

wzglêdnie du¿e zmiany zarówno sygna-

³ów ró¿nicowych chrominancji R-Y i B-Y,

jak i toru luminancji Y. W przypadku do-

brego zestrojenia torów chrominancji

i luminancji oraz ca³kowitej zgodnoœci

czasowej tych sygna³ów, przejœcia miê-

dzy tymi barwami w odtwarzanym

obrazie s¹ czyste i wyraŸne, a pola

barwne stykaj¹ siê bezpoœrednio ze so-

b¹. W przypadku niezgodnoœci czasowej

sygna³ów luminancji Y i ró¿nicowych

koloru R-Y i B-Y, z jednej strony obszaru

czerwonego barwy jak gdyby zachodz¹

na siebie, a z drugiej strony powstaje

miêdzy nimi ciemna przerwa.

Po uzyskaniu stabilnego obrazu stara-

my siê doprowadziæ do pojawienia siê ko-

loru na ekranie telewizora. W tym celu

zmieniamy ustawienie potencjometru P4

(s³u¿y on do regulacji po³o¿enia sygna³u

BURST). Je¿eli w ca³ym zakresie regulacji

P4 nie udaje nam siê uzyskaæ koloru,

wówczas musimy skorygowaæ czêstotli-

woœæ sygna³u BURST. Dokonujemy tego

trymerem C18. Zmieniamy nieco jego po-

³o¿enie i powtarzamy regulacjê potencjo-

metrem P4. Je¿eli kolor pojawia siê

w pewnym zakresie regulacji, to potencjo-

metr ustawiamy w œrodku tego zakresu.

Na koniec mo¿na jeszcze zmieniæ ustawie-

nie trymera C18 tak, aby uzyskaæ najlep-

szy obraz. Równowagê sk³adowych koloru

R, G, B mo¿na skorygowaæ odpowiednio

potencjometrami P1¸P3.

Brak koloru mo¿e byæ spowodowany

zastosowaniem rezonatora kwarcowego

Q2 o zbyt du¿ej tolerancji czêstotliwoœci

lub uszkodzeniem któregoœ z elementów

biernych w otoczeniu uk³adu US5.

Precyzyjne zestrojenie generatora jest

mo¿liwe tylko przy u¿yciu oscyloskopu. Po-

s³uguj¹c siê nim, w pierwszej kolejnoœci, na

wejœciach R, G, B uk³adu US5 (nó¿ki nr 3,

4, 5) ustawiamy odpowiednio potencjo-

metrami P1, P2, P3 amplitudê sk³adowej

zmiennej na poziomie 0,9 V pp . Nastêpnie

obserwuj¹c zespolony sygna³ wizyjny usta-

wiamy potencjometrem P4 odpowiednie

po³o¿enie sygna³u BURST. Impuls synchro-

nizacji koloru – BURST powinien zaczynaæ

siê 5,5 ms po opadaj¹cym zboczu synchro-

nizacji poziomej. Amplitudê zespolonego

sygna³u wizyjnego regulujemy potencjo-

metrem P5 na wartoœæ oko³o 1,5 V pp . Na

koniec regulujemy czêstotliwoœæ sygna³u

BURST zmieniaj¹c po³o¿enie trymera C18.

Efekt regulacji mo¿emy podobnie jak

w poprzednim przypadku obserwowaæ na

ekranie telewizora lub po do³¹czeniu pre-

cyzyjnego miernika czêstotliwoœci ustawia-

my czêstotliwoœæ 4433619 Hz.

Na koniec jeszcze jedna praktyczna

wskazówka. Generator mo¿na w prosty

sposób wyposa¿yæ w wy³¹cznik koloru wy-

korzystuj¹c w tym celu wyprowadzenie nr

20 uk³adu US5. Zwarcie tego wyprowa-

dzenia z mas¹ spowoduje przejœcie kodera

koloru w tryb NTSC, co objawi siê brakiem

koloru na ekranie telewizora pracuj¹cego

w standardzie PAL.

P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zali-

czeniem pocztowym. P³ytki i zaprogramo-

wane uk³ady EPROM 27C512-100 z do-

piskiem OBRAZ mo¿na zamawiaæ w redak-

cji PE.

Wykaz elementów

Pó³przewodniki

US1, US2 – 74HC590A

US3

– pamiêæ EPROM 27C512-100

z programem „OBRAZ”

US4

– 74HC157

US5

– MC 1377

US6

– 74LS04, 74AS04

US7

– 78L12

US8

– 78L05

– BC 547B

PR1

– mostek prostowniczy GB 008

Rezystory

R12 – 20 W /0,125 W

R14 – 68 W /0,25 W

R10, R11 – 100 W /0,125 W

R13

– 220 W /0,125 W

R1, R2

– 330 W /0,125 W

– 1 k W /0,125 W

– 1,5 k W /0,125 W

R6, R9

– 2,2 k W /0,125 W

– 3,3 k W /0,125 W

– 10 k W /0,125 W

– 39 k W /0,125 W

P1÷P3

– 1 k W TVP 1231

– 4,7 k W TVP 1231

Konstrukcja mechaniczna

i uruchomienie

– 47 k W TVP 1231

Kondensatory

Pod uk³ad US3 nale¿y zastosowaæ

podstawkê. Uk³ad US6 powinien byæ ty-

pu LS, S, AS w przeciwnym przypadku

mog¹ wyst¹piæ problemy ze wzbudza-

niem generatora 3,27 MHz.

W uruchamianiu przydatny bêdzie

oscyloskop. Pozwoli on na dok³adne ze-

strojenie generatora. Posiadanie oscylo-

skopu nie jest jednak niezbêdne, gdy¿

wszystkie regulacje mo¿na bêdzie prze-

prowadziæ „na oko”, obserwuj¹c gene-

rowany obraz testowy na ekranie tele-

wizora. W pierwszej kolejnoœci opisze-

my sposób regulacji w sytuacji gdy nie

dysponujemy oscyloskopem.

Przed w³¹czeniem zasilania suwaki

potencjometrów P1¸P3 ustawiamy w ¼

obrotu od +5 V (patrz¹c od krawêdzi

p³ytki - bli¿ej lewego skrajnego po³o¿e-

nia), natomiast potencjometry P4 i P5

ustawiamy w pozycji œrodkowej. Po

pod³¹czeniu generatora do wejœcia vi-

deo w telewizorze i w³¹czeniu zasilania,

na ekranie powinien pojawiæ siê obraz

testowy. Mo¿e on jednak byæ pozbawio-

ny koloru. Je¿eli odbiornik TV nie mo¿e

zsynchronizowaæ siê z sygna³em z gene-

ratora, to potencjometrem P5 reguluje-

my amplitudê zespolonego sygna³u wi-

zyjnego na odpowiedni¹ wartoœæ.

C18 – trymer 6/25 pF

C15, C16 – 220 pF/50 V ceramiczny

C8, C11 – 1 nF/25 V KSF–020–ZM

C10, C17 – 10 nF KSF–020–ZM

C14

– 22 nF/50 V ceramiczny

C9,

C27÷C29 – 47 nF/50 V ceramiczny

C1, C3,

C12, C13 – 100 nF/63 V MKSE–20

C21 – 100 nF/50 V ceramiczny

C2 – 220 nF/63 V MKSE–20

C20 – 220 nF/50 V ceramiczny

C4÷C7 – 10 m F/16 V

C26 – 10 m F/16 V tantalowy

C22, C25 – 100 m F/16 V

C19, C23 – 220 m F/16 V

Inne

Q1 – rezonator kwarcowy

3,276800 MHz

Q2 – rezonator kwarcowy

4,433619 MHz

p³ytka drukowana numer 441

Cena: p³ytka numer 441 - 7,35 z³

27C512-100 OBRAZ - 25,00 z³

+ koszty wysy³ki.

à Mgr in¿. Tomasz Kwiatkowski

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: