Dendy - генератор испытательных телевизионных сигналов. Новая версия. Схема, описание. Генератор ТВ сигнала на микроконтроллере - Телевизионная техника - Схемы бытовых устройств Генератор телевизионных испытательных сигналов на pic

Сколько я занимаюсь электроникой, всегда хотел заиметь генератор сигналов различной формы. Недавно мне понадобилось получить синусоидальный сигнал с помощью цифровых методов, и я решил что сделаю себе хороший генератор! В итоге я сделал простой, но функциональный генератор сигналов который может генерировать: меандр, треугольник, синус, шум и пилообразный сигналы. Максимально генерируемая частота - 60kHz (килогерц). Пока что в настоящей прошивке, частоту можно устанавливать только при генерации меандра, для остальных сигналов можно устанавливать лишь задержку в микросекундах. Основой устройства является AVR микроконтроллер ATtiny2313, сигнал генерируется с помощью 8 битного цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), данные о частоте, сигнале или задержки отображаются на ЖК индикаторе 8x2. Вот собственно принципиальная схема:

Для сборки понадобятся детали:
1. Микроконтроллер Attiny2313 - 1шт.
2. ЖК индикатор WH0802 или с HD44780 совместимом - 1шт.
3. Микросхема LM324 - 1шт.
4. Тактовые кнопки без фиксации - 3шт.
5. Резистор 10 кОм - 1шт.
6. Резистор 300 Ом - 1шт.
7. Резистор 2 кОм - 8шт.
8. Резистор 1 кОм - 9шт.

ЦАП собран на резисторах и подключён напрямую к порту B микроконтроллера, сигнал после ЦАПа усиливается с помощью операционного усилителя LM324. ЖК индикатор я применил WH0802 c совместимом контроллером, данный ЖКИ имеет 2 строки по 8 знакомест каждая. Существенно применение любого ЖК индикатора с совместимом контроллером с HD44780. Микроконтроллер применить Attiny2313 можно с любыми буквенными индексами, в любых корпусах. Кнопки можно применить любые тактовые, без фиксации. Кнопкой "Выбор" выбирается тип генерируемого сигнала. Кнопками "Плюс" и "Минус" устанавливается частота или задержка. При включении устройства оно сразу начинает генерировать сигнал, по умолчанию это меандр. Напряжение питания: 5 вольт. Вот осциллограммы генерируемых генератором сигналов:

Я собрал свой генератор сигналов в пластмассовом корпусе ZIV, вот что получилось:

Первые испытания вместе с самодельным осциллографом:

Схему я собрал на печатной плате сделанной с помощью , рисунок печатной платы в можно найти в файлах к статье. На плате я использовал детали в SMD корпусах, исключение лишь составляет микросхема LM324, она использована в DIP корпусе. Прошивку для устройства я писал в среде BASCOM-AVR исходник прилагается. Также прилагается проект устройства в программе . Кстати, после прошивки не забудьте установить следующие фьюз биты (для программы SinaProg):

Список радиоэлементов

Генератор подключают к антенному входу телевизора, работающем на первом или втором телевизионном канале. Получая на экране различные испытательные изображения, можно свести лучи цветного кинескопа, добиться чистоты цвета и баланса белого, откорректировать геометрические искажения, размеры и центровку растра, отрегулировать фокусировку и т.д. Прибор формирует чёрное и белое поле, шесть и двенадцать вертикальных полос с градациями яркости, вертикальные и горизонтальные чередующиеся полосы и линии, а также шахматное и сетчатое поля и много других комбинаций, в том числе возможна инверсия сигнала. С целью упрощения, генератор формирует построчный растр с числом строк 315. Частота кадров равна 49,6 Гц. Принципиальная схема генератора показана на рисунке. Он состоит из кварцевого генератора образцовой частоты (DD5.1, DD5.2), формирователя телевизионных сигналов (DD1 – DD4, DD5.3, DD5.4, DD6, DD7), устройства сложения (VD5 – VD7, R17 – R19) и генератора РЧ (VT1). Кварцевый генератор вырабатывает импульсы с частотой следования 4 МГц.

В результате её деления на выходе 15 счётчика VD2 на каждый 16-й входной импульс формируется импульс 0.1 мкс, образуя сигналы частотой 250 Гц. создаёт на экране вертикальные линии. Он проходит на переключатель SB5. Частоту повторения этой последовательности счётчик D1 делит до строчной (15625 Гц), на выходе 1 получаем сигнал вертикальных полос, поступающий на переключатель SB4.1. Резисторы R2 - R5 преобразуют сигналы двоичного кода на выходах 1, 2, 3, 4 счетчика DD1 в ступенчато изменяющееся напряжение градаций яркости. Строчные гасящие и синхронизирующие импульсы с периодом следования 64 мкс. формируются триггерами микросхемы D3. До появления импульса на входе R, триггер DD3.1 находится в единичном состоянии. Поступающий на вход R импульс, устанавливает его в нулевое состояние, что соответствует началу формирования строчного гасящего импульса. Триггер возвращается в исходное состояние под воздействием на его вход С второго положительного перепада, возникающего на выходе 1 счётчика DD1. На инверсном выходе триггера получаются положительные гасящие импульсы длительностью 12 мкс. Триггер DD3.2 формирует строчные синхроимпульсы длительностью 4 мкс, фронт которых сдвинут на 2 мкс относительно фронта гасящих. Обеспечивают это элементы VD1 и R6, выполняющие операцию ИЛИ и управляющие входом D. В этом же триггере в строчный синхросигнал вводятся кадровые синхроимпульсы, поступающие на вход R, в результате чего на его выходе формируется смесь синхроимпульсов. На микросхемах DD4, DD6 и элементах DD5.3, DD5.4 выполнен формирователь кадровых синхроимпульсов и сигналов горизонтальных линий и полос. Формирование сигнала горизонтальных полос происходит при прохождении импульсов, снимаемых с выхода S1 счётчика DD4, через триггер DD6. При этом частота их следования уменьшается вдвое, а скважность становится равной 2.

На элементах DD7.1, DD7.2, R14, VD3 выполнено устройство, в котором из двух исходных сигналов, поступающих на вход элемента DD7.1 формируется третий. Для получения шахматного или сетчатого поля одновременно нажимают на кнопки SB4, SB6 (вертикальные и горизонтальные полосы). Если нажать кнопку SB8, то получим точечное поле. Различные комбинации нажатых кнопок SB1 – SB9 позволяют получить множество других изображений на экране. Полный видеосигнал положительной полярности образуется в устройстве сложения на элементах VD5 – VD7, R17 – R19. При одновременном нажатии кнопок SB3, SB4 и SB6 в устройстве формируется сигнал шахматного поля, квадраты которого заполнены полосами градаций яркости. Видеосигнал снимается с резистора R19, поступает с конденсатора С3 на генератор РЧ, где происходит модуляция по коллектору транзистора VT1. Приставка к прибору собрана в том же корпусе на отдельной печатной плате. Она позволяет проверять работу цветовой синхронизации и весь тракт прохождения цветоразностных сигналов, настраивать частотные детекторы в блоках цветности. Приставка обеспечивает формирование испытательных изображений чередующихся цветных полос. В режиме проверки частотных детекторов и установки их нулей, по всему полю через строку передаются сигналы цветовых поднесущих.

Функционирование всего тракта цветоразностных сигналов контролируют по изображению на экране цветных полос. При этом включая различные испытательные сигналы самого генератора. Принципиальная схема приставки показана на рисунке. Она состоит из кварцевых генераторов частот цветовой синхронизации 3900 кГц (элементы DD4.1, DD4.2) и 4756 кГц (DD5.1, DD5.2) и цветных поднесущих 4250 кГц (DD3.1, DD3.2) и 4406 кГц (DD8.1, DD8.2), коммутаторов частот цветовой синхронизации (DD4.3, DD4.4, DD5.3, DD6) и цветовых поднесущих (DD3.3. DD8.3, DD10), сумматора (DD7, R4 – R6, R9 – R11), генератора временного интервала (DD9) и формирователей импульсов (DD1, DD2, DD3,4, DD5.4). Приставка включается кнопкой QB1. Из строчных синхроимпульсов, поступающих в приставку с генератора, триггер DD2.2 формирует импульсы полустрочной частоты. И длительностью (64 мкс) для коммутации сигналов цветовой синхронизации. С выхода триггера они воздействуют непосредственно на элемент DD5.3 и через инвертор DD1.3 на DD4.3, которые поочерёдно, через строку пропускаю сигналы частот цветовой синхронизации 4756 и 3900 кГц. После суммирования этих сигналов в элементе DD4.4 пакеты частот цветовой синхронизации приходят на элементы DD6.1 и DD6.2. Кроме того с выходов триггера DD2.2 и инвертора DD1.3 импульсы полустрочной частоты через контакты SB2.1 и SB2.2 переключают элементы DD8.3 и DD3.3 , которые также поочерёдно пропускают сигналы частот цветовых поднесущих 4406 и 4250 кГц с их генераторов на элементы DD10.1 и DD10.2. В сумматоре на элементах DD7, R4 – R6, R9 – R11 сигналы цветовой синхронизации и цветовой поднесущие складываются и через конденсатор C1 поступают в точку соединения резисторов R17, R18 и диод VD7 генератора и затем на автогенератор РЧ, иодулируя полный телевизионный сигнал. На рис.5 изображена двухсторонняя печатная плата на которой собрана приставка.

Питается генератор сигналов от источника стабилизированного напряжения, схема которого изображена на рисунке. Светодиод HL1 индицирует включение устройства. Детали. Катушка генератора L1 содержит 8 витков провода ПЭВ-2 0.23 и намотана виток к витку на каркасе диаметром 5 и длиной 15 мм с подстроечным сердечником СЦР-1. На этом же каркасе расположен виток связи L2 из того же провода. Трансформатор Т1 – любой малогабаритный, рассчитанный на ток во вторичной обмотке не менее 0.3 А при выходном напряжении 8 В. Все детали генератора сигналов смонтированы на двухсторонней печатной плате. Плата изображена с двух сторон на рисунке 4. Кварцевые резонаторы в приставке можно заменить последовательными контурами катушки которых наматывают на виток к витку проводом ПЭВ-2 0.23 на ребристых каркасах диаметром 7 мм с подстроечниками СЦР-1 (от радиоприемника Меридиан). На частоту 3900 кГц в приставке и 4мГц в генераторе катушки контуров содержат по 75 витков, емкость конденсаторов 62 пф. На частоту 4756 кГц катушка содержит 60 витков, ёмкость конденсатора 51 пф. На частоту 4250 кГц - 58 витков, конденсатор 68 пф. На частоту 4406 кГц – 48 витков, конденсатор 82 пф.

Настройка генератора сигналов. При настройке контура 4 МГц в генераторе, подключённом к телевизору, его подстроечником сначала добиваются устойчивой строчной синхронизации на экране телевизора, а затем включив кнопками SB5, SD7 сетчатое поле добиваются равенства сторон квадратов. Для настройки контуров в приставке включают в генераторе кнопку SB9 – инвертирование, а на приставке QB1 и SB1 (синие и зелёные полосы). Вращая подстроечник контура 4756 кГц добиваются устойчивого изображения цветных полос сначала бирюзового, а затем при настройке контура 3900 кГц – ярко зелёного цвета. После этого отжать кнопку SB1 и настраивают контуры на 4250 и 4406 кГц получают свечение красных и сиеих полос. Следует отметить если в телевизоре неправильно отрегулировано АРУ при подключении генератора сигналов, изображение может быть искажено. Необходимо сначала отрегулировать АРУ в телевизоре. Автор конструкции - Валерий Иванов. E-mail: [email protected]

И
Оказывается для генерации видеосигнала достаточно всего одной микросхемы и двух резисторов. То есть можно сделать буквально карманный генератор видеосигнала размером с брелок. Такой прибор пригодится телемастеру. Его можно использовать при сведении кинескопа, регулировке чистоты цвета и линейности.

Работа генератора и его характеристики.
Генератор подключается к видеовходу телевизора, обычно это разъем типа "тюльпан" или .
Прибор генерирует шесть полей:
- текстовое поле из 17 строк;
- сетка 8x6;
- сетка 12x9;
- мелкое шахматное поле 8x6;
- крупное шахматное поле 2x2;
- белое поле.

Текстовое поле.		Сетка 8x6.		Сетка 12x9.
Шахматное поле 8x6.		Шахматное поле 2x2.		Белое поле.

Для формирования видеосигнала используется нулевой бит PORTA и целиком весь PORTB. (Этот порт работает в сдвиговом режиме. Несмотря на то, что сигнал снимается только с его нулевого бита, программа использует его весь. Поэтому все биты PORTB настроены как выходы.) Первый бит PORTA используется для индикации состояния генератора. Когда прибор включен, - светодиод горит. Когда прибор выключен, - светодиод погашен. Третий бит PORTA используется для переключения режимов работы генератора и его выключения. Кратковременное нажатие кнопки S2 позволяет перейти от одного поля генератора к другому. При удержании этой кнопки в нажатом состоянии дольше 1 с. прибор выключается (микроконтроллер переходит в состояние "SLEEP"). Чтобы включить генератор необходимо выполнить сброс. Это осуществляется нажатием кнопки S1. Напряжение питания прибора можно выбрать в пределах 3 - 5 В. При этом соответственно должны быть подобраны номиналы резисторов.
3В...– R5=456Ом и R6=228Ом
3,5В – R5=571Ом и R6=285Ом
4В...– R5=684Ом и R6=342Ом
4,5В – R5=802Ом и R6=401Ом
5В...- R5=900Ом и R6=450Ом
Здесь указаны расчетные значения. Реально можно ставить резисторы из стандартного ряда, например для 5В - 910Ом и 470Ом, а для 3В - 470Ом и 240Ом.
Напряжение питания генератора может быть и меньше 3В. Для каждого конкретного PICа минимум следует определять эксперементально. У меня, например, 20МГц-й PIC выпуска 2001 года работал и при 2,3 В.

Прграмма.
Программа формирует 6 полей. Каждое поле состоит из 301 строки (300 информационных строк + одна черная). Вообще расчетное число – 305 (625 строк растра - 15 строк кадровой синхронизации = 610. Информация в кадре выводится через строку (подробнее об этом смотри здесь), поэтому 610 / 2 = 305). Но при таком числе строк размер растра по вертикали получается немного больше того, что формирует видеосигнал, передаваемый телецентром.
Первая строка в каждом поле черная. В это время опрашивается состояние кнопки S2, вычисляется время удержания ее в нажатом состоянии и определяется необходимость перехода от одного поля к другому.
В графических полях есть небольшие искажения вертикальных линий. Это связано с тем, что длина некоторых строк на пару тактов больше остальных из за необходимости установления счетчиков циклов. Вцелом подпрограммы, формирующие графические поля, очень просты, поэтому нет необходимости их коментировать.
Подробнее разберем ту часть программы, которая формирует текстовое поле. Это наиболее сложный участок программы, занимает большую ее часть, использует максимум ресурсов микроконтроллера (вся память данных и значительная часть ОЗУ). Здесь используются фрагменты кода, взятые из игры Pong , которую написал Rickard Gunee.
Текстовое поле состоит из 17 строк, каждая из которых может состоять не более, чем из восьми символов. Символы отображаются через строку, то есть одна строка текста занимает 17 строк растра. (Такое отображение связано с ограниченными возможностями PIC .) Информация о графике символов хранится в памяти программ в разделе таблица. Например букве "Т" соответствует такой фрагмент кода: ;Т Смещение 0x88
retlw 0x7F ;.ШШШШШШШ retlw 0x49 ;.Ш..Ш..Ш retlw 0x49 ;.Ш..Ш..Ш retlw 0x08 ;....Ш... retlw 0x08 ;....Ш... retlw 0x08 ;....Ш... retlw 0x08 ;....Ш... retlw 0x3E ;..ШШШШШ.

Информация о тексте строк хранится в памяти данных (64 слова = 8 строк по 8 символов). Например в строке 08h (адресами от 08h до 0Fh) записано следующее:.20.60.48.50.90.58.20 20. Каждое значение - это координата (смещение от начала) символа в таблице. Значение.20. соответствует пробелу, .60. - буква "В", .48. - буква "И", и так далее. А все вместе образует "_ВИДЕО__".
Разберем на примере, как выводится текст. Согласно программе, в 12-й текстовой строке экрана необходимо вывести информацию, на которую ссылается строка памяти данных 28h (A0 B8 68 C8 D8 70 E0 D0). Таким образом, в следующих 17 строках растра должен быть выведен текст: " p i c 1 6 f 8 4 ". Это происходит следующим образом. В первой из 17 строк выводится только черный уровень. В эти 64 мкс, пока на экране отображается черная строка, в регистры ОЗУ переписываются "верхние значения" символов: 00h.от "p", 08h от "i", 00h от "c" 18h от "1" и так далее. Во время следующей строки эти данные последовательно передаются в PORTB, то есть на видеовыход. Третья строка снова черная. За время ее выполнения, в буфер переписываются "вторые сверху" значения символов: 00h.от "p", 00h от "i", 00h от "c" 1Ch от "1"… В четвертой строке эти данные выводятся на экран. И так далее, пока вся строка не будет отображена.
Подпрограмма кадровой синхронизации целиком взята из игры Pong, которую написал Rickard Gunee . Эта подпрограмма короткая, но довольно запутанная. Если объяснять, как она работает то, получится еще длиннее и запутаннее. Лучше всего положить рядом текст подпрограммы и рисунок осциллограммы кадровых синхроимпульсов, и не торопясь разобрать каждую строку кода. Скажу только, что подпрограмма начинает выполняться не с верхней строчки, а из середины (:-)), от метки "vertsync".

Разгон PIC16F84.
Как видно из схемы в этом проекте микроконтроллер работает на частоте 12МГц. На сегодняшний день выпускаются три версии PIC16F84: на 4МГц, на 10МГц и на 20МГц. (на 1.1.2002 соотношение цен приблизительно такое: $3.5, $5.3 и $6.3) В своем проекте Pong Rickard Gunee утверждает, что использовал 4МГц-е PIC16F84 и они часами работали на частоте 12МГц без проблем. Я попробовал, и действительно 4МГц-й PIC нормально работает на частоте, которая в три раза (!!!) превышает его допустимую частоту (правда я не стал испытывать судьбу и включал генератор лишь на несколько минут). При этом у 4МГц-го PICа потребляемый ток был на 10 .. 20 % больше, чем у 20МГц-го (отсюда, видимо и ограничение по частоте). Думаю, что 10МГц-й микроконтроллер можно разгонять до 12МГц без риска, но в коммерческих проектах этого, конечно же, делать не стоит.

Изготовление.
Скачать архив проекта (схема + ".asm" файл + ."hex" файл = 11,7 КБайт) можно . Не забудьте записать информацию о текстовом поле в память данных. О том, как это сделать, сказано в ".asm" файле.

Таймер формирует временные интервалы заданной длительности, Счетчик 1 считает эти импульсы, и при необходимости меняет временные интервалы, генерируемые таймером. Счетчик 2 отсчитывает нужное количество импульсов и, досчитав да заданного значения, останавливает таймер.

Алгоритм работы устройства

Таймер Т1 формирует временные интервалы заданной длительности, по окончанию интервала он формирует прерывание, в котором его значения обновляется. Таким образом, можно сформировать любую последовательность импульсов с любыми параметрами (период, длительность, скважность).

Подпрограмма прерывания начинается с проверки – не последний ли это импульс, если последний,таймер останавливается. Если не последний, производится проверка, это имульс или пауза между импульсми (длительность импульса - 2500 мкс, длительность паузы - 7500 мкс), таким образом, поочередно формируются временные интервалы импульса и паузы.

Описание режима CTC

Режим сброса таймера при совпадении (СТС)

Рис. 1. Блок-схема T0

В режиме СТС (WGM01, WGM00 = 0b10) регистр OCR0 используется для задания разрешающей способности счетчика. Если задан режим CTC и значение счетчика (TCNT0) совпадает со значением регистра OCR0, то счетчик обнуляется (TCNT0=0). Таким образом, OCR0А задает вершину счета счетчика, а, следовательно, и его разрешающую способность. В данном режиме обеспечивается более широкий диапазон регулировки частоты генерируемых прямоугольных импульсов.

В режиме сброса таймера при совпадении (WGMn3-0 = 0b0100 или 0b1100) пределы счета таймера задаются регистром OCR0A. В режиме СТС происходит сброс счетчика (TCNT0), если его значение совпадает со значением регистра OCR0A. В данном режиме обеспечивается возможность регулировки частоты генерируемых прямоугольных импульсов. Временная диаграмма работы таймера врежиме СТС показана на рисунке 1. Счетчик (TCNTn) инкрементирует свое состояние до тех пор, пока не возникнет совпадение со значением OCR0A , а затем счетчик (TCNT0) сбрасывается.

Рис. 2 Временные диаграммы режима СТС

Помимо сброса при этом может генерироваться прерывание с помощью флагов OCF0A, соответствующим используемым регистрам для задания верхнего предела счета. Если прерывание разрешено, то процедура обработки прерывания может использоваться для обновления верхнего предела счета.

Для генерации сигнала в режиме CTC выход OC0A может использоваться для изменения логического уровня при каждом совпадении, для чего необходимо задать режим переключения (COM0A1, COMA0 = 0b01). Значение OC0A будет присутствовать на выводе порта, только если для данного вывода задано выходное направление. Максимальная частота генерируемого сигнала равна fOC0 = fclk_I/O/2, если OCRnA = 0x0000. Для других значений OCRn частоту генерируемого сигнала можно определить по формуле:

где переменная N задает коэффициент предделителя (1, 8, 32, 64, 128, 256 или 1024).

Программа

Include"m16def.inc"

rjmp RESET ; ResetHandler

reti; IRQ0 Handler

reti;;rjmp EXT_INT1 ;IRQ1 Handler

reti;reti;jmp ;TIM2_COMP; Timer2 Compare Handler

reti;;reti;jmp ;TIM2_OVF; Timer2 Overflow Handler

reti; ;reti;jmp;TIM1_CAPT ; Timer1 Capture Handler

jmp TIM1_COMPA ; Timer1CompareA Handler

reti;reti;jmp;TIM1_COMPB ; Timer1 CompareB Handler

reti;reti;jmp ;TIM1_OVF; Timer1 Overflow Handler

reti;;reti;jmp ;TIM0_OVF; Timer0 Overflow Handler

reti;;reti;jmp ;SPI_STC; SPI Transfer Complete Handler

reti;;reti;jmp;USART_RXC ; USART RX Complete Handler

reti;;reti;jmp;USART_UDRE ; UDR Empty Handler

reti;reti;jmp ;USART_TXC; USART TX Complete Handler

reti;reti;jmp ;ADC ; ADCConversion Complete Handler

reti;reti;jmp ;EE_RDY ;EEPROM Ready Handler

reti;reti;jmp ;ANA_COMP; Analog Comparator Handler

reti;reti;jmp ;TWSI ;Two-wire Serial Interface Handler

reti;reti;jmp ;EXT_INT2; IRQ2 Handler

reti; Timer0 CompareHandler

reti;reti;jmp SPM_RDY ;Store Program Memory Ready Handler

ldi r16,high(2500)

ldi r16,low(2500)

ldir16,(1<

ldir16,(1<

ldir16,(1<

ldi r16,high(RAMEND)

ldi r16,low(RAMEND)

out SPL,r16 ;èíèöèàëèçàöèÿ ñòåêà

sei ;ðàçðåøåíèå ïðåðûâàíèé

main: ;îñíîâíîé öèêë

ldi r16,high(2500)

ldi r16,low(2500)

ldi r16,high(7500)

ldi r16,low(7500)

После запуска микроконтроллера происходит процедура инициализации (RESET), в этой подпрограмме последовательно:

Настраиваются порты ввода-вывода (порт D настраивается на вывод)

Настраивается работа таймера Т1:

Загружаетсячисло (2500) в регистр сравнения

Вывод OC1A настраивается на «переворачивание» уровня при совпадениисчетного регистра и регистра сравнения (OCR1A)

Задается режим работы (сброс по совпадению) и источник тактового сигнала (без предделителя, от системного тактового сигнала)

Разрешается работа прерывания по совпадению Т1

Инициализируется стек (настраивается вершина стека)

Разрешаются прерывания.

На этом инициализация контроллера завершена. Далее счетчик команд «уходит» в основной цикл.

При возникновении прерывания, запускается подпрограмма обработки прерывания TIM1_COMPA, она начинается с увеличения количества прерываний (задана последовательность из восьми импульсов, а это 16 «переворачиваний уровня»), число прерывания сравнивается с 16, и, если равно, запускается подпрограмма out_pulse. В ней останавливается таймер (обнулением управляющих регистров микроконтроллера). Если же число прерываний меньше 16, программа продолжается далее. Производится проверка флага breq pulse, и, если он установлен, запускается подпрограмма pulse, в которой обновляется регистр сравнения (загружается число 7500), и флаг сбрасывается. Таким образом, по наличию флага, поочередно загружаются числа 2500 и 7500, и на выводе OC1A формируется последовательность со скважностью 4 (по заданию).

Результаты моделирования схемы в программе PROTEUS

В данной статье мы представим еще один прибор - генератор телевизионных испытательных сигналов АНР-3126, предназначенный для оценки качества изображения и устранения имеющихся искажений непосредственно на экране телевизора при отображении испытательных сигналов в стандарте SECAM, поступающих на видеовход телевизора. Такой прибор незаменим при оценке качества изображения черно-белых и цветных телевизоров, а также телевизионных мониторов, особенно это актуально после проведения ремонта в процессе настройки основных параметров, таких как линейные размеры изображения, линейность изображения по горизонтали и вертикали, качество сведения лучей, статический и динамический баланс белого, правильность цветопередачи, тянущиеся продолжения, правильность настройки детекторов цветоразностных сигналов, правильность матрицирования и т. п.

Рис. 1. Генератор измерительных телевизионных

Конструктивно генератор АНР-3126 (рис. 1) представляет собой внешний настольный модуль-приставку к ПК и выполнен на базе 12-разрядных цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) с частотой тактирования 80 МГц, что позволяет обеспечить высокое качество формируемых сигналов. Связь с ПК осуществляется через интерфейс USB 1.1 или параллельный порт, работающий в ЕРР режиме.

Генератор обеспечивает выдачу на аналоговом выходе (канал "А") одного из выбранных пользователем испытательных телевизионных сигналов, а на другом аналоговом выходе (канал "В") - полной синхросмеси в соответствии с ГОСТ 7845-92. Для синхронизации с внешними устройствами предназначен выход "Синхронизация вход/выход", на котором после запуска генерации появляются положительные импульсы с частотой строк и уровнем TTL, синхронные со строчными синхроимпульсами на аналоговых выходах прибора.

Номинальная амплитуда сигнала на аналоговых выходах на нагрузке 75 Ом или 1 МОм в соответствии с ГОСТ 18471-83 и ГОСТ 7845-92 составляет -0,3...+0,7 В. Прибор позволяет плавно регулировать амплитуду видеосигнала в пределах от 0,25 В до 1,5 В, амплитуду синхросигналов - в пределах от 0 В до -0,5 В, а также уровень "черного" в пределах от 0 до 1 В, при этом уровень гашения составляет величину 0±0,01 В.

Программное обеспечение генератора АНР-3126 совместимо с любой операционной системой Windows - от Windows 98 до Windows XP. При этом компьютер, к которому он подключен, должен иметь не менее 10 Мбайт свободного дискового пространства, не менее 8 Мбайт оперативной памяти (без учета памяти, необходимой для работы самой операционной системы), а также интерфейсы USB 1.1 или LPT в режиме ЕРР. Для использования звуковых сообщений в процессе работы программы подойдет любая Windows-совместимая аудиосистема. В принципе, программа будет нормально работать на компьютере с любым процессором семейства Pentium, но для ускорения процесса загрузки данных целесообразнее использовать процессор с частотой не менее 400 МГц.

Мы не станем подробно останавливаться на преимуществах виртуальных приборов по сравнению с автономными - они хорошо известны: это мобильность, большой экран с хорошим разрешением, неограниченные ресурсы по обработке результатов измерений и т. п.

Программное обеспечение (ПО) генератора АНР-3126 обеспечивает простое, интуитивно понятное управление прибором. Так, для выбора нужного сигнала достаточно нажать мышью кнопку с символическим рисунком соответствующего сигнала. При этом по желанию пользователя возможен выбор режима работы, при котором выход из программы и отключение от компьютера по интерфейсу не приводит к исчезновению сигналов на выходах прибора. Для облегчения освоения работы с прибором программа снабжена "всплывающими подсказками" - краткими текстовыми пояснениями по использованию каждого элемента управления, а также полноценной помощью в стиле "Windows".

Рис. 2. Главное окно программы АНР-3126

Главное окно программы приведено на рис. 2. Его основным элементом является набор кнопок с символическими изображениями доступных стандартных испытательных сигналов.

Управление генератором сводится к выбору необходимого сигнала нажатием кнопки мыши на кнопке с изображением выбираемого сигнала, загрузки в память прибора и запуска генерации с помощью кнопок "Загрузить" и "Запустить". После этого на выходе "Канал А" вырабатывается видеосигнал, на выход "Канал В" подается стандартная синхросмесь, а на выход синхронизации - синхроимпульсы с частой строк и уровнем ТТЛ. В любой момент времени пользователь может остановить и запустить генерацию повторно без перезагрузки сигнала.

В строке состояния главного окна программы постоянно отображается информация о выбранном в данный момент сигнале и интерфейсе, используемом для связи прибора с ПК.

Программная регулировка амплитудных параметров сигнала осуществляется с помощью панели "Управление". Пользователь может регулировать амплитуду видеосигнала (уровень "белого") и синхронизирующих импульсов, а также уровень "черного". Допускается включение и исключение из сигнала цветовой поднесущей, а также выбор вида цветовой синхронизации из предусмотренных в ГОСТ 7845-92.

Рис. 3. Панель "Просмотр осциллограммы" программы АНР-3126

"Осциллограмму" результирующего сигнала целиком и построчно можно просмотреть с помощью панели "Просмотр осциллограммы" (рис. 3). Эта функция особенно удобна для визуального наблюдения результатов регулировки амплитудных параметров сигнала.

С помощью команд всплывающего меню панели просмотра осциллограммы испытательные сигналы, используемые в программе, могут быть сохранены в ПК в численном виде или в виде изображений ("осциллограмм"). Численные данные сохраняются в универсальном формате электронных таблиц "CSV", которые можно обрабатывать в стандартных текстовых (типа "Блокнот") и табличных (типа MS Excel) редакторах. При этом пользователь, в случае необходимости, может изучить сигнал значительно подробнее, чем на осциллограмме в штатной программе прибора. Изображения сигналов могут сохраняться в растровом формате BMP или в векторных форматах WMF или EMF. Кроме того, пользователь имеет возможность распечатать на цветном или черно-белом принтере весь сигнал целиком или выбранную его часть.

Программное обеспечение прибора предоставляет широкие возможности по настройке пользовательского интерфейса. Оператор может менять цвета элементов графиков, включать и отключать озвучивание событий, всплывающие подсказки, настраивать параметры соединения, печати, работы программы. Можно загрузить произвольный рисунок в качестве фона рабочих панелей, при этом программа, по желанию пользователя, может подстроить цветовую гамму рисунка в соответствии с системным цветом окон, или наоборот - поправить системный цвет в соответствии с загруженным рисунком. Специальные возможности рабочих окон программы - "сворачивание" и "разворачивание" (окно остается на месте, но его высота уменьшается до высоты строки заголовка), "прилипание" (окна передвигаются по экрану как единое целое) и "плавающая панель" (окно всегда изображается поверх других окон) - позволяют оптимально использовать пространство рабочего стола.

Все настройки программы и прибора автоматически сохраняются при выходе из программы и восстанавливаются при следующем запуске. Кроме того, можно сохранить файлы с наиболее часто используемыми конфигурациями, что позволяет в дальнейшем просто загрузить нужный файл вместо длительной перенастройки параметров. Для проверки надежности работы программа позволяет в любой момент времени проверить качество связи прибора с компьютером по выбранному интерфейсу.

Теперь остановимся подробнее на испытательных сигналах, которые наиболее часто применяются на практике при настройке телевизора после его ремонта (в порядке использования). Перед работой с сигналами должны быть установлены нормальные и удобные для наблюдения параметры яркости, контрастности и фокусировки. При этом необходимо иметь ввиду, что перед регулировкой параметров изображения на экране телевизора нужно быть уверенным в том, что все питающие напряжения во всех блоках телевизора соответствуют номинальным значениям, а кадровая и строчная синхронизация устойчивы.

Рис. 4. Сигнал черно-белой рамки

Сигнал черно-белой рамки по контуру видимой части экрана из белых и черных прямоугольников с белыми линиями в середине черных прямоугольников (рис. 4) необходим для регулировки правильного размера изображения и обычно используется вначале настройки, т. к. размер изображения определяется параметрами строчной развертки и от этой регулировки зависят результаты большинство остальных регулировок.

Рис. 5. Сигнал центрального белого креста на черном фоне

Сигнал центрального белого креста на черном фоне (рис. 5) предназначен для центровки изображения относительно геометрических параметров экрана телевизора. С помощью этого сигнала изображение пересечения вертикальной и горизонтальной линий креста при настройке устанавливается в геометрическом центре экрана. Этот же сигнал используется для контроля и настройки статического сведения лучей. Правильно настроенное сведение не дает цветных окантовок на белых линиях креста.

Сигнал черно-белого сетчатого поля предназначен для регулировки линейности изображения по вертикали и по горизонтали, а также для субъективной оценки фокусировки луча и геометрических искажений изображения. При настройке добиваются одинаковых размеров ячеек сетки по горизонтали и вертикали по краям изображения. По этому же сигналу можно проверить и, при необходимости, устранить подушкообразные и бочкообразные искажения изображения. При регулировке динамического сведения лучей по этому сигналу добиваются отсутствия цветных окантовок на линиях сетки по краям изображения. Сигнал сетчатого поля с точками и сигнал точек предназначен для регулировки фокусировки изображения по всему полю.

Рис. 6. Сигнал черно-белого шахматного поля

Сигнал черно-белого шахматного поля (рис. 6) также предназначен для оценки геометрических искажений изображения, его центровки, наличия тянущихся искажений на границах черного и белого квадратов, а также для предварительной проверки баланса белого, качества настройки частотных детекторов и цветовой синхронизации по отсутствию цветовых оттенков на черных и белых квадратах. По наличию розовой окраски белых квадратов определяется нарушение настройки частотного цветоразностного дискриминатора R-Y, а голубой окраски - B-Y.

Сигнал черно-белых вертикальных и горизонтальных полос в порядке убывания яркости необходим для оценки и регулировки динамического баланса белого. При нормальной регулировке баланса белого отсутствует цветовая окраска полос градаций серого при изменении яркости изображения. Появление цветной окраски полос может быть вызвано также неправильной настройкой нулей частотных детекторов.

Сигналы чистых цветовых полей белого, черного, красного, зеленого и синего цветов предназначены для проверки и настройки чистоты цвета для каждого из цветов, а также уровня гашения. Воспроизведение полей вспомогательных цветов позволяет проверить правильность работы частотных дискриминаторов и схемы матрицирования.

Рис. 7. Сигнал белой и черной половин экрана по вертикали

Сигналы белой (верхняя) и черной (нижняя) половин экрана по вертикали, а также белой (левая) и черной (правая) половин экрана по горизонтали (рис. 7) позволяют проверить центровку изображения по обеим осям и взаимное влияние каналов яркости и цветности. На этих сигналах проверяется также качество переходных процессов по строкам и кадрам, так называемые тянущиеся продолжения и многоконтурность.

Рис. 8. Сигнал цветных вертикальных полос

Сигнал цветных вертикальных полос в последовательности белая, желтая, голубая, зеленая, пурпурная, красная, синяя и черная (яркость полос последовательно убывает) (рис. 8) позволяет проконтролировать правильность передачи основных цветов, качество цветопередачи кинескопа, а также правильность регулировки детекторов цветоразностных сигналов. При нарушении работы схемы матрицирования данный сигнал с разной насыщенностью может иметь искажения последовательности цветов и даже полностью терять цвет при малой насыщенности.

Сигнал цветных вертикальных полос в последовательности белая, синяя, желтая, голубая, красная, зеленая, пурпурная, черная и белая (максимум перепадов по частоте) также позволяет проконтролировать правильность передачи основных цветов, а также качество переходных процессов блока цветности и кинескопа.

Рис. 9. Сигнал цветных горизонтальных полос

Сигнал цветных горизонтальных полос (рис. 9) предназначен для контроля и настройки цветопередачи, яркости и контрастности, а также цветового тона и насыщенности по всему полю кадра. Нарушение цветопередачи отдельных цветов указывает на недостаточную ширину линейного участка соответствующего частотного детектора.

Сигнал "Радуга" - плавное изменение цвета слева направо - позволяет оценить и, при необходимости, настроить нули частотных детекторов цветоразностных сигналов, а также их линейность.

Рис. 10. Сигнал "Радуга"

Сигнал из набора групп желто-синих, пурпурно-зеленых и красно-голубых штрихов предназначен для оценки и настройки цветовой четкости изображения.

Таким образом, по своим техническим характеристикам, разнообразию испытательных сигналов и простоте управления генератор телевизионных испытательных сигналов АНР-3126 может с успехом конкурировать с аналогичными приборами. Хочется надеяться, что этот недорогой, удобный и надежный прибор понравится специалистам, занимающимся оперативным контролем оборудования телевизионных центров, а также проверкой, настройкой, ремонтом и обслуживанием видеотрактов телевизионной аппаратуры.

Дата публикации: 31.08.2004

Мнения читателей

• Natasch / 16.06.2012 - 10:32
  Fiidnng this post solves a problem for me. Thanks!
• EMEME / 07.12.2008 - 18:28
  РЕБЯТА ОЧЕНЬ ИНТЕРЕНО-ГДЕ ВЗЯТЬ?????????