Генератор видеосигнала на микроконтроллере измерения. Генератор телевизионных сигналов Принципиальная схема ТВ генератора сигнала

Принципиальная схема и фото несложного пробника (генератора испытательного сигнала), предназначенного для проверки и настройки телевизоров.

Пробник-генератор ТВ сигнала собран на основе микроконтроллере серии pic12f629, и по совокупности габаритов, потребления тока, стоимости изготовления прибора и функционалу для телемастера, просто незаменим. Напряжение питания 3 вольта, т.е. две пальчиковые батарейки. Ток потебления в режиме генерации 11 миллиампер, в режиме сна - всего 3 микроампера.

Принципиальная схема ТВ генератора сигнала

Рисунок печатной платы

Данный пробник умеет генерировать пять картинок, что вполне достаточно для проверки и ремонта строчной, кадровой развёрток телевизора, регулировки сведения и геометрических искажений растра, баланса цвета, контроля прохождения сигналов по цепям телевизора. При кратковременном нажатии на кнопку он просыпается и начинает генерировать первую картинку, при последующих нажатиях на неё картинки переключаютса по кругу. При длительном удержании кнопки, в момент отпускания генератор переходит в режим сна. Также в режим сна он переходит автоматически если он включен более 5 минут.

К статье прилогается архив, в котором есть схема, плата пробника, две прошивки. На видео видно, что у меня на телевизоре картинка слегка не линейна - это потому, что телевизору 12 лет, а может что-то в видеовходе не то.

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

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
U1	МК AVR 8-бит	ATtiny2313	1	В блокнот
U2	Операционный усилитель	LM324	1	В блокнот
R1-R8	Резистор	2 кОм	8	В блокнот
R9-R16, R18	Резистор	1 кОм	9	В блокнот
R17	Резистор	10 кОм	1	В блокнот
R19	Резистор	300 Ом	1	В блокнот
BTN1-BTN3	Кнопка	Без фиксации	3

Приветствую всех!
Уважаемые посетители сайта, хочу предложить Вам схему и печатную плату ГТИС (генератора телевизионных испытательных сигналов),который я сделал год назад по просьбе товарища.Была поставлена задача разработать печатную плату,которая должна
вмещаться в корпус "Ranitsa RP-201".(часы - радиоприемник).Т.к. я в свое
время уже собирал универсальный генератор испытательных телевизионных сигналов (версия 2.0 "Радиолюбитель" 1999г. №5 стр.5. Авторы:Chirkov & Larionov)
решил за базовый вариант использовать схему версии 3 (м/c CXA1645M-кодер PAL,
TDA8505 - кодер SECAM)
В качестве генератора - формирователя синхросигнала и сигналов испытательных изображений решил попробовать два варианта:
1.генератор тестовых сигналов -автор: Marcelo Maggi

2.малогабаритный генератор телевизионных сигналов.Автор: Александр Мусатов
(выбор необходимого испытательного сигнала осуществляется двумя клавишами)

Проверил на макетке оба варианта,остановился на втором.
Благодаря разработкам Ю.Чиркова,В.Ларионова,А.Мусатова и появился предлагаемый
генератор.Большое спасибо за их труд!
Файл печатной платы в формате Sprint Layout 3.0 и принципиальные схемы
в формате SPlan .
Самой лучшей программой для мелкосерийного "радиолюбительского" производства
печатных плат является русифицированная Sprint Layout 3.0.Нравится мне эта
программа за возможность разводки по рисунку.Сосканированные рисунки плат из
журналов и другой литературы могут быть использованы для восстановления дорожек
платы или переразводки элементов. Для этого необходимо сканировать изображение
(или использовать любой графический файл,переведя в файл *.BMP),оно будет
показано как фоновое на плате.
Программа SPlan 5.0 представляет из себя редактор принципиальных схем, она
поддерживает макросы, как встроеные,так и пользователя.Скачать программы можно
с сайта--
И если даже, вы уже работали с этими программами, рекомендуется прочитать
все разделы руссифицированых файлов помощи до конца, не исключено что вы найдете
неизвестные ранее возможности программ.С этого сайта можно скачать Sprint Layout
4.0 (русская версия)

Используя программу Sprint Layout 3.0,Вы можете изменять мой вариант разводки
печатных плат.(например,у Вас другой силовой трасформатор,диодный мостик,
корпус)
Схема и печатная плата пока так сказать для затравки.(изменен каскад на
тр-ах V5 и V6).В последующем будут выложены файлы (и доработка)
1.Генератор полного цветового телевизионного сигнала на двух микросхемах
Статья из ж. " РЭТ " №5 2003 г. автор:М.Медведев (формат DJVU)
2.Video pattern generator -автор: Marcelo Maggi
3.Зарубежные интегральные видеокодеры
Статья из ж. " Радиоаматор " №1-3 2002 г.автор:С.М.Рюмик (формат DJVU)
4.Даташиты на м/c TDA8505,CXA1645M в формате DJVU (я преобразовал из PDF -
меньше во много раз занимают места).

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?????????

Генератор видеосигнала на микроконтроллере

Источник: http://pic16f84.narod.ru
Для генерации видеосигнала достаточно всего одной микросхемы и двух резисторов - т.е. можно сделать буквально карманный генератор видеосигнала размером с брелок. Такой прибор пригодится телемастеру. Его можно использовать при сведении кинескопа, регулировке чистоты цвета и линейности. Генератор подключается к видеовходу телевизора, обычно это разъем типа "тюльпан" или "SCART".
Прибор генерирует шесть полей:
- текстовое поле из 17 строк;
- сетка 8x6;
- сетка 12x9;
- мелкое шахматное поле 8x6;
- крупное шахматное поле 2x2;
- белое поле.
Переключение между полями осуществляется кратковременным (длительностью менее 1с) нажатием кнопки S2. Удержание этой кнопки в нажатом состоянии более длительное время (дольше 1 с) приводит к выключению генератора (микроконтроллер переходит в состояние "SLEEP"). Включение генератора производится нажатием кнопки S1. О состоянии прибора (включен/выключен) сигнализирует светодиод.
Технические характеристики устройства:
- тактовая частота - 12 МГц;
- напряжение питания 3 - 5 В;
- ток потребления в рабочем режиме:
- при напряжении питания 3В - около 5мА;
- при напряжении питания 5В - около 12мА;
- частота кадров - 50 Гц;
- число строк в кадре - 625
Вся работа по формированию видеосигнала выполняется программой, зашитой в микроконтроллере. Два резистора вместе с сопротивлением видеовхода телевизора обеспечивают необходимые уровни напряжения видеосигнала:
- 0 В - синхроуровень;
- 0,3 В - уровень черного;
- 0,7 В - уровень серого;
- 1 В - уровень белого
Рис. 1. Принципиальная схема генератора

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.