Рабочая схема генератора сигналов на микроконтроллере. Генератор видеосигнала на микроконтроллере измерения

Собранный мной прибор предназначен для налаживания и настройки телевизоров и мониторов. С помощью данного генератора сигналов можно формировать различные испытательные сигналы, в том числе и цветные с хорошей синхронизацией. Прибор состоит из двух функциональных плат, генератора и приставки цветного изображения. Внешний вид генератора сигналов для настройки телевизоров показан на рисунке ниже.

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]

Генератор предназначен для оценки качества работы и настройки цветных и черно-белых телевизоров. Конечно, в LCD телевизорах настраивать чистоту цвета и сводить лучи нет необходимости, но иногда может потребоваться просто проверить работоспособность телевизора. Предлагаемый генератор ТВ сигналов вырабатывает полный телевизионный сигнал системы SECAM (а с дополнительным кодером – также и PAL), в котором взаимное расположение синхронизирующих и гасящих импульсов строк и полей, уравнивающих импульсов, составляющих сигнала цветовой синхронизации максимально приближены к требованиям стандарта.

В отличие от большинства любительских конструкций TEST TV, генератор формирует чересстрочный растр с числом строк 625. Частота кадров равна точно 50 Гц. Прибор обеспечивает цветовую синхронизацию как по полям, так и по строкам, что позволяет настраивать модули цветности любых модификаций.

Принцип действия генератора телевизионных сигналов заключается в последовательном переборе адресов ПЗУ, в котором запрограммирована выводимая на экран информация. Это позволяет сравнительно простыми средствами получить различные испытательные изображения.

Схема основной платы генератора ТВ сигналов показана на рисунке. Каждая строка телевизионного растра подразделяется на 64 знакоместа, в любом из которых может быть сформирован уровень синхроимпульса, уровень черного, 8 градаций яркости белого или белая точка. На яркостный сигнал может быть наложена цветовая поднесущая частотой 3900, 4250, 4406 или 4756 кГц. Для отображения одной строки необходимо 64 байта в ПЗУ DD5 типа К573РФ5, К573РФ2 или 2716, которые выбираются шестью младшими разрядами адреса. В DD6 К573РФ4, 2764 или 27128 записывается информация о том, какая именно строка формируется в данный момент. Это определяется разрядами 0...4. Если запрограммирован разряд 5, в соответствующее знакоместо вводятся линии четкости. Разряд 7 используется для ограничения коэффициента пересчета DD1...DD4 до 625. Каждый телевизионный кадр занимает 1 кбайт.

В авторском варианте генератор телевизионных сигналов может формировать следующие тестовые сигналы:
- Cетчатое поле 24x18 – состоит из изображения вертикальных и горизонтальных белых линий, образующих квадраты;
- Шахматное поле – состоит из белых и черных клеток;
- Шахматное поле с линиями четкости – в белые клетки вводятся вертикальные линии четкости;
- Градации яркости – восемь вертикальных полос со ступенчатым убыванием яркости от белого к черному;
- Красное поле;
- Зеленое поле;
- Синее поле;
- Белое поле;
- Белое поле с линиями четкости;
- Горизонтальные цветные полосы – красная, зеленая, синяя, бирюзовая;
- Универсальная испытательная таблица, включает элементы всех вышеперечисленных изображений, позволяет комплексно оценить качество настройки телевизора.

Желающие могут создать свое собственное изображение. Как это сделать читайте в подробном описании. Там же описана конструкция и методика наладки этого генератора ТВ сигналов.

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).

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