АВТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА
Мы продолжаем публикацию материалов по видеопроцессору для ZX SPECTRUM. Как это обычно и бывает при реализации новых идей, некоторые частные технические решения устаревают быстрее, чем удается их реализовать. Поэтому приводим новую, более прогрессивную схему синхронизатора для видеопроцессора. Итак, слово автору.
© С. Веремеенко, г. Екатеринбург.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ФАЗОВЫЙ СИНХРОНИЗАТОР ДЛЯ ВИДЕОПРОЦЕССОРА.
В статье "Видеопроцессор для ZX SPECTRUM (ZX РЕВЮ 95/6) была приведена схема непосредственного синхронизатора видеопроцессора для компьютера "SCORPION". Она обладает некоторыми недостатками, главными из которых являются сложность настройки и необходимость значительного вмешательства в схему компьютера. Кроме того, она не может быть применена в компьютерах других типов.
Разработан фазовый синхронизатор, в котором эти недостатки устранены. Он позволяет, без серьезного изменения схемы, подключить видеопроцессор практически к любому SPECTRUM-совместимому компьютеру (бастарды типа ДУБНА или УРАЛ требуют особого подхода) и почти не нуждается в настройке. Его схема приведена на Рис. 1
VIDEO ^
Рис. 1 Фазовый синхронизатор Полный видеосигнал с выхода видеопроцессора (Video) подается на амплитудный селектор на транзисторе V1. Из синхросмеси, подученной на выходе амплитудного селектора, выделяются строчные и кадровые синхроимпульсы. Строчные импульсы выделяются и калибруются по длительности ждущим мультивибратором на микросхеме D1.2, а кадровые после интегрирующей цепочки R4-C4 поступают на детектор совпадений, сделанный на микросхеме D1.1. Строчные синхроимпульсы поступают на фазовый детектор V7.
АВТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА
Кадровые синхроимпульсы компьютера (КСИ) подаются на детектор совпадений. Строчные импульсы компьютера (ССИ) стробируют фазовый детектор V7. Аналоговый сигнал с его выхода подается на варикап V8, управляющий частотой тактового генератора компьютера.
Рассмотрим принцип действия синхронизатора. Для полной синхронизации необходимо добиться совпадения во времени кадровых и строчных синхроимпульсов компьютера и видеопроцессора. Кварцевый генератор можно перестроить варикапом не более чем на 0,1-0,2%. При этом разность частот кадровых синхроимпульсов составит около 0,05 Гц. При такой миленькой разнице их совпадение будет происходить один раз за 20 секунд. Детектор совпадения кадровых синхроимпульсов при отсутствий совпадения вырабатывает сигнал "0", который через развязывающий диод V6 насыщает транзистор V7.
Напряжение на выходе фазового детектора минимально, и частота задающего генератора компьютера снижается относительно номинала на 0,1%. Этим достигается максимальная расстройка генераторов для ускорения совпадения. Как только кадровые импульсы компьютера и видеопроцессора совпадут, детектор совпадений переходит в единичное состояние, диод V6 закрывается и не мешает работе фазового детектора. Фазовый детектор собран на транзисторе V7. На его базу через интегрирующую цепочку R6, R7, C9 подаются импульсы, сформированные ждущим мультивибратором.
Строчные синхроимпульсы компьютера открывают транзистор на время около 10 мкс во время обратного хода. В зависимости от того, какое напряжение в этот момент на его базе, формируется пропорциональный ему импульс тока коллектора, который разряжает конденсатор C11. Таким образом, напряжение на выходе фазового детектора минимальное (около 5 вольт) при совпадении импульсов и максимальное (12 вольт) при несовпадении. Это напряжение подается на варикап, подстраивающий задающий генератор компьютера таким образом, что поддерживается совпадение синхроимпульсов видеопроцессора и ССИ. Для управления варикапом требуется напряжение не менее 12 вольт. Так как не во всех компьютерах есть такое напряжение, сделан микромощный источник +12 вольт на элементах V2, V3, V4, V5, C5, C6, C7. Эти элементы можно не устанавливать, если у Вас есть возможность подать + 12 вольт от внешнего источника в точку C.
Емкость C12 предназначена для компенсации разброса параметров варикапа V8 и для подстройки ФАП. Индуктивность L1 компенсирует сдвиг частоты, вызванный включением ёмкости варикапа в цепь кварцевого резонатора. От неё не требуется ни добротности, ни особой стабильности. Вполне удовлетворительно работает катушка, намотанная на резисторе МЛТ-1 с сопротивлением более 100 КОм. Следует намотать внавал 40-45 витков провода ПЭВ-0,15.
Установка синхронизатора.
Максимум, к чему может привести подключение синхронизатора, это изменение частоты задающего генератора Вашего компьютера на 0,1%. Такой сдвиг не скажется абсолютно ни на чём. Поэтому отключать синхронизатор при отключении видеопроцессора нет необходимости и такое отключение не предусмотрено.
Лучше всего собрать синхронизатор на небольшой плате и разместить его в непосредственной близости от кварцевого генератора компьютера. Если такой возможности нет, то его можно установить в любом удобном месте, но элементы R10, V8, R11, C12 и L1 должны быть не далее 3-5 см. от того места на плате, где установлен кварц. Для установки синхронизатора аккуратно выпаяйте кварц и установите его на плату синхронизатора. Затем к тем точкам, к которым был подключен кварц, подсоедините выводы A и B синхронизатора. В некоторых схемах кварцевого генератора последовательно с кварцем стоит конденсатор. Его следует заменить перемычкой.
Затем нужно найти сигналы КСИ и ССИ. Проще всего владельцам SCORPION. Его предусмотрительный разработчик вывел эти сигналы на разъём периферийных устройств. В других компьютерах эти сигналы, как правило, заводятся на каскад формирования полного чёрно-белого видеосигнала, и их тоже легко найти, особенно если есть схема. КСИ должен иметь отрицательную полярность и длительность 0,5-1,0 мс ССИ, также отрицательной полярности,
АВТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА
должен иметь длительность 10 мкс. Ну, и не забудьте подключить землю и питание! Сигнал Video поступает от видеопроцессора и имеет следующие параметры:
Амплитуда - около 1 В.
Сдвиг относительно земли - 0.6 В.
Полярность положительная (синхроимпульсы отрицательные).
Разделительную ёмкость ставить нельзя! Подключайте так, как есть.
Настройка синхронизатора.
Настройку удобнее производить до установки диода V6. Если синхронизатор собран из заведомо исправных элементов в соответствии со схемой, то вся настройка сводится к установке изображения по центру экрана подстроенным конденсатором C12. Для этого нужно засинхронизировать Ваш монитор или телевизор от видеопроцессора и подать на его вход "окно" логическую единицу. При этом "синклеровскбе окно" откроется на весь экран, включая бордюр. Медленно вращая ротор подстроечного конденсатора C12, добейтесь устойчивой синхронизации по строкам. Изображение должйо быть по центру экрана по горизонтали, а по вертикали может располагаться произвольно. Критерием устойчивой работы синхронизатора является отсутствие срывов синхронизации при прикосновении пальцем к обмотке катушки L1. При этом может наблюдаться сдвиг изображения по горизонтали на 0,05-0,1 ширины экрана. При отпускании изображение резко, рывком должно возвращаться к центру. Если синхронизация срывается, то найдите устойчивое положение при помощи C12, а по центру изображение выставьте, меняя емкость C9 от 800 до 1200 пф.
После настройки ФАП впаяйте диод V6. Теперь при включении компьютера петля ФАП не включиться до тех пор, пока изображение не установится по центру по вертикали. При первом включении придется подождать 10-15 сек. пока синхронизатор не сработает. После захвата синхронизация будет поддерживаться вплоть до выключения компьютера.
P.S. Фазовый синхронизатор, помимо основного назначения, может применяться во всех случаях, когда нужно за синхронизировать SPECTRUM от внешнего видеосигнала. Его можно засинхронизировать от телевизора, и тогда во время работы на компьютере, можно будет следить за телевизионной передачей, остатки которой будут видны на бордюре, что позволит не пропустить любимую передачу. Или можно в уголок экрана телевизора вывести время или другую информацию. Возможно формирование субтитров при работе с видеомагнитофоном и т.п.
© С. Веремеенко, г. Екатеринбург.
