一種電視同步信號形成電路

劉達(dá)見 周巍

摘 要

對于電子信息類工科院校的實(shí)踐教學(xué)而言，彩色電視機(jī)是一種理想的校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺。隨著技術(shù)的進(jìn)步和出于安全等方面的考量，需要對此平臺進(jìn)行液晶化改造。本文介紹一種能夠產(chǎn)生各種同步信號的電子電路。

關(guān)鍵詞

OSD;場同步;行同步;復(fù)合同步信號

中圖分類號： TN948? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.062

0 前言

在高等院校尤其是工科類院校的教學(xué)活動中，實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)作為非常重要的一個(gè)組成部分，得到了越來越高度的重視。彩色電視機(jī)綜合運(yùn)用了聲、光、電、機(jī)械、材料、通信、信號處理等多種學(xué)科的技術(shù)以及涵蓋了《模擬電子電路》、《數(shù)字電路》、《高頻電子電路》等多門課程的知識，是一種比較理想的校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)平臺載體。以前由于技術(shù)的限制，采用的是以CRT（陰極射線管）為終端的電視機(jī)平臺。隨著時(shí)間的推移，這種平臺的一些缺陷和不足在教學(xué)過程中越來越明顯：

（1）CRT笨重、龐大而且由于技術(shù)的進(jìn)步被淘汰導(dǎo)致越來越難以采購到。

（2）顯示部分有很高的電壓，對于教學(xué)而言存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。

（3）電路復(fù)雜導(dǎo)致平臺不易模塊化和小型化。因此有必要對其進(jìn)行改造升級，一種方案就是采用更先進(jìn)而且更輕便的液晶顯示終端。液晶屏可以簡單地分為數(shù)字屏和模擬屏兩種，本文介紹的電路是使用在模擬屏組成的模擬液晶電視平臺上的。

1 電路設(shè)計(jì)與分析

在電視系統(tǒng)中，接收端（電視機(jī)）和發(fā)送端（電視臺）的圖像信號必須保持嚴(yán)格同步，才能在顯示終端獲得穩(wěn)定清晰的畫面。也就是顯示控制電路根據(jù)行同步信號（水平控制）、場同步信號（垂直控制）的“指令”控制終端顯示系統(tǒng)將不同畫面中同一內(nèi)容像素穩(wěn)定地顯示在同一位置，最后形成穩(wěn)定的視頻畫面。而在對電視機(jī)進(jìn)行諸如調(diào)諧選臺、音量控制、圖像質(zhì)量和偏好調(diào)整等操作時(shí)需要在屏幕上顯示相應(yīng)的操作狀態(tài)、控制信息等等，這部分功能由OSD（On Screen Display）電路來完成。CPU中的OSD處理電路根據(jù)行同步信號（水平控制脈沖）、場同步信號（垂直控制脈沖）確定OSD顯示位置和顯示方式后將OSD信息疊加在視頻圖像上，亦即用OSD信息替代相應(yīng)位置的圖像信息。在前述這些場合都需要用到同步信號，這個(gè)過程是通過提取出全電視信號中所包含的復(fù)合同步信號然后經(jīng)過相關(guān)電路處理后來完成的。通過對電視機(jī)整機(jī)框圖的分析可以知道，信號處理電路能夠根據(jù)解調(diào)出來的全電視信號產(chǎn)生對應(yīng)的行、場振蕩信號，不同的掃描和顯示方式對這兩個(gè)信號的處理方式也是有所不同的，尤其是最后的行、場輸出形式和電路。

本次設(shè)計(jì)的電路是通過對中頻信號處理與解調(diào)模塊電路輸出的行、場振蕩信號進(jìn)行處理與變換，獲得OSD電路需要的字符顯示行、場脈沖以及液晶屏顯示處理電路需要的行場復(fù)合同步信號，下面我們逐一進(jìn)行分析。

在圖1所示的場同步脈沖形成電路中，V.OS是中頻信號處理模塊輸出的場鋸齒波振蕩信號，其參數(shù)大約為：f=50Hz，V=500mV。此鋸齒波信號經(jīng)過三極管Q205組成的電路放大和三極管Q206組成的脈沖發(fā)生電路后在V.S端輸出一個(gè)幅度約為5V，脈寬大約2ms的負(fù)脈沖信號。此負(fù)脈沖信號送入CPU的對應(yīng)管腳，經(jīng)過CPU內(nèi)部處理，用以確定和控制OSD信息在垂直方向上的顯示位置。

圖2是電路的仿真波形，改變圖1中C251、R252的參數(shù)，可以微調(diào)輸出的負(fù)脈沖寬度。

圖3所示的行同步脈沖、復(fù)合同步脈沖形成電路中，H.OUT是中頻模塊輸出的行振蕩信號，經(jīng)過三極管Q203的倒相放大，一路信號經(jīng)U1D、U1C、U1B形成行頻反饋脈沖H.FB送回中頻處理模塊進(jìn)行比較，微調(diào)H.OUT的頻率，使其能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確地保持在15625Hz;另一路信號經(jīng)U1A、U2A在H.S端輸出一個(gè)幅度約為5V，脈寬大約4.7μs的負(fù)脈沖信號。此負(fù)脈沖信號送入CPU的對應(yīng)管腳，經(jīng)過CPU內(nèi)部處理，用以確定和控制OSD信息在水平方向上的顯示位置。H.S信號還和圖一所示電路產(chǎn)生的V.S信號經(jīng)過U2B在SYNC端輸出復(fù)合同步信號，提供給液晶顯示處理模塊。反饋信號H.FB的脈沖寬度可以通過調(diào)節(jié)可變電阻VR201的阻值來調(diào)整，字符行脈沖信號H.S以及復(fù)合同步信號SYNC中行脈沖的寬度可以通過調(diào)節(jié)可變電阻VR202的阻值來使其達(dá)到要求的寬度。

3 結(jié)論

通過采用圖1、圖3的電路，可以不依靠行、場輸出電路以及笨重易壞的行輸出變壓器就可以獲得OSD、液晶顯示處理等模塊所需的脈沖信號，簡化電路降低功耗的同時(shí)也消除了CRT顯示終端存在的高壓帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患，還使得整個(gè)平臺更便于維護(hù)以保證以教學(xué)的正常進(jìn)行。同時(shí)還能夠?qū)ζ脚_進(jìn)行模塊化、小型化改造和技術(shù)升級，所有這些對于提高學(xué)生實(shí)習(xí)興趣、改善實(shí)習(xí)效果都有重要的意義。

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