nedoPC.org

МРБ №1087 М.А.Овечкин Любительские Телевизионные Игры

Если собирать схему в симуляторе по образцу из справочника:

Получается растр 60x309 (из 64x312), где первые три строки отводятся под КСИ и последние 4 пикселя под ССИ.
На практике такой растр не очень удобен для личного применения в экспериментах, так как на разных телевизорах с разными настройками крайние строки и элементы будут скрыты или искажены (особенно на ЭЛТ).
Потому, удобно иметь "бордюр" как на ZX-Spectrum, но без всяких известных нюансов.

Так, для начала была разработана следующая схема:

Микросхема К155ТВ1 довольно специфическая к применению, но именно в данном узле она подошла лучше всего, чтобы использовалось минимум вентилей.

Оба ТВ1 служат источником ССИ и КСИ, запускаясь в определённые моменты.
Так, ССИ - с пикселя 50 по пиксель 53, что позволяет отвести пиксели 54-63 под бордюр слева - 10 пикселей. Соответственно, 10 пикселей под бордюр справа можно использовать пиксели 40-49. Соответственно, получаем ровно 40 позиций по центру: Если добавить счётчик и повысить частоту, получим 40 символов по 6 или 8 точек на строку знакоместа.

Вот с КСИ дело обстоит несколько сложнее.
Как можно видеть, счётчик ИЕ5 был заменён на ИЕ2, чтобы общее число строк достигло 320, что не так далеко от 312.
Вертикально получается КСИ запускается со строки 282 и сохраняется по строку 293 - 12 строк. Соответственно, нижний бордюр - строки 256-281 (26 линий), верхний бордюр - строки 294-319 (26 линий).
Сложность состоит в том, что во время КСИ триггер ССИ срабатывает несколько раз, благодаря вентилям И-НЕ на J-входах. А так как счётчики строк тактируются напрямую от ССИ, то это провоцирует проскок шести линий, что уменьшает растр до 314 строк (не 312), так как ССИ-ТВ1 нужно заставить срабатывать не 2, а 3 раза в КСИ-периодах.

Тем самым, используя примерно то же число корпусов, можно получить довольно удобный растр с бордюрами.

P.S. Сейчас занимаюсь разработкой схемы под растр 80x312 на семи ИМС (2xИЕ5, 2xИЕ2, 2xТВ1 и ЛА3) с частотой кварца 1250 кГц, где ССИ-ТВ1 срабатывает по 3 раза в периодах КСИ, о чём продолжу позднее.

Итaк, продолжим бороздить тему развёртки растра на CRT-стандартах.

Разрабатываемый узел расчитан на частоту 1.25 МГц и генерирует растр с развёрткой 80x312, где область 64x256 располагается почти по центру и обрамляется бордюрами.

• Пиксели 64-68 - правый бордюр в 5 единиц
• Пиксели 69-73 - сигнал ССИ в 5 отсчётов
• Пиксели 74-79 - левый бордюр в 6 единиц
• Строки 256-281 - нижний бордюр в 26 линий
• Строки 282-293 - сигнал КСИ в 12 отсчётов с редукцией до 4
• Строки 294-319 - верхний бордюр в 26 линий

Представляю схему в двух экземплярах:
На стандартных ИЕ5/ИЕ2 (7493/7490)

На более современных ИЕ19/ИЕ20 (74393/74390)


Конечно, вариант на 5 ИМС довольно привлекателен и компактен при всей функциональности, но ИЕ19/ИЕ20 куда-то затерялись и сейчас найти их в шкафу довольно проблематично. А на рынке уж лет 20 такие не попадаются. Придётся использовать громоздкий вариант (с перевёрнутым питанием).

Но, как видно по схемам, узел получился достаточно компактным и с минимумом логики, так как ТВ1 своими входами всё сам упростил.
Можно заметить небольшую странность в переназначении входов J и K. Но, мною так и задумано, что вход K (Kill) запускает СИ и подавляет графику, а вход J - всё восстанавливает.
К тому же, на макетной плате меньше переплетений получится, если использовать именно такой порядок.
Причём, выходами ТВ1 в комбинациях с остальными И-НЕ вентилями можно легко получить разрешение графики на бордюрах.

Если брать коэффициент 24960 в расчётах, получается порядка 50.08 FPS.
В строгом случае, чтобы получить суммарно 625 линий и 50 FPS, каждый второй кадр следует сделать высотой в 313 линий, подавляя форсированный импульс ССИ-ТВ1, что потребует дополнительной логики.

Заменил прямой линк на скрытую тему про эту книжку (линк добавил там до кучи)

Спасибо!
Две такие книжки (с голубой обложкой и с лошадками в шашечках) я в своё время чуть ли не до дыр зачитал.

Вот набросок диаграммы работы строчного каскада:

final - старший бит счётчика ИЕ2/ИЕ20, флаг о завершении клиентской зоны и начала бордюров с ССИ
Так как ИЕ5/ИЕ20 срабатывают по срезу такового импульса, а ТВ1 - по фронту, получается сдвиг ССИ на полупериод - пол пикселя.
Как видно, отсчёты 69 и 74 в бордюрах пересекаются с HRTC от ТВ1-ССИ на полупикселях. Тем самым, бордюры имеют толщину в 5½ пикселей при ССИ в 5 фронтов.

Диаграмма работы кадрового каскада эквивалентна:

Здесь получается ровно 320 строк, 12 из которых отводится на КСИ - 768 мкс. Так как КСИ-ТВ1 также тактирует вместе с ИЕ5/ИЕ19 в противофазах, срабатывая на каждой 4 строке, схематически удалось разместить период КСИ ровно по центру бордюра, разделив его на нижний и верхний.
Соответственно, чтобы сократить их до 312, в периоде КСИ нужно вырабатывать не по 1 импульсу ССИ, а по 3. За что и отвечает вентиль И-НЕ, обеспечивая проскок двух вертикальных отсчётов.

Вот ещё примерная промежуточная диаграмма:

Как видно, в периодах КСИ триггер ССИ-ТВ1 после выработки нормального ССИ в 4 мкс вырабатывает ещё 2 паразитных скачка примерной длительностью в 800 нс и ~400 нс, чтобы проскочить 8 строк из 12.
Примерная - из-за того, что нет уверенности в достоверности паразитных интервалов, так как их сложно просчитать.

Сегодня немного погуглил по тематике, но везде выпадают ссылки на справочники по стандартам на 625 строк.
В выпуске МРБ длительность КСИ задана в 192 мкс (три строки) - это оптимальный минимум?Если у меня за период КСИ ССИ-ТВ1 срабатывает по три раза на строку (получается 4 линии КСИ - 256 мкс), при увеличении КСИ каждых нечётных кадров до 320 мкс сохранится ли стабильность?
Есть мысль задействовать ИЕ4 для подсчёта ССИ в периодах КСИ, так как общее число таких ССИ получается ровно 24. Соотвественно, на 24 отсчёте ССИ-ТВ1 не форсируем и он не вырабатывает последний импульс: Строк получается 313 - суммарно 625.

P.S.: Собрал на макетке 1006ВИ1 с подстроечниками и подключил к НЧ-входу телевизора. Интересные узоры получаются на экране. Иногда шириной с символ OSD-меню (что говорит о частоте около 600 кГц - линейкой прикидывал).
Изредка цветной шум появляется (SECAM срабатывает?), а местами - и устойчивая картинка вертикальных полос.
На некоторых позициях подстроечного конденсатора в телевизоре что-то срабатывает (защита?) и он уходит в дежурный режим (несколько раз за минуту).

Разработал ещё один вариант под 1.5 МГц (96 отсчётов на строку) на счётчике ИЕ4.

Пришлось использовать все элементы ЛА3 для поддержки форсирования пропуска строк для достижения 312 линий.

Здесь бордюр имеет по 5 отсчётов с обоих сторон и 6 отсчётов на ССИ.


Из-за специфики работы счётчика ИЕ4 адресация пикселей требует перекодировки. Но, мы получаем целых 80 отсчётов под графику в центре, а под бордюр всего 10.
Тем самым, при частоте в 6 МГц получим уже 320 пикселей в строке клиентской области.
По идее, К580ГФ24 с кварцевым резонатором на 27 МГц может своим делением на 9 выдать 3 МГц? Иначе у меня под рукой кратных кварцев нет.

В общем, тема реализаций с использованием ТВ1 довольно любопытная при всей компактности.

P.S.: Чуть позже перейду к практической сборке на макетках.

Сделал набросок Verilog-модели (EDA Playground-онлайн) и локально получил такие графики:



На графиках уже отчётливо виден алгоритм работы узлов синхронизации.

А верилог-модели советских микрух насколько точные?...

На столько, на сколько мне хватило ума и фантазии их описать с потолка.
Учитывая, что с Verilog знаком лет 10, но практически владею им очень поверхностно.
Так, не берётся в расчёт задержка прохождения тактирующего сигнала, так как ИЕ5/ИЕ2 - асинхронные, а ТВ1 тактируется от самих счётчиков.
В том же ZX-Spectrum используются ИЕ7, которые имеют лучшие показатели синхронности.
Идеально было бы использовать ИЕ16 и ИЕ17.
Но, в моём случае, частота в 1.25 МГц - ни о чём, даже для устаревших К155.
Вот делитель 10 МГц на 8 хорошо бы на ИЕ7 собрать, так как для корректной графики выше 256 пикселей на строку требования уже критические (если подтянуть ОЗУ или К155РЕ23/РЕ24), но это уже нюансы дальнейшей разработки.

Думаю, если хорошо поискать, можно найти готовые Verilog-модели ТТЛ. Хотя бы студенческие. Но это нужно шерстить тематические ресурсы.

А мне достаточно того, что наброски с тетради довольно однозначно работают и в Logisim, и в Verilog: Хотя бы какая-то уверенность уже есть, что можно покупать макетницу и начинать сборку.

Вот только смеситель сигналов в каком исполнении лучше подойдёт?

Например, адаптированный аналог от того же РК:

Где входы 1/2 и 4/5 у ЛА3 подключаются перекрёстно к выводам 6 и 8 двух ТВ1, чтобы достичь функциональности ЛП5 с открытым коллектором (в схеме РК этим занимаются элементы D5.2 и D9.3).
Вообще Исключающее-ИЛИ там это необходимость или экономия? До сих пор не понимаю.

В той же книжке используется чисто логический узел:


Но, в живую игры "Хоккей" и "Скачки" я не видел, а за РАДИО-86РК сидел годами.
Потому, больше склоняюсь к смесителю от РК, хотя из МРБ, уверен, узел тоже не плох.

Если диодами смешать сигналы с двух ТВ1 и напрямую подать на телевизор вместе с подтяжкой - ничего плохого же не будет?
Или же, какую из этих двух схем посоветуете?
(Кстати, имеется ЛА18.)

Поначалу прочитал "знаком лет с 10" и немного приофигел

Заглядывая в справочный лист по ИЕ5 видно, что счётчик неприлично низкочастотный (до ~7.(407) МГц).
Кварцевый резонатор в 10 МГц придётся делить ИЕ7 справочный лист.
Так, АОН журнала Радио использует К555ИЕ5 под 16/8 МГц, но такой серии под рукой нет.
Да и К1006ВИ1 не гарантирует стабильность на частотах выше 100 кГц и при расчёте на 1.25 МГц выдаётся дичь (сложно такие номиналы подобрать) калькулятором:

• R1 = 230
• R2 =57 K
• C = 10 pf

Да, если добавлять задержки к счётчикам (~33 нс на каждый вывод) и ТВ1 (25 нс), помех появляется очень много.



Но при разработке схем именно на ТВ1 я это старался учитывать.
По графиками видно, что ССИ вырабатывается в периодах КСИ практически ничуть не хуже, обеспечивая проскок через 2 линии.

P.S.: Так или иначе, без сборки практической модели точно сказать я ничего не могу.
(Схема самого РАДИО-86РК грешит этим не меньше, но всё же работоспособна.)

Так как макетными платами никогда не пользовался (только макетными под пайку), жгут купил не глядя и он оказался типа "мамка-папка", а не "папка-папка" (не знал, что бывают такие). Пришлось делать собственные перемычки.
И макетная плата очень тугая. Гнёт ножки микросхем, если предварительно иглой там не ткнуть.

В общем, получилось пока как-то так и корректность монтажа ещё нужно проверить (места под генератор не осталось и придётся паять его на отдельной панельке):

Интересно, что я сам один раз так чуть было не влип! Хорошо, что попросил глянуть, прежде, чем оплатить чек!
Контакты в цанговой макетке в общем-то не тугие, хотя я тоже сначала намечаю иглой.

Дело в том, что провод оригинальных контактных проводников довольно специфичного диаметра.
Цветные провода из телефонного кабеля - тонковаты.
Распространённая сетевая двухпроводная скрутка - тоже тонковата.

Я перебрал каталоги проводников и нашел, что очень точно подходит именно один вариант сетевой
скрутки, и решил купить себе метров так 10...

Хорошо, что штангенциркуль взял! Оказалось, что китайцы безбожно занижают диаметр медных
проводников! Причём тем же грешат и отечественные производители - есть лазейка в ГОСТ...

папка-мамка полезен если на одном конце гребёнка

а вообще с этими длинными бредбордами есть засада, за которую многие запинаются ибо не в курсе

Ну это не такая уж и засада, если тщательно всё проверять.
В своё время ты меня предупредил про эту засаду, но я уже знал, потому как всегда проверяю
непосредственно на выводах микросхем - пришло ли на них питание.

Это в принципе важно особенно при работе с КМОП - у них может случиться так, что если ты
проворонил подключение питания, оно может поступить через входы и защитные диоды, но
это будет трудноуловимый глюк: схема то работает, то вдруг - и нет!

Вот эти гребёнки я тоже взял про запас. А оказалось, их кромсать придётся.
Потому обошёлся своей проволокой. К тому же, с ней компактнее и ничего не торчит.

Эта засада была на первом этапе, когда я питающие выводы подключил и питание подал, чтобы пробником пройтись по микросхемам. Вдруг выяснилось, что дальше половины платы питание не идёт. Вгляделся в оттиск и сообразил, что перемычек ещё больше надо.

А вообще, тут имеются практики, кто разворачивал именно свой матрац?
Современные (LCD) телевизоры как отнесутся к такой кустарщине?

На сколько я понимаю, если судить по призракам (когда два соседних телеканала частотами конфликтуют), то картинка телевизионного канала в КСИ имеет в центре какую-то загогулину в несколько линий.
Для чего она? Или это только для чересстрочки?