一種電視同步信號形成電路

劉達見 周巍

摘 要

對于電子信息類工科院校的實踐教學而言，彩色電視機是一種理想的校內實驗實習平臺。隨著技術的進步和出于安全等方面的考量，需要對此平臺進行液晶化改造。本文介紹一種能夠產生各種同步信號的電子電路。

關鍵詞

OSD;場同步;行同步;復合同步信號

中圖分類號： TN948? ? ? ?文獻標識碼： 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活動中，實踐環節的教學作為非常重要的一個組成部分，得到了越來越高度的重視。彩色電視機綜合運用了聲、光、電、機械、材料、通信、信號處理等多種學科的技術以及涵蓋了《模擬電子電路》、《數字電路》、《高頻電子電路》等多門課程的知識，是一種比較理想的校內實驗實習平臺載體。以前由于技術的限制，采用的是以CRT（陰極射線管）為終端的電視機平臺。隨著時間的推移，這種平臺的一些缺陷和不足在教學過程中越來越明顯：

（1）CRT笨重、龐大而且由于技術的進步被淘汰導致越來越難以采購到。

（2）顯示部分有很高的電壓，對于教學而言存在著一定的安全風險和隱患。

（3）電路復雜導致平臺不易模塊化和小型化。因此有必要對其進行改造升級，一種方案就是采用更先進而且更輕便的液晶顯示終端。液晶屏可以簡單地分為數字屏和模擬屏兩種，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 電路設計與分析

在電視系統中，接收端（電視機）和發送端（電視臺）的圖像信號必須保持嚴格同步，才能在顯示終端獲得穩定清晰的畫面。也就是顯示控制電路根據行同步信號（水平控制）、場同步信號（垂直控制）的“指令”控制終端顯示系統將不同畫面中同一內容像素穩定地顯示在同一位置，最后形成穩定的視頻畫面。而在對電視機進行諸如調諧選臺、音量控制、圖像質量和偏好調整等操作時需要在屏幕上顯示相應的操作狀態、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，這個過程是通過提取出全電視信號中所包含的復合同步信號然后經過相關電路處理后來完成的。通過對電視機整機框圖的分析可以知道，信號處理電路能夠根據解調出來的全電視信號產生對應的行、場振蕩信號，不同的掃描和顯示方式對這兩個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。

本次設計的電路是通過對中頻信號處理與解調模塊電路輸出的行、場振蕩信號進行處理與變換，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合同步信號，下面我們逐一進行分析。

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，其參數大約為：f=50Hz，V=500mV。此鋸齒波信號經過三極管Q205組成的電路放大和三極管Q206組成的脈沖發生電路后在V.S端輸出一個幅度約為5V，脈寬大約2ms的負脈沖信號。此負脈沖信號送入CPU的對應管腳，經過CPU內部處理，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，可以微調輸出的負脈沖寬度。

圖3所示的行同步脈沖、復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，經過三極管Q203的倒相放大，一路信號經U1D、U1C、U1B形成行頻反饋脈沖H.FB送回中頻處理模塊進行比較，微調H.OUT的頻率，使其能夠穩定準確地保持在15625Hz;另一路信號經U1A、U2A在H.S端輸出一個幅度約為5V，脈寬大約4.7μs的負脈沖信號。此負脈沖信號送入CPU的對應管腳，經過CPU內部處理，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生的V.S信號經過U2B在SYNC端輸出復合同步信號，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節可變電阻VR201的阻值來調整，字符行脈沖信號H.S以及復合同步信號SYNC中行脈沖的寬度可以通過調節可變電阻VR202的阻值來使其達到要求的寬度。

3 結論

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也消除了CRT顯示終端存在的高壓帶來的安全風險和隱患，還使得整個平臺更便于維護以保證以教學的正常進行。同時還能夠對平臺進行模塊化、小型化改造和技術升級，所有這些對于提高學生實習興趣、改善實習效果都有重要的意義。

參考文獻

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