一种电视同步信号形成电路
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摘 要
对于电子信息类工科院校的实践教学而言，彩色电视机是一种理想的校内实验实习平台。随着技术的进步和出于安全等方面的考量，需要对此平台进行液晶化改造。本文介绍一种能够产生各种同步信号的电子电路。
关键词
OSD;场同步;行同步;复合同步信号
中图分类号： TN948 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.062
0 前言
在高等院校尤其是工科类院校的教学活动中，实践环节的教学作为非常重要的一个组成部分，得到了越来越高度的重视。彩色电视机综合运用了声、光、电、机械、材料、通信、信号处理等多种学科的技术以及涵盖了《模拟电子电路》、《数字电路》、《高频电子电路》等多门课程的知识，是一种比较理想的校内实验实习平台载体。以前由于技术的限制，采用的是以CRT（阴极射线管）为终端的电视机平台。随着时间的推移，这种平台的一些缺陷和不足在教学过程中越来越明显：
（1）CRT笨重、庞大而且由于技术的进步被淘汰导致越来越难以采购到。
（2）显示部分有很高的电压，对于教学而言存在着一定的安全风险和隐患。
（3）电路复杂导致平台不易模块化和小型化。因此有必要对其进行改造升级，一种方案就是采用更先进而且更轻便的液晶显示终端。液晶屏可以简单地分为数字屏和模拟屏两种，本文介绍的电路是使用在模拟屏组成的模拟液晶电视平台上的。
1 电路设计与分析
在电视系统中，接收端（电视机）和发送端（电视台）的图像信号必须保持严格同步，才能在显示终端获得稳定清晰的画面。也就是显示控制电路根据行同步信号（水平控制）、场同步信号（垂直控制）的“指令”控制终端显示系统将不同画面中同一内容像素稳定地显示在同一位置，最后形成稳定的视频画面。而在对电视机进行诸如调谐选台、音量控制、图像质量和偏好调整等操作时需要在屏幕上显示相应的操作状态、控制信息等等，这部分功能由OSD（On Screen Display）电路来完成。CPU中的OSD处理电路根据行同步信号（水平控制脉冲）、场同步信号（垂直控制脉冲）确定OSD显示位置和显示方式后将OSD信息叠加在视频图像上，亦即用OSD信息替代相应位置的图像信息。在前述这些场合都需要用到同步信号，这个过程是通过提取出全电视信号中所包含的复合同步信号然后经过相关电路处理后来完成的。通过对电视机整机框图的分析可以知道，信号处理电路能够根据解调出来的全电视信号产生对应的行、场振荡信号，不同的扫描和显示方式对这两个信号的处理方式也是有所不同的，尤其是最后的行、场输出形式和电路。
本次设计的电路是通过对中频信号处理与解调模块电路输出的行、场振荡信号进行处理与变换，获得OSD电路需要的字符显示行、场脉冲以及液晶屏显示处理电路需要的行场复合同步信号，下面我们逐一进行分析。
在图1所示的场同步脉冲形成电路中，V.OS是中频信号处理模块输出的场锯齿波振荡信号，其参数大约为：f=50Hz，V=500mV。此锯齿波信号经过三极管Q205组成的电路放大和三极管Q206组成的脉冲发生电路后在V.S端输出一个幅度约为5V，脉宽大约2ms的负脉冲信号。此负脉冲信号送入CPU的对应管脚，经过CPU内部处理，用以确定和控制OSD信息在垂直方向上的显示位置。
图2是电路的仿真波形，改变图1中C251、R252的参数，可以微调输出的负脉冲宽度。
图3所示的行同步脉冲、复合同步脉冲形成电路中，H.OUT是中频模塊输出的行振荡信号，经过三极管Q203的倒相放大，一路信号经U1D、U1C、U1B形成行频反馈脉冲H.FB送回中频处理模块进行比较，微调H.OUT的频率，使其能够稳定准确地保持在15625Hz;另一路信号经U1A、U2A在H.S端输出一个幅度约为5V，脉宽大约4.7μs的负脉冲信号。此负脉冲信号送入CPU的对应管脚，经过CPU内部处理，用以确定和控制OSD信息在水平方向上的显示位置。H.S信号还和图一所示电路产生的V.S信号经过U2B在SYNC端输出复合同步信号，提供给液晶显示处理模块。反馈信号H.FB的脉冲宽度可以通过调节可变电阻VR201的阻值来调整，字符行脉冲信号H.S以及复合同步信号SYNC中行脉冲的宽度可以通过调节可变电阻VR202的阻值来使其达到要求的宽度。
3 结论
通过采用图1、图3的电路，可以不依靠行、场输出电路以及笨重易坏的行输出变压器就可以获得OSD、液晶显示处理等模块所需的脉冲信号，简化电路降低功耗的同时也消除了CRT显示终端存在的高压带来的安全风险和隐患，还使得整个平台更便于维护以保证以教学的正常进行。同时还能够对平台进行模块化、小型化改造和技术升级，所有这些对于提高学生实习兴趣、改善实习效果都有重要的意义。
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