ГЕНЕРАТОР ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ SSTV-СИГНАЛОВ

КОВАЛЕНКО Д.А. (UA2FDX), г. Черняховск

Все, кому хоть однажды приходилось заниматься аналого-цифровой техникой, знают, как сложно осуществить ее настройку без соответствующих приборов (осциллографа, генератора прямоугольных импульсов, частотомера). Узлы SSTV аппаратуры нуждаются в такой настройке.

Вильнюсским радиолюбителем Александром Власенко (UP3BD) разработан генератор испытательных SSTV - сигналов (подобные описаны в [1],[2],[3]). Он аналогичен тем, которые используются при сервисном обслуживании бытовых телевизионных приемников. Генератор воспроизводит испытательные сигналы специальной формы в стандартах SSTV — это белая сетка, черная сетка, шахматное поле, вертикальные и горизонтальные полосы, черное и белое поля, серый клин (градация от черного до белого). Генератор реализован на базе интегральных микросхем ТТЛ серии, двух диодах и пяти транзисторах.

Схема
Puc.1

Функциональная схема сигнал-генератора показана на рис. 1, где приняты следующие обозначения:

  1. — задающий генератор;
  2. — двоичный счетчик-делитель на шестнадцать;
  3. — делитель на шестнадцать;
  4. — делитель на два и восемь;
  5. — формирователь формы испытательных сигналов;
  6. — одновибратор;
  7. — одновибратор;
  8. — коммутатор;
  9. — схема управления;
  10. — ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь);
  11. — ГУН (генератор, управляемый напряжением);
  12. — ключ;
  13. — ФНЧ (фильтр низших частот).

Принципиальная схема генератора испытательных SSTV-сигналов приведена на рис. 2.

Схема
Puc.2

Задающий генератор реализован на элементах DD1.1; DD1.2; DD1.3. Собственно на элементах DD1.1 и DD1.2 собран автогенератор, в котором положительная обратная связь через конденсатор С1 охватывает два элемента. Элемент DD1.1 выведен в линейный усилительный режим с помощью резистора отрицательной обратной связи R1. Элемент DD1.3 применяется здесь как буферный, чтобы уменьшить влияние нагрузки на частоту генератора. Конденсатор С1 и резистор R1 подобраны таким образом, чтобы на выходе элемента DD1.3 получить прямоугольные импульсы частотой 256 Hz. Эти импульсы с вывода 8 DD1.3 поступают на счетный вход двоичного счетчика-делителя на шестнадцать, вывод 14 DD2. С ее выходов (выводы 12, 9, 8, 11) двоичный код 1,2,4,8 через схему управления на МС DD9 поступает на входы цифро-аналогового преобразователя, реализованного на элементах DD10.1; DD10.2 и DD11.1;DD11.2.

С вывода 11 МС DD2 прямоугольные импульсы частотой 16 Hz подаются на вход одновибратора (вывод 1 МС DD7), на его выходе (вывод 4) получим нормированные по длительности и частоте отрицательные импульсы строчной развертки SSTV (16 Hz - 5 ms). Элементы времязадающих цепей МС DD7 R2 и С2 подбирается таким образом, что длительность выходного отрицательного импульса составляет 5 ms. В то же время, положительный импульс длительностью 5ms вывода 13 МС DD7, поступает на входы синхронного сброса (двувходовый элемент И, выводы 2 и 3 МС DD2, запрещающий действие импульсов по тактовым входам и сбрасывающий данные по всем триггерам, т.е. после каждого шестнадцатого импульса двоичного счетчика-делителя DD2 он обнуляется). Таким образом, двоичный вход с выхода МС DD2 через схему управления на МС DD9 поступает на вход ЦАП (элемены DD10.1; DD10.2 и DD11.1; DD11.2.). Кодовый сигнал двоичного числа резисторной матрицей R1...R7 преобразуется в аналоговый, соответственно весовым кодам. В точке суммирования сигнала (эмиттер VT2) образуется периодический сигнал ступеньчатого вида. Число градаций сигнала — 16 (Рис.3).

Схема
Puc.3

Кадровые синхроимпульсы формируются следующим образом. Прямоугольные импульсы с вывода 11 МС DD2 частотой 16 Hz делятся делителями на МС DD3 (на 16) и DD4 (на 2 и 8). С вывода И МС DD4 импульс, следующий с периодом 8s, запускает одновибратор на МС DD7 (вторая половина), на выходе которого (вывод 12) получаем кадровый импульс длительностью 30ms. Это достигается подбором времязадающей цепочки R3, СЗ.

Формирователь формы испытательных сигналов реализован на элементах МС DD5 и МС DD6. Эпюры, иллюстрирующие его работу в различных точках, приведены на рис. 4.

Схема
Puc.4

Сформированная последовательность сигналов управляет работой схемы управления на МС DD9 (четыре логических элемента 2ИЛИ), которая, в свою очередь, управляет работой ЦАП.

Импульсы строчной и кадровой синхронизации (выводы 4 и 12 DD7) через коммутатор на элементах DD8.1; DD8.2 запрещают работу ЦАП, открывают ключ на транзисторе VT1 и тем самым соединяют с общим проводом подстроенный резистор R9. Он и определяет падение напряжения на коллекторе транзисторов VT2 и VT3, которое подается на ГУН. Резистором R11 в цепи базы VT2 устанавливается амплитуда линейно изменяющегося напряжения ЦАП, а резистором R14 в цепи базы VT3 — его линейность.

Собственно ГУН собран на элементах DD12.1; DD12.2; DD12.3 и двух транзисторах (VT4, VT5). Диапазон изменения его частоты лежит в пределах от 2400 Hz до 4600 Hz — он определяется элементами Сб и R16. На элементе PD13.1 реализован счетчик-делитель на два. Сформированный импульснокодовый модулированный сигнал (ИКМ) с вывода 6 МС DD13 фильтруется LC фильтром низших частот с полосой пропускания до 3,4 kHz. Его нагрузкой является резистор R21, с помощью которого регулируется амплитуда выходного комплексного испытательного сигнала SSTV, подаваемого на вход SSTV-монитора. Этот сигнал можно подать и на микрофонный вход трансивера. В этом случае можно дать возможность Вашему корреспонденту настраивать свой монитор, не имея аналогичного генератора, прямо из эфира.

Увеличить прецезиониость сигнал-генератора можно путем замены RC генератора на элементах DD1.1; DD1.2; DD1.3 на кварцевый с частотой 256 kHz, собранный по общеизвестным схемам, а затем поделить делителем с коэфициентом деления 1000 (например, тремя МС типа К155ИЕ1).

Настройка генератора испытательных сигналов проводится следующим образом. Резистором R16 (верхний предел) и С6 (нижний предел) устанавливают диапазон изменения частоты ГУН, контролируя частоту частотомером на выводе 8 МС DD12. Она должна лежать в пределах 2400...4600 Hz, при напряжении 0...2.5 В на базе транзистора VT4. Резистором R9 устанавливают частоту 2400 Hz на выводе 8 МС DD12, при этом на ЦАП должен быть выдан сигнал запрещения с вывода 8 МС D8. Для этого отсоединяют выводы 12 и 13MCDD1 от выходов одновибратора МС DD7 и на них через резистор 1,2 кОм от источника +5 В подают уровень логической единицы. Затем соединение восстанавливают. Резистором R11 устанавливают амплитуду линейно изменяющегося сигнала управления ГУН на базе VT4 в пределах +2,5 В, а резистором R14 - линейность его изменения. Контроль производят осциллографом, подсоединив его щуп к базе транзистора VT4. Последним этапом настройки является установка временных интервалов, формируемых сдвоенным одновибра-тором на МС DD7. Их устанавливают путем подбора RC времязадающих элементов, контролируя при этом длительность сформированного отрицательного импульса на выводах 4 и 12 МС DD7. Для строчных (вывод 4) она должна быть равна 5 ms, для кадровых — 30ms (вывод 12). Так как период следования импульсов на выводе 12 МС DD7 равен 8 s, то наблюдать его на экране осциллографа долго и неудобно. Поэтому, отсоединив вывод 9 МС DD7 от вывода 11 МС DD4, соединяют его с выводом 11 МС DD2, устанавливают длительность импульса с выхода МС DD7 равной 30 ms, затем восстанавливают соединение согласно принципиальной схеме.

Порядок работы с генератором испытательных сигналов несложен. Подав на него напряжение питания +5 В, соединяют его выход со входом SSTV-монитора, устанавливают переключатель формы испытательных сигналов S1.1 и S1.2 в положение серый клин (градации) и резистором R21 устанавливают уровень сигнала таким, чтобы на экране монитора были видны вертикальные полосы, меняющиеся по тону (всего 16) от белого до черного. Затем просматривают другие сформированные изображения путем поочередного переключения переключателей S1.1 и S1.2.

С помощью описанного генератора испытательных сигналов были настроены SSTV-мониторы на станциях UA2FDX, UA2FEP, UA2FGF.

Литература:
1. B.Kallenbach; Bildmustergenerator fur SSTV; Funkamateur, 3(1979) S.140...143.
2. П.Балабански и др., "SSTV-техника" София 1985, стр. 121... 127.
3. Scheichel, W., SSTV Bildmustergenerator; Funkschau 48(1976), H.22,5. S.957FF.

Радиолюбитель