37_40.pdf

Inwerter sygna³u wideo

kit AVT-335

Czy prawd¹ jest, ¿e

dzisiejszy wiat zmierza

w stronê "cywilizacji

obrazkowej"? Wystarczy

rozejrzeæ siê dooko³a, aby

bez trudu odpowiedzieæ na to

pytanie. S³owo mówione

lub pisane zdaje siê

ustêpowaæ obrazowi

i przekazowi graficznemu.

Nawet najpiêkniejsza opowieæ

o wakacjach ju¿ nie

wystarcza, je¿eli nie jest

ilustrowana efektown¹ fotk¹

lub filmem.

Technika rejestracji obrazów

rozwija siê i teraz zamiast nieru-

chomych fotografii coraz czêciej

mo¿emy pochwaliæ siê w³asno-

rêcznie nakrêconym filmem wi-

deo. Niektórzy mogli s¹dziæ, ¿e

ruchome obrazki ca³kowicie wy-

pr¹ poczciwe zdjêcia, ale aparat

fotograficzny wci¹¿ nam towarzy-

szy, a o ¿ywotnoci tego medium

wiadczy swoisty renesans zdjêæ

w technice czarno-bia³ej. Tak na-

prawdê, to film i zdjêcia dosko-

nale siê uzupe³niaj¹. Technika

wideo mo¿e nawet okazaæ siê

pomocna entuzjastom fotografii.

Ka¿dy, kto chocia¿ raz w ¿y-

ciu pstryka³ zdjêcia aparatem

fotograficznym wie, ¿e zanim

powstanie odbitka zdjêcia na

kartoniku papieru fotograficzne-

go obraz najpierw zostaje utrwa-

lany na b³onie negatywowej. Wy-

nika to z powszechnie przyjêtej

technologii fotografii opartej na

wiat³oczu³ych solach srebra.

Aby w trakcie obróbki che-

micznej powsta³o normalne zdjê-

cie, potrzebny jest jego negatyw

(wyj¹tek to technologia zastoso-

wana w aparatach firmy Polaroid,

gdzie z aparatu dostajemy od razu

gotowe zdjêcie - wad¹ tego roz-

wi¹zania jest brak mo¿liwoci

kadrowania, korekcji i trudnoci

z powieleniem zdjêcia). Dla nie-

wprawnego oka obraz widoczny

na negatywie, szczególnie koloro-

wym jest ma³o czytelny. Czasem

trudno siê zorientowaæ co przed-

stawia, a jeszcze trudniej podj¹æ

decyzjê, czy jakoæ zdjêcia jest

odpowiednia, aby op³aca³o siê

wydaæ pieni¹dze na jego odbitkê.

Tymczasem, jeli mamy do dys-

pozycji kolorow¹ kamerê wideo

i opisany w artykule uk³ad inwer-

tera obrazu, to w stosunkowo

prosty sposób mo¿emy obejrzeæ

i oceniæ kolorowy film negatywo-

wy zanim jeszcze zostan¹ wywo-

³ane zdjêcia.

Rys. 1. Rozk³ad kolorów

w prezentacji p³askiej.

Elektronika Praktyczna 7/97

P R O J E K T Y

Inwerter sygna³u wideo

Rys. 2. Widok jednej linii obrazu TV.

schematycznie na rys.1 .

Dodatkowo, tak jak na ne-

gatywie czarno-bia³ym, jas-

ne partie obrazu bêd¹ ciem-

ne, a ciemne jasnymi. To

wszystko sprawia, ¿e tak

trudno zorientowaæ siê, co

naprawdê przedstawia ko-

lorowy negatyw. Gdyby jed-

nak popatrzeæ na niego

przy pomocy kamery wi-

deo, a uzyskany obraz pod-

daæ inwersji i wywietliæ

na kolorowym monitorze,

to obraz negatywu by³by wi-

doczny w kolorach zbli¿onych

do tych, jakie zostan¹ odtworzo-

ne na zdjêciu.

Opis uk³adu

Ten prosty pomys³ nie tak

³atwo zrealizowaæ w praktyce. Po-

wodem jest wielokrotnie ju¿ opi-

sywana struktura sygna³u wideo.

Sygna³u wizji nie mo¿na tak po

prostu odwróciæ przy pomocy np.

wzmacniacza tranzystorowego

w uk³adzie OE. Inwersji powinien

byæ poddany tylko sygna³ treci

obrazu ka¿dej linii. Nie mo¿e siê

zmieniæ polaryzacja impulsów

synchronizacji ani wygaszania.

Nienaruszony powinien pozostaæ

tak¿e burst koloru.

Wygl¹d ca³kowitego sygna³u

wizji przedstawiono na rys.2 . Na

oscylogramie oznaczonym 1

burst, czyli sygna³ synchronizu-

j¹cy dekoder koloru w odbiorniku

telewizyjnym, znajduje siê zaraz

za impulsem synchronizacji linii,

jeszcze w obrêbie impulsu gasz¹-

cego. Poniewa¿ w systemie telewi-

zyjnym PAL informacjê o kolorze

niesie faza podnonej chrominan-

cji na³o¿ona na sygna³ luminancji

(czyli jaskrawoci), wa¿ne jest aby

uk³ady detekcji koloru w odbiorni-

ku TV by³y odpowiednio synchro-

nizowane na pocz¹tku ka¿dej linii.

Burst koloru w sygnale wizji s³u¿y

w³anie do tego celu.

Tak przyjête za³o¿enia realizu-

je uk³ad pokazany na rys.3 .

Uk³ad zbudowany zosta³ z wyko-

rzystaniem m.in. wzmacniaczy

Nortona. Sposób dzia³ania tych

elementów ró¿ni je od tradycyj-

nych wzmacniaczy operacyjnych.

We wzmacniaczu Nortona na

wejciu i wyjciu uk³adu znajdu-

j¹ siê "lustra pr¹dowe". Wzmoc-

nieniu podlega ró¿nica pr¹dów

wejcia odwracaj¹cego i nieod-

wracaj¹cego. Wzmacniacz jest za-

tem sterowany pr¹dowo, a nie

napiêciowo, jak wiêkszoæ

wzmacniaczy operacyjnych.

Opornoæ wejæ wzmacniacza jest

bardzo du¿a, a pr¹dy wejciowe

s¹ rzêdu zaledwie nA.

Wzmacniacz Nortona jest szcze-

gólnie przydatnym elementem do

budowy wzmacniaczy napiêcia

zmiennego, poniewa¿ umo¿liwia

ustawieniena wyjciudowolnejwar-

toci sta³ego napiêcia wyjciowego.

W uk³adzie inwertera u¿yty

zosta³ uk³ad scalony LM359 pro-

dukowany przez National Semi-

conductor. Jest to podwójny

wzmacniacz Nortona. Charakte-

Zasada dzia³ania

W przypadku fotografii czarno-

bia³ej, pojêcia takie jak obraz

negatywowy i pozytywowy s¹ zro-

zumia³e i ³atwo wyt³umaczyæ pro-

ces powstawania gotowego zdjê-

cia. Na wywo³anym filmie nega-

tywowym to, co w rzeczywistoci

jest bia³e lub jasne bêdzie czarne

lub szare. W przypadku czarnych

przedmiotów na negatywie otrzy-

maj¹ one barwê bia³¹. Je¿eli ne-

gatywowy obraz bêdzie rzutowany

na wiat³oczu³y papier fotograficz-

ny, a potem tak nawietlony pa-

pier zostanie wywo³any, dokona-

na zostanie kolejna przemiana

czerni w biel i odwrotnie. W efek-

cie na odbitce wszystko to, co

w naturze jest jasne pozostanie

jasne, a to, co ciemne bêdzie

ciemne.

W przypadku fotografii kolo-

rowej tak¿e wystêpuje proces

negatywowy, jednak znacznie

bardziej skomplikowany. "Odwró-

ceniu" podlega nie tylko natê¿e-

nie wiat³a, lecz tak¿e jego ko-

lor. Warto wiedzieæ, ¿e tak jak

na kineskopie odbiornika telewi-

zyjnego, na fotografii kolorowy

obraz powstaje tak¿e ze zmiesza-

nia trzech sk³adowych podsta-

wowych kolorów. W postaci

cienkich b³onek emulsji

s¹ one na³o¿one na

przezroczyste pod³o¿e

b³ony fotograficznej. Po

wywo³aniu, na filmie

zamiast rzeczywistych

kolorów s¹ widoczne

kolory dope³niaj¹ce.

I tak: niebo przyjmie

barwê ¿ó³taw¹, czerwo-

ne kwiaty bêd¹ niebies-

ko-zielone, a trawa pur-

purowo-fioletowa.

Zestawienie kolorów

podstawowych i dope³-

niaj¹cych pokazano

Rys. 3. Schemat elektryczny inwertera.

Elektronika Praktyczna 7/97

Inwerter sygna³u wideo

siê z elementów R4 i C2.

Impulsy o takim czasie

trwania wystêpuj¹ na wy-

jciach komparatorów U2C

i U2D. Impulsy te steruj¹

uk³adem U1B, który

wzmacnia sygna³ wideo

z inwersj¹ lub bez. W su-

mie, na wyjciu U1B-14

sygna³ jest wzmocniony

oko³o dwukrotnie. Na wy-

jciu J2 i obci¹¿eniu 75

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R5: 10k

R3, PR: 14,7k

R6, R13, R14, R16: 1k

R8: 33k

R10: 47k

amplituda sygna³u wy-

jciowego powinna byæ

zbli¿ona do amplitudy

sygna³u na wejciu uk³a-

du. Potencjometrem R7

ustawia siê poziom czerni

w sygnale wyjciowym.

Monta¿ i uruchomienie

Uk³ad najlepiej zmontowaæ na

p³ytce drukowanej (jej widok znaj-

duje siê na wk³adce wewn¹trz nu-

meru) i umieciæ w niewielkim plas-

tykowym pude³ku. Rozmieszczenie

elementów przedstawia rys. 4 .

Poniewa¿ w czasie normalnej

pracy inwerter pobiera oko³o

30mA pr¹du, mo¿na go zasilaæ

z baterii 9V. W takim przypadku,

w obudowie powinno siê znaleæ

miejsce tak¿e na bateriê. Przy

zasilaniu zasilaczem niestabilizo-

wanym 7..12V, w obudowie trzeba

zamontowaæ gniazdko po³¹czone

ze z³¹czem JP1. Dodatkowo do

obudowy trzeba przykrêciæ prze-

³¹cznik, który poprzez styki JMP1

odetnie zasilanie, gdy inwerter

nie bêdzie u¿ywany. Dobrym roz-

wi¹zaniem jest zastosowanie prze-

³¹cznika podwójnego. Styki dru-

giej sekcji trzeba po³¹czyæ z JMP2.

Po wy³¹czeniu inwertera sygna³

z wejcia bêdzie podawany bezpo-

rednio na wyjcie i nie trzeba

wtedy prze³¹czaæ przewodów, aby

ogl¹daæ obraz z kamery bezpo-

rednio na monitorze.

R12, R17: 75

Kondensatory

C1, C4: 10

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na

p³ytce drukowanej.

F/10V

C2: 100pF

C3: 31pF

C5, C6: 100nF

Pó³przewodniki

D1, D2, D3, D4: 1N4148

U1: LM359

U2: LM339

U3: 78L05

Ró¿ne

J1,J2 gniazda CINCH do druku

ryzuje siê szerokim pasmem i du-

¿¹ szybkoci¹ dzia³ania, ma³ym

poborem mocy oraz mo¿liwoci¹

kompensacji charakterystyki czês-

totliwoci przy pomocy zewnêt-

rznych elementów, do³¹czanych

do specjalnie w tym celu wypro-

wadzonych koñcówek. Wzmac-

niacz mo¿e byæ zasilany poje-

dynczym napiêciem w zakresie

5V..22V, pasmo przenoszenia siê-

ga 400MHz, przy wzmocnieniu

od 10 do 100.

Amplituda sygna³u wejciowe-

go podawanego na wejcie J1

powinna wynosiæ 1Vpp. Uk³ady

U1A i U2B wraz z otaczaj¹cymi je

elementami s³u¿¹ do odtworzenia

sk³adowej sta³ej sygna³u wizji.

Dziêki temu, za pojemnoci¹ C1

dolna czêæ impulsów synchroni-

zacji znajduje siê na sta³ym po-

ziomie napiêcia sta³ego 0,7V, bez

wzglêdu na wartoæ chwilowej

amplitudy sygna³u treci obrazu.

Dioda D2 ogranicza poziom napiê-

cia wyjciowego na U2B-2 do +1V.

Komparator U2A s³u¿y do detekcji

impulsów synchronizacji. Poziom

prze³¹czania dobierany opornikami

R15 i R14 jest ustawiony ok.

300mV powy¿ej sk³adowej sta³ej

sygna³u wizji.

Tak otrzymany impuls s³u¿y

do okrelenia przedzia³u czasowe-

go, kiedy to ca³kowity sygna³

wideo nie powinien byæ odwra-

cany dla zachowania prawid³owej

polaryzacji impulsów synchroni-

zuj¹cych. Jak to zosta³o wczeniej

napisane, tak¿e burst koloru nie

powinien byæ odwracany, dlatego

impuls przedzia³u czasowego zo-

staje wyd³u¿ony do ok.10

Po³¹czenie kamery, inwertera

i monitora przedstawia rys.5 .

Sygna³ z wyjcia wideo kamery

jest podawany przewodem ekra-

nowanym do gniazda J1 typu

cinch, montowanego na p³ytce

drukowanej. Z tego samego typu

gniazda, oznaczonego jako J2,

sygna³ przewodem ekranowanym

jest podawany na wejcie moni-

tora lub wejcie monitorowe od-

biornika telewizyjnego. W przy-

padku zastosowania gniazd inne-

go typu, nale¿y po³¹czyæ je krót-

kimi odcinkami kabla w ekranie

z wejciem i wyjciem, rezygnu-

j¹c z wlutowania cinchy.

Strojenie p³ytki sprowadza siê

do ustawienia potencjometrem PR1

poziomu czerni. Regulacji dokonu-

s przy

pomocy uk³adu RC sk³adaj¹cego

Rys. 5. Sposób zastosowania uk³adu.

Elektronika Praktyczna 7/97

R2: 2,2k

R4: 200k

R9: 8k2

R11: 150

R15: 22k

Inwerter sygna³u wideo

je siê bez do³¹czonego sygna³u

wizji. Napiêcie na wyjciu U1B-

14 powinno wynosiæ 1,9..2,5V.

Jeli napiêcia nie mo¿na zmierzyæ,

potencjometr trzeba ustawiæ

w rodkowej pozycji. Po do³¹cze-

niu sygna³u z kamery trzeba tak

skorygowaæ po³o¿enie suwaka po-

tencjometru, aby obraz na ekranie

by³ synchronizowany i nie by³ wy-

bielony. Pomoc¹ przy uruchamia-

niu uk³adu mog¹ byæ podane na

schemacie poziomy napiêæ sta³ych

zmierzone bez sygna³u oraz oscy-

logramy z charakterystycznych

punktów uk³adu, po do³¹czeniu do

wejcia sygna³u wideo.

Do przegl¹dania negatywów

najlepiej u¿ywaæ kamery, w której

mo¿na wy³¹czyæ automatykê

i rêcznie ustawiæ balans bieli oraz

przys³onê. Do podwietlenia mo¿-

na u¿yæ przegl¹darki do slajdów

lub zwyk³ej ¿arówki, której wia-

t³o trzeba rozproszyæ bia³ym fil-

trem. Kamerê nale¿y ustawiæ

w trybie makro, a podwietlany

z ty³u negatyw umieciæ przed

obiektywem. Na ekranie monitora

pojawi siê obraz z negatywu fo-

tograficznego o w miarê natural-

nych kolorach. Wiernoæ odtwo-

rzenia fotograficznych kolorów bê-

dzie zale¿eæ w znacznej mierze od

mo¿liwoci ustawienia balansu

bieli. Trzeba bowiem wiedzieæ, ¿e

kolory na filmie nie s¹ dok³adnie

negatywowe. Pewne zniekszta³ce-

nia wprowadza bowiem celuloido-

we pod³o¿e, charakterystyka bar-

wna samego filmu oraz barwa

wiat³a u¿ytego do podwietlenia

negatywu. W przypadku zanie-

bieszczenia obrazu na ekranie mo-

nitora, przed obiektywem kamery

nale¿y umieciæ jasnoniebieski

filtr. Gdy obraz jest zbyt czerwo-

ny, nale¿y zastosowaæ filtr czer-

wony. Wygl¹da to troszkê para-

doksalnie, ¿e trzeba u¿yæ filtru

koloru, który chcemy os³abiæ, jed-

nak pamiêtajmy o dokonywanej

przez uk³ad inwersji obrazu.

Przy pomocy tego uk³adu ne-

gatywy mog¹ byæ nie tylko ogl¹-

dane na ekranie monitora, ale

tak¿e nagrywane na tamie wideo

w celu stworzenia np. biblioteki

posiadanych zdjêæ. Innym zasto-

sowaniem uk³adu mo¿e byæ ubar-

wianie naszych filmów fantastycz-

nymi i psychodelicznymi efekta-

mi. Bo nie tak ³atwo na co dzieñ

zobaczyæ fioletow¹ trawê, ¿ó³te

niebo i niebieskie s³oñce.

Ryszard Szymaniak, AVT

Elektronika Praktyczna 7/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: