pip телевизор
pip телевизор
pip телевизор, Фирма SIEMENS разработала несколько поколений микросхем для устройств
"Кадр в кадре". Особенности комплекта первого поколения (SDA9086 —
SDA9088) были рассмотрены в [1 и 2]. В 1993 г. появился комплект
микросхем второго поколения: SDA9187 и SDA9188. Первая из них содержит
три АЦП и цепи формирования цифровых сигналов, а вторая представляет
собой процессор PIP с полевой и строчной памятями. Использование в
устройстве "Кадр в кадре" третьей микросхемы (SDA9086), формирующей
тактовый сигнал основного изображения, не обязательно. В этом случае
тактовый сигнал может вырабатываться внутренним устройством ФАПЧ,
входящим в состав процессора SDA9188. К нему подключают кварцевый
резонатор на частоту 20,48 МГц. Вместо кварцевого можно применить керамический резонатор. Выбор внутреннего устройства ФАПЧ обеспечивается по шине l2C.
Для этого в бит d2 регистра SDA9188 с субадресом 04 записывают уровень
0. Адрес микросхемы — такой же, как и у SDA9088, т. е. 00101110.
Во втором поколении микросхем разрядность АЦП увеличена с пяти до
шести, что улучшило качество кадра, вводимого в поле основного
изображения. Возможны два его размера — 1/9 и 1/16 от площади экрана.
Микросхемы могут работать в телевизорах с частотой кадровой развертки
как 50, так и 100 Гц (бит d3 в регистре 00 устанавливают равным уровню 0
или 1 соответственно). Аналоговые яркостный и цветоразностные
сигналы с положительной или отрицательной полярностью тремя АЦП в
микросхеме SDA9187, работающими с тактовой частотой 13,5 МГц (в режиме
100 Гц тактовую частоту увеличивают до 27 МГц), преобразуются в три
шести разрядных цифровых сигнала. При положительной полярности
подаваемых на микросхему цветоразностных сигналов вывод 14 должен быть
соединен с общим проводом. Свободное состояние этого вывода или подача
на него напряжения +5 В соответствует отрицательной полярности
цветоразностных сигналов. Номинальные размахи входных сигналов
Y, U, V равны 1 В. Образцовые постоянные напряжения для них получаются в
микросхеме SDA9187 на делителе, состоящем из внутренних резисторов,
включенных между выводами 18, 20, 22 и 24. Чтобы уменьшить раствор
амплитудных характеристик АЦП до 0,5 В, между выводами 20 и 22 включают
внешний резистор сопротивлением 128 Ом. Номинальные размахи входных
сигналов увеличиваются до 2 В, если между выводами 18 и 20 подключить
резистор сопротивлением 530 Ом, а между выводами 22 и 24 — резистор
сопротивлением 343 Ом. Цветоразностные сигналы
мультиплексируются. В результате получается десятиразрядный поток, в
котором сигнал яркости занимает шесть разрядов. Для точного совмещения
сигналов яркости и цветности предусмотрена регулируемая задержка сигнала
яркости. Регулировка обеспечивается изменением внешних напряжений на
выводах 25 — 27 в соответствии с табл. 1. Сокращение числа строк и
отсчетов в строке в малом изображении происходит в интерполяционных
горизонтальном и вертикальном фильтрах, что предотвращает появление
интерференционных искажений. Затем информация записывается в память с
объемом 169812 бит (212 отсчетов в строке, 89 строк, 9 разрядов). Считываемое малое изображение располагают в одном из четырех углов основного. Место вывода выбирают по шине l2C (биты d6 и d7 в регистре 03). Также по шине l2C
можно смещать вводимое изображение по вертикали и горизонтали (биты d0 —
d3 регистра 02 и d0 — d5 регистра 03). Воспроизведение изображения
возможно в полевом или кадровом режиме. При установке полевого режима
(бит d7 в регистре с адресом 06 содержит уровень 0) в память
записывается только одно поле. В кадровом режиме (d7 = 1) память
постоянно работает в режиме записи. Микросхемы устройства PIP используют как в стандартах D/K и B/G (625 строк), так и в американском стандарте М (525 строк).
Малое изображение можно снабжать рамкой (бит d0 регистра 01 содержит
уровень 1). Толщину ее линий и цвет устанавливают по шине I2С
(биты d4, d5 в регистре 05 и d1 — d3 в регистре 01). При размере 1/9
малое изображение состоит из 88 строк, в каждой из которых содержится
212 отсчетов сигнала яркости и по 53 отсчета цветоразност-ных сигналов.
При размере 1/16 оно содержит 66 строк и 160 отсчетов сигнала яркости в
строке. Размер изображения по вертикали и горизонтали
устанавливают раздельно (биты d6 и d7 регистра 05). Отсюда появляется
возможность воспроизведения малого изображения с форматом 16:9 на экране
с форматом 4:3. Для этого достаточно применить режим вывода изображения
с числом строк 66 и числом отсчетов в строке 212. Аналогично, применив
режим 88 строк и 160 отсчетов в строке, воспроизводят изображение
формата 4:3 на экране с форматом 16:9. Сигналы с выходов процессора
SDA9188 могут выводится в формате R, G, В или Y, U, V (уровень 1 или 0 в
бите d1 регистра 00). Возможно получение неподвижного, так называемого
"замороженного" изображения. Для этого бит d5 в регистре 00
устанавливают равным уровню 1. Устройства PIP второго поколения
позволяют использовать в канале малого изображения декодер цветности без
линии задержки на строку. Впервые такое решение было предложено в [3].
Возможность исключения линии задержки обусловлена интерполяцией строк в
вертикальном фильтре устройства PIP. На выходе декодера в режиме PAL во
время каждой строки выделяются оба цветоразностных сигнала с половинной
амплитудой (относительно номинальной). После вертикального фильтра
амплитуды сигналов увеличиваются до номинального уровня. В режиме SECAM
на выходах декодера поочередно через строку выделяются сигналы R - Y и B
- Y с номинальной (единичной) амплитудой. После усреднения в
вертикальном фильтре получаются сигналы с половинной амплитудой.
Поэтому, чтобы была одинаковая цветовая насыщенность малого изображения в
режимах PAL и SECAM, необходимо увеличить размах цветоразностных
сигналов SECAM в два раза. Декодер цветности должен вырабатывать
сигнал опознавания цветового стандарта, который поступает на центральный
процессор. В режиме SECAM последний записывает в бит d7 регистра с
субадресом 07 уровень 1, тогда коэффициент передачи для цветоразностных
сигналов увеличивается вдвое. Микросхемы PIP второго поколения
выпускают в корпусе, предназначенном для поверхностного монтажа P - DSO -
28, имеющем 28 выводов. В 1995 г. появилась микросхема PIP
третьего поколения SDA9288, в которой объединены функции микросхем
SDA9187 и SDA9188. Эта микросхема, как и комплект второго поколения,
обеспечивает получение одного дополнительного изображения с площадью 1/9
или 1/16 от основного изображения. Однако появились и новые
возможности. Прежде всего можно получить изображение в формате POP
("Кадр вне кадра"). Микросхема содержит переключаемую матрицу R,
G, В (для стандартов SECAM/PAL, NTSC — США и NTSC — Япония). Возможен
выбор по шине I2С одного из 4096 цветов рамки. Регулировка
времени задержки сигнала яркости обеспечивается не изменением внешних
напряжений, а по шине I2С (биты d0 —d2 в регистре 04). В микросхеме изменением внешнего напряжения на выводе 15 может быть установлен один из трех возможных адресов (11010110 при U15 = 0; 11011100 при U15 = 2,5 В и 11011110 при U15 = 5 В). Это позволяет, использовав три процессора PIP, вывести на экран три независимых изображения.
Информация о приеме сигнала SECAM может быть непосредственно подана на
вывод 26. При этом коэффициент передачи по цветоразностным сигналам
увеличивается вдвое. Микросхемы SDA9288 изготавливают в корпусе P - DSO - 32 - 2, имеющем 32 вывода.
Рис. 1 иллюстрирует включение микросхемы SDA9288. Буквами VP и HP
обозначены кадровые и строчные импульсы основного изображения
соответственно, а буквами VI и HI — аналогичные импульсы вводимого
изображения; FB — выходные бланкирующие импульсы. Перемычки Х2 и ХЗ
служат для выбора адреса микросхемы.
Микросхему SDA9189, выпущенную в 1995 г., называют "Квадро - PIP".
Такое название дано потому, что она может создавать вводимый кадр
площадью, равной 1/4 площади основного изображения. Кроме того,
микросхема обеспечивает еще 17 вариантов выведения малых изображений, в
том числе четыре— размером 1/16, три — размером 1/9, девять — размером
1/32. Четыре варианта предназначены для формата 16:9. Например, один из
них — три изображения, расположенных справа или слева от стандартного
кадра 4:3. Процессор SDA9189 используют совместно с микросхемой
SDA9187, выполняющей, как и в устройствах PIP второго поколения, функции
строенного АЦП и формирователя потока цифровой информации.
Основное назначение "Квадро - PIP" — сканирование выбранных каналов.
Одно изображение получается подвижным, остальные — "замороженные".
Возможно введение в каждое изображение информационной надписи из пяти
знаков (латинских букв, цифр или символов, соответствующих в основном
кодам ASCII). Обеспечивается определение четности воспроизводимого поля,
что способствует нормальной работе в кадровом режиме. В
микросхеме используется не вся активная часть поля вводимого
изображения. При дискретизации охватываются 576 отсчетов сигнала яркости
в строке и 252 строки в поле. Как и в микросхемах второго поколения,
для уплотнения информации служат горизонтальные и вертикальные
интерполяционные фильтры. Для размера 1/4 в фильтрах усредняются только
два последующих отсчета и две строки, для 1/9 — по три отсчета и строки,
а для 1/36 — шесть отсчетов и строк. Получаемая информация записывается
в память, которая имеет объем 329184 бит. Если воспроизводится
одиночное изображение, кадровая частота равна 50 Гц, а стандарты
основного и вводимого изображения одинаковы (например, 625 строк), то
может реализоваться кадровый режим, когда записываются как четные, так и
нечетные поля. При этом повышается четкость и временное разрешение. Во
всех остальных случаях записываются только четные или нечетные поля. При считывании малого изображения из памяти положение его на экране телевизора задают по вертикали и горизонтали через шину l2C.
Для записи команд процессор имеет 21 восьмиразрядный регистр.
Содержание регистров пояснено в табл. 2. Микросхема SDA9189 снабжается
тремя такими же адресами, как и SDA9288. Степень смещения изображения по
горизонтали и вертикали записывают в регистры 02 и 03.
Малое изображение при желании окантовывают рамкой. Ее цвет задают
битами d0—d3 в регистре 09 (уровень сигнала Y), d0—d3 и d4—d7 в регистре
10 (уровни сигналов U и V). Всего предусмотрено 4096 цветов. При
воспроизведении нескольких изображений между ними вводят внутренние
рамки. Если бит d0 в регистре 16 равен 1, на всем экране телевизора,
кроме вводимого изображения, появляется фон с программно-задаваемым
цветом. На выходы микросхемы могут выводиться либо сигналы R, G, В
(бит d0 регистра 12 равен 1), либо Y, U, V (этот бит равен 0). Значение
бита d1 в этом же регистре определяет полярность выходных
цветоразностных сигналов (они будут неинвертированными при d1 = 0).
Процессор SDA9189, как и SDA9188, позволяет выбирать одну из трех
матриц R, G, В: европейскую (для сигналов PAL и SECAM — стандарт EBU),
азиатскую (для японского варианта системы NTSC) и американскую. Матрица
EBU будет выбрана, когда бит d2 регистра 11 равен 0. Различия
обусловлены разными цветовыми координатами белого и основных цветов в
кинескопах, используемых в этих странах. Для разных матриц получатся
различные амплитуды цветоразностных сигналов и фазовые углы по отношению
к оси B - Y. Они указаны в табл. 3.
Для управления коммутатором R, G, В, находящемся в видеопроцессоре, из
процессора PIP выводится бланкиру-ющий сигнал. Его задержку по отношению
к сигналу яркости и цветоразностным сигналам (биты d3 — d6 регистра 01)
устанавливают по шине l2C. Тем самым обеспечивается точное
положение вводимого изображения по отношению к рамке. Выходные сигналы
снимают с внешних резисторов нагрузок, через которые протекают токи трех
ЦАП. (Окончание следует)
|