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zoom RSS アマチュアテレビ用テストパターン発生器

<<   作成日時 : 2011/05/09 22:55   >>

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マイコンのソフトで処理できるものとして、シリアルの受信送信や、音声の再生などがありますが、それより難しいものとして、テレビのビデオ信号の生成があります。横1本のラスタが60μ秒ぐらいということで8ビットマイコンなどでは困難でした。トラ技2008年1月号で、PIC24F32GA002を使った、ビデオ信号をソフトで生成するオシロスコープの記事がありました。これは、16ビットのPICが使われだした頃のことで、感動したのを覚えています。これのビデオ生成部分をそのまま使い、テストパターンを生成する発生器を作りました。

画像トラ技2008年1月号のP185で紹介されている「アナログ信号の取り込みとビデオ信号の生成を同時に」では、PIC24FJ32GA002を使用して、AD変換器によって信号を入力しつつ、テレビのビデオ信号をソフトウェアで生成して、オシロスコープとするものが紹介されています。
8ビットの頃にも、テレビのビデオ信号を生成しながら、ブロック崩しを楽しむものが紹介されたことがありました。これは、遅い8ビットマイコンでもビデオ信号の速度に間に合うようにするために、走査線の分の命令をずらっと並べるなどして処理の遅さを補っていました。そのため、画面に表示できるのは、あらかじめプログラムで決められたようにしか表示することができませんでした。
16ビットのマイコンを使うことで、内蔵周辺機器を活用でき、処理速度も向上しているので、RAM上に描かれた画面をビデオ信号として生成できるようになっています。PIC24FJ32GA002は、8kバイトのRAMを持っていますが、そのほとんどを使い、ビデオRAMとしています。プログラムでビデオRAMに表示したい絵を描くことで、任意のビデオ信号を作り出すことができます。
トラ技のオシロスコープは、信号を入力して、その波形を描くプログラムを入れることでオシロスコープとしていますが、他にも、市松模様や、2Dグラフや、文字などをスイッチを切り替えることで表示することができます。このプログラムのひとつとして、アマチュアテレビ用のテストパターンを描かせればよいことになります。

最近の書籍の「LCD&タッチセンサ活用の素」の、第7章にもテレビのビデオ信号を生成する製作があります。これは、dsPIC33FJ64GP802を使用し、テレビのビデオ信号を入力すると表示する液晶モニタ、またはRGB変換器を通してテレビに接続して表示するものになっています。これは、クロックが80MHzに向上しているため、7色カラーが扱えるようになっています。残念ながら、ドットごとに色を変えることはできず、画面全体が7色の中の1つを選ぶことができるだけになっています。この記事は、トラ技の製作記事から3年以上が経っているため、サークル(円)描画のコマンドなどのライブラリが増えていました。この中のライブラリを引用することで、表示機能を向上させました。

画像以前に製作した福島無線の1200MHzアマチュアテレビ送信機は、ビデオ信号を入力することで、1200MHz帯のFMテレビ電波を送信することが出来、出力は200mW以下となっています。以前には、この出力を10Wに増幅するブースタもあったようですが、送信モジュールの生産打ち切りにより入手できなくなっています。
このテレビ送信機の調整には、カラーの工業テレビ用カメラの出力をつないで調整していました。調整のたびにカメラを持ち出して接続するのは大変だったと記憶しています。このビデオ出力の代わりに、このテストパターン発生器の出力を接続しました。テレビ送信機のほとんどは、ビデオ信号や同期信号などをカメラ出力のものをそのまま使用しており、このテストパターン発生器をつないだ場合にも、同期信号などがそのまま出力されます。余り簡略的な信号でないことが必要です。

実際に接続して送信すると、受信側に使用しているICOMのIC−R3に画像が出るようになりました。以前に調整したときには、はっきりしない中で画像が何となく見えるような感じでしたが、しっかりと映像が出ています。ひとつは、ビデオ信号のレベルがしっかり出ているため、送信機の変調回路(バリキャップ)がしっかりと動作したのだと思います。

テストパターンは、画面のゆがみを見るための同心円と、水平垂直の解像度を見るための上下左右の扇型の図形ですが、テストパターン発生器の解像度が、256x192ドットであるため、直線などがまっすぐ引けなくてずれがあります。パソコンなどの画面では、縦横ともこの2.5倍以上のサイズで画像を描画しても足りないくらいです。このテストパターン発生器は、画面がきれいに描かれていることよりも、ビデオ信号が正しく出力されることのほうが重要でしょう。
このテストパターン発生器のおかげで、1200MHzのFMアマチュアテレビ送信機がうまく調整することが出来たようです。この送信機を使って、アンテナから電波を出すクオリティがあるとは思えませんが、室内で、テレビ画像が送られる実験にはなりそうです。



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