Blockschaltbild des Bildgenerator-Moduls

Das Design

Die Bildgeberplatine sollte Signale im VGA- und FBAS-Format verarbeiten. Beide sind sich nicht unähnlich, und beide erfordern zunächst einmal eine Ansteuerung der Bildröhre in einem vertikalen Raster:

  • FBAS besteht aus 625 Zeilen bei einer Bildwiederholfrequenz von 25 Hz. FBAS ist ein Halbbildverfahren – zwei Halbbilder werden nacheinander abgebildet, um das Flackern des Bildschirms zu minimieren. PAL erfordert  daher zwei Bildgeneratoren mit 50 Hz (vertikal) und 15,625 kHz (horizontal).
  • VGA besteht aus 480 sichtbaren Zeilen mit 640 voneinander trennbaren Bildpunkten bei einer Bildwiederholfrequenz von 60 Hz. Für den Bildgeber sind nur die 480 Zeilen wichtig – wenn man den Zeilenrücklauf berücksichtigt, werden daraus 525 Zeilen. VGA erfordert  also zwei Bildgeneratoren mit 60 Hz (vertikal) und 31,5 kHz (horizontal).
  • Hinzu kommt noch SVGA mit 600 sichtbaren Zeilen mit 800 voneinander trennbaren Bildpunkten. Wenn man den Zeilenrücklauf berücksichtigt, werden daraus 628 Zeilen. VGA erfordert  also zwei Bildgeneratoren mit 60 Hz (vertikal) und 37,9 kHz (horizontal).

Das Blockschaltbild

Im folgenden werden die einzelnen Komponenten beschrieben, ohne zu sehr auf deren detaillierte Funktion einzugehen. Das übernehmen spätere Kapitel.

Bildgeber Blockbild

Sync Stripper: Während VGA und SVGA getrennte Bild- und Sync-Leitungen besitzen, müssen die einzelnen Signale bei FBAS erst aus dem Composite Video Signal gewonnen werden. Dies übernimmt ein Schaltkreis vom Typ LM1881, an dessen Ausgängen dann die horizontalen und vertikalen Sync-Impulse, das Austastsignal und sogar eine Information über das jeweilige Halbbild enthalten ist.

VGA-Header und Color-to-BW-Array: Hier erfolgt eine Mischung der drei Farbsignale zu einem einzigen Helligkeitssignal, so dass später bei einem angezeigten Testbild wieder eine Grautreppe zu sehen ist.

Horizontal Sync Generator: Diese Einheit übernimmt die Auswertung der horizontalen Sync-Signale und die Erzeugung dazu passender interner Sync-Signale. Diese können gerade bei VGA und SVGA länger ausfallen als die eigentlichen Sync-Signale, was für eine Bildverbesserung sorgt. Der eigentliche Grund für eine Entkopplung liegt aber darin, die Bildlage exakt einstellen zu können. Der Synchronimpuls entscheidet über den Anfang der Zeile und damit auch darüber, wo auf dem Bildschirm der Zeilenanfang liegt. Wenn man  nun das Bild horizontal verschieben möchte, das eigentlioche Raster aber auf dem Bildschirm an derselben Stelle bleiben soll, dann kann man den internen Sync-Impuls ein wenig früher oder später senden. Das Ergebnis ist ein stabiles, aber leicht verschobenes Bild. Das wird hier genutzt, um den internen Sync-Impuls um eine ganze Zeile zu verzögern, so dass man die Bildlage in weiten Bereichen einstellen und optimieren kann.

Der horizontale Sync-Generator übernimmt zudem noch die Aufgabe der Erzeugung interner Signale, wenn keine Quelle angeschlossen ist, so dass das Modul dann als eigenständige Videoquelle für die Bildröhreneinheit dienen kann.

Vertical Sync Generator: Diese Einheit übernimmt die Auswertung der vertikalen Sync-Signale und die Erzeugung dazu passender interner Sync-Signale. Die Einheit arbeitet sehr vergleichbar zum horizontalen Generator. Sie ist beim Betrieb als interner Generator außer Betrieb, übernimmt dafür aber die Ansteuerung einiger LEDs, die die jeweils eingestellte Signalart bzw. Funktionsweise verdeutlichen.

Horizontal Deflection Unit: Der horizontale Ablenkgenerator erzeugt aus dem Sync-Impuls ein Sägezahnsignal, das den x-Eingang der Bildröhreneinheit ansteuern kann.

Vertical Deflection Unit: Der vertikale Ablenkgenerator erzeugt aus dem Sync-Impuls ein Sägezahnsignal, das den y-Eingang der Bildröhreneinheit ansteuern kann. Im Gegensatz zum Horizontalsignal ist es hier eine fallende Sägezahnkurve, damit das Bild von oben nach unten geschrieben werden kann.

Blanking Logic Array: Hier werden die Austastsignale erzeugt, die den Elektronenstrahl abschalten, wenn er sich auf einem Rücklauf befindet. Dazu werden die die intern erzeugten Sync-Signale genutzt, die wegen der Bildlagekorrektur am besten zum dargestellten Bild passen.

Video Switch: Hier kann zwischen FBAS- und VGA-Videosignal umgeschaltet werden. Die Umschaltung geschieht automatisch abhängig vom Betriebszustand der Sync-Generatoren. Der Video-Switch umfasst auch eine Inverter-Endstufe, die das Signal für den Video-Eingang der Bildröhre aufbereitet. Ohne diese Stufe würden FBAS-Bilder als Negative dargestellt werden.

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