CCIR met patronen 1
De basis van ieder TV-signaal wordt gevormd door een gekompliceerd synchronisatie-signaal volgens de normen van de CCIR of de EIA. In Europa wordt de CCIR-norm toegepast. Door zijn komplexe samenstelling is het geen sinecure om een genormeerd synchronisatie-signaal op te wekken, zoals in de loop van dit artikel zal blijken.
Een synchronisatie-signaal alleen heeft slechts weinig te bieden. Dit is dan ook de reden dat de hier beschreven CCIR-normgenerator met modules kan worden uitgebreid. De eerste module is een veelzijdige patroongenerator met een naar keuze wel of niet geinterlinieerd beeld.
CCIR is de afkorting van: Comité Consultatif International des Radiocommunications. Dit is een internationale kommissie die, evenals de in Nederland bekende normalisatiekommissies, afspraken probeert te maken (en ook wel maakt hoor!) omtrent de normalisatie op het gebied van kommunikatie-systemen. Hieronder vallen uiteraard ook de radio en televisie.
De normalisatie voor TV-signalen omvat richtlijnen voor o.a. het toe te passen systeem, frekwentiebereik, modulatie-diepte enz.
De belangrijkste kenmerken van de in Europa toegepaste norm zijn als volgt:
| Lijnenaantal | 625 |
| Lijnfrekwentie | 15625 Hz |
| Rasterfrekwentie | 50 Hz |
| Videobandbreedte | 5 MHz |
| Kanaalbreedte | 7 MHz |
| Afstand tussen beeld- en geluidsdraaggolf | 5,5 MHz |
Het bovenstaande geeft slechts een globaal overzicht. Binnen Europa en ook op de andere kontinenten worden soms systemen gebruikt met geheel andere kenmerken. Zo maakt het in Amerika toegepaste systeem gebruik van 525 lijnen en hier in Europa komen systemen voor met 405 en 819 lijnen. Alle gegevens van de voorkomende systemen zijn terug te vinden in 'Report 624, CCIR, Vol. XI, Genève 1975'. Dit is voorzover ons bekend de meest recente publikatie op dit gebied. Dit artikel beperkt zich tot de CCIR B en G normen. Toevoegingen t.b.v. kleurweergave grijpen terug op het PAL-systeem.
Het TV-beeld
Alvorens in te gaan op de samenstelling van de vereiste synchronisatie-signalen, eerst een korte verhandeling over het TV-beeld. Dit is noodzakelijk om in een later gedeelte van dit artikel te kunnen verklaren, waarom een signaal op een bepaalde wijze in elkaar zit.
Het zichtbare beeld op een TV-scherm wordt veroorzaakt door het oplichten van de fosforlaag aan de binnenkant van dit scherm. Deze fosforlaag licht op omdat hij wordt gebombardeerd met een elektronenstraal. De intensiteit van dit oplichten is weer afhankelijk van het aantal elektronen en de snelheid waarmee deze elektronen de laag bereiken. Om het gehele beeld te kunnen verlichten moet de uiterst smalle bundel, die de elektronenstraal in feite is, zich over het gehele beeld kunnen bewegen. Hiervoor wordt zorg gedragen door de afbuiging, die in een TV-apparaat langs elektromagnetische weg wordt gerealiseerd.
Het gedrag van de afbuiging is direkt afhankelijk van de toegevoerde synchronisatie-pulsen. De afbuiging geschiedt volgens een bepaald patroon, dat te herleiden is tot een horizontale beweging (de lijnen) en een vertikale (het raster). De nalichttijd van het scherm en de traagheid van het menselijk oog zorgen ervoor dat de beweging van de elektronenstraal niet -wordt gezien als een bewegende punt, maar als een volledig beeld.
Zoals bij de opsomming van de kenmerken reeds werd vermeld, bestaat een beeld uit 625 lijnen en is de lijnfrekwentie 15625 Hz. De voor het schrijven van een geheel beeld benodigde tijd bedraagt dus 625 : 15625 = 0,04 sekonden oftewel 40 msek. Hieruit volgt dus een beeldfrekwentie van 25 Hz. Aangezien een rasterfrekwentie van 50 Hz wordt vermeld, bestaat een raster blijkbaar uit 312½. lijnen.
Waarom worden er twee rasters per beeld geschreven en vooral ... hoe wordt dit gedaan? Tegelijkertijd duikt de vraag op: Wat is het verschil tussen een beeld en een raster?
Figuur 1 tracht bovenstaande vragen te verduidelijken. Een beeldfrekwentie van 25 Hz is weliswaar voldoende, maar toch blijft een trilling in het beeld zichtbaar. Hoewel het toepassen van een veel hogere beeld- en lijnfrekwentie dus aanlokkelijk lijkt met het oog op de kwaliteit van het TV-beeld, resulteert zulks in een onekonomisch hoge bandbreedte en dus in een ongewenste beperking van het aantal kanalen. Daarom is, uitgaande van de wat praktischere beeldfrekwentie van 25 Hz, gezocht naar manieren om toch het trillen van het beeld te vermijden. Het bleek dat dit hinderlijke verschijnsel aanzienlijk kan worden teruggebracht en zelfs onzichtbaar (voor het menselijk oog) kan worden door het toepassen van een zogenaamde interliniëring. Hierbij worden per beeld in plaats van een raster van 625 lijnen twee rasters van elk 312½ lijn geschreven. Voor het schrijven van 312½ lijn is uiteraard de helft van de beeldtijd nodig, zodat de rasterfrekwentie 50 Hz bedraagt.
Figuur 1. Schematische voorstelling van een geinterlinieerd beeld. Hierbij is aangenomen dat de terugslag van zowel lijn- als rasterafbuiging traagheidsloon gebeurt.
Een raster kan dus worden gezien als een half beeld.
De term interliniëring duidt op de wijze waarop de rasters worden geschreven. Bij het eerste (of oneven) raster begint de elektronenstraal bovenaan in het midden van het beeld te schrijven, bij de tweede (of even) raster begint de elektronenstraal echter linksboven in het beeld te schrijven. Het resultaat hiervan is dat de twee rasters in elkaar geschreven worden. Hierdoor valt lijn 313 onder lijn 1 en lijn 314 onder lijn 2, enz.
Bij bewegende beelden wordt de trilling in het beeld door deze beeldopbouw schijnbaar aanzienlijk verminderd, omdat boven elkaar liggende beeldpunten (met een zeer kleine onderlinge afstand) 20 msek. na elkaar oplichten. Voor stilstaande beelden (bv. testpatronen) geeft de interliniëring geen voordelen, omdat dan het overspringen van het oneven raster naar het even raster zeer goed zichtbaar wordt (trillend beeld). Het overspringen van het ene naar het andere raster is bij bewegende beelden veel minder opvallend, omdat in dat geval de beeldinformatie kontinu varieert. Patroongeneratoren hebben vaak de mogelijkheid om te kiezen tussen zowel een geïnterlinieerd als een niet-geïnterlinieerd beeld. Het irritante trillen van de stilstaande testpatronen is dan uitschakelbaar ten koste van de beelddefinitie. Bij uitgeschakelde interliniëring worden de twee rasters namelijk over elkaar geschreven, zodat een beeldfrekwentie van ongeveer 50 Hz ontstaat. Ieder beeld bestaat in dit geval uit 312 lijnen. Bij gelijkblijvende lijnfrekwentie betekent dit dus een iets verhoogde raster- (in dit geval tevens beeld-) frekwentie. Het is natuurlijk ook mogelijk om de lijnfrekwentie een fraktie te verlagen tot 15600 Hz in welk geval de rasterfrekwentie 50 Hz blijft. Hoewel een niet-geïnterlinieerd beeld niet binnen de CCIR-norm valt, is de hier beschreven normgenerator wel voorzien van een mogelijkheid om de interliniëring uit te schakelen, teneinde alle mogelijkheden optimaal te kunnen benutten. Hierbij is uitgegaan van een op 15625 Hz gefixeerde lijnfrekwentie.
De norm
Het CCIR-rapport, waarop dit artikel is gebaseerd, geeft uitgebreide tabellen over pulsbreedten, stijgtijden en signaalnivo's. Bovendien een aantal gedetailleerde tekeningen van de synchronisatie-signalen. Een gedeelte van de in rapport 624 gegeven tabellen en tekeningen wordt in dit artikel herhaald.
Allereerst de lijnsynchronisatie. Binnen dit deel van de synchronisatie zijn een drietal signalen belangrijk, te weten: het lijnblankingsignaal (a), de lijnsynchronisatie-puls (d) en het colourburst-gebied (f). De tussen haakjes aangegeven letters korresponderen met de letters op figuur 2 en in tabel 1.
Figuur 2. De lijnsynchronisatie in detail. De lijnblanking valt binnen gedeelte a en de synchronisatie binnen gedeelte d. Het colourburst-signaal beslaat het met f aangegeven gedeelte van de 'achterstoep' van de lijnsynchronisatie.
| Symbol | Characteristics | System: B, G, H, I, D, K, K1, L |
|---|---|---|
| H | Nominal line period (µs) | 64 |
| a | Line-blanking interval (µs) | 12 ± 0,3 |
| b | Interval between time datum (OH) and back edge of line-blanking signal (µs) | 10,5 |
| c | Front porch (µs) | 1,5 ± 0,3 |
| d | Synchronizing pulse (µs) | 4,7 ± 0,2 |
| e | Start of sub-carrier burst (ss) | 5,6 ± 0,1 after epoch OH |
| f | Duration of sub-carrier burst (µs) | 2,25 ± 0,23 (10 ± 1 cycles) |
De lijnblanking onderdrukt gedurende 12 µsek. de boven het blankingnivo aanwezige videosignalen (= beeldinformatie), terwijl de eigenlijke lijnsynchronisatie-puls pas 1,5 µsek. na het begin van de lijnblanking start.
Figuur 2 geeft duidelijke informatie over in een videosignaal gebruikelijke signaalnivo's.
Nivo 1 komt overeen met het maximale wit-nivo. Het andere uiterste vormt nivo 2. Dit nivo wordt alleen tijdens de synchronisatiepulsen bereikt. Tussen deze nivo's ligt het blankingnivo (nivo 3). In procenten uitgedrukt bevindt dit nivo zich op 30% van het totaal. Vaak ligt het zwart-nivo op dezelfde hoogte als de blanking, maar een variatie van 0 tot 2% is hier mogelijk (4).
Het colour-burst-signaal (f) moet aan een aantal uiteenlopende eisen voldoen. Daar het hier beschreven ontwerp alleen voorbereid is op de toevoeging van een kleursignaal, wordt hier volstaan met het vermelden van de tijdsduur van de periode f, namelijk 2,25 µsek. Zoals uit tabel 1 blijkt, worden er nogal wat eisen aan een lijnsynchronisatie-signaal in zijn geheel gesteld.
In de loop van dit artikel zal duidelijk worden dat het zonder meer mogelijk is aan deze eisen te voldoen. Het in de praktijk bereikte resultaat blijft ruimschoots binnen de aangegeven toleranties.
Veel gekompliceerder dan de lijnsynchronisatie is de rastersynchronisatie. Binnen dit gedeelte van de synchronisatie komen maar liefst drie frekwenties voor. De rasterblanking heeft uiteraard de rasterfrekwentie van 50 Hz. Maar de signalen die in het eigenlijke synchronisatiegedeelte voorkomen hebben allen de dubbele lijnfrekwentie: 31250 Hz, dit omvat de gedeeltes l, m en n; het resterende gedeelte van de raster-blanking bevat alleen lijnsynchronisatie. Figuur 3a en 3b geven de merkwaardige opbouw van het rastersynchronisatiesignaal weer. Figuur 4 toont een detail uit de figuren 3a en 3b rond het tijdstip 0V. Tabel 2 levert de bij de letteraanduidingen behorende informatie over de tijdsduur van de diverse pulsen.
Figuur 3a en 3b. Tijdens de rasterblanking verloopt de synchronisatie duidelijk anders dan gedurende de overblijvende 575 lijntijden. De figuren a en b tonen het verschil tussen het eerste en het tweede raster.
Figuur 4. Detail van de synchronisatie rond het tijdstip 0V.
| Symbol | Characteristics | System: B, G, H, I, D, K, K1, L |
|---|---|---|
| v | Field period (ms) | 20 |
| j | Field-blanking period (for H and a, see Table 1) | 25 H + a |
| l | Duration of first sequence of equalizing pulses | 2,5 H |
| m | Duration of sequence of synchronizing pulses | 2,5 H |
| n | Duration of second sequence of equalizing pulses | 2,5 H |
| p | Duration of equalizing pulse (µs) | 2,35 ± 0,1 |
| q | Duration of field-synchronizing pulse (µs) | 27,3 (nominal value) |
| r | Interval between field-synchronizing pulses (µs) | 4,7 ± 0,2 |
Het rastersynchronisatie-signaal wordt voorafgegaan en gevolgd door zogenaamde egalisatiepulsen. De breedte van deze pulsen is de helft van de normale lijnsynchronisatiepuls, namelijk 2,35 µsek. De synchronisatiepulsen die op de eerste reeks van vijf egalisatie-pulsen volgen zijn aanzienlijk breder, namelijk 27,3 µs. Het startpunt van alle pulsen met de dubbele lijnfrekwentie valt om de twee pulsen samen met het moment waarop oorspronkelijk een lijnsynchronisatie-puls zou hebben gevallen. In figuur 3a en 3b is dit met pijltjes aangegeven. De detailtekening (figuur 4) geeft de verhouding weer tussen egalisatiepuls (p) en rastersynchronisatiepuls (q). Opvallend is dat het interval tussen twee rastersynchronisatiepulsen precies gelijk is aan de breedte van een lijnsynchronisatiepuls, echter met tegengestelde polariteit.
De grote breedte van de rastersynchronisatiepulsen maakt het in de TV-ontvanger mogelijk een kondensator tot een zodanig nivo op te laden dat het aktiveren van de rasterterugslag mogelijk is. Daar egalisatie en synchronisatie telkens uit vijf pulsen bestaan, duurt elke pulsreeks 2,5 H oftewel 160 µs. Het totale rastersynchronisatiegebeuren neemt dus 480 µs. in beslag. Het geheel vindt aan het begin van de raster-blanking plaats, die in totaal 25 H oftewel 1,6 msek. duurt.
Behalve een duidelijk beeld van de opbouw van de synchronisatie-signalen geeft figuur 3 tevens een indruk van het totale videosignaal. Duidelijk komt uit deze figuur naar voren hoe sterk de video-informatie per lijn kan variëren.
Ontwerpoverwegingen
Een nadere beschouwing van tabel 1 en 2 leert dat de kleinst voorkomende tijdseenheid 0,05 µs. is. De egalisatie-pulsen hebben namelijk een tijdsduur van 2,35 µs. en de colour-burstperiode duurt 2,25 µs.
Bij opwekking van de signalen langs digitale weg betekent dit, dat de hoogst voorkomende frekwentie 10 MHz is. In verband met de te verwachten moeilijkheden t.g.v. de optredende vertragingstijden bij het samenstellen van de diverse pulsen is het zinvol te overwegen of een lagere frekwentie mogelijk is. Wanneer de opgegeven toleranties bij de keuze van de hoogst voorkomende frekwentie worden betrokken, dan blijkt dat ook 0,125 µs. als kleinste tijdseenheid in aanmerking komt. Alleen de egalisatie-puls krijgt dan een kleine afwijking, daar de lengte van deze puls dan 2,375 µs. wordt.
Wanneer ook nog enige tolerantie (± 10%) wordt toegelaten op de puls-pauze verhouding van (uitsluitend) de hoogst voorkomende frekwentie, dan valt de keuze op een frekwentie van 4 MHz. De periodetijd ligt dan vast op 0,250 µs, terwijl de halve periode mag variëren tussen 0,1125 en 0,1375 µs. De uiterste waarden van de egalisatiepulstijd liggen dan tussen 2,3625 en 2,3875 µs. Aangezien de egalisatiepuls volgens de tabel mag variëren tussen 2,25 en 2,45 µs. vallen de genoemde uiterste waarden ruimschoots binnen de eis. Het bovenstaande verhaal kan voor de andere pulsen worden herhaald. Ook dan blijkt dat ruime marges overblijven, zodat zelfs optredende vertragingstijden geen nadelige invloed op het voldoen aan de eisen zullen hebben.
Een voorwaarde is uiteraard dat de vertragingstijden binnen de perken blijven. Bepalend hiervoor is de keuze van de IC-familie die in het ontwerp toegepast gaat worden. Databoeken en laboratoriummetingen brengen al gauw aan het licht dat alleen een snelle logische familie in aanmerking komt. Bovendien moet zo mogelijk gebruik worden gemaakt van synchrone delers om de optredende vertragingstijden zo klein mogelijk te houden.
De keuze is derhalve gevallen op TTL. Eventueel in de low-power Schottky uitvoering. De voordelen van TTL: redelijk snel (ca. 20 MHz) en goedkoop.
Het stroomverbruik is echter wat aan de hoge kant. Wanneer dit laatste een bezwaar is kan voor de LS-serie worden gekozen, maar dit gaat dan wel gepaard met een aanzienlijke verhoging van de kostprijs.
CMOS komt helaas niet in aanmerking voor deze schakeling, zodat van de zuinige eigenschappen van deze familie geen gebruik gemaakt kan worden. Deze overwegingen en konklusies zijn natuurlijk niet zomaar uit de lucht komen vallen. Bepaalde ideeën voor het ontwerp zijn hieraan voorafgegaan. In het nu volgende gedeelte wordt nader op deze ideeën ingegaan, hetgeen uiteindelijk resulteert in een blokschema.
Blokschema
De verhouding lijntijd/rastertijd is 1 : 625. Aangezien 625 gelijk is aan 54, is deze verhouding langs digitale weg eenvoudig te realiseren. Bovendien ligt de lijnfrekwentie exakt 256 maal lager dan de hoogst voorkomende frekwentie (4 MHz). De oplossing voor een nauwkeurige realisatie van een CCIR-signaal is derhalve een kristaloscillator gevolgd door een passende delertrein.
De noodzakelijke signalen kunnen dan uit de in de tijdbasis voorkomende deelfrekwenties worden afgeleid m.b.v. eenvoudige logische schakelingen. De op deze wijze verkregen signalen kunnen vervolgens in een mengschakeling worden samengevoegd tot het gewenste CCIR-signaal.
Figuur 5 toont het betrekkelijk eenvoudige blokschema. In de blokken is aangegeven met welke figuur het betreffende blokje korrespondeert. Alleen de signalen 25 H en de rastersynchronisatie worden direkt van de tijdbasis afgeleid. Het signaal 2,5 H valt precies midden in het 7,5 H-signaal, zodat deze laatste bij de opwekking van het 2,5 H-signaal moet worden betrokken. Hetzelfde geldt voor de overgebleven signalen: De rasteregalisatie begint op hetzelfde tijdstip als de lijnsynchronisatie maar de tijdsduur van de egalisatiepuls is korter. Beide signalen vallen binnen de lijnblanking, zodat dit signaal wordt gebruikt om het gebied af te bakenen waarin deze pulsen dienen te vallen. Dit is tevens de reden waarom de lijnblanking een verbinding heeft met het 7,5 H-signaal. Tijdens dit signaal vindt de rasteregalisatie en -synchronisatie plaats. Deze signalen hebben de dubbele lijnfrekwentie en het 7,5 H-signaal zorgt ervoor dat de frekwentie van rasteregalisatie en lijnsynchronisatie verdubbelt.
Figuur 5. Blokschema van de CCIR-normgenerator. Het gedeelte waarin figuurnummers zijn aangegeven, wordt in dit artikel besproken. De rest komt in deel 2 aan de orde.
In de synchronisatie- en videomixer wordt ervoor gezorgd dat alleen het gewenste signaal de uitgang bereikt. Het zogenaamde burst-enable-signaal biedt de mogelijkheid de normgenerator uit te breiden voor kleurweergave. Aangezien dit signaal binnen de lijnblankingpuls valt is ook hier een verbinding met laatstgenoemd signaal noodzakelijk. Volledigheidshalve dient te worden opgemerkt dat de aanwezigheid van dit enable-signaal niet impliceert, dat ook binnen afzienbare tijd een schakeling voor de uitbreiding van dit apparaat voor kleurweergave beschikbaar zal zijn. Wellicht zal ooit de behoefte aan een dergelijke schakeling bestaan en in dat geval vormt het burstenable-signaal een welkome vereenvoudiging van het ontwerp, daar het op de juiste positie inbrengen van een colour-burst nu geen enkel probleem meer vormt.
De tijd basis
Figuur 6 toont de kristaloscillator, die zijn betrouwbaarheid reeds in vele toepassingen heeft bewezen. Een nadere beschrijving van deze schakeling is overbodig, zodat kan worden volstaan met de opmerking dat de exakte oscillatiefrekwentie kan worden afgeregeld met C2. De oscillator is voorzien van zowel een geinverteerde als een niet-geïnverteerde uitgang.
Figuur 6. De kristaloscillator, waarvan alle deelsignalen worden afgeleid.
De delertrein (zie figuur 7) wordt gestuurd door de geïnverteerde uitgang van de oscillator. Dit is gedaan om een uniform patroon op de uitgangen van de 256-deler te verkrijgen. De klokingang van de 74161 (synchrone 16-deler) reageert namelijk op positieve flanken terwijl de overige twee-delers op de negatieve flank reageren. Het toevoeren van Qo aan de ingang van IC2 heeft nu tot gevolg dat Q0 tot en met Q8 hetzelfde faseverloop vertonen. De IC's 3 t/m 6 kompleteren de 256-deler. Daarnaast maakt de inwendige opbouw van deze IC's het tegelijkertijd mogelijk de 625-deler te realiseren. De 7490 bestaat, zoals bekend mag worden verondersteld, uit een twee- en een vijfdeler, die naar keuze in kaskade (tien-deler) of gescheiden kunnen worden gebruikt. De enige beperking bij gescheiden gebruik, wordt gesteld door de reset-lijnen, die de beide delers gemeenschappelijk hebben. Bij deze toepassing leveren de resetlijnen echter geen problemen op.
| Poort | Frequentie Hz | Pulsduur µs |
|---|---|---|
| Q0 | 4 000 000 | 0,25 |
| Q1 | 2 000 000 | 0,5 |
| Q2 | 1 000 000 | 1 |
| Q3 | 500 000 | 2 |
| Q4 | 250 000 | 4 |
| Q5 | 125 000 | 8 |
| Q6 | 62 500 | 16 |
| Q7 | 31 250 | 32 |
| Q8 | 15 625 | 64 |
| Q9D | 6 250 | 160 |
| Q10D | 1 250 | 800 |
| Q11D | 250 | 4 000 |
| Q12D | 50 | 20 000 |
Figuur 7. Alle deelfrekwenties worden van de kristalfrekwentie afgeleid via deze delertrein. De IC's 3 t/m 6 vormen een gekombineerde 16- en 625-deler. Daar de 625-deler vanuit Q7 (32 µsek.) wordt gevoed, heeft deze deler een cyclustijd van 20 msek. Uitschakelen van de interliniëring is mogelijk door de deler tot 624 te laten teller i.p.v. 625.
In de beschrijving van de opbouw van een TV-beeld is gesproken over het al of niet geïnterlinieerd zijn van dit beeld. De tijdbasis voorziet in een keuzemogelijkheid d.m.v. S1. In de stand 625 worden 625 halve lijntijden geteld (Q7 heeft een periodetijd van 32 µs.), zodat per raster 312½ lijn wordt geschreven. In de stand 624 echter wordt de teller vroegtijdig gereset via de dekodering van tellerstand 624 m.b.v. N5 t/m N7. In dit laatste geval worden 312 lijnen per raster geschreven, zodat geen sprake meer kan zijn van interliniëring. Het gevolg van deze schakelwijze is, dat de rastertijd bij niet-geïnterlinieerd beeld 19,968 millisec. bedraagt. Deze slechts 32 µs. afwijkende waarde levert in de praktijk uiteraard geen enkel probleem op.
Funktie-ontwikkeling
Bij het ontwikkelen van de logische funkties is gebruik gemaakt van puls-diagrammen, waaruit op eenvoudige wijze de vereiste EN- en OF-termen zijn af te leiden. Figuur 8 toont de toegepaste werkwijze. Als vuistregel kan worden genomen dat alle samenstellingen van pulsen in horizontale richting OF-termen opleveren, terwijl alle vertikale samenstellingen EN-termen opleveren.
Figuur 8. Het ontwikkelen van de logische funkties berust op een betrekkelijk eenvoudig principe. De gearceerde gedeelten geven aan wat het resultaat van een bepaalde EN- en OF-bewerking is. In het algemeen geldt, dat iedere horizontale afleiding een OF-funktie oplevert, terwijl iedere vertikale afleiding een EN-funktie tot gevolg heeft.
Een gedeelte van de gebruikte diagrammen is weergegeven in de figuren 9 en 10. Figuur 9 geldt voor de tijd-basisuitgangen Q0 t/m Q8 en figuur 10 voor Q9B t/m Q12D.
Figuur 9. Gedeelte uit de gebruikte puls-diagrammen. Dit gedeelte is van toepassing op de uitgangen Q0 t/m Q8. Opgemerkt dient te worden dat alle uitgangen meteen logisch '0'-nivo beginnen.
Figuur 10. Gedeelte uit de gebruikte puls-diagrammen. Dit gedeelte is van toepassing op de uitgangen Q9B t/m Q12D. Ook in deze figuur zijn alle beginnivo's logisch '0'.
De geïnteresseerde lezer, die de hele ontwikkeling van de funkties wil nalopen, dient met het volgende rekening te houden: Als referentiepunt voor alle signalen is de nulstand van alle tellers genomen. Figuur 9 geeft deze beginsituatie gedeeltelijk weer. Het begin van deze figuur valt samen met de voorflank van een der lijnblankingpulsen en tevens met de achterflank van het rasterblankingsignaal (25 H). Daar alle andere signalen in een bepaalde tijdsrelatie tot de beide blanking-signalen staan, zijn hieruit alle puls-posities af te leiden.
De funkties
Alle funkties zijn zo elementair mogelijk gehouden, zodat de bij elk signaal behorende deelschakeling in de meeste gevallen uitsluitend uit EN- en OF-poorten bestaat.
In dit eerste gedeelte komen alleen de signalen 25 H, 7,5 H en 2,5 H aan de orde, alsmede de video- en synchronisatiemixer.
Het 25 H-signaal heeft een tijdsduur van 50 halve lijnen, welke voor de nulstand van de tellers liggen. Dit resulteert in de funktie: 25 H = (Q11B ∧ Q11C ∨ Q11D) ∧ Q12D. Figuur 11 toont de opbouw van deze funktie met eenvoudige logische bouwstenen. Aangezien voor de uitbreiding tot patroongenerator en het 7,5 H-signaal ook het geïnverteerde signaal nodig is, wordt hier d.m.v. een inverter in voorzien. De toepassing van een openkollektor bij de inverter, berust op het toevallige feit dat dit bij het ontwerpen van de print voordelen bood, terwijl tegelijkertijd een IC werd uitgespaard.
Figuur 11. De funktie van de rasterblanking is eenvoudig in de schakeling terug te vinden: 25 H = (Q11B ∧ Q11C ∨ Q11D) ∧ Q12D.
De periode waarin de voor- en naegalisatie en de rastersynchronisatie plaatsvinden, valt samen met de eerste 7,5 H van het 25 H-signaal. Als gevolg hiervan is de 25 H weer terug te vinden in de funktie voor het 7,5 H-signaal. Afleiding van deze funktie m.b.v. de pulsdiagrammen levert de volgende funktie op: 
. Ook bij deze funktie is weer de geinverteerde term beschikbaar.
Figuur 12. De rasteregalisatie en -synchronisatie zijn uitsluitend van belang in de 7,5 H-periode. De funktie bestaat uit een opeenvolging van OF-termen. Door geen gebruik te maken van meer komplexe termen, werd een gedeelte van de vertragingstijden gekompenseerd.
Zeer eenvoudig van samenstelling is het 2,5 H-signaal, omdat hier slechts het 7,5 H-signaal met uitgang Q10B behoeft te worden gekombineerd: 
. Uit zuinigheidsoverwegingen is hier de geïnverteerde term gebruikt, waardoor weer een IC kon worden uitgespaard.
Figuur 13. Een gedeelte van de 7,5 H-periode bevat uitsluitend rastersynchronisatie. Een eenvoudige NEN-funktie levert het vereiste stuursignaal.
Met de bovenstaande funkties als uitgangspunt kan al worden vastgesteld hoe de funktie voor het samengestelde synchronisatie-signaal er moet gaan uit zien.
De lijnsynchronisatie moet namelijk altijd aanwezig zijn behalve in de 7,5 H-periode. De rastersynchronisatie mag alleen tijdens de 2,5 H voorkomen. Bij de egalisatiepulsen geldt weliswaar dat deze binnen de 7,5 H, maar buiten de 2,5 H dienen te vallen. Toch is het niet noodzakelijk deze beide signalen te kombineren, omdat ook buiten de 7,5 H de egalisatiepulsen mogen doorlopen, daar zij in dat geval overlapt worden door de lijnsynchronisatie.
Wanneer we uitgaan van een positief gericht videosignaal dan dient de synchronisatie negatief gericht te zijn. Dit laatste houdt in, dat de samengestelde synchronisatie een geïnverteerde funktie is.
Samenvoeging van synchronisatie-, 2,5 H- en 7,5 H-signalen dient in overeenstemming met de beschreven voorwaarden te geschieden, zodat de funktie er als volgt uit komt te zien:
Voor de video-informatie liggen de voorwaarden aanzienlijk eenvoudiger: Het video-signaal mag altijd aanwezig zijn, behalve tijdens een blankingsignaal:
Via een eenvoudige weerstandsmengschakeling kunnen tenslotte synchronisatie en video worden samengevoegd. Figuur 14 toont de uiteindelijke synchronisatie- en video-mixer. Via C8 kan eventueel een kleurendraaggolf worden toegevoegd. De ingang exp. maakt uitbreiding met meerdere stuurpoorten mogelijk. Ook kan via deze ingang een instelling op een bepaald grijs-nivo worden gerealiseerd door toevoeging van een weerstand van ca. 1 k naar massa.
Figuur 14. Alle signalen komen samen in de synchronisatie- en videomixer. In deze schakeling worden video- en blankingsignalen gemengd met het gekompliceerde synchronisatie-signaal.
De totale CCIR-normgenerator is ondergebracht op twee printen. Van de eerste print zijn nu alle delen besproken m.u.v. de voeding, welke in figuur 15 staat afgedrukt. Deze standaard-voeding werd reeds meermalen toegepast, zodat een nadere bespreking overbodig is. Een opmerking is t.a.v. de voeding relevant: De opgenomen stroom van de CCIR-generator inklusief patroongenerator bedraagt 600 à 700 mA. Een goede koeling van het stabilisator-IC is dus zonder meer noodzakelijk.
Figuur 15. Deze zeer eenvoudige voeding heeft zijn bruikbaarheid reeds velen malen in de praktijk bewezen. Een goede koeling van de geïntegreerde stabilisator is zonder meer noodzakelijk.
Print en voeding
Ten einde de voedingslijnen zoveel mogelijk vrij van storende signalen te houden, zijn vrijwel alle in de schakeling voorkomende IC's voorzien van een deugdelijke ontkoppeling. Dit heeft een perfekte beeldkwaliteit tot gevolg. In figuur 16 is aangegeven welke weerstanden en kondensatoren ter ontkoppeling van de voeding zijn toegevoegd. De nummers lopen door tot en met de ontkoppeling op de patroongeneratorprint. Deze laatste is als steekprint op de CCIR-generator te plaatsen. De overgebleven deelschakelingen van de CCIR-generator en het patroongeneratordeel zullen in deel 2 van dit artikel worden besproken.
Figuur 16. Negentien RC + C-netwerkjes zorgen voor een effektieve ontkoppeling van de voedingslijnen. De kwaliteit van deze ontkoppeling vertoont een duidelijke evenredigheid met de beeldkwaliteit.
Figuur 17 toont de print en komponentenopstelling van het in dit artikel beschreven deel van de schakeling. De signalen voor de nog toe te voegen printen zijn via een bussysteem naar buiten gevoerd. De verbindingen kunnen zowel d.m.v. van draden als m.b.v. een konnektorsysteem worden gemaakt. In het volgende artikel zal nader op de montage-mogelijkheden worden ingegaan.
Figuur 17. Print en komponentenopstelling van de in dit artikel beschreven deelschakelingen. Het voedings-IC kan zowel op als buiten de print worden gemonteerd. Bij montage op de print is het mogelijk de koeling buiten de print te laten doorlopen. Het nog te beschrijven gedeelte van de schakeling wordt d.m.v. draadverbindingen of een eenvoudige konnektor loodrecht op de hoofdprint gemonteerd.
| R1,R2,R3 | 1 k |
| R4,R5,R6,R8 | 2k2 |
| R7 | 470 Ω |
| R9a | 180 Ω |
| R9b | 22 Ω |
| R100... R118 | 4Ω7 |
| C1,C119 ... C137 | 10 n |
| C2 | trimmer 10 ... 60 p |
| C3 | 470 p |
| C4 ... C7 | zie deel 2 |
| C8 | 68 p |
| C9 | zie deel 2 |
| C10 | 1000... 2200 µ, 16 V |
| C11 | 100 n |
| C12 | 10µ, 6 V tantaal |
| C100 ... C118 | 120 n |
| D1 ... D4 | 1N4001 (min. 50 V, 1 A) |
| IC1 | 7400 |
| IC2 | 74161 |
| IC3 ... IC6 | 7490 |
| N5 ... N7 = IC7 | 7408 |
| N24 ... N26 = IC13 | 7408 |
| N48 ... N51 = IC19 | 7432 |
| N55 ... N62 = IC20,IC21 | 7404 |
| N63 ... N68 = IC22 | 7405 |
| N69 ... N72 = IC23 | 7401 |
| IC31 | 7805 of LM 340 |
| EPS 9800-1 CCIR hoofdprint |
De niet-genoemde IC's worden bij deel 2 vermeld.
Foto 1. Een blik op het prototype van de komplete CCIR-generator. Bij de definitieve versie is het voedings-IC 90° gedraaid om een betere koeling mogelijk te maken. Het hier getoonde exemplaar heeft reeds enige weken probleemloze kontinu-dienst achter de rug.
Foto 2. Een kijkje in de toekomst. De basisprint van de CCIR-generator is zodanig uitgevoerd, dat ook een aantal uitbreidingen een plaatsje op deze print kan vinden. De getoonde print is de patroongenerator, die als steekprint aan de CCIR-generator kan worden toegevoegd. Een uitvoerige beschrijving van deze generator volgt in deel 2 van dit artikel.