G3PLX Mk2 - RTTY zobrazovací jednotka
Ing. Miloš Prostecký, OK1MP
Na obr. 5.30 je skupinové schéma stanice, které používá elektrický systém RTTY. Nízkofrekvenční signál z přijímače je detekován v rarliodálnopisném konvertoru a o úrovních TTL přiváděn do zobrazovací jednotky. Obrazový signál a synchronizační impulsy mohou být přiváděny do obrazového monitoru nebo namodulovány na signál vf a přiváděny na příslušném (volném) kmitočtu do anténních zdířek televizoru. Při vysílání RTTY signálu výstup zobrazovací jednotky (opět o úrovních TTL) zpravidla klíčuje generátor AFSK, kterým modulujeme vysilač.
Komerční zařízení mívají kolem 70 znaků v jednom řádku. To však vyžaduje použití rychlých pamětí a též požadavky na zobrazení jsou přísnější než u normálních TV přijímačů. Výsledkem je kompromisní řešení, zobrazující 24 řádků po 40 znacích. Aby byla možná spolupráce s normálními dálnopisnými stroji, je zobrazovací jednotka upravena tak, aby po zobrazení 40 znaků v řádku byly zbývající znaky zobrazeny na dalším řádku, aniž je nutno stisknout klávesu „návrat válce“. Po obsazení všech 24 řádků dochází k přepisu starého záznamu záznamem novým. Záznam může být kdykoliv smazán. Klávesnice má též řídicí tlačítka „číslicová změna" a „písmenová změna", dále „návrat válce" a „posun o řádku".
Aby záznam začínal na první pozici (na obrazovce vlevo nahoře), je zde též tlačítko „nová stránka". Znaky „zvonek" a „kdo jste ?“ jsou dekódovány a připraveny k externímu použití.
K napájení jednotky slouží stabilizovaný zdroj o napétí +5 V, 1,8 A a —12 V, 30 mA.
Základní skupinové zapojení zobrazovací jednotky je na obr. 5.31. Jejím jádrem je paměťový celek, který ve 24 řádcích o 40 místech umožňuje zapamatování příslušných znakových kódů.
Přicházející RTTY signál je převeden ze sériového tvaru do paralelního tvaru pomocí obvodu UART (univerzální asynchronní přijímač—vysílač) a uložen na příslušných místech v paměti v pořadí tak, jak je přijímán. Takto uložený obsah paměti je vyčítán znak po znaku a řádku po řádce v synchronizaci s televizními rozklady. Každému kódovanému znaku odpovídá jeden ze 64 znaků ulože¬ných v generátoru znaků jako řada logických 1 a 0. Znak je vytvářen činností generátoru v rastru 5x7 bodů. Obrazový výstup zobrazovací jednotky je modulován uvedenou informací prostřednictvím posuvného registru, řízeného časovacím signálem a synchronizovaným s údaji o znacích na výstupu paměti.
Generátor znaků je určen pro aplikace ve výpočetní technice. Je tedy naprogramován v kódu ASCII. Kód používaný při provozu RTTY MTA 2 musí tedy být převeden do kódu MTA 5 (ASCII). Děje se tak mezi obvodem UART a pamětí pomocí programovatelných pamětí PROM.
Jelikož není možné ukládání údajů do jedné pozice v paměti ve stejnou dobu jako čtení z jiné, bylo nutno zmíněné operace rozdělit. Čtení údajů a příslušné zobrazení probíhá v době rozmítání televizního řádku. Znak RTTY, přijmutý v této době, je uložen v obvodu UART do doby zpětného chodu, kdy řízení paměti umožňuje uložení čekajícího znaku na správné místo.
Deska časování
Schéma desky časování je na obr. 5.32. Základ tvoří oscilátor řícený krystalem 7 MHz. Jo tvořen hradly io29a a io29b. Impulsy o kmitočtu 7 MHz jsou uvedeny přes hradlo io29d do dílu paměti a zobrazení. Současně jsou v děličce io30 děleny sedmi. Za pomoci hradel io36b a io34d je čítači cyklus čítače 16 zkrácen. Výsledné impulsy o kmitočtu 1 MHz jsou vedeny do desky rychlosti a přes hradlo io34c, které je klíčováno čtecími impulsy, do paměťové a zobrazovací desky na posuvný registr. Impulsy o kmitočtu 1 MHz jsou současně děleny 64 v io31 a io32. Šest po sobě jdoucích výstupů z děličů je vedeno do paměťové a zobrazovací desky na adresy sloupců pamětí. Tedy během prvních 40 ps je na výstupu paměti jeden úplný řádek o 40 znacích.
Mezi 48 ps a 52 ps je na výstupu hradla io38b log 0. Zmíněného stavu se využívá k synchronizaci zpětného chodu na konci .řádku. Klopný obvod io33a je překlopen ve 40. ps a vynulován v 64. ps. Úroveň z jeho výstupu je využívána k zápisu údajů ze vstupní části do pamětí během zpětného běhu.
Řádkový synchronizační impuls z io38b je dále dělen deseti v io35. Výstupy jsou hradlovány io37b, c, d a io55 tak, že upra¬vené výstupy, počítají v binární posloupnosti 012345677 7.
Obr. 6.33. Rozmíatóní součástek na desce časování
Výstupy jsou vedeny do paměťové a zobrazovací desky na výběr řádek v generátoru abecedně číslicových znaků io16.
Na konci každých 10 televizních řádků se na vývodu 11 io35 objeví log 0, čímž dochází ke startu dalšího cyklu. Tento stav je přiveden do čítačů io33b a io44. Pět výstupů čítačů je přivedeno na adresy řádků pamětí v paměťové a zobrazovací desce. Každých 10 řádek TV je adresa řádků zvětšena o 1, což umožňuje zobrazení následující řádky 40 znaků uložených v paměti. Zmíněný proces probíhá po stínítku směrem dolů.
Obrazové časování TV je získáno pomoci dětiček io39 až 41, u kterých je pomocí hradel io38a a io43d zkrácen dělicí poměr na 1 : 625. Vstupní impulsy o kmitočtu 31,25 kHz (dvojnásobek řádkového kmitočtu) jsou do děliče přiváděny z vývodu 8 io32. Po vydělení 625 dostáváme kmitočet 50 Hz. Klopný obvod, tvořený hradly io43a a b, má na výstupu log 1, je-li dělič 625 vynulován. Počítá-li čítač 5, je klopný obvod nulován přes hradlo io42d. Z výstupu klopného obvodu (vývod 3 io42a) získáváme snímkové syn ohronizační impulsy. Druhý klopný obvod (io42b a c) je nastavován hradlem io36b při čítání 80, když rozmítání TV je nahoře na obrazovce, a nulován hradlem io36c při čítání 560 dole na stínítku. Výstup z klopného obvodu slouží k nulování čítače řádkových adres pamětí a čítače výběru řádků z generátoru abecedně číslicových znaků. Při načítání 560 nastane vynulování. V tom okamžiku čítač řádkových adres se dopočítal 24 a tím dokončil jeden Zobrazovací cyklus. Uvedený zobrazovací cyklus se opakuje 50krát za sekundu, čímž dochází ke klidnému zobrazení obsahu celé paměti.
Vstupní deska
Úplné zapojení vstupní desky je na obr. 5.34. Přicházející signál RTTY v úrovni TTL je přijímán obvodem UART io1, spouštěným úrovní log 0 (start-impulsem) na začátku každého znaku. Časování jednotlivých impulsů značek je přiváděno z desky rychlostí a je 16krát vyšší než přijímaná telegrafní rychlost (zpravidla 727 Hz). Pomocí obvodu UART je převáděn do paralelního tvaru na výstupu 8 až 12. Paralelní 5-bitový kód MTA2 je převáděn na 6 bitový kód MTA5 (ASCII) pomocí dvou pamětí PROM (io2 a io3).
Obvody io2 a io3 jsou individuálně naprogramovány. U neřídících znaků jsou výstupy 1 až 6 naprogramovány podle odpovídajících kódů MTA č. 5 a na výstupu 7 je log0. U řídicích znaků je na výstupu 7 log 1 a ostatní výstupy jsou upraveny tak, aby dekódovaly řídicí funkce. Například, je-li na vstupu kombinace 01000 (návrat válce), jsou výstupy 1 až 7 naprogramovány 10000001, což umožňuje jednoduché vyhodnocení znaku pomocí hradla iolOd, na jehož výstupu se objeví log 0. Obdobně je tomu při posunu o řádku, respektive „zvonek" a „kdo jste?“. Vyhodnocení posledních dvou znaků je připraveno pro případné externí využití. Jedna paměť PROM převádí „písmenné" znaky a druhá „číslicové". Jejich přepínání je uskutečněno pomocí klopného obvodu z hradel io5a a b, který aktivuje příslušný obvod. Obě paměti jsou naprogramovány tak. aby na výstupu 9 byla log 1 s výjimkou opačné funkce, tj.
v „písmenné" PROM je na výstupu 9 log 0 pro „číslicovou změnu" a u „číslicové" PROM pro „písmenovou změnu". Uvedené logické stavy slouží k překlopeni klopného obvodu a tím k aktivaci druhé paměti.
Časový úsek zápisu nastává v okamžiku, když je ukončen převod sériového dálnopisného kódu na paralelní. Na vývodu 19 UART se objeví log 1, která indikuje platnost dat na výstupech 5 až 9. Není-li „stop-impuls“ správný (log 1), je znak vyhodnocen jako chybový a na vývodu 14 se objeví log 1. Prostřednictvím hradel io5c a d je platnost dat negována. V případě platnosti dat vznikne na výstupu hradla io4c log 1 a obvod je připraven k zápisu dat po dokončení právě rozmítaného TV řádku.
Po skončení rozmftánl se na sběrnici řízení čtení a zápisu z časovači jednotky objeví log 0, která překlopí klopný obvod io11a tak. že na jeho výstupu 12 vznikne log 1. V případě, že na výstupech
7 obvodů PROM je log 0 (nejde o řídicí znaky), je tento stav převeden pres hradlo io4a jako log 1 na vstup 9 hradla ioGc, kde je hradlován s řádkovým synchronizačním impulsem a dává impuls o úrovni log 0 na výstupu hradla io9c. Ten je přiváděn do paměťová a zobrazovací desky a dává příkaz k zápisu kódu ASCII na výstupech PROM do pamětí. Je-li na výstupech 7 PROM log 1. nevzniká zápisový impuls. Kód, který není znak ASCII, ale je řídicí instrukci, není uložen v paměti. Místo, na kterém je kód ASCÍT v paměti uložen, je určeno stavem dvou čítačů. První, tvořený io7 a io13, určuje sloupec, druhý (io12 a io11 b) určuje řádek, ve kterém je daný kód v paměti uložen. Sloupcový čítač přičítá pokaždé, je-li přijat neřídící znak (log 0 na výstupu 7 z PROM) a je nulován:
1. je-li hradlem io9d vyhodnocen příjem znaku "návrat válce“,
2. je-li stlačeno ovládací tlačítko "návrat válce",
3. na konci řádku.
Ve třetím případě je přes hradla io9a a io8a přiveden impuls do řádkového čítače. Posun o řádek nastane též při vyhodnocení příjmu znaku „posun o řádek" hradlem io8c. nebo stlačením ovládacího tlačítka "posun o řádek". Klopný obvod z hradel io14a a d zajišťuje posun jen o jeden řádek při jednom stlačení. Vlivem špatného kontaktu by při přímém připojení tlačítka mohlo dojít k posunu o více řádku. K vynulování řádkového čítače dochází při stlačeni nulovaeího stránkového tlačítka nebo po stavu 23 (21. řádek).
Na konci rozmílání každého řádku je na sběrnici řízení „čtení/zápis" log 0. V tom okamžiku nastává zápis údajů do paměti. Když na konci zpětného běhu je na této sběrnici log I, způsobí přes hradlo io4d na vývodu 18 UART log 0. Tím se objeví log 0 i na vývodu 19. vynuluje se klopný obvod io11a a obvod je připraven k příjmu dalšího RTTY znaku.
K vymazání záznamu z pamětí a tím i ze stínítka obrazovky je určeno ovládací tlačítko „mazání". Po jeho stlačeni se přes hradlo io6a přivede log 1 na vývod 4 UART. To má za následek vznik log 1 na výstupech 8 až 12. Tento stav je překódován jako „bílá mezera" v kódu ASCII. Stlačení tlačítka současně způsobí i trvalou log 0 na výstupu hradla io10b. Během následujícího obrazového rozmítání dojde k záznamu „bílých mezer" ve všech místech paměti.
Deska paměti a zobrazeni
Schéma je uvedeno na obr. 5.36. Jak bylo již dříve uvedeno, je paměť uzpůsobena k záznamu čtyřiceti 6-bitových znaku ve 24 řádcích. Ve skutečnosti jde o šest integrovaných obvodů (io17 až io22), z nichž v každém je na příslušném místě uložen jeden bit.
Adresní sběrnice a sběrnice zápisu jsou spoleěné všem šesti obvodům paměti. K zápisu dat, resp. k jejich vyčítání dochází tedy u všech obvodů současně.
Paměti jsou organizovány ve tvaru 32 řádků a 32 sloupců. Po¬mocí hradel v io23 až io25 je tento tvar přeorganizován do tvaru 24 řádků a 40 sloupců. Adresování je uskutečněno bud z čítačů sloupců a řádků na vstupní desce (při ukládání kódů do paměti) nebo z analogických čítačů na desce časování při vyčítání údajů z paměti.
Adresy jsou přepínány pomocí 11 dvouvstupových multiplexerů io26 až io28, které jsou řízeny úrovní sběrnice „čtení zápis“. Je-li na sběrnici řízení „čtení/zápis“ log 1, je možné čtení dat z pamětí. Současně jsou přiváděny impulsy o kmitočtu 1 MHz do posuvného registru io16. V případě, že na výstupu čítače výběru řádků je O, na výstupech z generátoru abecedně číslicových znaků 1016 se objeví kombinace logických úrovní, odpovídající černým nebo bílým polím prvého řádku příslušného znaku. Výstupy z pamětí se mění v intervalu 1 ps v návaznosti na klířovaném kmitočtu 1 MHz. Tyto úrovně jsou paralelně přivedeny na vstupy 8-bitového posuvného registru io15 a s hodinovým kmitočtem 7 MHz posouvány na výstup registru. Z výstupu získáváme obrazový signál. Při následujícím řádku je na výstupu čítače výběru řádek 1. To se opakuje až do zobrazení všech 7 řádku. Při dalších třech řádcích je na čítači 7 a jsou tedy zobrazeny prázdné řádky. Je-li zobrazeno všech 10 řádkú, nastane vyčítání dat z dalšího řádku paměti a celý cyklus se opakuje. Podle toho, z kterého výstupu posuvného registru odebíráme signál, dostaneme bud pozitivní modulaci (znaky jsou bílé) nebo negativní modulaci (znaky jsou černé).
Deska telegrafních rychlostí
Úplné zapojení je na obr. 5,38. Na vstup tří 16-bitových čítačů io45 až io47 se přivádí pravoúhlý signál o kmitočtu 1 MHz. Jejich výstupy jsou připojeny ke vstupům hradel io48 až io50. Pomocí přepínače, který je tvořen io52, a invertorů io51 se po dosažení zvoleného dělicího poměru čítač vynuluje a celý děj se opakuje. Dělič dvěma (io53b) dokončí dělení a současně upraví tvar impulsu. Na jeho vstup jsou přiváděny jen velmi krátké impulsy, kterými nelze budit UART. Dělicí poměr čítače je 312, 417, (525 a 087 (pro telegrafní rychlosti 100 Bd, 75 Bd. 50 Bd a 45,45 Bd). Na výstupu ioo53b dostáváme 16-násobek telegrafní rychlosti s přesností lepší než 0,1 %. Potřebná rychlost se dosahuje v UART. který dělí 16.
Klávesnice
Zakódování se děje pomocí diodové matice odpovídající příslušným kódům. Její zapojení je na obr. 5.40. Po stisknutí klávesy příslušného znaku se na 5 sběrnicích objeví v paralelní formě kombinace logických úrovni, která odpovídá příslušnému znaku. Šestá sběrnice společně s dalšími obvody je určena ke generování zpožděného
impulsu (strobe), který spouští vysílací část obvodu UART na vstupní desce. Nejprve se na jeho výstupu 20 objeví „start-iinpuls" v délce 1 bitu, poté pět po sobě následujících bitů znaku a dále 2 bity „stop-impulsu“. Vysílací část obvodu UART obsahuje i paměť., která, stiskneme-li další klávesu před dokončením prvého znaku, umožňuje zapamatování a pak vyslání druhého znaku.
Programováni PROM v převodníku kódu
Paměti (io2 a io3) mají v nenaprogramovaném stavu na všech výstupech log 0. Při programování dochází k přepalování spojovacích můstků. Není tedy tento děj vratný. Postup při programování není uveden, neboť není problematikou kapitoly. Dále je uvedena pouze tabulka pro programování.
Sbernice
Několik konstrukčních poznámek
Doporučuje se nejprve zapojit desku časování, na které můžeme čítačem zjistit odpovídající kmitočty z děličů. Osciloskopem zjistíme řádkové synchronizační impulsy šíře 4 ps s periodou 64 ps (15,626 kHz) a obrazové synchronizační impulsy o šíři 160 ps s periodou 20 ms (50 Hz). Přivcdcme-li synchronizační impulsy na zobrazovaČ (televizor), musí dojít k synchronizaci obrazu.
V dalším je možno zhotovit desku rychlostí přijímaného signálu. Přivedeme-li z desky časování impulsy o kmitočtu 1 MHz a přepneme příslušnou telegrafní rychlost (přivedeme napětí +5 V na příslušný vývod desky), musíme na výstupu dostat impulsy o šestnáctinásobku telegrafní rychlosti. Pak zhotovíme desku paměti a zobrazení. Na sběrnici záznamu ponecháme log 1. Pokud na ni zavádíme log 0, musí se nám na zobrazovačí objevovat náhodné znaky.
Nakonec zhotovíme vstupní desku. Správnou činnost vysílací části snadno prověříme pomocí mechanického dálnopisu. Poté propojíme vysílací část s přijímací a uskutečníme celkové ověření.
Propojení jednotlivých částí je možné pomocí řadových konektorů WK 462 06 a WK 465 16 (nebo obdobných).
Před připojením k ostatním přístrojům (viz obr. 5.30) si musíme uvědomit, že jak vstupy, tak i výstupy mají úroveň TTL. To si vyžádá vřazení doplňkového obvodu mezi dekodér a vstup. Jedno z možných řešení je na obr. 5.42. Má dva vstupy. První vstup můžeme přímo zařadit do obvodu linkového proudu. Druhý můžeme propojit s bází klíčovacích tranzistorů u ST3, ST5, STO apod. V tom případě musí být sepnut spínač Sl.
Také připojení k TV monitoru nebo přijímači si vyžádá doplňkový obvod, buď je možno synchronizačními impulsy a obrazovým signálem modulovat malý VF generátor, nebo lépe je přivést signály přímo do obrazového zesilovače v televizoru. Pozor, většina TV přijímačů je přímo spojena se sítí! Je nutno vřadit oddělovací transformátor! Některé přijímače však dovolují přímé použití (např. Mini-Tesla.). Mezi zobrazovací jednotku zařadíme slučovací obvod podle obr. 5.44. Potenciometrieký trimr R3 slouží k nastavení směsi obrazového signálu a synchronizačních impulsů.
V druhém díle Amatérské radiotechniky a elektroniky bude tato kapitola doplněna výkresy tištěných spojů.
Desky plošných spojů
