Señal de vídeo PAL y cómo generar la tuya propia.

Teotekaplan

Weno, a raíz de un post sobre generar señales de vídeo con un microcontrolador, abro este hilo y así de paso os enseño en qué consiste una señal de vídeo standard PAL:

Para comenzar a entenderlo, os explicaré primero cómo se genera una imagen de televisión. Los tubos de imagen están recubiertos de unos fósforos que emiten luz al recibir un chorro de electrones. Este chorro se produce en la parte trasera del tubo y es enfocado y desviado por unas bobinas de deflexión puestas en el cuello del tubo de imagen. Estas controlan que el chorro de electrones realice un recorrido creando líneas horizontales. Se comienza en la esquina superior izquierda a crear la primera línea, al llegar al final, el sistema de deflexión digire el chorro hacia la siguiente línea -un poco más abajo- y vuelve al principio de la misma -lado izquierdo.

Cuando se ha escaneado la última línea de vídeo -625 en PAL- el haz vuelve nuevamente a la parte superior izquierda de la pantalla. Este proceso se repite 25 veces por segundo pero hay un detalle... primero se escanean las líneas impares y al terminarlas, se comienza nuevamente, pero esta vez con las pares. Es lo que se denomina "entrelazar".

Bueno, ya tenemos el barrido de pantalla...

Ahora tenemos otro problemita... ¿cómo sabemos en qué punto del escaneo se encuentra nuestro chorro de electrones, para saber qué tenemos que dibujar? Para eso existe lo que se llama el "pulso de sincronismo horizontal" que precede a cada línea de vídeo que ha de presentarse en pantalla. Además de eso, tenemos el "pulso de sincronismo vertical" que nos indica el comienzo de una nueva imagen.

En una señal de vídeo, la amplitud -voltaje- varía desde los 0 voltios hasta 1 voltios. En ese rango, los 0,3 voltios representan el nivel de negro y voltio el blanco. El impulso de sincronismo tiene una amplitud cercana a los 0 voltios -siempre menos de 0,3.

Bueno... sacar la calculadora que va un poco de mates...

Hemos dicho que una televisión tiene 625 lineas y que la imagen se redibuja 50 veces por segundo. Teniendo esto tenemos que:

-La frecuencia del sincro vertical -comienzo de nueva imagen- es de 50 Hz
-La frecuencia del sincro horizontal es de 50x625 / 2 = 15.625 (se divide entre dos porque la imagen va entrelazada, recordar, primero impares y luego pares)

Si hacemos la inversa del sincro horizontal, nos da el tiempo que tarda en dibujarse cada línea, en este caso nos salen 64 uSeg (microsegundos).

Al principio de cada scanline enviamos el pulso de sincronismo horitzontal de 4 uSeg y cero voltios -tal como corresponde al nivel de un sincro-. Algunos televisores un poco viejos necesitan además 8 uSeg más aparte del sincro para poner el chorro de electrones en posición. En este momento debemos mantener un nivel de negro (0,3 V).
Inmediatamente después, tenemos nuestro sitio para la información de vídeo: nos quedan 52 uSeg para dibujar lo que queramos. Es ahí donde podremos variar la señal de 0,3 -negro- a 1 V.-blanco-.

Ahora vamos con el sincro vertical -nueva imagen-. Esto es un poco más elaborado, ya que se necesita un patrón especial de impulsos para generar este sincronismo, y ya que tenemos la imagen entrelazada -que está formada por dos medias imágenes, vamos- el patrón de sincros es diferente para las imágenes pares y las impares.

Como es jodido de explicar, pondré un dibujo que os desconcertará un poco más todavía, jejeje...

Ahí es nada XDD. Hay un pequeño detalle y es que el sincro vertical ocupa varias líneas de vídeo consecutivas, al principio y al final de cada imagen. Esto no constituye un verdadero problema, ya que las primeras y últimas líneas de vídeo (normalmente unas 20) no se ven y además de servir para meter ahí los sincros, se puede introducir información estilo teletexto o teletipos.

Cabía una duda sobre cómo generar estos voltajes de 0 a 1 V usando un microcontrolador, cuyas salidas van de 0 a 5 V. Para eso nos va a ayudar la ley de Ohm.

Para generar una imagen en blanco y negro -sin grises- necesitamos al menos 3 niveles: 0, 0.3 y 1 V. Usaremos 2 salidas del PIC -o cualquier otro microcontrolador- y dos resistencias.

A la salida A conectaremos una resistencia de 900 ohm. A la salida B conectaremos una de 450 ohm. Los extremos que quedan libres los unimos y esa será nuestra salida de vídeo a conectar a la televisión.

¿Qué tenemos con esto?... Cuando las salidas A y B sean cero, obtendremos cero voltios en la salida vídeo: sincronismo.
Si activamos la salida A obtendremos 0,33 voltios: negro
Si activamos la salida B obtendremos 0,67 voltios: gris
Si activamos las 2 tenemos 1 voltios: el blanco.

Ah, se pueden usar tranquilamente resistencias de 470 y 910 ohm sin más problema que una pequeña variación en la intensidad del vídeo.

El problema al generar señales de vídeo con un PIC es el tiempo: tenemos 64 uSeg para dibujar cada línea y eso es muy poco tiempo. Para calcular: en un pic a 12 Mhz, se ejecutan 3 millones de operaciones por segundo. En 64 uSeg se pueden ejecutar 192. En 52 uSeg -lo que es justo el vídeo tal cual- sólo entran 156 instrucciones (vamos, 156 pixels de resolución horizontal, una caca). Weno... en realidad es peor porque en un ciclo de reloj no da tiempo a recalcular el nuevo pixel.

Eso sí, se puede usar un microcontrolador con más velocidad de reloj -el 84A soporta hasta 20 Mhz- para mejorar esa resolución horizontal.

Sobre las señales en color... con un PIC es imposible, así que nadie lo intente, porque directamente, no da tiempo a procesar los datos para generarla.

Generar una señal de vídeo en color significa entre otras cosas añadir a la señal de vídeo en blanco y negro, una portadora de color a 4,43 Mhz y un nuevo impulso llamado "burst" o "salva de color" justo después del sincro horizontal que, para simplificarlo más, hay que girar -desfasar- 180 grados cada scanline...

No explicaré señales a color porque es un tema amplio y que sólo va a entender peña que esté metida en el campo de la electrónica

'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'

RaDoN · Publicado: Dom, 06 Feb 2005 7:48 am **Asunto**:

Yo juraria que los sincronismo horizontales era de -0.3v y el nivel de blanco 0.7v Deslumbrado

Teotekaplan · Publicado: Dom, 06 Feb 2005 7:27 pm **Asunto**:

Bueno, esos son los niveles de un par de formatos de vídeo americanos y japoneses. Los niveles que tú dices corresponden al standard RS-343.

Existen varios standares de vídeo. El usado en Europa por ejemplo es el CCIR (el que comento arriba).

'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'

RaDoN · Publicado: Mar, 08 Feb 2005 7:39 am **Asunto**:

Hoy en clase me puesto con el osciloscopio digital (con pantalla tft jeje, que wapo) y un generador de señales de vidio que tenemos en el rack de 19". Me puse a medir tiempos y tal... la señal tiene 1 voltio pico a pico, y los sincronismos horizontales son de -0.3V. Lo que no me dio tiempo a medir fue los impulsos verticales y los tiempos de los preecualizadores y postecualizadores.

Tb tengo mis dudas de como hacer la linia que queda a media (312,5+312,5) de cada campo, que a la vez esta pegada con el sincronismo vertical y ya se complica todo un poco. Mñn en clase más!

Teotekaplan · Publicado: Mar, 08 Feb 2005 5:06 pm **Asunto**:

Sobre los sincros verticales tengo la forma, pero no el timing. De cualquier manera puedes entrar en la web del tetris y ver el código ASM que los genera.

Si lo programas o lo simulas y lo conectas a un analizador lógico ya tendrás el patrón exacto de sincros.

En cuanto a las 312,5 líneas es más fácil que todo eso... primero van las impares...

1, 3, 5, 7... 621, 623, 625 (en total 313 líneas) y después las pares...

2, 4, 6,8 ... 620, 622, 624 (312 en conjunto)

Vamos que las pares son una menos.

'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'

Meta · Publicado: Mie, 28 Mar 2012 5:07 am **Asunto**:

Hola:

Aquí explica más cosas de señales de vídeo.
http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/mc/picdream/index.htm

http://www.tuselectronicos.com/index.php/tutoriales-mainmenu-45/21-tecnologaplicada-a-la-imagen/113-generar-senales-de-video-para-television

Saludo.

http://electronica-pic.blogspot.com Manuales de electrónica general y PIC.

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