Syncsmurf 5, de syncgenerator voor ATV met DSP!

Syncsmurf DSP (5.1)

Op deze site is al veel beschreven over de video syncgenerator. Het begon met de versie van Hans PA0JBB (Electron dec 2011). Daar kwamen diverse modificaties voor, waar ik ook een aantal van gepubliceerd heb. Vervolgens kwam David PE1MUD met een SMD versie, die de “Syncsmurf” ging heten. Vervolgens er kwam een verbeterde versie 2 en daarna versie 3. Intussen was de videoversterker compleet anders, maar ook was het vangbereik wat vergroot (door 2 varicaps) en was de schakeling vermogensefficiënter door gebruik van een SMPS.

Er waren nog steeds een aantal issues niet opgelost. En dat gaat de volgende versie oplossen! De Syncsmurf DSP, welke eind 2019 geïntroduceerd zal worden. Hieronder staat een uitgebreide beschrijving te lezen van de ontwikkelaar David PE1MUD;

DSP SyncSmurf

Door David, PE1MUD

Met de originele “Video squelch killer” van Hans, PA0JBB (Electron, December 2011), konden heel zachte ATV signalen zichtbaar konden worden gemaakt op moderne TV’s die het beeld normaal gesproken alleen doorgeven als een stabiele sync aanwezig is. Ook op ouderwetse TV’s bleek een voordeel in het kunnen bekijken en herkennen van signalen waarvan dat anders niet lukt, omdat het beeld niet stil staat.

Hoewel de originele schakeling prima werkt kon het op een aantal punten wel verbeterd worden.  De eerdere reeksen “SyncSmurf” bevatten al enkele van die verbeteringen: naast miniaturisatie was de voeding vervangen door een zeer efficiënte schakelvoeding, en ook de videoversterker werd vervangen door een beter exemplaar. Dit gaf een betere videokwaliteit maar ook de grote elco’s konden daardoor het toneel (en vooral de print) verlaten.

“Synchronisatie” bleef echter altijd een ‘dingetje’. Het beeld goed stilzetten, maar ook het vangbereik… het werkte soort van, maar niet altijd en zeker niet perfect.

De horizontale synchronisatie wilde vanwege de eenvoudige PLL in de SAA1101(T) niet altijd stabiel blijven, en het vangbereik was voor video dat te ver ‘buiten spec’ lag nog wel eens te klein om te kunnen synchroniseren. Hierdoor bleef het beeld dan van links naar rechts, of omgekeerd, rollen. Hoewel dit eigenlijk aan de bron ligt, zitten we met amateur ATV natuurlijk niet altijd (of zelfs bijna nooit) aan de formele (timing en andere) specificaties van een PAL signaal, zoals Hans in zijn artikel al zeer terecht opperde. Een schakeling die er toch mee overweg kan is natuurlijk wenselijk. Daarom ben ik op een queeste gegaan om deze twee problemen, die eigenlijk bijna de laatste puntjes op de i zouden zijn, op te lossen.

Na enkele experimenten met LC schakelingen ipv een kristal en een externe PLL ipv die in de SAA1101T bleek toch wel dat dit geen succes zou worden. Hulpeloos lag de schakeling een tijdje op mijn buro (geen foto’s, want dat zijn schokkende beelden). Ook op het buro lag een ontwikkel bordje met een ADAU1701, een audio DSP van Analog Devices. En zo kwam het idee tevoorschijn om de SyncSmurf eens aan een DSP te hangen om het beeld stabiel te locken. Syncpulsen zijn 50Hz en 15625Hz, ruim binnen de ‘audio’ bandbreedte van genoemde DSP!

Het locken zou daar wel mee lukken, maar het vangbereik bleef een issue wegens de beperkte verstembaarheid van het kristal aan de SAA1101T. Na zoekwerk naar VCO’s (duur!) kwam ik op het idee om eens met een keramische resonator te testen. Het probleem met een kristal is de eigenlijk te hoge Q factor, waardoor het verstemmen middels een varicap maar beperkt lukt. Een LC kring heeft eigenlijk weer een te lage Q factor waardoor stabiliteit een uitdaging is, en een keramische resonator zit qua Q factor ergens tussenin (met wel een Q aan de hoge kant). Een aantal types werden besteld, en er werd een schakeling gebouwd….

De proto met DSP en syncsmurf met keramische resonator (the blue blob near the SAA1101T)

Dit bleek zo goed te werken, dat al snel een printontwerpje volgde:

Een weergave van het vroege stadium van het printontwerp.

Van de 1e proto is een set kale printen besteld, waarvan ik er twee heb bestuukt om te testen. De resultaten vielen niet tegen!

Prototype

Met deze proto printen heb ik de software voor de DSP verder weten te optimaliseren. Door het gebruik van drie PLL’s, een integrator en een Hilbert transform om met de fase te kunnen schuiven is een snelle en stabiele automatisch lock mogelijk.

Van links naar rechts zijn op de voorzijde van de print de volgende dingen te zien:

  • Sync-led
  • Schakelaar om te kiezen direct video of DSP SyncSmurf gecorrigeerd
  • Fine tune potmeter voor horizontale positie van het video
  • Schakelaar voor 624/625 lijnen (als het beeld verticaal langzaam rolt)
  • Led ter indicatie automaat of manueel
  • Potmeter die linksom gedraaid op automaat staat, andere standen is manueel.

Bij manueel afregelen aan van de sync, zit slechts nog een hele ‘tamme PLL’ die het laatste stukje helpt. Dit blijkt erg goed te werken bij de zachtste signalen, of die signalen die veel storing bevatten (radar, 3G, andere stations)

Deze print maakt ook korte metten met het extern aansluiten van schakelaars, leds, potmeters en connectoren, de echt laatste puntjes op de i!

Het nadeel is wel dat de print weer iets groter is (niet alleen door de DSP) dan van de SyncSmurfjes, maar het blijft toch compact omdat alles op de print zit.

Tijdens de door ontwikkeling van de print werd duidelijk dat in China een printfabrikant (JLCPCB) zou starten met SMD montage mogelijkheden voor prototypes, dit alles tegen zeer concurrerende prijzen.

Eén van de problemen waar Tjalling, PE1RQM, en ik, tijdens de bouw en levering van de eerdere syncsmurf printjes namelijk tegenaan liepen was dat het bouwen van een print, en het vol puzzelen met SMD componenten ontzettend veel tijd kost, en het gewoon niet zo leuk is om te doen.

Begin september was het zover dat JLCPCB hun SMT service in de lucht bracht, en dat viel mooi samen met het af zijn van het definitieve printontwerp.

Een vijftal printen zijn besteld, waarbij op 15 SMD componenten na, alle SMD’s waren bestuukt:

Er gaan natuurlijk wel de nodige niet-SMD’s bij, maar dit is allemaal relatief snel te maken.

De print meet 100 x 55mm, en alles zit on-board.

Met deze uiteindelijke print zit ten opzichte van de eerder SyncSmurf een meerprijs in de DSP en wat daar bij hoort, in de schakelaars, potmeters, BNC’s en de wat duurdere maar veel mooiere on-board voeding. Waar de SyncSmurf printen al erg mooi waren, is deze print nog een stuk completer!

Een STL bestand volgt, waarmee 3D kastjes voor deze DSP SyncSmurf kunnen worden geprint.

De nabouwbaarheid van de schakeling is wel wat problematisch; er zit een DSP op die alleen met een speciale (dure) tool te programmeren is, en de printen zijn bestuukt en al alleen per 5 te bestellen. Daarnaast zitten er enkele componenten op die lastig te verkrijgen zijn, of best duur zijn (Varicap, SAA1101T, Toko spoeltje, DSP, keramische resonator). Daarom bieden Tjalling en ik deze printen gebouwd en getest aan voor een niet-commerciële prijs die maar marginaal boven de kostprijs ligt (ik reken ontwikkel en protokosten uiteraard mee).

– Einde tekst van David –


Mijn eerste ervaring

Door Tjalling PE1RQM

In november 2019 kreeg ik mijn versie van David. Dit was geen prototype meer, maar een echte productieversie. Het horizontale scrollen is met deze versie echt heel anders geworden. Het regelbereik is VEEL groter. Echt iedere videobron die ik aanbood kon ik stil zetten. Na het detecteren van een sync, zie je de DSP er eerst snel naartoe ‘fietsen’, om vervolgens langzaam door te regelen tot het punt van stilstaan bereikt is. En dan staat het muurvast. Het beeld kan daarna nog perfect in het midden gezet worden van je monitor met de linker potmeter. Dit kan ook helpen als je even geen kleur krijgt.

Ook signalen die heel zwak zijn, kan hij zelf stilzetten. Echt bijzonder te zien hoe weinig signaal er nodig is. Het is net of er een kaboutertje mee zit te regelen (o nee, smurf!). Door zijn grote regelbereik kan een manuele bediening nuttig zijn. Die zit er dan ook nog steeds op (rechter potmeter maximaal linksom gedraaid).

Mijn eerste indruk is erg positief. Het is een mooie ontwikkeling.

Bestellen

De Syncsmurf DSP komt ongeveer begin 2020 beschikbaar. Er zijn al enkele printen eerder beschikbaar. Voor een gebouwde, geprogrammeerde en geteste print vragen we €130,-. Er zit geen behuizing bij. Dit is inclusief verzenden (binnen NL). We gaan steeds kleine batches bestellen, omdat voor ons nog niet duidelijk is hoeveel markt hiervoor is. Geef hieronder graag je interesse aan. Je komt in elk geval op een lijst, zodat we je kunnen benaderen als we weer een levering gaan doen.

UPDATE: De op Valentijnsdag bestelde printen zijn er!

Twee zijn gebouwd en getest, deze achttien zijn voorbereid op de draad componenten.
Door de toestanden in de wereld zijn de leveringen wat vertraagd…..

Gebruik onderstaand formulier om je voorkeur aan te geven.

* (Verplicht veld)

Plaats een reactie