SSTV scan-konvertor
SUPERSCAN 2001
Některá odvětví radioamatérských činností se bouřlivě rozvíjejí v etapách které ovlivňuje několik faktorů. Co se týče techniky, tu ovlivňují možnosti dané doby, dostupná součástková základna, cena a samozřejmě pokročilost vývoje. Nejinak tomu bylo a je i v případě provozu pomalé televize.
Během téměř 40 leté historie můžeme vysledovat několik hlavních etap. Začátky ovlivněné použitím dlouhodosvitových monitorů, elektromechanických snímačů a kotoučových magnetofonů, s možností přenosu černobílého obrazu za dobu 8 sekund. Následující éra, éra digitálních pamětí a převodníků SSTV/FSTV – scan-konvertorů, doba přenosu se mohla prodloužit, odpadá hlavní omezení dané vlivem doby dosvitu obrazovky a přibývají nové možnosti barevného přenosu. A samozřejmě současná éra, éra počítačová. Nejprve s modemy na bázi komparátoru (Hamcomm) a později i zvukovými kartami a softwarovým DSP. Do budoucna můžeme počítat s digitální SSTV, kterou je možno už teď na pásmu občas zaslechnout.
Scan-konvertor SUPERSCAN 2001 je zařízení spadající do období po dlouhodosvitových monitorech, do období přelomu 80. a 90. let. Doba používání scan-konvertorů ovšem radioamatéry v Československu zcela minula. Ceny pamětí, nedostatek součástek či nedostupnost drahých továrních zařízení byla hlavním důvodem, proč u nás, na čas, zájem o SSTV téměř nadobro ustal. Pokračujme tedy tím, co používali radioamatéři na západě – digitálními scan-konvertory.
Fig.: Typické uspořádání stanice vybavené scan-konvertorem.
Takový průměrný scan-konvertor je řízen mikroprocesorem, obsahuje demodulátor s detekcí nulové úrovně a spolu s A/C převodníkem se stará o zpracování zvukového signálu SSTV, video digitizér zase o digitalizaci televizního snímku, řadič a RGB multiplexery zase o generování televizního obrazu, vše se ukládá do paměťových bank, může být doplněno zařízením pro přidávání textu, komunikaci s počítačem a záznam na magnetofon.
Typickými zástupcem času konvertorů je americký Robot 1200C a jeho klony, ať tovární či domácí výroby, dále konvertory z dílny německého SSTV průkopníka Volkera Wraase SC-1 a SC-2 nebo pozdější zařízení firmy Tasco.
SUPERSCAN 2001 je vylepšeným klonem Robota 1200C. Na jeho konstrukci pracoval Jad Bashour a firmware je z dílny Martina Emmersona G3OQD, známého tvůrce populárních módů Martin M1, M2,... Na trh byl uveden krátce po ukončení výroby 1200C v roce 1992.
Obr.: Přední a zadní panel SSTV konvertoru SUPERSCAN 2001.
Hlavní vlastnosti SUPERSCANU jsou:
- absolutní kompatibilita se všemy klasickými SSTV systémy
- upgrade lze provést jednoduchou výměnou EPROM, v níž firmware zdokonaluje Martin Emmerson, nejnovější verze 4.6 dovoluje pracovat v těchto módech:
- Barevné módy:
- Martin M1, M2, M3, M4, HQ1, HQ2;
- Scottie S1, S2, S3, S4, DX;
- Wraase SC-1: 24, 48Q, 48, 96;
- Robot Color 12, 24, 36, 72;
- Wraase SC-2: 30, 60, 120, 180;
- AVT 24, 90, 94, 188, plus režimy QRM, Narrow.
- ČB módy:
- Robot 8, 12, 24, 36;
- Wraase SC-1 8, 16, 16Q, 32;
- AVT BW 125.
- Příjem faksimile:
- 60, 90, 120, 240 lpm.
- Konvertor obsahuje čtyři paměťové banky, každá z nich uloží obraz o rozlišení 256×240 s barevnou hloubkou 18 bitů (262 144 barev).
- Obsahuhe dekodér TV normy PAL nebo NTSC se zpožďovacími linkami pro co nejdokonalejší digitalizaci obrazu.
- Obsahuje rychlé paralelní rozhraní pro přesun obrazu mezi pamětí konvertoru a počítačem.
- Video výstup RGB pro připojení TV monitoru.
- Pro budoucí vylepšování je možné přidat EPROM až s kapacitou 1 Mbit.
- Možnost ovládání myší.
- Možnost přidávání textu bez ztráty obrazu.
- Backup CMOS pamětí, pro zálohování textů a nastavení.
Cena konvertoru byla v 90. letech úctyhodných 850 liber a s dalším přislušenstvím, jako je ovládání myší nebo rychlým paralelním rozhraním do PC se mohla vyšplhat až na 1000 liber! Pro spoustu amatérů, včetně mě, se díky ceně stal spíše snovou záležitostí určenou jen pro špičkové SSTV amatéry. Takže v té době jsem pokorně zůstal u svého Hamcommu, JVFAXu a GSHPC... O to víc jsem zajásal, když nedávno, v polovině léta 2005, se objevila nabídka prodeje SUPERSCANU na aukčním serveru eBay. Chvilku jsem váhal, bývalý majitel byl až z daleké Tasmánie, ale ne dlouho, a tak se mi konvertor podařilo vydražit za zlomek ceny ve srovnání s původní bombastickou částkou. Pak už stačilo jenom dohodnout pár maličkostí, způsob poslání peněz a začátkem září byl konvertor u mě doma. Cestu přes půl zeměkoule přežil téměř ve zdraví, až na maličkost. Ve zdroji bylo uvolněné trafo, původně přichycené jenom dvěma šrouby bez podložek.
Fig.: Ovládací menu pro vkládání testovacích obrazců, textu, volba osciloskopu.
Můj SUPERSCAN má firmware verze 1.3, obsahuje ovládání myší i myš samotnou – dnes již historickou Atari mouse a navíc ještě externí převodník RGB na kompozitní video (konvertor má jenom RGB výstup). Interní kartu do IBM PC s paralelním rozhraním pro rychlý přesun obrazových dat mezi konvertorem a počítačem nevlastním a popravdě by mi byla asi k ničemu, protože je to 8 bitová karta ISA a bohužel rozhraní ISA už v dnešních PC není. Pro úplnost uvedu, že se používá spolu s programy GEST, Hires nebo Robot Helper. Zařízení se kromě myši dá ovládat z předního panelu nebo počítačem přes rozhraní RS232 rychlostí 4800 Bd.
Při pohledu do vnitř zařízení vás uchvátí impozantní tišták zaplněný TTL obvody o rozměru 285×220 mm a deska video digitizéru velikosti 163×123 mm. Celé zařízení obsahuje přes 70 integrovaných obvodů! Ale doba už byla taková a dneska by se to vešlo možná do jednoho obvodu snadno naprogramovatelného klidně i doma. Srdcem konvertoru je populární osmibitový procesor 8051.
Obr. Vestavěný kreslící editor a vkládání textu pomocí myši.
Ovládání z předního panelu je pro některé činnosti docela těžkopádné. Panel má 35 tlačítek a stejné množství signalizačních LEDek. Tlačítka jsou rozdělena do skupin, pro volbu vstupu, módu, paměťových bank či jednotlivých RGB složek, volby výstupu a funkcí. Při některých činnostech, např. při výběru z menu nebo přidání textu se význam tlačítek mění, ale naštěstí jsou všechny volby zobrazeny na obrazovce. Výběr SSTV módu je o něco složitější, to se musí mačkat různé posloupnosti tlačítek, displej s vámi komunikuje blikáním LEDek a člověk se neobejde bez manuálu.Na předním panelu jsou navíc dva potenciometry, ty slouží k nastavení obrazu připojení kamery, jeden nastavuje úroveň jasu a druhý sytost barev.
Ovládání myší je mnohem pohodlnější, stačí klikat na záhadně označená tlačítka na obrazovce a tím to celé řídit. Pro jednoduché úpravy obrazu je možné využít i kreslící program obsažený ve firmware. Kromě základních funkcí jako kreslení bodů, úsečky, obdélníku, kruhu a vyplňování je možno i upravovat označenou oblast – kopírovat, zesvětlit, invertovat barvy a další. Funkce přidávání textu pomocí myši je mnohem pohodlnější. Z dalších funkcí mě ještě zaujala možnost filtrovat zarušené řádky. Funguje to tak, že se myší vybere konkrétní řádek a na ten se pak aplikuje Median filter, který zprůměruje pixely tak, že výrazně odlišné body jsou nahrazeny průměrnými pixely v jejich okolí. Stejný filtr o zvoleném stupni lze aplikovat na celý snímek, zpracování 256×240 bodů zabere asi 40 sekund, procesor 8051 se u toho musí docela zapotit.
Obstál by SUPERSCAN v porovnání s dnešním počítačovým SSTV? V roce 1997, kdy jsem o koupi poprvé uvažoval rozhodně ano a určitě obstojí i dnes. Určitou míru provozního nepohodlí sice způsobuje fakt, že během příjmu se nedá přichystat další obrázek nebo přidávat text (jako v GSHPC nebo ve Windows), ale to je asi jediné větší omezení. Ovšem je tu možnost přepínat zobrazení mezi pamětí a kamerou, takže během příjmu je možné pohrát si alespoň s kamerou, nastavit kompozici a zaostřit. Text i obrázky je možné mít předem přichystané v paměti, takže příliš velké zdržení při přechodu na vysílání nenastává.
Ukládané rozlišení přijímaného snímku je 256×240, což oproti počítači, který používá 320×240 je sice nižší, ale na monitoru se zobrazuje v poměru 4 : 3. K viditelné ztrátě kvality nedochází, zejména proto, že používaná šířka pásma SSB kanálu pro většinu módů stejně nedovoluje přenést zcela nezkreslených 320 bodů na řádek.
Co se týče kvality příjmu a zobrazení, je zcela shodná z možnostmi použití zvukové karty a moderního software. Zobrazování se spouští automaticky po přijetí vertikální synchronizace, díky rozpoznání VIS se automaticky zvolí i SSTV režim. Pokud VIS nezafunguje umí konvertor z doby trvání mezi jednotlivými synchropulzy automaticky určit správný režim – ve své době unikátní vlastnost, kterou jsem u software pro Hamcomm postrádal, ale dnes je to už samozřejmostí.
Fig.: Osciloskop pro přesné naladění.
Možnost správného naladění zajišťuje frekvenční osciloskop, ten zobrazuje průběh scan-řádku a dá se podle něj velice přesně naladit. Dokonce je při ladění detekována synchronizace, takže na obrazovce je potom vidět celý průběh scan-řádku. Na výběr je zobrazení za 1000, 500, 200 a 100 milisekund, volba zobrazení interpolovaného nebo bodového průběh. Obrazovku osciloskopu je možno uložit do paměti o odeslat. V počítačové SSTV se ujal pro naladění spektroskop. Osobně mi více vyhovuje právě osciloskop (je obsažen např. v programu GHSPC nebo JVComm32).
Obr. Možnost přidávání textu, v dolní části ovládácí menu pro myš.
Co se týče některých vlastností, je na tom lépe SUPERSCAN. Zejména je to kompatibilita s konvenčními SSTV systémy, možnost přepínání mezi detekcí horizontální synchronizace a příjmem s volně běžícím rozkladem. Protože je systém vybaven velice přesným oscilátorem 12 MHz s odchylkou max. 5 ppm odpadá nutnost jakékoliv kalibrace pro příjem i vysílání. A výhodou je samozřejmě digitalizování televizního signálu, kterou ocení hlavně ten, kdo se nerad omezuje pouze na výměnu předem připravených obrázku a vysílá na živo.
Zajímovou funkcí je i možnost snímat barevné obrázky černobílou kamerou pomocí barevných filtrů (R, G, B) do příslušných paměťových bank a z nich výsledně složit barevný snímek. Tato funkce se dala využít i při spojení se staršímy typy konvertorů se snímkově sekvenčním přenosem.
Fig.: Příjem faksimile.
SUPERSCAN má navíc možnost i příjmu faksimile v několika rychlostech. Faxový snímek se pak ukládá v rozlišení až 1024×768. Na monitoru je ale ukázán jenom výřez 256×256 bodů a celý fax je pak možno procházet pomocí přepínání paměťových bank a nebo vytisknout na tiskárně.
SUPERSCAN 2001 je asi nejlepším zařízením éry digitálních scan-konvertorů. Je důstojnou tečkou éry, kterou vystřídala doba zvukových karet a počítačů. Ovšem i dnes může být chloubou nejednoho hamshacku radioamatéra postiženého touhou přenášet obraz na krátkých vlnách do celého světa.
Manuál pro EPROM 1.6 (4.6 pro Robot 1200C)
Robot upgrade EPROM V4.6 with HQ mode, Instruction supplement. (PDF, 585 kB)