ScopeClock-Eingangswahl-Zusatzmodul

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Zurück zur Schaltungsbeschreibung des PAL-Zusatzmoduls

Das Bildröhrenmodul kann eine Menge unterschiedlicher Aufgaben leisten, und aus seiner Herkunft lag auch noch ein ScopeClock-Baustein betriebsfertig herum. Daher wuchs einerseits schnell der Wunsch nach mehreren schaltbaren Eingängen, und zum anderen sollte die ScopeClock intern verbaut werden, um auch ohne angeschlossene Signalquelle zumindest ein Bild anzeigen zu können.

ScopeClock

Die ScopeClock entspricht exakt dem Original, wie es von thiem-work und den Wüstens vertrieben wird. ScopeClocks steuern den Elektronenstrahl nicht per Raster, sondern per Vektor. Außerdem ist die Helligkeit eine Funktion der Aufenthaltsdauer des Elektronenstrahls, weswegen ScopeClocks auch ohne Videosignal bereits ein Bild liefern können. Leider benötigt diese ScopeClock ein 50-Hz-Synchronsignal, damit sie arbeitet – ansonsten wird kein Bild erzeugt. Das Bildröhrenmodul stellt ein solches Signal an einem der Spannungsversorgungsstecker zur Verfügung.

Die Austastung beseitigt dann noch ein paar Unschönheiten im Signal – beispielsweise einen hellen Fleck rechts unten, der auf runden Röhren gar nicht sichtbar ist. Damit sieht das Bild insgesamt sogar besser aus als mit der Original-Bildröhrenschaltung von Thiem, die eine recht komplexe Schaltung für die Strahlunterdrückung nutzt, sich aber nicht für Helligkeitssteuerungen eignet (siehe Bauphase 1). Wer vergleichen möchte: Hier ist der Link zu einem Bild, das die Originalschaltung mit derselben Röhre nutzt. Man sieht dort kleine, unschöne Häkchen an den Zeigerstrichen, die bei der hier vorgestellten Variante völlig fehlen.

Eingangswahl

Neben der ScopeClock sollten drei weitere Eingänge verfügbar sein:

• Composite-Video-Eingang: einfaches Anstecken eines gelben Kabels sollte dann ein PAL-Bild auf den Schirm zaubern. Diese Aufgabe leistet das PAL-VGA-Zusatzmodul – dessen Signale müssen dann aber auf die Eingänge des Bildröhrenmoduls geschaltet werden.
• VGA/SVGA-Eingang: Für diese Signalart wurde eine 15-polige-VGA-Buchse integriert. Diese Aufgabe leistet das PAL-VGA-Zusatzmodul – dessen Signale müssen dann aber auf die Eingänge des Bildröhrenmoduls geschaltet werden.
• Externer Signaleingang: Hier stehen die Eingänge für die Ablenkgeneratoren, der Videoeingang und der Austasteingang externen Schaltungen zur Verfügung wie bei der Original-Bildröhreneinheit.

Vier wahlweise schaltbare Eingänge mit je vier Kanälen kann man notfalls mit mechanischen Umschaltern verwalten. In Röhrenradios funktionierte diese Technik viele Jahre, aber bei Frequenzen von mehreren Megahertz im Videobereich wirken sich Kontaktschwierigkeiten gleich unangenehm aus. Daher zog ich es vor, einen digitalen Umschalter zu benutzten, und dieser steht in Form eines CD4052 zur Verfügung. Dieser Chip integriert zwei 4-fach-Schalter, deren Durchgänge bei Verbindung einen Widerstandswert von knapp 300 Ohm aufweisen, bei Trennung aber mehrere Megaohm, so dass kein Übersprechen befürchtet werden muss. Diese Schalter kommen auch im Schuco-Ozilloskop-Lab 6105 zum Einsatz.

Die 300 Ohm stellen kein Problem dar, da die Eingänge der Endverstärker auf dem Bildröhrenmodul wesentlich hochohmiger sind. Die Schalter sollen laut Datenblatt eine Grenzfrequenz von 60 MHz haben – also weit mehr, als unsere Video-Endstufe verarbeitet.

Die vier digitalen Schalter werden nun von einem analogen Drehschalter bedient, der aber nur noch Masse-Pegel schalten muss und keine Signalpegel. Die ScopeClock ist bereits auf der Platine mit einem der Eingangsschalter verbunden, alle weiteren Eingänge werden über Pfostensteckerleisten (für das PAL-VGA-Zusatzmodul) oder einfache Steckverbinder (für die externen Signale) verbunden.

Das Modul besitzt außerdem folgende Anschlüsse:

• Spannungsversorgung mit ±12V und +5V, wobei ein Pin die Wechselspannung für das Synchronsignal der Scopeclock liefern muss.
• Pfostenstecker für den Wahlschalter für die verschiedenen Eingänge. Wie beim PAL-VGA-Zusatzmodul führt der Stecker außerdem die 5V-Spannungsversorgung – das Modul nimmt nur dann den Betrieb auf, wenn die äußeren beiden Pin miteinander verbunden sind. Diese Trennung ermöglicht es, das Modul mikrocontrollerseitig abzuschalten, wenn es nicht benötigt wird. Damit sinkt der Strombedarf, und gleichzeitig wird verhindert, dass ScopeClock-Impulse irgendwo unerwünscht einstreuen, denn im abgeschalteten Zustand werden erst gar keine erzeugt.
• Eingang für ein DCF77-Modul mitsamt einer Transistor-Verstärkerstufe. Diese Stufe wird bei 3,3V-DCF77-Modulen benötigt. Bei 5V-Modulen kann sie komplett entfallen und wird durch drei Drahtbrücken ersetzt.

Der Wahlschalter stellt dann in Stellung „0“ (beide Inputs auf Masse) die externen Eingänge ein, bei „1“ und „2“ (jeweils ein Input auf Masse) wird PAL und VGA gewählt, und bei „3“ (beide Inputs offen) wird die ScopeClock aktiviert. Mit den Reglern auf der Platine können Höhe und Breite der ScopeClock so angepasst werden, dass beim Umschalten kein Nachkorrigieren der Bildhöhe und -breite erforderlich ist.

Mechanischer Aufbau