LM1881の制御について

質問

ビデオシンクセパレータLM1881について質問です。
データシートのとおりに接続してビデオ信号を入力したんですが、
オシロ上で分離された信号が確認できず（生信号が出力されているように見えます）困っています。

入力にはテレビから出ているVIDEO出力を接続しています。
アドバイス宜しくおねがいいたします。

回答No.8

inara1 · ベストアンサー

＞どうも、アドバイスを読むと信号線のGNDの扱いが良くないのかも…と思ってきています。

GNDをつなぐと信号が消えるというのがそもそもおかしいですね。以下の５箇所は互いに接続されているでしょうか？

　（1）　IC のGND（4pin）
　（2）　ICの6pinにつながっているRCのGND側
　（3）　ＴＶ のGND（RCAコネクタの外側）
　（4）　オシロのGND（プローブ側のGND）
　（5）　電源のGND（－側）

回路図ではGNDの配線（GNDライン）は省略しますが、実際には以下のように接続します。─ ） ─ の部分は接続されていません。

　　　　┏━━┓
　　　　┃電源┃
　　　　┗┯┯┛
　　+12V││0V
　　　　　 │└──┬───┐
　　　　　 │　　　┌┤　　　　 │
　　　　　 │　　　 R C　　　　 │
　　　　　 │　　　└┤　　　　 │
　　　　┏┷━┷━┷━┷┓│
　　　　┃ 8　　7　　6　　5 ┃│← GNDライン
　　　　 ）　　　LM1881　　 ┃│
　　　　┃ 1　　2　　3　　4 ┃│
　　　　┗┯━┯━┯━┯┛│ プローブ先端
　　　 c-sync │　 │　 └─┤　↓　　　　　┏━━━┓
　　　　　　　　 │　 └─── ） ──■■─┨オシロ┃
　　　　　　　0.1μF　↑v-sync│　　　│　　　┗━━━┛
　　　┏━┓　│　　　　　　　 ├──┘← プローブのGND（ミノムシクリップ側）
　　　┃ T┠─┘← 内側　　 │
　　　┃ V┠───────┘
　　　┗━┛↑
　　　　　　RCA外側

Ｚ入力のあるような古いオシロだと FG（フレームグランド）という端子があるかと思いますが、そこはどこにもつながないでください。

お礼

返信が遅れてしまいすいません。
1881を新たに購入し再度実験いたしました。
電源に7809を用い、特にGNDラインを整理し、75Ωで終端したところ、先の掲示板に載せたような波形が得られました。
これがVsync波形でしょうか？

回答No.9

inara1

＞1881を新たに購入し再度実験いたしました
そうですか。実は、ICが壊れているのではないかなと思っていました。でもなぜ壊れたのでしょうかね。

＞これがVsync波形でしょうか？
トリガがうまくかかっていませんが、パルス幅が240usくらいなのでこれでOKだと思います。このパルス幅は6pinの抵抗値を変えると変えられますが、「オシロスコープ ＋α ＝ テレビ」の回路のVR1で掃引振幅を変えられるのでこのままで良いと思います。

＞電源に7809を用い
「オシロスコープ ＋α ＝ テレビ」では12Vの電源電圧になっていますが、9Vでもたぶん大丈夫なんでしょうね。
うまく映ったら掲示板に貼り付けてください。

お礼

お礼が遅れてすいませんでした。
積分回路に同期信号を入れたのですが、走査線が表示されなくて原因調査中です。
お礼は無事映ってから…と思っていたのですが、
「LM1881から同期信号を取り出す」という目的はおかげさまで達成しましたので質問を閉じたいと思います。
長らくお付き合い下さりありがとうございました。
もし宜しければ掲示板にて今しばらくお付き合い下さい。

回答No.7

inara1

＞1）問題ありませんでした
了解しました。全く動作していないようなので、まずここを疑いましたが大丈夫なようです。

＞「video信号のGND側」というものが何処を指すのかが分かりません
GNDはRCAコネクタの外周部（配線ケーブルの網線側）です。

＞画像を撮影した時点ではRCAコネクタの外周部はどこにも接続されておらず、今回のアドバイスを受けてRCAコネクタの外周部を4pinにしました
オシロの画像を撮影したとき、オシロのプローブのGND（ミノムシクリップ）はどこに接続したのでしょうか？テレビから出ているVIDEO出力のGND（RCAコネクタの外周部）に接続したのなら、テレビから出ているVIDEO出力そのものを観測しているので、写真のような信号が観測されますが、もし、LM1881の 4pin とVIDEO出力のGNDとががつながっていなければ、この信号はLM1881には加わっていないことになります。

＞LPFのGNDも4pinに接続してみましたが同様にノイズしか表示されなくなりました
LPFの有無は今回の不具合と関係なさそうです（昨日の実験でLPFなしでもやってみましたがちゃんと動作しました）。
「LPFのGNDも4pinに接続するとノイズだけになる」というのは、LPFのGNDも4pinに接続したときだけですか？それとも、今回のアドバイスを受けてRCAコネクタの外周部を4pinに接続したら、2pinの信号が消えてしまったのでしょうか？前者なら 470pFのショートが考えられます（470pFを外しても変化なければ、470pFはシロです）。後者なら、LM1881が壊れていて、2pin-4pin間がショートしているのかもしれません。

電源電圧を 12Vとした状態で、video信号を入れないとき（RCAコネクタを外したとき）の 2pin-4pin間 の直流電圧は、テスターで測定して、何Vになっていますか？

お礼

>オシロの画像を撮影したとき、オシロのプローブのGND（ミノムシクリップ）はどこに接続したのでしょうか？
オシロ本体のGND端子です。
補足いたしますと、写真の時点ではRCAコネクタの外周部はオシロのBNCケーブル外周と接続していました。これらを基盤のGNDに接続した所信号がフラットになってしまたのでRCA外周～BNC外周はそれぞれ連結してはいましたが宙に浮いた状態でした。
先ほどの画像掲示板に現在の状況を貼り付けてみました。
どうも、アドバイスを読むと信号線のGNDの扱いが良くないのかも…と思ってきています。

>LPFの有無は今回の不具合と関係なさそうです
との事でしたので、LPFを外してみましたが、改善はありませんでした。
確認ですが、4pinはRCA外周部「のみ」に接続するべきなんでしょうか？
現在は他のGNDと接続してしまっています。

>2pin-4pin間 の直流電圧
1.6Vでした。

回答No.6

inara1

画像掲示板にある3pinの信号は、振幅も波形も入力のVideo信号そのものですね。
私が昨日実験した結果では、４個の出力波形 ( 1, 3, 5, 7pin) は全て、データシートにある波形と同じでした。
どの出力にも映像信号の成分（波形の上側の変化する部分）は出てきませんので、全く動作していないみたいですね。

以下の点を確認してもらえないでしょうか。
　　（１）電源pinは正しいか（+12Vが8pin、0Vが4pinです）
　　（２）入力信号は 2pin と 4pin との間に印加しているか（video信号のGND側が4pinでないとだめです）

IC の上面（捺印のある面）から見たpin配置は以下のようになっています。プラスチックモールドに切り欠きがある側が1pinです。
　　　　　　　　　　　 ┯ GND
　　　　　　　　　　┌┤
　　　　　　　　　　R C
　　　　+12V　　 └┤
　　　　┏┷━┷━┷━┷┓
　　　　┃ 8　　7　　6　　5　┃
　　　　 ）　　　LM1881　　　┃
　　　　┃ 1　　2　　3　　4　┃
　　　　┗┯━┯━┯━┯┛
　　　 c-sync │v-sync ┷　GND
　　　　　　　　 │
　　　　　　　0.1μF
　　　　　　　　 ↑
　　　　　　　video信号（入力）

電源電流（8pinに流れ込む電流）は測定できますか？
5～12mA 程度なら良いのですが、その範囲外だと、ICが壊れているのかもしれません（もう１つスペアがあるといいのですが）。

お礼

こんばんは。
確認致しました。
1）問題ありませんでした
2）この部分について教えてください。「video信号のGND側」というものが何処を指すのかが分かりません。画像を撮影した時点ではRCAコネクタの外周部はどこにも接続されておらず、今回のアドバイスを受けてRCAコネクタの外周部を4pinにしましたが芳しくなく、LPFのGNDも4pinに接続してみましたが同様にノイズしか表示されなくなりました。

電源電流については、電流を測定できる手段がないこと、前述の通りPC用の安定化電源を用いており、ICを用いた他の工作で使用していても影響は見られないことから問題なしという事で進めています。
映像信号入力部から2pinまでの接続が理解でき次第、7809あたりでレギュレートする事も考えています。
よろしくお願いいたします。

回答No.5

inara1

手持ちのLM1881で実験してみましたが、正常に動作しました。
以下が実験内容です。２個のLM1881でやってみましたが、どちらも同じ振る舞でした。

　・6pinの抵抗値を400kΩ～1MΩ の範囲で変えてみたら、V-sync信号（3pin）の幅が変わるだけで、H-sync信号が混ざることはない。抵抗を外すと電源電圧に張り付いたDC信号しか出ない。
　・電源電圧が3.5V～12Vまではちゃんと動作する。3.2～3.4Vまで落とすと、3pinには H-sync信号を間引いたようなものが出力され、V-sync信号は出てこなくなる。電源電圧が 3.2V未満では無信号(DC 0V)。

データシートには電源電圧 5V～12Vで動作すると書かれていますが、電源電圧を 3.3V にしているということはないですね？

実際に 3pin に出てくる波形はどのようなものですか？1pin に出てくる C-sync（コンポジットsync）信号と同じものでしょうか。1pinの信号は正常ですか（ここには H-sync と V-sync の OR をとったような信号が出ます）？　 C-sync の信号回路は、V-sync 回路とは別になっているようで、6pin の抵抗がなくてもちゃんとした信号が出ていました。

お礼

お付き合い下さりありがとうございます。

現状での3pin出力状態を適当な画像掲示板に貼り付けておいたので見てみて下さい。
http://aikofan.dee.cc/densi/densi.php?res=546
波形の上部はＴＶ信号に連動して変化します。

1pinと波形の特徴は同じであるように見えます。
（基盤に1pin出力チェック用のピンを設置しておらず、直接プローブをあてている為ノイズが多いという事と、プローブが一本しか無い為に正確な比較では無いかもしれませんが、振幅、周期に大きな違いはありません）

電源電圧は再度確認しましたが、12Ｖです。

回答No.4

inara1

＞6pin の 680kΩと 0.1μFは大丈夫です
そうですか。LM1881はNTSC信号（15.75kHz）の他に、D2 (31.5kHz), D3 (33.75kHz), D4 (45.0kHz)信号には対応していますが、D5（67.5kHz）は追随できないようです（http://caxell.hp.infoseek.co.jp/tc.html　のかなり下のほうの「できあがり」に書かれている）。これは大丈夫ですね？

＞ヤフオクで古いオシロを落札
そこまでしてオシロでＴＶを・・・
でも面白そうですね（昔の白黒ＴＶと同じ原理ですね）。

＞職場からの返信なので、帰宅次第補足させていただきます
schwalbe__さんの返信は職場で見ましたが、私の場合、倫理的な理由で職場からは返信できません（これは自宅で書いています）。

お礼

No.3の検証事項について、
>入力レベル（2pin）は peak-to-peak で 0.5V～2V の範囲にありますか
を確認しましたが、若干範囲を超えています。3Ｖはありそうです。
これを適正範囲に収める必要があるとすると、どの様な方法がありますか？

>これは大丈夫ですね？
実験環境としてポータブルテレビ（テレビ本体にアンテナがついているタイプです）のVIDEO OUTとSync INを繋いでいます。
入力信号が適正なのか？という懸念は当初から抱いてましたが、いい方法がないまま現在に至ってます。
NTSCシグナルジェネレータがあれば良いのでしょうけれど高価ですしね。

>でも面白そうですね
発端はyoutubeでオシロで画像を映している映像(http://jp.youtube.com/watch?v=HIjlzyn_2H8&feature=related)を観てからでした。

>私の場合、倫理的な理由で職場からは返信できません
幸いＰＣ使用に大らかな職場でして…。丁度昼休みを見計らっての書き込みでした。

回答No.3

inara1

＞Vsync出力を積分回路に入力し、オシロスコープ画面を走査させよう
オシロにＴＶ映像を映す回路ですね。 [4] にその回路が出ていますね。私が持っているオシロはデジタルなのでこういうことはできません（Z入力のあるオシロなんて今時あるのでしょうか）。

＞出力波形を見るとCsyncと同じものが出力されている
6pin の 680kΩと 0.1μF は正しい値ですか（ちゃんと接続されてますか）？この時定数が V-sync の動作を決めているので、時定数が小さいと H-sync の波形も出てきてしまうと思います。それと、入力レベル（2pin）は peak-to-peak で 0.5V～2V の範囲にありますか？ANo.1 の回路のように、75Ωで終端して入れているのならこの範囲にあると思いますが、終端抵抗がないと２倍の振幅になってしまいます。あと、電源電圧は 5V～12V になっていますか？

LM1881は手元にあるので波形を調べてみます。
私は平日は仕事なのですぐにはお返事できませんが、急いでますか？

[4]　オシロスコープ ＋α ＝ テレビ　http://wel-rian.dyndns.org/~wel/cgi-bin/fswiki/wiki.cgi?page=%A5%AA%A5%B7%A5%ED%A5%B9%A5%B3%A1%BC%A5%D7%A4%C7%A5%C6%A5%EC%A5%D3

お礼

御回答ありがとうございます。
まず、6pin の 680kΩと 0.1μFは大丈夫です（VRできっちり680Kにはしていませんが…）webサイトによっては220k,210k,あるいはVRで調整が必要等々記載があり混乱していたところですが、データシート以外の抵抗を使う根拠が分からなかったのでそのままとしていました。
次の、
>入力レベル（2pin）は peak-to-peak で 0.5V～2V の範囲にありますか
については、振幅に気をとられていて未検証でした。
職場からの返信なので、帰宅次第補足させていただきます。
御提示くださったサイトも見てみます。

>急いでますか？
全然急いでおりません（汗）お時間のあるときで結構ですのでお付き合いくださいませ。
>Z入力のあるオシロなんて今時あるのでしょうか
この為にヤフオクで古いオシロを落札してしまいました（笑）

回答No.2

inara1

＞改善されました
良かったですね。

＞この出力を更に方形波に近づける
LPFの出力ですか？それとも同期信号の波形のことですか？
前者の場合、DCレベルが一定していなので、コンパレータを通してもうまく動作しないと思います。なぜ方形波に近づける必要があるのでしょうか。

お礼

返信が遅れてすいませんでした。
LPFを通した結果、波形が明瞭になったという意味で改善は確実に為されたんですが、出力波形を見るとCsyncと同じものが出力されているようなんです。（画像を貼れないので説明不足ですね…。）

>なぜ方形波に近づける必要があるのでしょうか
同期信号の波形のことです。
データシートにある波形からVsyncはCsyncに比べて長い周期の方形波が出力されると予想していたんですが…
正しい同期信号出力を見たことが無いことが災いし、どうにもトンチンカンな事を言ってる様でしたらすいません。
何故方形波に近づける必要があるかと申しますと、
Vsync出力を積分回路に入力し、オシロスコープ画面を走査させようと考えたからなんです。
現時点では積分回路が機能してくれず、原因に同期信号の波形をトリガとして認識していないという要因がないだろうかと思った次第です。

回答No.1

inara1

LM1881の入力に、以下のようにLPFを入れてみてはいかがでしょうか。

　　　　　　　　　　　　　　　　Vcc
　　　　　　　　　　　　　　　　 ├───┐
　　　　　　　　　　　　　　　　 │　　　 8├ 0.1μ ┨GND
　　　　　　　　　　　　　　　　1M　　2┏┷━━┓
Video IN ┬ 0.1μ　─ 680 ┼──┨ 1881　┠─── OUT（1, 3, 5 )
　　　　　　│　　　　　　　　470p　　 ┗┯━┯┛
　　　　　　75　　　　　　　 　│　　　　4 │ 6├──┐
　　　　　　│　　　　　　　　 │　　　　　│　0.1μ　680k
　　　　　　│　　　　　　　　 │　　　　　│　 ├──┘
　　GND -┴─────-┴───-┴─┴──── GND

同期信号にクロマ信号が混入していると正常に機能しない場合があります。LM1881のデータシート [1] の4ページに、620Ωと510pFで500kHzのLPFを入れることが書かれています。クロマ信号は同期分離に必要ないのでLPFを入れたほうが動作が安定すると思います。ただし、データシートにも書かれていますが、LPFを入れることによって同期信号が 40ns～200ns遅れて出るようになります。LPFを入れた例が資料 [2], [3] にあります。

[1]　LM1881データシート（英語）　http://cache.national.com/ds/LM/LM1881.pdf
[2]　画像安定化装置　http://m4anitech.hp.infoseek.co.jp/DIY/DIY_ANTEIKA.html
[3]　ビデオスーパーインポーズ回路　http://kaele.com/~kashima/car/laptimer/lap2.pdf

お礼

早速のアドバイスありがとうございます。
材料がそろい次第試して見ます！

補足

御教示いただいた図を元に改善されました。どうも有り難うございます。
この出力を更に方形波に近づけるにはフィルタの抵抗値を可変抵抗て調節するか、コンパレータを通すかいずれの方法が効果的でしょうか？