Guide du LM1881 pour le séparateur de synchronisation vidéo IC - Principe de fonctionnement

Le LM1881 est un IC séparateur de synchronisation vidéo conçu pour extraire des signaux de temporisation à partir d'une entrée vidéo composite analogique. Un signal vidéo composite transporte des informations d'image, une synchronisation horizontale, une synchronisation verticale, des périodes de blanking, et une temporisation des couleurs en une seule forme d'onde. Le LM1881 sépare ces parties de temporisation et fournit des sorties utiles telles que la synchronisation composite, la synchronisation verticale, la détection des champs impair/pair, et la temporisation de rafale ou de retour de porche.

Catalogue

Détails du Pinout du LM1881

Pin	Nom du Pin	Type	Fonction
1	Synchronisation composite Sortie	Sortie	Fournit le signal de synchronisation composite séparé. La sortie contient des temporisations de synchronisation horizontale et verticale mais supprime la plupart des informations vidéo.
2	Entrée vidéo composite	Entrée	Reçoit le signal vidéo composite. Un condensateur de couplage de 0,1 µF est généralement connecté en série avec cette pin pour bloquer les tensions DC.
3	Sortie de synchronisation verticale	Sortie	Produit un pulse de synchronisation verticale utilisé pour identifier le début de chaque image ou champ vidéo.
4	Masse	Alimentation	Connecte l'IC à la terre du circuit.
5	Sortie de retour de rafale/retour porche	Sortie	Génère un pulse durant l'intervalle de rafale de couleur ou de porche de retour. Il peut être utilisé pour le clamp vidéo, la temporisation, ou les circuits de traitement des couleurs.
6	RSET	Contrôle de temporisation	Connecte une résistance de temporisation externe, typiquement de 680 kΩ, qui règle le courant interne de temporisation. Un condensateur de 0,1 µF peut également être connecté comme indiqué dans le circuit de référence.
7	Sortie impair/pair	Sortie	Identifie si le champ vidéo entrelacé courant est impair ou pair. Cette sortie est principalement utile avec des formats vidéo entrelacés.
8	VCC	Alimentation	Entrée d'alimentation positive. Le LM1881 fonctionne généralement entre 5 V et 12 V.

Que fait le LM1881 ?

Sépare les signaux de synchronisation de la vidéo composite

Le LM1881 reçoit un signal vidéo composite qui contient des informations d'image et des impulsions de synchronisation. Il supprime la plupart du contenu vidéo et extrait les signaux de temporisation nécessaires aux affichages, aux processeurs vidéo, et aux circuits de contrôle.

Produit une sortie de synchronisation composite

La sortie de synchronisation composite combine les informations de synchronisation horizontale et verticale en un seul signal de temporisation. Cette sortie peut être utilisée pour synchroniser des équipements vidéo, déclencher des instruments de mesure, ou contrôler des circuits qui doivent suivre la temporisation de balayage vidéo.

Extrait le signal de synchronisation verticale

Le LM1881 fournit une sortie de synchronisation verticale séparée qui indique le début de chaque champ vidéo. Ce signal est utile pour le synchronisme des images, le commutateur vidéo, la capture d'image et les circuits qui doivent détecter quand un nouveau champ commence.

Identifie les champs vidéo impair et pair

Pour les signaux vidéo entrelacés, la sortie impair/pair indique si le champ actuel est impair ou pair. Cela aide les systèmes de traitement vidéo à combiner correctement deux champs en une image complète.

Génère un éclat et un pulse de synchronisation de porche arrière

La sortie éclat/porche arrière produit un pulse de synchronisation pendant la portion porche arrière du signal vidéo. Elle peut être utilisée pour la restauration CC, le clamping, la synchronisation de l'éclat de couleur et d'autres fonctions de traitement vidéo analogique.

Prend en charge différents standards de synchronisation vidéo

Le LM1881 peut fonctionner avec plusieurs formats standard de composite et de synchronisation verticale. Son chronométrage interne peut être ajusté avec une résistance externe connectée à la broche RSET, permettant au circuit de s'adapter à différentes conditions de synchronisation vidéo.

Simplifie les circuits de synchronisation vidéo

Sans le LM1881, la séparation des impulsions de synchronisation nécessiterait plusieurs comparateurs, filtres, composants de chronométrage et circuits logiques. Le CI combine ces fonctions dans un seul boîtier compact, réduisant la complexité du circuit et le nombre de composants.

Spécifications clés du LM1881

Spécification	LM1881 Détails
Type de dispositif	Séparateur de synchronisation vidéo analogique
Tension d'alimentation recommandée	5 V à 12 V CC
Signaux d'entrée pris en charge	Signaux vidéo composites, synchronisation sur luma et signaux de synchronisation composite
Amplitude du signal d'entrée	Environ 0,5 V à 2 V crête à crête pour les signaux vidéo standard de déclin négatif
Standards vidéo pris en charge	NTSC, PAL et SECAM ou signaux avec synchronisation similaire
Sorties principales	Synchronisation composite, synchronisation verticale, identification de champ impair/pair et synchronisation éclat/porche arrière
Support de balayage horizontal	Prend en charge les taux de balayage vidéo standard et certains signaux non standards avec des taux horizontaux plus rapides
Résistance d'entrée	Haute résistance d'entrée, ce qui minimise le chargement sur la source vidéo
Courant d'alimentation	Faible courant de fonctionnement, le rendant adapté aux circuits vidéo à faible consommation
Ajustement de synchronisation	Une résistance externe connectée à la broche RSET ajuste le chronométrage interne
Options d'emballage	Emballages SOIC à 8 broches et emballages PDIP à 8 broches
Plage de températures de fonctionnement	Typiquement de −40°C à +85°C, selon la version de l'appareil

Comment fonctionne le LM1881 ?

Le LM1881 reçoit un signal vidéo composite par la broche 2 et détecte les impulsions de synchronisation à l'intérieur. Des comparateurs internes séparent l'information de synchronisation du contenu de l'image, permettant au CI de générer une sortie de synchronisation composite propre à la broche 1.

Le CI analyse également le chronométrage des impulsions de synchronisation pour détecter l'intervalle de synchronisation verticale. Il fournit ensuite un signal de synchronisation verticale séparé à la broche 3 et identifie les champs impairs et pairs via la broche 7 lorsqu'il travaille avec une vidéo entrelacée.

La broche 5 produit une impulsion de synchronisation de porte d'éclat ou de porche arrière, qui est utile pour le clamping vidéo et les circuits de traitement des couleurs. La résistance externe connectée à la broche 6 définit le courant de chronométrage interne. De cette manière, le LM1881 convertit une entrée vidéo composite en plusieurs signaux de chronométrage utiles pour l'équipement de traitement vidéo.

Circuit d'application typique du LM1881

Circuit de sélection de ligne vidéo

Dans ce circuit de sélection de ligne vidéo, le LM1881 reçoit le signal vidéo composite via le réseau de couplage d'entrée. Il sépare les informations de synchronisation du signal d'image et produit des impulsions de synchronisation utilisées par la section logique. La résistance de 680 kΩ et les condensateurs à proximité définissent et stabilisent le chronométrage du LM1881.

Les signaux de synchronisation extraits contrôlent les portes logiques MM74C00 et les compteurs MM74C193. Ces composants comptent les lignes vidéo et génèrent des signaux de sélection pour différentes plages de lignes. Les interrupteurs de sélection de ligne permettent au circuit de choisir quelle partie de l'image vidéo passera à la sortie.

Le commutateur analogique CD4066 connecte ensuite la section sélectionnée du signal vidéo à la sortie de ligne vidéo. Pour utiliser ce circuit, appliquez un signal vidéo composite standard à l'entrée, alimentez le circuit avec 5 V et réglez les interrupteurs de sélection de ligne pour la plage de ligne requise. Le LM1881 fournit la référence de synchronisation, tandis que les compteurs et la logique déterminent quand le signal vidéo est autorisé à passer.

Circuit de sélection de ligne vidéo multiple

Dans ce circuit de sélection de lignes vidéo multiples, le LM1881 reçoit le signal vidéo composite et sépare ses impulsions de synchronisation des informations d'image. Le signal de synchronisation extrait fournit la référence de synchronisation nécessaire pour identifier chaque ligne vidéo avec précision.

Les compteurs MM74C193 comptent les lignes entrantes, tandis que les portes logiques MM74C00 comparent le compte avec les réglages sélectionnés par les interrupteurs. Cela permet au circuit de choisir un groupe de lignes vidéo consécutives au lieu d'une seule ligne.

L'interrupteur analogique CD4066 transmet la section vidéo sélectionnée à la sortie. Le réseau de restauration du niveau noir ajouté maintient le niveau de référence de sortie stable après la commutation. Pour utiliser le circuit, appliquez un signal vidéo composite, alimentez-le à partir de 5 V et réglez les interrupteurs pour la ligne de départ et le nombre de lignes continues requises.

Comment sélectionner la résistance RSET du LM1881

• Connectez la résistance RSET entre la broche 6 et la terre. Elle contrôle le courant de temporisation interne du LM1881.

• Utilisez 680 kΩ pour les signaux vidéo composites standards NTSC, PAL et similaires. C'est la valeur typiquement recommandée pour les taux de lignes vidéo courants.

• Choisissez une résistance plus grande lorsqu'un délai de temporisation interne plus long est nécessaire. Cependant, une valeur trop élevée peut rendre la détection de la synchronisation verticale moins fiable.

• Choisissez une résistance plus petite lorsqu'un délai de temporisation plus court est nécessaire. Une valeur trop basse peut entraîner des impulsions de synchronisation verticale incorrectes ou multiples.

• Pour les formats vidéo non standards, sélectionnez RSET en fonction de la fréquence de ligne horizontale et de la synchronisation verticale montrées dans les graphiques de la fiche technique.

• Gardez la valeur de la résistance en dessous d'environ 2 MΩ, car le courant de fuite et le bruit du circuit peuvent réduire la précision de la temporisation à des valeurs de résistance très élevées.

• Après avoir sélectionné la résistance, vérifiez la broche 3 avec un oscilloscope. La sortie de synchronisation verticale devrait produire une impulsion stable pour chaque champ vidéo.

• Gardez la connexion de la broche 6 courte et éloignée des traces de sortie bruyantes pour réduire la capacitance parasite et les interférences.

Applications pratiques du LM1881

Synchronisation de moniteur vidéo

Le LM1881 peut extraire des signaux composites et de synchronisation verticale d'une source vidéo analogique. Ces sorties aident les moniteurs et les circuits d'affichage à maintenir une synchronisation horizontale et verticale stable.

Systèmes de capture vidéo

Les équipements de capture vidéo peuvent utiliser la sortie de synchronisation verticale pour identifier le début de chaque champ. Cela aide le système à échantillonner, stocker ou traiter la vidéo entrante au bon moment.

Circuits de commutation vidéo

Dans les systèmes multi-caméras et de routage vidéo, le LM1881 fournit des signaux de temporisation pour un commutateur de source contrôlé. Une synchronisation appropriée peut réduire les effets de roulis d’image, de déchirure et de transitions instables.

Détection de trame et de champ

Les sorties de synchronisation verticale et impair/paire permettent à un circuit de détecter des champs individuels dans une vidéo entrelacée. Cela est utile pour les compteurs de trame, le traitement basé sur le champ et le contrôle de la synchronisation vidéo.

Circuits d'affichage à l'écran

Les circuits de superposition de texte et de graphiques ont besoin d'une synchronisation précise pour placer les informations à la position correcte à l'écran. Le LM1881 fournit les références de temporisation nécessaires pour des affichages stables à l'écran.

Circuits de clamp vidéo

La sortie de burst ou de back-porch peut contrôler un circuit de clamp pendant l'intervalle d'effacement. Cela aide à restaurer un niveau de référence DC stable avant toute amplification ou traitement vidéo ultérieur.

Équipements de test et de mesure

Les oscilloscopes, les testeurs vidéo et les instruments de diagnostic peuvent utiliser les sorties du LM1881 comme signaux de déclenchement. Cela facilite l'examen de lignes, champs ou sections spécifiques d'une forme d'onde vidéo.

Équipements vidéo hérités

Le LM1881 est couramment utilisé dans les équipements qui fonctionnent avec de la vidéo analogique composite, y compris les anciennes caméras, consoles de jeux, systèmes de vidéosurveillance, enregistreurs vidéo et appareils de diffusion.

LM1881 vs EL1881 vs LMH1980

Spécification	LM1881	EL1881	LMH1980
Tension d'alimentation	5 V à 12 V	5 V	3.3 V à 5 V
Courant d'alimentation typique	Environ 5.2 mA	1.5 mA	Environ 10.5 mA à 3.3 V
Niveau vidéo d'entrée	0.5 Vp-p à 2 Vp-p	0.5 Vp-p à 2 Vp-p	0.5 Vp-p à 2 Vp-p
Niveau de découpage de synchronisation	Environ 70 mV au-dessus de la pointe de synchronisation	Environ 70 mV au-dessus de la pointe de synchronisation	Environ 70 mV au-dessus de la pointe de synchronisation
Types de vidéo pris en charge	NTSC, PAL, SECAM et vidéo composite non standard	NTSC, PAL, SECAM et vidéo composite non standard	Formats vidéo SD, ED, HD et PC
Résistance de temporisation externe	RSET ajustable	RSET ajustable	REXT fixe de 10 kΩ
Résistance de synchronisation typique	680 kΩ	681 kΩ	10 kΩ, 1%
Température de fonctionnement	0°C à 70°C	−40°C à 85°C	−40°C à 85°C
Emballage	PDIP ou SOIC à 8 broches	PDIP ou SOIC à 8 broches	VSSOP à 10 broches
Compatible avec le LM1881	Oui	Oui à 5 V	Non

Alternatives et remplacements du LM1881

• EL1881

• EL1883

• LMH1980

• LMH1981

• LMH1982, etc.

Dimensions mécaniques du LM1881

Informations sur l'emballage

Spécification	LM1881M	LM1881M/NOPB	LM1881MX/NOPB	LM1881N/NOPB
État	NRND	Actif	Actif	Actif
Type d'emballage	SOIC	SOIC	SOIC	PDIP
Dessin de l'emballage	D	D	D	P
Nombre de broches	8	8	8	8
Quantité d'emballage	95	95	2500	40
Plan écologique	À déterminer	Vert, conforme à RoHS, sans Sb/Br	Vert, conforme à RoHS, sans Sb/Br	Vert, conforme à RoHS, sans Sb/Br
Finition des contacts/billes	Contacter TI	CU SN	CU SN	CU SN
Température de pointe de MSL	Contacter TI	Niveau 1, 260°C, illimité	Niveau 1, 260°C, illimité	Niveau 1, non applicable, illimité
Température de fonctionnement	0°C à 70°C	0°C à 70°C	0°C à 70°C	0°C à 70°C

Comment choisir un IC de séparateur de synchronisation vidéo

Choisissez un IC de séparateur de synchronisation vidéo en fonction du format vidéo, de la tension d'alimentation, des sorties requises et de la compatibilité du circuit. Pour la vidéo composite NTSC, PAL ou SECAM standard, le LM1881 ou l'EL1881 est généralement suffisant. Pour la vidéo HD, la vidéo composante, la synchronisation tri-niveau, ou la détection de format automatique, un dispositif tel que le LMH1980 est plus approprié.

Vérifiez également les sorties requises avant de sélectionner une pièce. Certains circuits n'ont besoin que de synchronisation composite et verticale, tandis que d'autres nécessitent une synchronisation horizontale, une détection de champ impair/ pair, ou un timing de retour de porche. Confirmez l'emballage, la température de fonctionnement, la consommation d'énergie et si le nouvel IC est compatible avec la carte PCB existante.

Questions fréquemment posées [FAQ]

1. Le LM1881 peut-il générer un signal de synchronisation horizontal séparé ?

Non. Le LM1881 fournit une synchronisation composite, qui inclut à la fois la synchronisation horizontale et verticale. Une sortie de synchronisation horizontale séparée nécessite une logique supplémentaire ou un dispositif tel que le LMH1980.

2. Pourquoi le LM1881 pourrait-il échouer avec certains signaux vidéo modernes ?

Le LM1881 est principalement conçu pour la vidéo composite analogique avec une synchronisation descendante. Il ne prend pas en charge directement tous les formats HD, les signaux de synchronisation tri-niveau ou les interfaces vidéo numériques.

3. Le LM1881 peut-il fonctionner avec de la vidéo synchronisée sur le vert ?

Il peut fonctionner lorsque le canal vert contient un signal de synchronisation composite descendante compatible et que le niveau de tension est dans la plage d'entrée. Un conditionnement du signal peut encore être nécessaire.

4. Que se passe-t-il si la valeur de la résistance RSET est incorrecte ?

Une valeur de RSET incorrecte peut causer une synchronisation verticale instable, des impulsions manquantes, des largeurs d'impulsion incorrectes ou plus d'une impulsion de sortie pendant un champ.

5. Le LM1881 restaure-t-il des signaux vidéo endommagés ou instables ?

Non. Il sépare les informations de synchronisation mais ne répare pas la mauvaise qualité vidéo, le bruit excessif, l'amplitude du signal faible ou la distorsion de synchronisation sévère.

6. Le LM1881 peut-il se connecter directement à un microcontrôleur ?

Souvent oui, à condition que la tension de sortie soit compatible avec l'entrée du microcontrôleur. Un convertisseur de niveau ou un réseau de résistances peut être nécessaire lorsque les niveaux de tension logique diffèrent.

7. Pourquoi un condensateur de couplage est-il utilisé à l'entrée vidéo ?

Le condensateur d'entrée bloque le niveau DC de la source tout en permettant à l'onde vidéo composite de passer. Cela permet au LM1881 d'établir le bon biais interne pour la détection de synchronisation.