(26.5.2006: Vollständig überarbeitete Version)
(27.5.2006: Die kleinen Bilder direkt mit der großen Darstellung verlink)
(15.6.2006: Leider ist z.Z. die Gallery mit den Bildern gesperrt)
(16.6.2006: Alle Bilder woanders hochgeladen und wieder richtig eingefügt)
(8.8.2006: Ab sofort kann man mich hier per "Privater Nachricht" erreichen und
wegen fertigen universellen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabeln fragen)
(11.9.2006: Die Schaltung des universellen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabels leicht
angepasst, Umschalter 4:3/16:6 AV-Schaltspannung anders angeschlossen und
Diode D4 in Silizium-Universaldiode Type 1N4148 geändert, so dass insbesondere
die AV-Schaltspannung für das 16:9 Format mit ca. 7,5V jetzt mehr normgerecht ist.
In bestimmten, extremen Kombinationen von PC-Grafikkarte und TV-Gerät kann
es sonst vorkommen, dass man nicht bei eingeschaltetem TV-Gerät zuverlässig vom
4:3 Modus in den 16:9 Modus umschalten kann, was eher "kosmetischer" Art ist und
an der prinzipiellen Wirkungsweise der Schaltung nichts ändert.)
(12.9.2006: Timing-Werte zum Einfügen in PowerStrip hinzugefügt.)
(7.1.2007: Den Link für das Matrox-Kabel angepasst, da das Matrox-Forum geschlossen wurde.)
(26.2.2007: Am Ende angefangen eine bebilderte "Anleitung" zum Aufbau des Adapter-Kabels anzufügen.
Weitere Bilder vom realen Objekt folgen.)
(4.3.2007: Die bebilderte Dokumentation am Ende ist soweit fertig.)
(8.3.2007: Link zu einer schwedischen Seite mit Bildschirm-Fotos hinzugefügt.)
(22.3.2007: Da einige Forums-Mitglieder danach gefragt haben, Stückliste mit
Bestellinformationen bei reichelt-Elektronik und Conrad-Electronic hinzugefügt.)
VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel
=======================
Seit die Firma Matrox die ersten Dual-Head-Grafikkarten entwickelt hatte,
wurde diesen eine überdurchschnittliche TV-Wiedergabequalität nachgesagt.
Üblicherweise verbindet man ein TV-Gerät mit einer Computer-Grafikkarte,
die einen TV-Out-Anschluss hat, der entweder ein Composite-Video Signal
oder ein S-Video Signal liefert. Hohe Auflösungen von 800x600 und mehr
zeigen dann aber prinzipbedingt ein sehr "verwaschenes" Bild auf dem TV-
Gerät. Selbst eine Auflösung von 640x480 sieht auf einem TV-Gerät nicht
besonders scharf aus. Gerademal eine Auflösung von ca. 320x240 (Video-
Text ähnlich) kann man auf einem TV-Gerät in ausreichender Qualität ab-
bilden. Natürlich sehen "analoge" Bilder, wie z.B. Filme, auch bei einer
höheren Auflösung von z.B. 720x576 noch ganz gut aus, aber scharfe
Kontrastsprünge (Helligkeitsunterschiede), wie sie z.B. bei Schrift-
darstellungen auftreten, sind nichtmehr gut zu erkennen.
Was macht Matrox also anders?
Wenn man etwas bei bei Matrox im Forum stöbert, findet man in der FAQ-
Rubrik bei den Pin-Out FAQs unter anderem eine Abbildung des VGA-SCART
Adapter-Kabels für die Matrox G450/550:
ftp://ftp.matrox.com/pub/mga/forum_img/g450scart.gif
Dieses simple Adapter-Kabel ist eine einfache Verbindung zwischen VGA-
Ausgang und SCART-Eingang, wobei zusätzlich noch zwei Widerstände vor-
handen sind.
Warum kann man also einen VGA-Ausgang einer Grafikkarte mit dem SCART-
Eingang eines TV-Gerätes direkt verbinden?
Um diese Frage zu klären, braucht man sich nur die Anschlussbelegungen
des VGA- und des SCART-Anschlusses einmal näher anzuschauen:
VGA-Signale (Anschluss-Pin - Signal)
1 - Rot-Signal Ausgang (ca. 0,7Vss)
2 - Grün-Signal Ausgang (ca. 0,7Vss)
3 - Blau-Signal Ausgang (ca. 0,7Vss)
4 - ID2-Eingang oder für VESA-DDC (Masse?) reserviert
5 - nicht benutzt oder VESA-DDC Masse
6 - Rot-Signal Masse
7 - Grün-Signal Masse
8 - Blau-Signal Masse
9 - nicht vorhanden oder VESA-DCC +5V
10 - Synchron-Signal Masse
11 - ID0-Eingang
12 - ID1-Eingang oder VESA-DDC Serial-Data Ein-/Ausgang (TTL-Pegel)
13 - Horizontal- oder Composite-Synchron-Signal Ausgang (TTL-Pegel)
14 - Vertikal-Synchron-Signal Ausgang (TTL-Pegel)
15 - nicht benutzt oder VESA-DDC Serial-Clock Ein-/Ausgang (TTP-Pegel)
SCART-Signale (Anschluss-Pin - Signal)
1 - Audio-rechts Ausgang
2 - Audio-rechts Eingang
3 - Audio-links Ausgang
4 - Audio Masse
5 - Blau-Signal Masse
6 - Audio-links Eingang
7 - Blau-Signal Ein-/Ausgang (ca. 0,7Vss)
8 - AV-Schaltspannung Eingang (0...2V TV-Betrieb Ausgangssignale
5...8V 16:9 Eingangssignale
9,5...12V 4:3 Eingangssignale)
9 - Grün-Signal Masse
10 - Datenleitung 1
11 - Grün-Signal Ein-/Ausgang (ca. 0,7Vss)
12 - Datenleitung 2
13 - Rot-Signal Masse oder S-Video Chrominanz-Signal Masse
14 - AV-Schaltspannung Masse
15 - Rot-Signal Ein-/Ausgang oder S-Video Chrominanz-Signal Ein-/Ausgang (ca. 0,7Vss)
16 - RGB-Schaltspannung (0...0,4V RGB-Ausgänge aktiv, 1...3V RGB-Eingänge aktiv)
17 - Video Composite-Signal Masse oder S-Video Luninanz-Signal Masse
18 - RGB-Schaltspannungs-Masse
19 - Video Composite-Signal oder S-Video Luninanz-Signal Ausgang (ca. 1Vss,
0,3Vss Synchron-Pegel
+ 0,7Vss Signal-Pegel)
20 - Video Composite-Signal oder S-Video Luninanz-Signal Eingang (ca. 1Vss,
0,3Vss Synchron-Pegel
+ 0,7Vss Signal-Pegel)
Wie man erkennen kann, liefert der VGA-Ausgang eines PCs eigentlich fast
alle Signale für den SCART/RGB-Eingang eines TV-Gerätes. Die Farbsignale
für Rot, Grün und Blau können direkt mit dem SCART-Anschluss verbunden
werden. Falls die Grafikkarte auch noch ein Composite-Synchron-Signal
erzeugen kann, kann dieses als (Video) Composite-Signal für den SCART-
Anschluss verwendet werden. Um den TTL-Pegel (ca. 2,4V...5V) an den
Synchron-Pegel des Video Composite-Signals (ca. 0,3Vss...0,5Vss Synchron-
pegel) anzupassen, braucht man nur einen Spannungsteiler mit einem Ver-
hältnis von ca. 1:10. Diesen Spannungsteiler hat Matrox offensichtlich
ganz einfach mit einem 680 Ohm Widerstand und dem im TV-Gerät am Video
Composite-Eingang befindlichen 75 Ohm Abschlusswiderstand gebildet.
Außerdem werden die VESA DDC +5V vom Pin 9 des VGA-Anschlusses mit dem
75 Ohm Widerstand im Adapter-Kabel und einem 75 Ohm Abschlusswiderstand
am SCART-Anschluss Pin 16 1:2 halbiert, so dass eine RGB-Schaltspannung
von ca. 1,2V...2,5V vorhanden ist.
Zwei Voraussetzungen, dass so ein simples VGA-SCART/RGB Kabel funktio-
niert, müssen aber erfüllt sein:
1. Die VGA-Karte muss ein der TV-Norm entsprechendes Video- und
insbesondere ein Composite-Synchron-Signal erzeugen können.
2. Das TV-Gerät muss sich auf den SCART/RGB Wiedergabemodus einstellen
lassen (z.B. über die Fernbedienung).
Offensicht ohne Kenntniss des VGA-SCART Adapter-Kabels von Matrox hat
jemand genau diese Verbindungsart entdeckt und man findet entsprechende
Beschreibungen im Internet:
http://www.idiots.org.uk/vga_rgb_scart/
bzw.
http://ryoandr.free.fr/english.html
So simpel dieses Adapter-Kabel auch ist, so problematisch ist es auch
teilweise. Aus technischer Sicht fehlt erstmal die Anpassung des
Synchron-Pegels, wie sie bei Matrox ganz einfach realisiert wurde. Das
scheint für viele TV-Geräte kein Problem darzustellen, könnte aber eine
Ursache von Problemen mit der Stabilität der Darstellungen sein.
Außerdem hat es sich in der Praxis gezeigt, dass es offensichtlich manch-
mal notwendig ist, alle Masse-Signale (zumindest am SCART-Anschluss) mit-
einander zu verbinden.
Als neue Idee ist die Beschaltung der AV-Schaltspannung am SCART-
Anschluss Pin 8 hinzugekommen, so dass das TV-Gerät automatisch bei
angeschlossenem und eingeschaltetem Computer auf die RGB-Wiedergabe
umschaltet. Aber auch hier ist das technisch nicht vollständig richtig
realisiert. Die AV-Schaltspannung müsste für ein 4:3 TV-Gerät mindestens
ca. 9V...10V betragen, die aber so nicht zur Verfügung stehen. Trotzdem
scheinen viele TV-Geräte (auch 4:3 Geräte) schon bei einer AV-Schalt-
spannung von +5V in den AV-Modus, aber manchmal eben in den 16:9 Modus,
umzuschalten. Die RGB-Schaltspannung von 1V...3V wird hier auch über
einen einfachen 1:2 Spannungsteiler mit einem 75...100 Ohm Widerstand und
einem 75 Ohm Abschlusswiderstand im TV-Gerät aus den VESA-DDC +5V am
VGA-Anschluss Pin 9 gebildet, wie es auch Matrox macht. Dieses ist aber
etwas problematisch, denn bei einigen TV-Geräten wurden aus Kostengründen
eben diese internen 75 Ohm Abschlusswiderstände eingespart, so dass dann
die vollen +5V als RGB-Schaltspannung anliegen.
Voraussetzung für die automatische Umschaltung ist natürlich, dass am
VGA-Ausgang Pin 9 auch die VESA-DDC +5V anliegen, was nicht unbedingt so
sein muss, dann muss diese Spannung anders (z.B. können die in einem PC
vorhandenen +5V bzw. +12V verwendet werden, was dann auch die richtigen
AV-Schaltspannungen ermöglicht) abgeleitet werden.
Natürlich besteht weiterhin die Bedingung, dass die Grafikkarte ein
Composite-Synchron Signal, das der TV-Norm entspricht, erzeugen kann. Bei
den Matrox Grafikkarten G450/550 wird dieser Modus wohl direkt von den
Treibern unterstützt. Für die PAL-Norm bedeutet dies insbesondere:
15,625 kHz Zeilen- bzw. Horizontal-Frequenz
50Hz (Halb)-Bild- bzw. Vertikal-Frequenz
Zeilensprung- bzw. Interlaced-Verfahren
Welche Auflösungen sind mit der PAL-Norm nun realisierbar?
Teilt man die Zeilenfrequenz durch die Bildfrequenz von 25Hz (ein Bild
setzt sich wegen des Zeilensprungverfahrens aus zwei Halb-Bildern
zusammen), erhält man die bekannten 625 Zeilen als vertikale Auflösung
für ein Voll-Bild. Davon ist ein gewisser Teil nicht darstellbar, weil in
dieser Zeit der Elektronenstrahl einer Bildröhre vom unteren Ende zum
oberen zurückgeführt wird. Dafür wird in etwa die Zeit von ca. 25 Zeilen
benötigt, so dass maximal 600 darstellbare Zeilen übrig bleiben. Da man
aber Bildröhren-TV-Geräte nicht so genau einstellen kann, dass bei jedem
TV-Gerät die Bildlage und Bildgröße auf der Bildschirmfläche gleich ist,
wird die Bildgröße etwas größer als die Bildschirmfläche eingestellt.
Dieses nennt man auch Over-Scan, so dass ein gewisser Anteil der
darstellbaren 600 Zeilen oben und unten außerhalb der Bildschirmfläche
liegen und nichtmehr sichtbar sind.
In der horizontalen Richtung gibt es prinzipiell keine durch die Ablenk-
parameter (Horizontal und Vertikal-Frequenz) festgelegte Auflösung.
Analog zu den Verhältnissen in vertikaler Richtung sind von den 64µs
(1/15,625kHz) Zeilendauer jedoch nur ca. 52µs für darstellbare Bild-
inhalte nutzbar. Der Rest von ca. 12µs geht für den Zeilenrücklauf von
rechts nach links verloren. Wieviel horizontale Bildpunkte in den
ca. 52µs dargestellt werden können, bestimmt die Video-Bandbreite und
diese ist durch das analoge Funkübertragungsverfahren auf ca. 5MHz
begrenzt. Diese Begrenzung gilt auch noch für die Composite-Video- oder
S-Video-Signale. Erst die direkte RGB-Steuerung ermöglicht wesentlich
höhere Video-Bandbreiten.
Die SCART/RGB-Anschlüsse hatten aber ursprünglich auch nur ca. 5MHz
Video-Bandbreite, was technische Ursachen hatte bzw. aus Kostengründen
so realisiert werden musste. Mittlerweile haben aber moderne TV-Geräte
am SCART/RGB-Anschluss Video-Bandbreiten von 10-20MHz und mehr.
Die mögliche horizontale Auflösung ergibt sich in erster Näherung aus dem
Produkt von Video-Bandbreite und Zeitabschnitt der Darstellung, also
z.B. ca. 5MHz * 52µs = 260 horizontale Bildpunkte für die Composite- oder
S-Video-Signale bzw. z.B. 15MHz * 52µs = 780 horizontale Bildpunkte für
die SCART/RGB-Signale.
Während also die vertikale Bildauflösung durch die Ablenkparameter
(15,635kHz Zeilenfrquenz, 50Hz Halb-Bildfrequenz, Zeilensprungverfahren)
fest vorgegeben ist, ist die horizontale Auflösung nur durch die Video-
Bandbreite begrenzt. Eine übliche Auflösung von 720x576 ist also bei
einem TV-Gerät mit der PAL-Norm ohne weiteres gut darstellbar, wenn die
Video-Signale direkt als RGB-Signale die Bildröhre steuern können und die
Video-Bandbreite ca. 15MHz beträgt. Dies ist die technische Begründung,
warum man am SCART/RGB-Anschluss wesentlich bessere Darstellungen
erreichen kann, als mit Composite- oder S-Video-Signalen.
Störend an dem recht simplen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel sind aber schon
die vielen kleinen Voraussetzungen bzw. kleinen Realisierungsmängel. Gut,
die fehlenden Masse-Verbindungen kann man einfach hinzufügen. Auch der
fehlende Widerstand zur Pegel-Anpassung des Synchron-Signals ist kein
großer Aufwand. Aber schon die Einschränkungen, dass man unbedingt ein
Composite-Synchron-Signal von der Grafikkarte benötig, was diese
normalerweise so nicht erzeugen muss, sondern nur die separaten
Horizontal- und Vertikal-Synchron-Signale, ist schon etwas hinderlich.
Die unbegrenzte RGB-Schaltspannung kann auch ein Problem für ein TV-Gerät
sein, genauso wie die nicht normgerechte AV-Schaltspannung bzw. das
vollständige Fehlen der VESA-DDC +5V am VGA-Anschluss.
Um aus den beiden normalerweise getrennten Horizontal- und Vertikal-
Synchronimpulsen, die auch noch eine beliebige Polarität haben könnten,
ein normgerechtes negatives Composite-Synchron-Signal für ein TV-Gerät zu
erzeugen, braucht man eine möglichst einfache elektronische Schaltung und
eine allgemeine, grundsätzliche Idee findet man hier:
http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/circuits/vga2rgbs.html
Der eigentliche Synchron-Signal-Mischer wird hier mit einem Gatter einer
integrierten Logikschaltung 74LS86, die vier voneinander unabhängige
eXclusiveOdeR-Funktionen (XOR-Gatter) enthält, gebildet. Noch einfacher
geht das, wenn die beiden separaten Horizontal- und Vertikal-Synchron-
Signale jeweils negative Polarität haben, siehe hier:
http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/circuits/sync_r.html
Die Funktionsweise der Schaltung ist prinzipiell ein Emitterfolger, der
für die beiden Synchron-Signale eine UND-Verknüpfung bildet. Der 680 Ohm
Widerstand am Emitter dient wieder der Synchron-Signal-Pegelanpassung.
Der 1 kOhm Widerstand in der Basisleitung des Transistors dient der
Basistrombegrenzung, die bei einem Emitterfolger eigentlich nicht nötig
ist, und kann auch auf 680 Ohm verkleinert werden, so dass beide Wider-
stände den gleichen Wert haben. Da die Schaltung eine einfache UND-
Verknüfung der separaten Synchron-Signale bildet, kann man auch beide
Signale miteinander vertauschen, ohne dass die Funktionsweise verändert
wird. Die einfache UND-Verknüpfung statt einer XOR-Verknüpfung von
Horizontal- und Vertikal-Synchron-Signal führt dazu, dass während des
Vertikal-Synchronimpulses, der eine Dauer von ca. 2-3 Zeilen hat, die
Horizontal-Synchronimpulse fehlen. Dies ist jedoch für die meisten
TV-Geräte jadoch kein großes Problem.
Die Polaritäten der separaten Synchron-Signale am VGA-Ausgang, sind
historisch bedingt für verschiedene Anzeige-Modi mal positiv und ein
anderes mal auch negativ, so dass grundsätzlich auch beide negativ
einstellbar sein müssen. Damit kann man das sehr einfache VGA-SCART/RGB
Adapter-Kabel durch Hinzufügen eines Transistors und der zwei Widerstände
als Synchron-Signal-Mischer universeller gestalten:
Die Beschaltung des VGA-Anschlusses Pin9 für die VESA-DCC +5V wird von
den verschidensten Grafikkarten-Herstellern sehr unterschiedlich reali-
siert, mal wird die Spannung direkt mit der vorhandenen +5V Spannung
verbunden, mal wird die Spannung über einen Schalt-Transistor nur bei
aktivem VGA-Ausgang eingeschaltet bzw. auch nur während eines VESA-DCC
Zugriffszyklus und manchmal ist dieser Anschluss auch einfach unbeschal-
tet. Deshalb muss man die RGB- und AV-Schaltspannungen aus den zur Ver-
fügung stehenden Synchron-Signalen gewinnen, was einige glückliche Um-
stände auch ermöglichen.
Die Synchron-Signale am VGA-Ausgang werden relativ niederohmig aus den
+5V erzeugt und der Innenwiderstand beträgt ca. 75 Ohm, damit ein ange-
schlossenes Coaxial-Kabel auch richtig abgeschlossen ist. Genauso befin-
det sich in einem Monitor an den Synchron-Signal-Eingängen jeweils ein
75 Ohm Abschlusswiderstand. An diesem Abschlusswiderstand muss wenigstens
ca. 2,4V TTL-Pegel erzeugt werden können, was bei einer 5V "Spannungs-
quelle" mit 75 Ohm Innenwiderstand auch automatisch sich so ergibt. Dabei
fließt dann ein Strom von ca. 33 mA = 5V/(75 Ohm Innenwiderstand + 75 Ohm
Abschlusswiderstand).
Die RGB-Schaltspannung am SCART-Anschluss ist ein sogenanntes "Fast-
Blanking-Signal", d.h die Umschaltung von TV-Videosignal-Darstellung auf
RGB-Signal-Darstellung kann mit hoher Frequenz (bis zu ca. 5MHz) erfol-
gen. Dies wurde ursprünglich genutzt, um Text-Informationen von einem
externen Video-Text-Decoder transparent in das TV-Bild mischen zu können.
In der obigen Schaltung ist der RGB-Schaltspannungs-Eingang direkt über
einen 150 Ohm Widerstand (R3) mit dem negativen Vertikalsynchron-Impuls-
signal verbunden, so dass sich durch Spannungsteilung an einem im TV-
Gerät befindlichen 75 Ohm Abschlusswiderstand und dem 150 Ohm Reihen-
widerstand, sowie dem 75 Ohm Innenwiderstand des Synchron-Signals eine
Spannung von ca. 1,25V ergibt. Da bei einigen TV-Geräten der 75 Ohm
Abschlusswiderstand eingespart wurde, begrenzt in diesem Fall die Fluss-
pannung der grünen Leucht-Diode (LED1) die RGB-Schaltspannung auf maximal
ca. 2,5V. und die LED leuchtet. Bei einem negativen Synchron-Signal
schaltet der SCART-Anschluss nur während des Bildrücklaufes auf die TV-
Video-Darstellung, die aber in dieser Zeit dunkelgetastet ist. In der
übrigen Zeit ist die RGB-Schaltspannung aktiv und es werden die Video-
signale an den RGB-Eingängen dargestellt.
Da das Vertikal-Synchron-Signal relativ niederohmig durch die RGB-Schalt-
spannungserzeugung belastet ist, ergibt der Innenwiderstand von 75 Ohm
einen Spannungsabfall von ca. 1,25V, so dass der verbleibende Pegel von
maximal 3,75V als AV-Schaltspannung nichtmehr ausreichend ist. Deshalb
wird die AV-Schaltspannung vom Horizontal-Synchron-Signal abgeleitet und
über eine Entkopplungsdiode (D1) ein Elekrolyt-Kondensator (C1) auf etwa
4,8V aufgeladen. Der relativ geringe Spannungsabfall von ca. 0,2V ergibt
sich durch den relativ hohen Innenwiderstand von mehr als 10 kOhm des
AV-Schaltspannungseingangs und die relativ geringe zusätzliche Belastung
des Synchronsignals nur durch den Basisstrom des Transistors.
Da jetzt die Basisspannung (Horizontal-Synchron-Signal) des Transistors
deutlich höher als die Kollektorspannung (Vertikal-Synchron-Signal) ist,
ist der Basiswiderstand zur Strombegrenzung zwingend notwendig.
Wer auf die automatische AV-Umschaltung, wenn der PC eingeschaltet ist
und die Grafikkarte ein Bildsignal erzeugt, verzichten will und dies per
Fernbedienung am TV-Gerät machen kann, kann auf die Bauelemente D1 und C1
verzichten. Die RGB-Schaltspannung sollte aber schon am SCART-Anschluss
vorhanden sein, denn einige TV-Geräte schalten sonst nur in den S-Video-
bzw. Composite-Mode und nicht in den RGB-Mode.
Da die Spannung, die man direkt aus den horizontalen Synchron-Signal ge-
winnen kann, höchstens ca. +5V beträgt, braucht man für einen universel-
leren VGA-SCART/RGB Adapter einen Spannungsvervielfacher, um die richtige
AV-Schaltspannung für den SCART-Anschluss bereitstellen zu können. Ein
einfacher Spannungsverdoppler reicht da jedoch nicht unbedingt aus, weil
die zur Verfügung stehende Spannung meist deutlich kleiner als +5V ist
und typischer Weise bei ca. +4,5V liegt. Damit erhält man dann folgende
Gesamtschaltung für ein universelles VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel:
Die Spannungsversorgung erfolgt wieder aus dem negativen Horizontal-
Synchron-Signal mit einer Entkopplungsdiode (D1) und einem dazugehörigen
Elektrolyt-Kondensator (C1). Der zusätzliche Kondensator C2 (100nF) dient
der Unterdrückung von hochfrequenten Spitzen.
Den notwendigen Spannungsverdoppler/-verdreifacher bildet eine einfache
Schaltung aus zwei XOR-Gattern einer integrierten CMOS-Schaltung mit vier
XOR-Gattern (74HC86), die als Inverter beschaltet sind, und einer Dioden-
Kondensatoren-Kombination als sogenannter Ladungs-Pumpen-Spannungsver-
vielfacher. Das XOR-Gatter IC1/1 als Negator bildet mit der RC-Kombina-
tion aus dem Widerstand R3 und dem Kondensator C3 einen astabilen Multi-
vibrator, der eine Rechteckspannung mit ca. 500Hz und einem Tastverhält-
nis von ca. 1:1 erzeugt. Das XOR-Gatter IC1/2 negiert diese Rechteckspan-
nung, so dass dann zwei gegenphasige Rechteckspannungen für die Ladungs-
Pumpen-Schaltung zur Verfügung stehen. An dem Kondensator C4 lässt sich
über die Schottky-Diode D4 der Speicherkondensator C6 auf etwa die dop-
pelte Betriebsspannung aufladen und an dem Kondensator C5 kann man in
etwa die dreifache Betriebsspannung abgreifen. Als Verlust muss man je-
weils die Flusspannungen der in reiheliegenden Schottky-Dioden von der
doppelten bzw. dreifachen Betriebsspannung abziehen.
Die RGB-Schaltspannung wird wieder direkt aus den negativen Vertikal-
Synchronimpulsen gebildet und auch wieder durch eine grüne LED auf
max. 2,5V begrenzt.
Die Transistorschaltung zur Synchron-Signal-Mischung wurde hier durch ein
XOR Gatter (IC1/3) ersetzt. Damit das zu erzeugende Composite-Synchron-
Signal eine negative Polarität besitzt, muss das Ausgangssignal des XOR
Synchron-Signal-Mischers noch mit dem verbleibenden XOR-Gatter (IC1/4)
negiert werden.
Damit man auch noch ein Composite-Video-Signal am SCART-Anschluss ein-
speisen kann, um z.B. die BIOS-Meldungen per TV-Out darstellbar zu
machen, wurde der Widerstand zur Synchron-Pegelanpassung als eine Reihen-
schaltung von zwei 330 Ohm Widerständen (R1 und R2) realisiert. Jetzt
kann man den Verbindungspunkt der beiden Widerstände einfach nach Masse
kurzschließen, so dass keine eventuell vorhandenen Composite-Synchron-
Impulse stören und statt dessen direk ein Composit-Video-Signal am
SCART-Anschluss Pin 20 eingespeist werden kann. Damit dies richtig
funktioniert, muss außerdem zusätzlich die RGB-Schaltspannung am SCART-
Anschluss Pin 16 nach Masse kurzgeschlossen werden.
Als Verbindungskabel zwischen VGA-Ausgang und SCART/RGB-Eingang kann man
entweder relativ teures Spezialkabel mit einzelnen Coaxial-Leitungen für
die RGB- und Synchron-Signale oder einfach ein preiswertes, abgeschirmtes
Cat.5 STP-Patchkabel aus der Netzwerktechnik verwenden. Obwohl Cat.5
Kabel sogenannte symmetrische Leitungspaare mit ca. 100 Ohm Wellen-
widerstand beinhalten und für die Video- und Synchron-Signale sogenannte
unsymmetrische Coaxial-Leitungen mit 75 Ohm Wellenwiderstand benötigt
werden, sind Cat.5 Kabel für Verbindungslängen bis zu mehreren 10m
bestens für Videosignale mit ca. 15MHz geeignet.
Die elektronischen Bauteile lassen sich am besten in einem einfachen,
universellen SCART-Adapter mit einer S-Video-Buchse und eventuell auch
noch den Audio-Cinch-Buchsen für das Line-Out-Signal einer Sound-Karte
verwenden, wobei ein vorhandener IN/OUT-Umschalter des SCART-Adapters
jetzt zur 16:9/4:3-Umschaltung der AV-Schaltspannung verwendet werden
kann. Die vorhandene S-Video-Buchse wird mit einem ensprechend beschal-
teten (zusätzlichen Masse-Kurzschlussverbindungen) Adapter-Kabel als
Composite-Video-Eingang verwendet.
Bei der Einstellung der Parameter der Grafikkarte muss man einige Erfor-
dernisse des PAL-Standards berücksichtigen:
Zeilen- bzw. Horizontal-Frequenz = 15,625kHz oder 64µs
(Halb-)Bild- bzw. Vertikal-Frequenz = 50Hz oder 20ms
Zeilenanzahl = 625 Zeilen im Zeilensprung- bzw. Interlaced-Verfahren
Diese Werte müssen so genau wie möglich eingehalten werden. Damit sind
dann auf einem 4:3 TV-Gerät sichtbare Auflösungen von bis zu 768x576
Bildpunkten und bei einem 16:9 TV-Gerät von bis zu 1024x576 sinnvoll
realisierbar.
Bei nVidia-Grafikkarten, kann man die benötigten Einstellungen direkt im
Treiber vornehmen. Zusätzlich muss man unter Windows einen entsprechenden
"Monitor-Treiber" installieren. Dies ist aber kein wirklicher Treiber mit
irgendwelchem ausführbaren Programmcode, es ist einfach eine INF-Datei,
die bestimmte Registry-Einträge erzeugt. Für ein 4:3 PAL TV-Gerät hat
diese INF-Datei folgenden Inhalt:
; PAL-TV.INF
;
; Version 0.2
;
; This is the setup information file for PAL-TV devices
; VGA-SCART/RGB connected at a nVidia GeForce:
;
; Copyright (c) 2006 by Rimini at www.forumdeluxx.de
;
[Version]
Signature="$CHICAGO$"
Class=Monitor
Provider=%PAL-TV%
; Manufacturer Section
;-----------------------------------------------
[Manufacturer]
%PAL-TV%=PAL-TV
; Manufacturer Name Section
;-----------------------------------------------
[PAL-TV]
%SCART-RGB%=SCART-RGB, MonID_SCART-RGB
; Install Section
;-----------------------------------------------
[SCART-RGB]
DelReg=DCR
AddReg=SCART-RGB.Add, 720
; Common AddReg Section
;-----------------------------------------------
[DCR]
HKR,MODES
HKR,,MaxResolution
HKR,,DPMS
HKR,,ICMProfile
[720]
HKR,,MaxResolution,,"720,576"
; Model AddReg Section
;-----------------------------------------------
[SCART-RGB.Add]
HKR,"MODES\720,576",Mode1,,"15.0-16.0,45.0-55.0,-,-"
; User visible strings
;-----------------------------------------------
[Strings]
PAL-TV="PAL-TV"
SCART-RGB="SCART-RGB"
Dann kann man direkt im nVida Treiber einen PAL-TV Modus, der eigentlich
für HDTV-Geräte gedacht ist, bei unter "Erweitertes Timing" einstellen:
Bei ATI-Grafikkarten geht das leider nicht so einfach, hier muss man das
Tool PowerStrip (http://www.entechtaiwan.com/util/ps.shtm) verwenden. Da-
für braucht man den obigen "Monitor-Treiber" nicht zu installieren, die
ATI-Treiber verwenden die darin enthaltenen und der Registry hinzuge-
fügten Parameter einfach nicht. In PowerStrip wählt man unter Anzeige-
Profil "Erweiterte Timing Optionen..." und dort dann "Angepasste Auf-
lösungen". Dort findet man in der Liste der vordefinierten Auflösungen
die Auflösung "720x576p (EIA/CEA-861B)" mit den Parametern für ein Non-
Interlaced PAL Signal (progressiv). Bei den Parametern muss man deshalb
das Häckchen bei "Interlaced" von Hand setzen und die Vertikal-Frequenz
von 50Hz auf 25Hz herabsetzen. Klickt man jetzt auf "Auflösung hinzu-
fügen", sollte man die Meldung bekommen, dass der Treiber diese Auflösung
akzeptiert hat und ob man jetzt zu dieser Auflösung wechseln möchte.
Klickt man auf "OK" wird diese neue Auflösung eingestellt und man hat
15 Sekunden Zeit, um die Beibehaltung der Auflösung zu bestätigen.
Manchmal ist man blind, man kann auch über die Zwischenablage direkt die passenden
Timing-Werte in die "Erweiterten Timing-Optionen" von PowerStrip über das mittlere Icon
(zwischen den Buttons unten) einfügen. Einfach die nachfolgenden Werte markieren und
in die Zwischenablage kopieren und von dort dann in PowerStrip einfügen (eventuell
vorher erstmal in einer Text-Datei speichern):
PowerStrip timing parameters:
720x576=720,16,64,64,576,5,5,39,13500,15
Generic timing details for 720x576:
HFP=16 HSW=64 HBP=64 kHz=16 VFP=5 VSW=5 VBP=39 Hz=25
VESA detailed timing details:
PClk=13500,00 H.Active=720 H.Blank=144 H.Offset=0 HSW=64 V.Active=576 V.Blank=49 V.Offset=5 VSW=5
Linux modeline parameters:
"720x576" 13,500 720 736 800 864 576 581 586 625 interlace -hsync -vsync
Alle diese Einstellungen muss man entweder mit einem zusätzlich an einen
anderen Grafikkarten-Anschluss (z.B. DVI) angeschlossenen Monitor machen
oder man kann dies über eine Remote-Verbindung von einem anderen PC in
einem Netzwerk tun. Die Windows XP Pro eigene Remote-Desktop-Verbindung
lässt jedoch keine Veränderung der Grafikkarten-Einstellungen zu, so dass
man hier auf RADMIN (www.radmin.com) zurückgreifen muss. Mit VNC würde
das auch funktionieren, nur geht leider bei Veränderung der Display-
Einstellungen die VNC-Verbindung verloren und muss dann jedesmal wieder
neu hergestellt werden.
Da öfters die Frage nach Bilschirm-Fotos, die den Unterschied zwischen normaler TV-Out
Darstellung per S-Video oder Composite-Video und VGA-SCART/RGB deutlich machen,
hier ein Link zu einer schwedischen Seite:
http://www.nada.kth.se/~feldt/vgascart/
Es ist leider nicht einfach solche Bildschirm-Fotos mit einfachen Digital-Kameras
zu machen, aber der Unterschied ist doch deutlich sichtbar.
Viel Erfolg
Rimini
P.S.: Nach soviel Theorie und wegen einiger Anfragen folgt jetzt eine Dokumentation,
wie ich das praktisch realisiere.
Für das universelle VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel müssen ja einige elektronische
Bauelemente irgendwie und irgendwo untergebracht werden, was auch noch halbwegs
professionell aussehen soll. Da in der Schaltung neben dem eigentlichen SCART-Stecker
zum Anschluss an ein TV-Gerät und eventuell den Cinch-Buchsen für die Zuführung
der Audiosignale und eventuell auch noch einer S-Video-Buchse für das optionale
Composite-Video-Signal neben den elektronischen Bauelementen auch ein Umschalter
für die AV-Schaltspannung vorhanden ist, ist es naheliegend einen handelsüblichen
universellen SCART-Adapter dafür zu verwenden. Solche Adapter enthalten einen
dreipoligen Umschalter für die Signalrichtung (INPUT/OUTPUT) der drei am SCART-
Anschluss umzuschaltenden Signale (für Video, Audio links und Audio rechts):
Diese universellen SCART-Adapter gibt es in den verschiedensten Größen,Ausführungen
und Preisklassen. Wichtig wäre es, dass der Adapter zerstörungsfrei geöffnet werden
kann, möglichst viel freien Innenraum hat und vollständig "demontierbar" ist, sowie
eine 21-polig vollbelegte SCART-Stecker hat. Die ersten beiden Kriterien erfüllen
die beiden oben abgebildeten Adapter, aber nach dem Öffnen sieht man, dass man
mit dem etwas größeren der beiden Adapter Probleme beim "demontieren" hat.
Der Umschalter ist hier auf einer kleinen Leiterplatte "fest" mit den Buchsen
"verbunden" und verschaltet. Ursprünglich war diese größere Ausführung mal
wie die kleinere "handverdrahtet" aufgebaut, aber irgendwann hat dann der
Hersteller rationalisiert.
Am besten bringt man die elektronischen Bauteile der Schaltung auf einer speziellen
Leiterplatte unter, was aber hier nicht unbedingt lohnt (nur wenige "einfache"
Verbindungen der Bauelemente untereindander) und wegen des geringen zur
Verfügung stehenden Innenraumes in den SCART-Adaptern auch nicht besonders
sinnvoll ist. Besser/zweckmäßiger ist es da, ein kleines Stückchen Universal-Lochraster-
Leiterplatte zu nehmen. Damit die "Leitungsführung" auf der "Leiterplatte" möglichst
kreuzungsfrei ist, musste die Schaltung etwas "umgezeichnet" werden:
Es wurden nur die XOR-Gatter Zuordnungen bzw. deren Eingänge teilweise vertauscht,
was die funktionsweise der Schaltung nicht verändert. Zusätzlich wurden die beiden
Umschalter S1/2 und S1/3 mit eingezeichnet. Sie dienen im Gesamtaufbau als "Lötstützpunkte"
für einige elektronische Bauelemente, die so nicht mehr auf der Leiterplatte unterzubringen
waren. Außerdem wurde der Widerstand R4 von 150 Ohnm auf 75 Ohm verringert, was eine
etwas höhere RGB-Schaltspannung von ca. 1,66V ergibt. Dies wurde notwendig, da in
einer Kombination von PC-Grafikkarte und TV-Gerät dieses trotz normgerechter RGB-
Schaltspannung von ca. 1,25V nicht zuverlässig in den RGB-Mode schaltete. Der
verringerte Widerstand hat nun zur Folge, dass eine normale LED als Spannungsbegrenzer
im Extremfall überlastet wird, so dass statt dessen jetzt eine 2,7V Z-Diode der
Spannungsbegrenzung dient.
Mit dieser Schaltung kann man jetzt ein einfach zu realisierendes "Leiterplatten-Layout"
entwerfen:
Die eigentliche "Leiterplatte" ist nur das kleine, dick-weiß umrandete Rechteck
und schon die Bauelemente R1, R4 und D3 sind nur mit einem Anschluss auf
dieser "Leiterplatte" verlötet. Wegen des geringen zur Verfügung stehenden
Platzes müssen teilweise bis zu drei Bautelanschlüsse gleichzeitig in ein Bohrloch
"gezwängt" werden. Anders bekommt man das sonst nicht in den kleinen SCART-
Adapter.
Zunächst muss man den SCART-Adapter vollständig in seine Einzelteile zerlegen, um
an den dreipoligen Umschalter zur Weiterverwendung zu kommen. Auch muss man
erstmal sämtliche Kontakte aus dem SCART-Stecker entfernen und erhält damit
10 unbenutzte Kontakte und 10 Kontakte mit einem Stückchen Schaltlitze. Nicht
die drei Stückchen einzelne Schaltlitze wegwerfen, die kann man so auch noch
weiterverwenden.
Damit ja keines der Kleinteile verlorengehen, sollte man jetzt das Cat.5 Kabel mit
den SCART-Kontakten für die RGB-Signale und deren Masseverbindungen versehen.
An den Massekontakt des Blau-Signals kommt gleich noch ein Stückchen Schaltlitze,
so dass man später die Masseverbindung zur restlichen Schaltung herstellen kann.
Von der Leiterplatte mit den Buchsen muss man die nicht benötigte gelbe Cinch-
Buchse auslöten und ein Anschlussloch kann man auf ca. 2,5mm Durchmesser
aufbohren. Durch diese Loch kann man jetzt einen üblichen 2,4mm Kabelbinder
fädeln und damit das Cat.5 Kabel befestigen, so dass dieses später im zusammen-
gebauten Zustand nichtmehr verdreht oder herausgerissen werden kann.
Den SCART-Stecker mit den restlichen, in der Schaltung benötigten SCART-
Kontakten komplettieren, wozu man die Kontaktenmit dem Stückchen Schaltlitze
verwendet.
Das andere Ende das Cat.5 Kabels an einen VGA-Stecker löten und nicht die
Massebrücken und die Abschirmung des Cat.5 Kabels auf der VGA-Seite dabei
vergessen. Fertig ist das "Rohgebilde" aus VGA-Stecker, Cat.5 Verbindungskabel
und SCART-Stecker
Alle elektronischen Bauteile in der Übersicht, einschließlich dem Stückchen Lochraster-
Leiterplatte zum Größenvergleich:
Die unterschiedliche Bauform der Elektrolyt-Kondensatoren ist wegen der beengten Platz-
verhältnisse notwendig und die unterschiedliche Spannungsfestigkeit unbedeutend, solange
diese größer/gleich 16V beträgt.
Und die dazugehörige Stückliste mit Bestellinformationen:
Da es z.Z. keinen Lieferanten für einen verwendbaren SCART-Adapter gibt, ist nur
ein SCART-Stecker angeführt.
Jetzt geht es endlich mit der Elektronik los:
1. Der Elko C6 (10µF/16V), die Universal-Diode D4 (1N4148) und die Z-Diode D5
(2,7V/0,5W) werden direkt an den dreipoligen Umschalter gelötet.
2. Auf dem Stückchen Lochraster-Leiterplatte wird zuerst der Kondensator C3
(100nF/50V) eingesetzt und dessen Maseanschluss so geformt, dass dieser an
der Außenkante der Leiterplatte entlangführt und dann wieder durch ein Loch
in der Leiterplatte zur Bauelementeseite unterhalb der später einzusetzenden
integrierten Schaltung herausgeführt wird.
3. Jetzt kann man die Integrierte Schaltung IC1 (74HC86) einsetzen und die
restlichen Bauelemente, die vollständig auf der Leiterplatte liegen, bis auf die
drei Elkos C1, C4, C5 einsetzen.
4. Die Schottky-Diode D3 (BAT85) einseitig in das vorgesehene Loch stecken und
ein Stückchen Schaltlitze an der Stelle des Pluspols von C5 einsetzen, erst dann
kann man die drei Elkos C1, C4 und C5 (10µF/25V) einlöten.
5. Auf der Rückseite aus den Anschlussdraähten der Bauelemente die notwendigen
Verbindungen herstellen und verlöten.
Jetzt kann man die beiden getrennten Teile, den dreipoligen Umschalter mit den
angelöteten Bauteilen und das Stückchen bestückte Leiterplatte, zusammenfügen.
Dazu verlötet man das Stückchen Masseleiter, das unter der integrierten Schaltung
IC1 herausgeführt wurde, mit dem Schalter, lötet die freien Enden der Diode D3
und des Stückchen Schaltlitze an den Schalter. Den Widerstand R4 (75 Ohm)
kann man jetzt auch einsetzen und erstmal nur einseitig an den Schalter löten.
Dieses Gebilde kann nun in das Plastegehäuse des SCART-Adapters eingepasst werden
und man erkennt gut, wie eng das ist. Deshalb ist z.B. für die Elkos C1, C4 und
C5 unbedingt die Subminiatur-Bauformen notwendig.
Zum weiteren Komplettieren muss man jetzt das Kabelende mit dem SCART-Stecker und
der Leiterplatte mit den Audio-Cinch und der S-Video Buchse in das Plasteteil einpassen.
Aber so ganz passt das nicht zusammen, deshalb muss man von der Leiterplatte mit
den Buchsen ein kleines Stückchen dort enfernen, wo sich die Lochraster-Leiterplatte
mit der Elektronik befindet. Mit etwas Geschick bekommt man die beiden noch offenen
Adern für die Synchron-Signale vom VGA-Anschluss in die entsprechenden Löcher auf
der Lochraster-Leiterplatte und kann sie dann endgültig anlöten. Jetzt kann man auch
die noch fehlenden Widerstände R1 und R2 bestücken und zunächst erstmal die
Litzenenden von den SCART-Anschluss Pin 8 für dieAV-Schaltspannung, Pin 16 für
die RGB-Schaltspannung und Pin 20 für das Composite-Synchronsignal entsprechend
anlöten, bevor man den SCART-Stecker endgültig in dem Plasteteil positioniert.
Jetzt fehlt nur noch die Verschaltung der drei Audio-Signale vom SCART Pin 2, 4
und 6, sowie die vier Masse-Verbindungen zu den SCART Pin 5 (gleichzeitig Blau-Masse),
14, 17 und 18. Es sieht zum Schluss nicht nur "unübersichtlich" aus, das ist es auch.
Deshalb ist es eine gute Idee, in diesem Zustand schonmal einen ersten Funktionstest
zu machen.
Wenn das soweit alles funktioniert, kann man das Plastegehäuse des SCART-Adapters
wieder komplett verschließen und nochmals einen Funktionstest machen. Bei dem
gedrängten Aufbau weiß man nie, ob nicht doch ein Draht beim Zusammenfügen der
beiden Plasteteile abreißt.
Damit ist die mühsame Arbeit beendet.
Wer sich das Löten eines solchen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabels nicht selber zutraut,
kann mich danach per "Privater Nachricht" fragen. Ich fertige auf Nachfrage gerne das
universelle VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel einschließlich dem optionalen Composite-Video
Kabel und einem 3,5mm Stereo-Klinken-/Cinch-Stecker Kabel für das Audio-Signal in den
Längen von ca. 1,5m/2,5m/5m für 15,00€/17,50€/20,00€ zzgl. 5,00€ Verpackung und Versand.
Bitte nur übliche privat benötigte Mengen anfragen, eine "Massenproduktion" will und
kann ich nicht machen.
(27.5.2006: Die kleinen Bilder direkt mit der großen Darstellung verlink)
(15.6.2006: Leider ist z.Z. die Gallery mit den Bildern gesperrt)
(16.6.2006: Alle Bilder woanders hochgeladen und wieder richtig eingefügt)
(8.8.2006: Ab sofort kann man mich hier per "Privater Nachricht" erreichen und
wegen fertigen universellen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabeln fragen)
(11.9.2006: Die Schaltung des universellen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabels leicht
angepasst, Umschalter 4:3/16:6 AV-Schaltspannung anders angeschlossen und
Diode D4 in Silizium-Universaldiode Type 1N4148 geändert, so dass insbesondere
die AV-Schaltspannung für das 16:9 Format mit ca. 7,5V jetzt mehr normgerecht ist.
In bestimmten, extremen Kombinationen von PC-Grafikkarte und TV-Gerät kann
es sonst vorkommen, dass man nicht bei eingeschaltetem TV-Gerät zuverlässig vom
4:3 Modus in den 16:9 Modus umschalten kann, was eher "kosmetischer" Art ist und
an der prinzipiellen Wirkungsweise der Schaltung nichts ändert.)
(12.9.2006: Timing-Werte zum Einfügen in PowerStrip hinzugefügt.)
(7.1.2007: Den Link für das Matrox-Kabel angepasst, da das Matrox-Forum geschlossen wurde.)
(26.2.2007: Am Ende angefangen eine bebilderte "Anleitung" zum Aufbau des Adapter-Kabels anzufügen.
Weitere Bilder vom realen Objekt folgen.)
(4.3.2007: Die bebilderte Dokumentation am Ende ist soweit fertig.)
(8.3.2007: Link zu einer schwedischen Seite mit Bildschirm-Fotos hinzugefügt.)
(22.3.2007: Da einige Forums-Mitglieder danach gefragt haben, Stückliste mit
Bestellinformationen bei reichelt-Elektronik und Conrad-Electronic hinzugefügt.)
VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel
=======================
Seit die Firma Matrox die ersten Dual-Head-Grafikkarten entwickelt hatte,
wurde diesen eine überdurchschnittliche TV-Wiedergabequalität nachgesagt.
Üblicherweise verbindet man ein TV-Gerät mit einer Computer-Grafikkarte,
die einen TV-Out-Anschluss hat, der entweder ein Composite-Video Signal
oder ein S-Video Signal liefert. Hohe Auflösungen von 800x600 und mehr
zeigen dann aber prinzipbedingt ein sehr "verwaschenes" Bild auf dem TV-
Gerät. Selbst eine Auflösung von 640x480 sieht auf einem TV-Gerät nicht
besonders scharf aus. Gerademal eine Auflösung von ca. 320x240 (Video-
Text ähnlich) kann man auf einem TV-Gerät in ausreichender Qualität ab-
bilden. Natürlich sehen "analoge" Bilder, wie z.B. Filme, auch bei einer
höheren Auflösung von z.B. 720x576 noch ganz gut aus, aber scharfe
Kontrastsprünge (Helligkeitsunterschiede), wie sie z.B. bei Schrift-
darstellungen auftreten, sind nichtmehr gut zu erkennen.
Was macht Matrox also anders?
Wenn man etwas bei bei Matrox im Forum stöbert, findet man in der FAQ-
Rubrik bei den Pin-Out FAQs unter anderem eine Abbildung des VGA-SCART
Adapter-Kabels für die Matrox G450/550:
ftp://ftp.matrox.com/pub/mga/forum_img/g450scart.gif
Dieses simple Adapter-Kabel ist eine einfache Verbindung zwischen VGA-
Ausgang und SCART-Eingang, wobei zusätzlich noch zwei Widerstände vor-
handen sind.
Warum kann man also einen VGA-Ausgang einer Grafikkarte mit dem SCART-
Eingang eines TV-Gerätes direkt verbinden?
Um diese Frage zu klären, braucht man sich nur die Anschlussbelegungen
des VGA- und des SCART-Anschlusses einmal näher anzuschauen:
VGA-Signale (Anschluss-Pin - Signal)
1 - Rot-Signal Ausgang (ca. 0,7Vss)
2 - Grün-Signal Ausgang (ca. 0,7Vss)
3 - Blau-Signal Ausgang (ca. 0,7Vss)
4 - ID2-Eingang oder für VESA-DDC (Masse?) reserviert
5 - nicht benutzt oder VESA-DDC Masse
6 - Rot-Signal Masse
7 - Grün-Signal Masse
8 - Blau-Signal Masse
9 - nicht vorhanden oder VESA-DCC +5V
10 - Synchron-Signal Masse
11 - ID0-Eingang
12 - ID1-Eingang oder VESA-DDC Serial-Data Ein-/Ausgang (TTL-Pegel)
13 - Horizontal- oder Composite-Synchron-Signal Ausgang (TTL-Pegel)
14 - Vertikal-Synchron-Signal Ausgang (TTL-Pegel)
15 - nicht benutzt oder VESA-DDC Serial-Clock Ein-/Ausgang (TTP-Pegel)
SCART-Signale (Anschluss-Pin - Signal)
1 - Audio-rechts Ausgang
2 - Audio-rechts Eingang
3 - Audio-links Ausgang
4 - Audio Masse
5 - Blau-Signal Masse
6 - Audio-links Eingang
7 - Blau-Signal Ein-/Ausgang (ca. 0,7Vss)
8 - AV-Schaltspannung Eingang (0...2V TV-Betrieb Ausgangssignale
5...8V 16:9 Eingangssignale
9,5...12V 4:3 Eingangssignale)
9 - Grün-Signal Masse
10 - Datenleitung 1
11 - Grün-Signal Ein-/Ausgang (ca. 0,7Vss)
12 - Datenleitung 2
13 - Rot-Signal Masse oder S-Video Chrominanz-Signal Masse
14 - AV-Schaltspannung Masse
15 - Rot-Signal Ein-/Ausgang oder S-Video Chrominanz-Signal Ein-/Ausgang (ca. 0,7Vss)
16 - RGB-Schaltspannung (0...0,4V RGB-Ausgänge aktiv, 1...3V RGB-Eingänge aktiv)
17 - Video Composite-Signal Masse oder S-Video Luninanz-Signal Masse
18 - RGB-Schaltspannungs-Masse
19 - Video Composite-Signal oder S-Video Luninanz-Signal Ausgang (ca. 1Vss,
0,3Vss Synchron-Pegel
+ 0,7Vss Signal-Pegel)
20 - Video Composite-Signal oder S-Video Luninanz-Signal Eingang (ca. 1Vss,
0,3Vss Synchron-Pegel
+ 0,7Vss Signal-Pegel)
Wie man erkennen kann, liefert der VGA-Ausgang eines PCs eigentlich fast
alle Signale für den SCART/RGB-Eingang eines TV-Gerätes. Die Farbsignale
für Rot, Grün und Blau können direkt mit dem SCART-Anschluss verbunden
werden. Falls die Grafikkarte auch noch ein Composite-Synchron-Signal
erzeugen kann, kann dieses als (Video) Composite-Signal für den SCART-
Anschluss verwendet werden. Um den TTL-Pegel (ca. 2,4V...5V) an den
Synchron-Pegel des Video Composite-Signals (ca. 0,3Vss...0,5Vss Synchron-
pegel) anzupassen, braucht man nur einen Spannungsteiler mit einem Ver-
hältnis von ca. 1:10. Diesen Spannungsteiler hat Matrox offensichtlich
ganz einfach mit einem 680 Ohm Widerstand und dem im TV-Gerät am Video
Composite-Eingang befindlichen 75 Ohm Abschlusswiderstand gebildet.
Außerdem werden die VESA DDC +5V vom Pin 9 des VGA-Anschlusses mit dem
75 Ohm Widerstand im Adapter-Kabel und einem 75 Ohm Abschlusswiderstand
am SCART-Anschluss Pin 16 1:2 halbiert, so dass eine RGB-Schaltspannung
von ca. 1,2V...2,5V vorhanden ist.
Zwei Voraussetzungen, dass so ein simples VGA-SCART/RGB Kabel funktio-
niert, müssen aber erfüllt sein:
1. Die VGA-Karte muss ein der TV-Norm entsprechendes Video- und
insbesondere ein Composite-Synchron-Signal erzeugen können.
2. Das TV-Gerät muss sich auf den SCART/RGB Wiedergabemodus einstellen
lassen (z.B. über die Fernbedienung).
Offensicht ohne Kenntniss des VGA-SCART Adapter-Kabels von Matrox hat
jemand genau diese Verbindungsart entdeckt und man findet entsprechende
Beschreibungen im Internet:
http://www.idiots.org.uk/vga_rgb_scart/
bzw.
http://ryoandr.free.fr/english.html
So simpel dieses Adapter-Kabel auch ist, so problematisch ist es auch
teilweise. Aus technischer Sicht fehlt erstmal die Anpassung des
Synchron-Pegels, wie sie bei Matrox ganz einfach realisiert wurde. Das
scheint für viele TV-Geräte kein Problem darzustellen, könnte aber eine
Ursache von Problemen mit der Stabilität der Darstellungen sein.
Außerdem hat es sich in der Praxis gezeigt, dass es offensichtlich manch-
mal notwendig ist, alle Masse-Signale (zumindest am SCART-Anschluss) mit-
einander zu verbinden.
Als neue Idee ist die Beschaltung der AV-Schaltspannung am SCART-
Anschluss Pin 8 hinzugekommen, so dass das TV-Gerät automatisch bei
angeschlossenem und eingeschaltetem Computer auf die RGB-Wiedergabe
umschaltet. Aber auch hier ist das technisch nicht vollständig richtig
realisiert. Die AV-Schaltspannung müsste für ein 4:3 TV-Gerät mindestens
ca. 9V...10V betragen, die aber so nicht zur Verfügung stehen. Trotzdem
scheinen viele TV-Geräte (auch 4:3 Geräte) schon bei einer AV-Schalt-
spannung von +5V in den AV-Modus, aber manchmal eben in den 16:9 Modus,
umzuschalten. Die RGB-Schaltspannung von 1V...3V wird hier auch über
einen einfachen 1:2 Spannungsteiler mit einem 75...100 Ohm Widerstand und
einem 75 Ohm Abschlusswiderstand im TV-Gerät aus den VESA-DDC +5V am
VGA-Anschluss Pin 9 gebildet, wie es auch Matrox macht. Dieses ist aber
etwas problematisch, denn bei einigen TV-Geräten wurden aus Kostengründen
eben diese internen 75 Ohm Abschlusswiderstände eingespart, so dass dann
die vollen +5V als RGB-Schaltspannung anliegen.
Voraussetzung für die automatische Umschaltung ist natürlich, dass am
VGA-Ausgang Pin 9 auch die VESA-DDC +5V anliegen, was nicht unbedingt so
sein muss, dann muss diese Spannung anders (z.B. können die in einem PC
vorhandenen +5V bzw. +12V verwendet werden, was dann auch die richtigen
AV-Schaltspannungen ermöglicht) abgeleitet werden.
Natürlich besteht weiterhin die Bedingung, dass die Grafikkarte ein
Composite-Synchron Signal, das der TV-Norm entspricht, erzeugen kann. Bei
den Matrox Grafikkarten G450/550 wird dieser Modus wohl direkt von den
Treibern unterstützt. Für die PAL-Norm bedeutet dies insbesondere:
15,625 kHz Zeilen- bzw. Horizontal-Frequenz
50Hz (Halb)-Bild- bzw. Vertikal-Frequenz
Zeilensprung- bzw. Interlaced-Verfahren
Welche Auflösungen sind mit der PAL-Norm nun realisierbar?
Teilt man die Zeilenfrequenz durch die Bildfrequenz von 25Hz (ein Bild
setzt sich wegen des Zeilensprungverfahrens aus zwei Halb-Bildern
zusammen), erhält man die bekannten 625 Zeilen als vertikale Auflösung
für ein Voll-Bild. Davon ist ein gewisser Teil nicht darstellbar, weil in
dieser Zeit der Elektronenstrahl einer Bildröhre vom unteren Ende zum
oberen zurückgeführt wird. Dafür wird in etwa die Zeit von ca. 25 Zeilen
benötigt, so dass maximal 600 darstellbare Zeilen übrig bleiben. Da man
aber Bildröhren-TV-Geräte nicht so genau einstellen kann, dass bei jedem
TV-Gerät die Bildlage und Bildgröße auf der Bildschirmfläche gleich ist,
wird die Bildgröße etwas größer als die Bildschirmfläche eingestellt.
Dieses nennt man auch Over-Scan, so dass ein gewisser Anteil der
darstellbaren 600 Zeilen oben und unten außerhalb der Bildschirmfläche
liegen und nichtmehr sichtbar sind.
In der horizontalen Richtung gibt es prinzipiell keine durch die Ablenk-
parameter (Horizontal und Vertikal-Frequenz) festgelegte Auflösung.
Analog zu den Verhältnissen in vertikaler Richtung sind von den 64µs
(1/15,625kHz) Zeilendauer jedoch nur ca. 52µs für darstellbare Bild-
inhalte nutzbar. Der Rest von ca. 12µs geht für den Zeilenrücklauf von
rechts nach links verloren. Wieviel horizontale Bildpunkte in den
ca. 52µs dargestellt werden können, bestimmt die Video-Bandbreite und
diese ist durch das analoge Funkübertragungsverfahren auf ca. 5MHz
begrenzt. Diese Begrenzung gilt auch noch für die Composite-Video- oder
S-Video-Signale. Erst die direkte RGB-Steuerung ermöglicht wesentlich
höhere Video-Bandbreiten.
Die SCART/RGB-Anschlüsse hatten aber ursprünglich auch nur ca. 5MHz
Video-Bandbreite, was technische Ursachen hatte bzw. aus Kostengründen
so realisiert werden musste. Mittlerweile haben aber moderne TV-Geräte
am SCART/RGB-Anschluss Video-Bandbreiten von 10-20MHz und mehr.
Die mögliche horizontale Auflösung ergibt sich in erster Näherung aus dem
Produkt von Video-Bandbreite und Zeitabschnitt der Darstellung, also
z.B. ca. 5MHz * 52µs = 260 horizontale Bildpunkte für die Composite- oder
S-Video-Signale bzw. z.B. 15MHz * 52µs = 780 horizontale Bildpunkte für
die SCART/RGB-Signale.
Während also die vertikale Bildauflösung durch die Ablenkparameter
(15,635kHz Zeilenfrquenz, 50Hz Halb-Bildfrequenz, Zeilensprungverfahren)
fest vorgegeben ist, ist die horizontale Auflösung nur durch die Video-
Bandbreite begrenzt. Eine übliche Auflösung von 720x576 ist also bei
einem TV-Gerät mit der PAL-Norm ohne weiteres gut darstellbar, wenn die
Video-Signale direkt als RGB-Signale die Bildröhre steuern können und die
Video-Bandbreite ca. 15MHz beträgt. Dies ist die technische Begründung,
warum man am SCART/RGB-Anschluss wesentlich bessere Darstellungen
erreichen kann, als mit Composite- oder S-Video-Signalen.
Störend an dem recht simplen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel sind aber schon
die vielen kleinen Voraussetzungen bzw. kleinen Realisierungsmängel. Gut,
die fehlenden Masse-Verbindungen kann man einfach hinzufügen. Auch der
fehlende Widerstand zur Pegel-Anpassung des Synchron-Signals ist kein
großer Aufwand. Aber schon die Einschränkungen, dass man unbedingt ein
Composite-Synchron-Signal von der Grafikkarte benötig, was diese
normalerweise so nicht erzeugen muss, sondern nur die separaten
Horizontal- und Vertikal-Synchron-Signale, ist schon etwas hinderlich.
Die unbegrenzte RGB-Schaltspannung kann auch ein Problem für ein TV-Gerät
sein, genauso wie die nicht normgerechte AV-Schaltspannung bzw. das
vollständige Fehlen der VESA-DDC +5V am VGA-Anschluss.
Um aus den beiden normalerweise getrennten Horizontal- und Vertikal-
Synchronimpulsen, die auch noch eine beliebige Polarität haben könnten,
ein normgerechtes negatives Composite-Synchron-Signal für ein TV-Gerät zu
erzeugen, braucht man eine möglichst einfache elektronische Schaltung und
eine allgemeine, grundsätzliche Idee findet man hier:
http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/circuits/vga2rgbs.html
Der eigentliche Synchron-Signal-Mischer wird hier mit einem Gatter einer
integrierten Logikschaltung 74LS86, die vier voneinander unabhängige
eXclusiveOdeR-Funktionen (XOR-Gatter) enthält, gebildet. Noch einfacher
geht das, wenn die beiden separaten Horizontal- und Vertikal-Synchron-
Signale jeweils negative Polarität haben, siehe hier:
http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/circuits/sync_r.html
Die Funktionsweise der Schaltung ist prinzipiell ein Emitterfolger, der
für die beiden Synchron-Signale eine UND-Verknüpfung bildet. Der 680 Ohm
Widerstand am Emitter dient wieder der Synchron-Signal-Pegelanpassung.
Der 1 kOhm Widerstand in der Basisleitung des Transistors dient der
Basistrombegrenzung, die bei einem Emitterfolger eigentlich nicht nötig
ist, und kann auch auf 680 Ohm verkleinert werden, so dass beide Wider-
stände den gleichen Wert haben. Da die Schaltung eine einfache UND-
Verknüfung der separaten Synchron-Signale bildet, kann man auch beide
Signale miteinander vertauschen, ohne dass die Funktionsweise verändert
wird. Die einfache UND-Verknüpfung statt einer XOR-Verknüpfung von
Horizontal- und Vertikal-Synchron-Signal führt dazu, dass während des
Vertikal-Synchronimpulses, der eine Dauer von ca. 2-3 Zeilen hat, die
Horizontal-Synchronimpulse fehlen. Dies ist jedoch für die meisten
TV-Geräte jadoch kein großes Problem.
Die Polaritäten der separaten Synchron-Signale am VGA-Ausgang, sind
historisch bedingt für verschiedene Anzeige-Modi mal positiv und ein
anderes mal auch negativ, so dass grundsätzlich auch beide negativ
einstellbar sein müssen. Damit kann man das sehr einfache VGA-SCART/RGB
Adapter-Kabel durch Hinzufügen eines Transistors und der zwei Widerstände
als Synchron-Signal-Mischer universeller gestalten:
Die Beschaltung des VGA-Anschlusses Pin9 für die VESA-DCC +5V wird von
den verschidensten Grafikkarten-Herstellern sehr unterschiedlich reali-
siert, mal wird die Spannung direkt mit der vorhandenen +5V Spannung
verbunden, mal wird die Spannung über einen Schalt-Transistor nur bei
aktivem VGA-Ausgang eingeschaltet bzw. auch nur während eines VESA-DCC
Zugriffszyklus und manchmal ist dieser Anschluss auch einfach unbeschal-
tet. Deshalb muss man die RGB- und AV-Schaltspannungen aus den zur Ver-
fügung stehenden Synchron-Signalen gewinnen, was einige glückliche Um-
stände auch ermöglichen.
Die Synchron-Signale am VGA-Ausgang werden relativ niederohmig aus den
+5V erzeugt und der Innenwiderstand beträgt ca. 75 Ohm, damit ein ange-
schlossenes Coaxial-Kabel auch richtig abgeschlossen ist. Genauso befin-
det sich in einem Monitor an den Synchron-Signal-Eingängen jeweils ein
75 Ohm Abschlusswiderstand. An diesem Abschlusswiderstand muss wenigstens
ca. 2,4V TTL-Pegel erzeugt werden können, was bei einer 5V "Spannungs-
quelle" mit 75 Ohm Innenwiderstand auch automatisch sich so ergibt. Dabei
fließt dann ein Strom von ca. 33 mA = 5V/(75 Ohm Innenwiderstand + 75 Ohm
Abschlusswiderstand).
Die RGB-Schaltspannung am SCART-Anschluss ist ein sogenanntes "Fast-
Blanking-Signal", d.h die Umschaltung von TV-Videosignal-Darstellung auf
RGB-Signal-Darstellung kann mit hoher Frequenz (bis zu ca. 5MHz) erfol-
gen. Dies wurde ursprünglich genutzt, um Text-Informationen von einem
externen Video-Text-Decoder transparent in das TV-Bild mischen zu können.
In der obigen Schaltung ist der RGB-Schaltspannungs-Eingang direkt über
einen 150 Ohm Widerstand (R3) mit dem negativen Vertikalsynchron-Impuls-
signal verbunden, so dass sich durch Spannungsteilung an einem im TV-
Gerät befindlichen 75 Ohm Abschlusswiderstand und dem 150 Ohm Reihen-
widerstand, sowie dem 75 Ohm Innenwiderstand des Synchron-Signals eine
Spannung von ca. 1,25V ergibt. Da bei einigen TV-Geräten der 75 Ohm
Abschlusswiderstand eingespart wurde, begrenzt in diesem Fall die Fluss-
pannung der grünen Leucht-Diode (LED1) die RGB-Schaltspannung auf maximal
ca. 2,5V. und die LED leuchtet. Bei einem negativen Synchron-Signal
schaltet der SCART-Anschluss nur während des Bildrücklaufes auf die TV-
Video-Darstellung, die aber in dieser Zeit dunkelgetastet ist. In der
übrigen Zeit ist die RGB-Schaltspannung aktiv und es werden die Video-
signale an den RGB-Eingängen dargestellt.
Da das Vertikal-Synchron-Signal relativ niederohmig durch die RGB-Schalt-
spannungserzeugung belastet ist, ergibt der Innenwiderstand von 75 Ohm
einen Spannungsabfall von ca. 1,25V, so dass der verbleibende Pegel von
maximal 3,75V als AV-Schaltspannung nichtmehr ausreichend ist. Deshalb
wird die AV-Schaltspannung vom Horizontal-Synchron-Signal abgeleitet und
über eine Entkopplungsdiode (D1) ein Elekrolyt-Kondensator (C1) auf etwa
4,8V aufgeladen. Der relativ geringe Spannungsabfall von ca. 0,2V ergibt
sich durch den relativ hohen Innenwiderstand von mehr als 10 kOhm des
AV-Schaltspannungseingangs und die relativ geringe zusätzliche Belastung
des Synchronsignals nur durch den Basisstrom des Transistors.
Da jetzt die Basisspannung (Horizontal-Synchron-Signal) des Transistors
deutlich höher als die Kollektorspannung (Vertikal-Synchron-Signal) ist,
ist der Basiswiderstand zur Strombegrenzung zwingend notwendig.
Wer auf die automatische AV-Umschaltung, wenn der PC eingeschaltet ist
und die Grafikkarte ein Bildsignal erzeugt, verzichten will und dies per
Fernbedienung am TV-Gerät machen kann, kann auf die Bauelemente D1 und C1
verzichten. Die RGB-Schaltspannung sollte aber schon am SCART-Anschluss
vorhanden sein, denn einige TV-Geräte schalten sonst nur in den S-Video-
bzw. Composite-Mode und nicht in den RGB-Mode.
Da die Spannung, die man direkt aus den horizontalen Synchron-Signal ge-
winnen kann, höchstens ca. +5V beträgt, braucht man für einen universel-
leren VGA-SCART/RGB Adapter einen Spannungsvervielfacher, um die richtige
AV-Schaltspannung für den SCART-Anschluss bereitstellen zu können. Ein
einfacher Spannungsverdoppler reicht da jedoch nicht unbedingt aus, weil
die zur Verfügung stehende Spannung meist deutlich kleiner als +5V ist
und typischer Weise bei ca. +4,5V liegt. Damit erhält man dann folgende
Gesamtschaltung für ein universelles VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel:
Die Spannungsversorgung erfolgt wieder aus dem negativen Horizontal-
Synchron-Signal mit einer Entkopplungsdiode (D1) und einem dazugehörigen
Elektrolyt-Kondensator (C1). Der zusätzliche Kondensator C2 (100nF) dient
der Unterdrückung von hochfrequenten Spitzen.
Den notwendigen Spannungsverdoppler/-verdreifacher bildet eine einfache
Schaltung aus zwei XOR-Gattern einer integrierten CMOS-Schaltung mit vier
XOR-Gattern (74HC86), die als Inverter beschaltet sind, und einer Dioden-
Kondensatoren-Kombination als sogenannter Ladungs-Pumpen-Spannungsver-
vielfacher. Das XOR-Gatter IC1/1 als Negator bildet mit der RC-Kombina-
tion aus dem Widerstand R3 und dem Kondensator C3 einen astabilen Multi-
vibrator, der eine Rechteckspannung mit ca. 500Hz und einem Tastverhält-
nis von ca. 1:1 erzeugt. Das XOR-Gatter IC1/2 negiert diese Rechteckspan-
nung, so dass dann zwei gegenphasige Rechteckspannungen für die Ladungs-
Pumpen-Schaltung zur Verfügung stehen. An dem Kondensator C4 lässt sich
über die Schottky-Diode D4 der Speicherkondensator C6 auf etwa die dop-
pelte Betriebsspannung aufladen und an dem Kondensator C5 kann man in
etwa die dreifache Betriebsspannung abgreifen. Als Verlust muss man je-
weils die Flusspannungen der in reiheliegenden Schottky-Dioden von der
doppelten bzw. dreifachen Betriebsspannung abziehen.
Die RGB-Schaltspannung wird wieder direkt aus den negativen Vertikal-
Synchronimpulsen gebildet und auch wieder durch eine grüne LED auf
max. 2,5V begrenzt.
Die Transistorschaltung zur Synchron-Signal-Mischung wurde hier durch ein
XOR Gatter (IC1/3) ersetzt. Damit das zu erzeugende Composite-Synchron-
Signal eine negative Polarität besitzt, muss das Ausgangssignal des XOR
Synchron-Signal-Mischers noch mit dem verbleibenden XOR-Gatter (IC1/4)
negiert werden.
Damit man auch noch ein Composite-Video-Signal am SCART-Anschluss ein-
speisen kann, um z.B. die BIOS-Meldungen per TV-Out darstellbar zu
machen, wurde der Widerstand zur Synchron-Pegelanpassung als eine Reihen-
schaltung von zwei 330 Ohm Widerständen (R1 und R2) realisiert. Jetzt
kann man den Verbindungspunkt der beiden Widerstände einfach nach Masse
kurzschließen, so dass keine eventuell vorhandenen Composite-Synchron-
Impulse stören und statt dessen direk ein Composit-Video-Signal am
SCART-Anschluss Pin 20 eingespeist werden kann. Damit dies richtig
funktioniert, muss außerdem zusätzlich die RGB-Schaltspannung am SCART-
Anschluss Pin 16 nach Masse kurzgeschlossen werden.
Als Verbindungskabel zwischen VGA-Ausgang und SCART/RGB-Eingang kann man
entweder relativ teures Spezialkabel mit einzelnen Coaxial-Leitungen für
die RGB- und Synchron-Signale oder einfach ein preiswertes, abgeschirmtes
Cat.5 STP-Patchkabel aus der Netzwerktechnik verwenden. Obwohl Cat.5
Kabel sogenannte symmetrische Leitungspaare mit ca. 100 Ohm Wellen-
widerstand beinhalten und für die Video- und Synchron-Signale sogenannte
unsymmetrische Coaxial-Leitungen mit 75 Ohm Wellenwiderstand benötigt
werden, sind Cat.5 Kabel für Verbindungslängen bis zu mehreren 10m
bestens für Videosignale mit ca. 15MHz geeignet.
Die elektronischen Bauteile lassen sich am besten in einem einfachen,
universellen SCART-Adapter mit einer S-Video-Buchse und eventuell auch
noch den Audio-Cinch-Buchsen für das Line-Out-Signal einer Sound-Karte
verwenden, wobei ein vorhandener IN/OUT-Umschalter des SCART-Adapters
jetzt zur 16:9/4:3-Umschaltung der AV-Schaltspannung verwendet werden
kann. Die vorhandene S-Video-Buchse wird mit einem ensprechend beschal-
teten (zusätzlichen Masse-Kurzschlussverbindungen) Adapter-Kabel als
Composite-Video-Eingang verwendet.
Bei der Einstellung der Parameter der Grafikkarte muss man einige Erfor-
dernisse des PAL-Standards berücksichtigen:
Zeilen- bzw. Horizontal-Frequenz = 15,625kHz oder 64µs
(Halb-)Bild- bzw. Vertikal-Frequenz = 50Hz oder 20ms
Zeilenanzahl = 625 Zeilen im Zeilensprung- bzw. Interlaced-Verfahren
Diese Werte müssen so genau wie möglich eingehalten werden. Damit sind
dann auf einem 4:3 TV-Gerät sichtbare Auflösungen von bis zu 768x576
Bildpunkten und bei einem 16:9 TV-Gerät von bis zu 1024x576 sinnvoll
realisierbar.
Bei nVidia-Grafikkarten, kann man die benötigten Einstellungen direkt im
Treiber vornehmen. Zusätzlich muss man unter Windows einen entsprechenden
"Monitor-Treiber" installieren. Dies ist aber kein wirklicher Treiber mit
irgendwelchem ausführbaren Programmcode, es ist einfach eine INF-Datei,
die bestimmte Registry-Einträge erzeugt. Für ein 4:3 PAL TV-Gerät hat
diese INF-Datei folgenden Inhalt:
; PAL-TV.INF
;
; Version 0.2
;
; This is the setup information file for PAL-TV devices
; VGA-SCART/RGB connected at a nVidia GeForce:
;
; Copyright (c) 2006 by Rimini at www.forumdeluxx.de
;
[Version]
Signature="$CHICAGO$"
Class=Monitor
Provider=%PAL-TV%
; Manufacturer Section
;-----------------------------------------------
[Manufacturer]
%PAL-TV%=PAL-TV
; Manufacturer Name Section
;-----------------------------------------------
[PAL-TV]
%SCART-RGB%=SCART-RGB, MonID_SCART-RGB
; Install Section
;-----------------------------------------------
[SCART-RGB]
DelReg=DCR
AddReg=SCART-RGB.Add, 720
; Common AddReg Section
;-----------------------------------------------
[DCR]
HKR,MODES
HKR,,MaxResolution
HKR,,DPMS
HKR,,ICMProfile
[720]
HKR,,MaxResolution,,"720,576"
; Model AddReg Section
;-----------------------------------------------
[SCART-RGB.Add]
HKR,"MODES\720,576",Mode1,,"15.0-16.0,45.0-55.0,-,-"
; User visible strings
;-----------------------------------------------
[Strings]
PAL-TV="PAL-TV"
SCART-RGB="SCART-RGB"
Dann kann man direkt im nVida Treiber einen PAL-TV Modus, der eigentlich
für HDTV-Geräte gedacht ist, bei unter "Erweitertes Timing" einstellen:
Bei ATI-Grafikkarten geht das leider nicht so einfach, hier muss man das
Tool PowerStrip (http://www.entechtaiwan.com/util/ps.shtm) verwenden. Da-
für braucht man den obigen "Monitor-Treiber" nicht zu installieren, die
ATI-Treiber verwenden die darin enthaltenen und der Registry hinzuge-
fügten Parameter einfach nicht. In PowerStrip wählt man unter Anzeige-
Profil "Erweiterte Timing Optionen..." und dort dann "Angepasste Auf-
lösungen". Dort findet man in der Liste der vordefinierten Auflösungen
die Auflösung "720x576p (EIA/CEA-861B)" mit den Parametern für ein Non-
Interlaced PAL Signal (progressiv). Bei den Parametern muss man deshalb
das Häckchen bei "Interlaced" von Hand setzen und die Vertikal-Frequenz
von 50Hz auf 25Hz herabsetzen. Klickt man jetzt auf "Auflösung hinzu-
fügen", sollte man die Meldung bekommen, dass der Treiber diese Auflösung
akzeptiert hat und ob man jetzt zu dieser Auflösung wechseln möchte.
Klickt man auf "OK" wird diese neue Auflösung eingestellt und man hat
15 Sekunden Zeit, um die Beibehaltung der Auflösung zu bestätigen.
Manchmal ist man blind, man kann auch über die Zwischenablage direkt die passenden
Timing-Werte in die "Erweiterten Timing-Optionen" von PowerStrip über das mittlere Icon
(zwischen den Buttons unten) einfügen. Einfach die nachfolgenden Werte markieren und
in die Zwischenablage kopieren und von dort dann in PowerStrip einfügen (eventuell
vorher erstmal in einer Text-Datei speichern):
PowerStrip timing parameters:
720x576=720,16,64,64,576,5,5,39,13500,15
Generic timing details for 720x576:
HFP=16 HSW=64 HBP=64 kHz=16 VFP=5 VSW=5 VBP=39 Hz=25
VESA detailed timing details:
PClk=13500,00 H.Active=720 H.Blank=144 H.Offset=0 HSW=64 V.Active=576 V.Blank=49 V.Offset=5 VSW=5
Linux modeline parameters:
"720x576" 13,500 720 736 800 864 576 581 586 625 interlace -hsync -vsync
Alle diese Einstellungen muss man entweder mit einem zusätzlich an einen
anderen Grafikkarten-Anschluss (z.B. DVI) angeschlossenen Monitor machen
oder man kann dies über eine Remote-Verbindung von einem anderen PC in
einem Netzwerk tun. Die Windows XP Pro eigene Remote-Desktop-Verbindung
lässt jedoch keine Veränderung der Grafikkarten-Einstellungen zu, so dass
man hier auf RADMIN (www.radmin.com) zurückgreifen muss. Mit VNC würde
das auch funktionieren, nur geht leider bei Veränderung der Display-
Einstellungen die VNC-Verbindung verloren und muss dann jedesmal wieder
neu hergestellt werden.
Da öfters die Frage nach Bilschirm-Fotos, die den Unterschied zwischen normaler TV-Out
Darstellung per S-Video oder Composite-Video und VGA-SCART/RGB deutlich machen,
hier ein Link zu einer schwedischen Seite:
http://www.nada.kth.se/~feldt/vgascart/
Es ist leider nicht einfach solche Bildschirm-Fotos mit einfachen Digital-Kameras
zu machen, aber der Unterschied ist doch deutlich sichtbar.
Viel Erfolg
Rimini
P.S.: Nach soviel Theorie und wegen einiger Anfragen folgt jetzt eine Dokumentation,
wie ich das praktisch realisiere.
Für das universelle VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel müssen ja einige elektronische
Bauelemente irgendwie und irgendwo untergebracht werden, was auch noch halbwegs
professionell aussehen soll. Da in der Schaltung neben dem eigentlichen SCART-Stecker
zum Anschluss an ein TV-Gerät und eventuell den Cinch-Buchsen für die Zuführung
der Audiosignale und eventuell auch noch einer S-Video-Buchse für das optionale
Composite-Video-Signal neben den elektronischen Bauelementen auch ein Umschalter
für die AV-Schaltspannung vorhanden ist, ist es naheliegend einen handelsüblichen
universellen SCART-Adapter dafür zu verwenden. Solche Adapter enthalten einen
dreipoligen Umschalter für die Signalrichtung (INPUT/OUTPUT) der drei am SCART-
Anschluss umzuschaltenden Signale (für Video, Audio links und Audio rechts):
Diese universellen SCART-Adapter gibt es in den verschiedensten Größen,Ausführungen
und Preisklassen. Wichtig wäre es, dass der Adapter zerstörungsfrei geöffnet werden
kann, möglichst viel freien Innenraum hat und vollständig "demontierbar" ist, sowie
eine 21-polig vollbelegte SCART-Stecker hat. Die ersten beiden Kriterien erfüllen
die beiden oben abgebildeten Adapter, aber nach dem Öffnen sieht man, dass man
mit dem etwas größeren der beiden Adapter Probleme beim "demontieren" hat.
Der Umschalter ist hier auf einer kleinen Leiterplatte "fest" mit den Buchsen
"verbunden" und verschaltet. Ursprünglich war diese größere Ausführung mal
wie die kleinere "handverdrahtet" aufgebaut, aber irgendwann hat dann der
Hersteller rationalisiert.
Am besten bringt man die elektronischen Bauteile der Schaltung auf einer speziellen
Leiterplatte unter, was aber hier nicht unbedingt lohnt (nur wenige "einfache"
Verbindungen der Bauelemente untereindander) und wegen des geringen zur
Verfügung stehenden Innenraumes in den SCART-Adaptern auch nicht besonders
sinnvoll ist. Besser/zweckmäßiger ist es da, ein kleines Stückchen Universal-Lochraster-
Leiterplatte zu nehmen. Damit die "Leitungsführung" auf der "Leiterplatte" möglichst
kreuzungsfrei ist, musste die Schaltung etwas "umgezeichnet" werden:
Es wurden nur die XOR-Gatter Zuordnungen bzw. deren Eingänge teilweise vertauscht,
was die funktionsweise der Schaltung nicht verändert. Zusätzlich wurden die beiden
Umschalter S1/2 und S1/3 mit eingezeichnet. Sie dienen im Gesamtaufbau als "Lötstützpunkte"
für einige elektronische Bauelemente, die so nicht mehr auf der Leiterplatte unterzubringen
waren. Außerdem wurde der Widerstand R4 von 150 Ohnm auf 75 Ohm verringert, was eine
etwas höhere RGB-Schaltspannung von ca. 1,66V ergibt. Dies wurde notwendig, da in
einer Kombination von PC-Grafikkarte und TV-Gerät dieses trotz normgerechter RGB-
Schaltspannung von ca. 1,25V nicht zuverlässig in den RGB-Mode schaltete. Der
verringerte Widerstand hat nun zur Folge, dass eine normale LED als Spannungsbegrenzer
im Extremfall überlastet wird, so dass statt dessen jetzt eine 2,7V Z-Diode der
Spannungsbegrenzung dient.
Mit dieser Schaltung kann man jetzt ein einfach zu realisierendes "Leiterplatten-Layout"
entwerfen:
Die eigentliche "Leiterplatte" ist nur das kleine, dick-weiß umrandete Rechteck
und schon die Bauelemente R1, R4 und D3 sind nur mit einem Anschluss auf
dieser "Leiterplatte" verlötet. Wegen des geringen zur Verfügung stehenden
Platzes müssen teilweise bis zu drei Bautelanschlüsse gleichzeitig in ein Bohrloch
"gezwängt" werden. Anders bekommt man das sonst nicht in den kleinen SCART-
Adapter.
Zunächst muss man den SCART-Adapter vollständig in seine Einzelteile zerlegen, um
an den dreipoligen Umschalter zur Weiterverwendung zu kommen. Auch muss man
erstmal sämtliche Kontakte aus dem SCART-Stecker entfernen und erhält damit
10 unbenutzte Kontakte und 10 Kontakte mit einem Stückchen Schaltlitze. Nicht
die drei Stückchen einzelne Schaltlitze wegwerfen, die kann man so auch noch
weiterverwenden.
Damit ja keines der Kleinteile verlorengehen, sollte man jetzt das Cat.5 Kabel mit
den SCART-Kontakten für die RGB-Signale und deren Masseverbindungen versehen.
An den Massekontakt des Blau-Signals kommt gleich noch ein Stückchen Schaltlitze,
so dass man später die Masseverbindung zur restlichen Schaltung herstellen kann.
Von der Leiterplatte mit den Buchsen muss man die nicht benötigte gelbe Cinch-
Buchse auslöten und ein Anschlussloch kann man auf ca. 2,5mm Durchmesser
aufbohren. Durch diese Loch kann man jetzt einen üblichen 2,4mm Kabelbinder
fädeln und damit das Cat.5 Kabel befestigen, so dass dieses später im zusammen-
gebauten Zustand nichtmehr verdreht oder herausgerissen werden kann.
Den SCART-Stecker mit den restlichen, in der Schaltung benötigten SCART-
Kontakten komplettieren, wozu man die Kontaktenmit dem Stückchen Schaltlitze
verwendet.
Das andere Ende das Cat.5 Kabels an einen VGA-Stecker löten und nicht die
Massebrücken und die Abschirmung des Cat.5 Kabels auf der VGA-Seite dabei
vergessen. Fertig ist das "Rohgebilde" aus VGA-Stecker, Cat.5 Verbindungskabel
und SCART-Stecker
Alle elektronischen Bauteile in der Übersicht, einschließlich dem Stückchen Lochraster-
Leiterplatte zum Größenvergleich:
Die unterschiedliche Bauform der Elektrolyt-Kondensatoren ist wegen der beengten Platz-
verhältnisse notwendig und die unterschiedliche Spannungsfestigkeit unbedeutend, solange
diese größer/gleich 16V beträgt.
Und die dazugehörige Stückliste mit Bestellinformationen:
Code:
Reichelt-Elektronik (www.reichelt.de)
=====================================
Bauelement - Bestellbezeichnung (Kurzbeschreibung)
-------------------------------------------------------------------------------------------
IC1 - 74HC 86 (4xEXCL.OR 2xEINGANG)
C1 - RAD 10/35 (Elektrolytkondensator, 5x11mm, RM 2,0mm)
C2, C3 - Z5U-2,5 100N (VIELSCHICHTKONDENSATOR)
C4, C5, C6 - SM 10/16RAD (Subminiatur-Elko, radial, 10µF/16Volt)
R1, R2 - 1/4W 330 (Kohleschichtwiderstand 1/4W, 5%, 330 Ohm)
R3 - 1/4W 10K (Kohleschichtwiderstand 1/4W, 5%, 10 K-Ohm)
R4 - 1/4W 75 (Kohleschichtwiderstand 1/4W, 5%, 75 Ohm)
D1, D2, D3 - BAT 85 (30V/0,2A/SI-SCHOTTKY-D)
D4 - 1N 4148 (DIODE)
D5 - ZF 2,7 (Z-DIODE 0,5W)
X1 - HD 15M (D-SUB-Stecker, High Density, 15-polig, gerade)
und
KAPPE 09PM (D-SUB-Kappe f. 9-polig D-Sub, lange Schrauben)
Cat.5 S-FTP Kabel - PATCHKABEL 05/1/2/3/5/10/15/20/30 GR/RT/GN/BL/GE
(0,5/1,0/2,0/3,0/5,0/10/15/20/30m Cat.5-Kabel grau/rot/grün/blau/gelb)
X2 - SEC 20 (SCART-Stecker, 21-polig für Rundkabel)
Conrad-Electronic (www.conrad.de, www.conrad.at oder conrad.ch)
===============================================================
Bauelement - Artikel-Nr. (Produktbezeichnung)
-------------------------------------------------------------------------------------------
IC1 - 164178 (74 HC 00 DIP ersatzweise, da 74HC86 nicht verfügbar)
C1 - 446126 (KONDENSATOR RADIAL CD110PT 10 µF 35 V)
C2, C3 - 453099 (KONDENSATOR 0,1 µF KDPU 2,54 MM)
C4, C5, C6 - 460524 (MINI EL KONDENSATOR 10 µF 25V -40/105 GR)
R1, R2 - 403199 (WIDERSTAND KOHLE 0,25 W 5% 330R BF 0207)
R3 - 403377 (WIDERSTAND KOHLE 0,25 W 5% 10K BF 0207)
R4 - 403121 (WIDERSTAND KOHLE 0,25 W 5% 82R BF 0207
ersatzweise, da 75 Ohm nicht verfügbar)
D1, D2, D3 - 153010 (DIODE BAT 43 ersatzweise, da BAT85 nicht verfügbar)
D4 - 162280 (DIODE 1N4148 500MW)
D5 - 180025 (ZD 500 MW 2,7 V
bei den technischen Daten steht fälschlicherweise 1,7V)
X1 - 742716 (SUB D STIFTLEISTE 15 POL 3-REIHIG)
und
715968 (FLIP TOP HAUBE FÜR D-SUB 9-POLIG)
Cat.5 S-FTP Kabel - 982645/982646/982647/982648/982649/982650
(PATCHKABEL CAT.5 SFTP SCHWARZ 0,5/1/3/5/10/20 M)
X2 - 741787 (AV-STECKVERBINDUNG SCART)Da es z.Z. keinen Lieferanten für einen verwendbaren SCART-Adapter gibt, ist nur
ein SCART-Stecker angeführt.
Jetzt geht es endlich mit der Elektronik los:
1. Der Elko C6 (10µF/16V), die Universal-Diode D4 (1N4148) und die Z-Diode D5
(2,7V/0,5W) werden direkt an den dreipoligen Umschalter gelötet.
2. Auf dem Stückchen Lochraster-Leiterplatte wird zuerst der Kondensator C3
(100nF/50V) eingesetzt und dessen Maseanschluss so geformt, dass dieser an
der Außenkante der Leiterplatte entlangführt und dann wieder durch ein Loch
in der Leiterplatte zur Bauelementeseite unterhalb der später einzusetzenden
integrierten Schaltung herausgeführt wird.
3. Jetzt kann man die Integrierte Schaltung IC1 (74HC86) einsetzen und die
restlichen Bauelemente, die vollständig auf der Leiterplatte liegen, bis auf die
drei Elkos C1, C4, C5 einsetzen.
4. Die Schottky-Diode D3 (BAT85) einseitig in das vorgesehene Loch stecken und
ein Stückchen Schaltlitze an der Stelle des Pluspols von C5 einsetzen, erst dann
kann man die drei Elkos C1, C4 und C5 (10µF/25V) einlöten.
5. Auf der Rückseite aus den Anschlussdraähten der Bauelemente die notwendigen
Verbindungen herstellen und verlöten.
Jetzt kann man die beiden getrennten Teile, den dreipoligen Umschalter mit den
angelöteten Bauteilen und das Stückchen bestückte Leiterplatte, zusammenfügen.
Dazu verlötet man das Stückchen Masseleiter, das unter der integrierten Schaltung
IC1 herausgeführt wurde, mit dem Schalter, lötet die freien Enden der Diode D3
und des Stückchen Schaltlitze an den Schalter. Den Widerstand R4 (75 Ohm)
kann man jetzt auch einsetzen und erstmal nur einseitig an den Schalter löten.
Dieses Gebilde kann nun in das Plastegehäuse des SCART-Adapters eingepasst werden
und man erkennt gut, wie eng das ist. Deshalb ist z.B. für die Elkos C1, C4 und
C5 unbedingt die Subminiatur-Bauformen notwendig.
Zum weiteren Komplettieren muss man jetzt das Kabelende mit dem SCART-Stecker und
der Leiterplatte mit den Audio-Cinch und der S-Video Buchse in das Plasteteil einpassen.
Aber so ganz passt das nicht zusammen, deshalb muss man von der Leiterplatte mit
den Buchsen ein kleines Stückchen dort enfernen, wo sich die Lochraster-Leiterplatte
mit der Elektronik befindet. Mit etwas Geschick bekommt man die beiden noch offenen
Adern für die Synchron-Signale vom VGA-Anschluss in die entsprechenden Löcher auf
der Lochraster-Leiterplatte und kann sie dann endgültig anlöten. Jetzt kann man auch
die noch fehlenden Widerstände R1 und R2 bestücken und zunächst erstmal die
Litzenenden von den SCART-Anschluss Pin 8 für dieAV-Schaltspannung, Pin 16 für
die RGB-Schaltspannung und Pin 20 für das Composite-Synchronsignal entsprechend
anlöten, bevor man den SCART-Stecker endgültig in dem Plasteteil positioniert.
Jetzt fehlt nur noch die Verschaltung der drei Audio-Signale vom SCART Pin 2, 4
und 6, sowie die vier Masse-Verbindungen zu den SCART Pin 5 (gleichzeitig Blau-Masse),
14, 17 und 18. Es sieht zum Schluss nicht nur "unübersichtlich" aus, das ist es auch.
Deshalb ist es eine gute Idee, in diesem Zustand schonmal einen ersten Funktionstest
zu machen.
Wenn das soweit alles funktioniert, kann man das Plastegehäuse des SCART-Adapters
wieder komplett verschließen und nochmals einen Funktionstest machen. Bei dem
gedrängten Aufbau weiß man nie, ob nicht doch ein Draht beim Zusammenfügen der
beiden Plasteteile abreißt.
Damit ist die mühsame Arbeit beendet.
Wer sich das Löten eines solchen VGA-SCART/RGB Adapter-Kabels nicht selber zutraut,
kann mich danach per "Privater Nachricht" fragen. Ich fertige auf Nachfrage gerne das
universelle VGA-SCART/RGB Adapter-Kabel einschließlich dem optionalen Composite-Video
Kabel und einem 3,5mm Stereo-Klinken-/Cinch-Stecker Kabel für das Audio-Signal in den
Längen von ca. 1,5m/2,5m/5m für 15,00€/17,50€/20,00€ zzgl. 5,00€ Verpackung und Versand.
Bitte nur übliche privat benötigte Mengen anfragen, eine "Massenproduktion" will und
kann ich nicht machen.
Zuletzt bearbeitet:
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