импульса, что и используется, в частности, при формировании изображения игроков в игре "Хоккей". (Штриховой линией обозначен выходной импульс при минимальном сопротивлении резистора R1.)

Формирователи коротких импульсов

Для формирования коротких импульсов в играх применяются два метода: дифференцирование входных импульсов и формирование импульсов с помощью логических схем. На рис. 23 приведена схема формирователя короткого импульса по фронту и срезу входного сигнала обеих полярностей. Возможности изменения длительности выходного сигнала в таких устройствах ограничены. Наибольшее применение такие формирователи находят в устройствах запуска после-довательностных устройств.

*в п1 kij6/ihi

выхвз i

выход г

Рис. 23. Формирование коротких импульсов с помощью дифференцирующих цепей и временные диаграммы при положительном и отрицательном входных сигналах

ЩГ\е выхое

д1.1{выва8 !)

:с1 !вп

Рис. 24. Принципиальная схема формирователя коротких импульсов на элементах И - НЕ и временная диаграмма его работы

л}-к!у5лаз

vd1 ~$.

в1\{вы8о0 5)

Рис. 25. Принципиальная схема универсального формирователя коротких импульсов и временная диаграмма его работы

Рис. 26. Принципиальная схема формирователя импульсов с запуском от кнопочного переключателя и временная диаграмма его работы

Логические формирователи коротких импульсов позволяют изменять длительность выходного сигнала. На рис. 24 представлена схема формирователя на элементах И - НЕ. В исходном состоянии в отсутствие входного сигнала на выходах элементов D1.1 и D1.2 поддерживается напряжение высокого уровня. В момент появления положительного перепада напряжения переключается элемент D1.2, а элемент D1.1 переключается с задержкой, обусловленной разрядкой конденсатора С1. По мере разрядки конденсатора С1 напряжение на

входе элемента D1.2 (вывод 4) становится меньше порогового, и на выходе D1.2 вновь устанавливается напряжение высокого уровня. Длительность сформированного импульса можно увеличивать, увеличивая время разрядки конденсатора С1. Формирователь вырабатывает импульсы длительностью от 20 не до десятых долей миллисекунды. Длительность импульса можно рассчитать по формуле

Ти = 0,1 С1

где tii, не; С1, пф.

На рис. 25 показаны схема универсального формирователе коротких импульсов и его временная диаграмма. Длительность выходных импульсов может составлять от 90 не до нескольких миллисекунд. Особенностью устройства является включение диода VD1 и конденсатора С1. В отсутствие сигнала элементы D1.1 и 01,2 закрыты, конденсатор С1 заряжен, диод V01 открыт. В момент прихода положительного перепада на выходе элемента 01.2 устанавливается напряжение низкого уровня, а на выходе D1.1 держится напряжение высокого уровня, обусловленное разрядкой конденсатора С1 через входное сопротивление элемента D1.1, так как диод VD1 в это время закрыт входным сигналом. Конденсатор С1 разряжается в этом случае гораздо медленнее, чем в схеме на рис. 24. В дальнейшем элемент D1.2 опять переключается. На выходе формируется короткий отрицательный импульс, длительность которого определяется по формуле

где нc; С1, пф.

В телевизионных играх управление часто осуществляется с помощью кнопочных переключателей. При срабатывании механических контактов таких переключателей происходит дребезг контактов, т. е. многократный переход в течение короткого времени из замкнутого состояния в разомкнутое. Это приводит к формированию пачки импульсов вместо требуемого одиночного импульса, что в большинстве случаев недопустимо. Для исключения этого неприятного явления используют формирователи одиночных импульсов с запуском от кнопочного переключателя. Такой формирователь может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. 26.

На элементах D1.1, D1.2 выполнен "укоротитель" импульсов, на элементах D1.3, D1.4 - асинхронный RS-триггер. При нажатии переключателя ST его контакты размыкаются, на входе элемента D1.1 устанавливается напряжение высокого уровня, а "укоротитель" формирует серию коротких импульсов, первый из которых устанавливает RS-триггер в единичное состояние. Дальнейшее удерживание переключателя в разомкнутом состоянии не изменяет состояние триггера. Конденсатор С1 в этот промежуток времени устраняет возможные импульсные помехи по входу элемента D1.1. При отпускании переключателя S1 также проходит серия импульсов, но RS-триггер продолжает находиться в состоянии логической единицы, В исходное состояние он возвращается импульсом "Уст. О", который вырабатывается значительно позже момента отпускания переключателя. Если же, наоборот, импульс "Уст. О" опережает момент отпускания (при длительном удерживании S1 в нажатом состоянии), то триггер успевает вернуться в нулевое состояние и при отпускании переключателя происходит повторный запуск. Временная диаграмма работы устройства при коротком цикле нажатия-отпускания переключателя S1 показана на рис. 26.

Блок питания

Принципиальная схема блока питания, предназначенного для использования в телевизионных игровых приставках, приведена на рис. 27. Блок питания состоит из трансформатора Т1, двух выпрямителей на диодах VD1 - VD4 и VD5 - VD8, стабилизатора отрицательного напряжения -5,6 В на транзисторе VT1 и стабилизатора положительного напряжения +5 В на транзисторах VT2, VT3. Источник питания микросхем игровых приставок обеспечивает напряжение 5 В при токе 600 мА с уровнем пульсаций не более 10 мВ. Стабилизатор напряжения 5 В защищен от перегрузок и короткого замыкания в нагрузке. Ток срабатывания защиты определяется сопротивлением резистора R2 и равен примерно 1 А. Высокая эффективность стабилизации напряжения 5 В обусловлена применением дополнительного источника - 5,6 В для питания стабилитрона VD9. Регулировка блока питания заключается в установке напряжения 5 В на выходе блока при токе 600 мА резистором R4.

В блоке питания использован унифицированный трансформатор Т1 ТС-25. Его можно изготовить самостоятельно, намотав на сердечнике ШЛ16Х32. Обмотка I содержит 1350 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31, обмотки II и III по 50 витков того же провода диаметром 0,62. В блоке питания применены также конденсаторы С1, СЗ, С4 типа К50-6, резистор R4 СП5-2.

При использовании блока питания следует учитывать, что ток потребления игровой приставки "Хоккей" составляет около 200 мА, а приставки "Скачки" - 550 мА, поэтому должно быть предусмотрено переключение источника питания при переходе с одной игры на другую.

При применении транзистора VT2 другого типа, возможно, потребуется подбор резистора R3. Транзистор VT2 должен быть установлен на радиаторе с эффективной площадью охлаждения не менее 150 см2.

Вывод информации на экран телевизора

Под информацией в. данном случае понимается выводящееся на телевизионный растр изображение характерных игровых ситуаций. Кроме того, в игре "Хоккей" для обеих команд на экран выводится знаковая (цифровая) информация о счете голевых моментов.

Изображение формируется так называемым дискретным методом синтеза телевизионных сигналов. Другими словами, растр по горизонтальной X и вертикальной Y осям разбивается на большое число дискретных элементов достаточно малого размера и с помощью полученных площадок компонуются любые сложные изображения. При данном методе синтеза телевизионных сигналов большое значение имеет выбор шага дискретизации по оси, т. е. максимальное число дискретных элементов, которое расположено по длине одной строки. Необходимо использовать такой шаг дискретизации, который бы не ухудшал восприятие сформированного изображения. Требования к четкости горизонтального и вертикального разложения одинаковы, поэтому достаточно иметь шаг дискретизации по горизонтали равным шагу дискретизации по вертикали. При дискретизации растра частота задающего генератора должна быть удобной для деления ее триггерным двоичным делителем на целое число, а полученные элементы изображения (площадки) должны иметь отношение сторон, близкое к единице.

"2га ъ

Рис. 27. Принципиальная схема блока питания

У* Sj «2 ff г Ma

Рис. 28. Логическая схема формирования вертикальной и горизонтальной линий Рис. 29. Принцип формирования вертикальной и горизонтальной линий

Синтез телевизионных изображений осуществляется с применением наборов (сеток) сигналов X и Y (линейныецифровые развертывающие функции). Такие сетки вырабатывают двоичные счетчики, работающие без перекодировки внутренних состояний.

На рис. 28 поясняется принцип формирования одной вертикальной и одной горизонтальной линии. Как видно из рисунка, двоичный счетчик формирования сетки сигналов по горизонтали производит последовательный счет тактовых импульсов, двоичный счетчик формирования сетки сигналов по вертикали - аналогичный счет строчных синхроимпульсов. Использование построчной (прогрессивной) развертки с числом строк, равным 312, значительно упрощает реализацию синтезирующего устройства, практически без снижения качества изображения.

Таким образом, выбор соответствующего набора сигналов х определяет положение вертикальной линии по горизонтали, а выбор сигналов у - положение горизонтальной линии по вертикали. На рис. 29 приведена логическая схема формирования вертикальной и горизонтальной линий.