VGA do composite w TV – schemat konwertera AD724, CXA1645, pasywny i aktywny

Pytanie

jak VGA połączyć z composite w TV,schemat

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Nie da się poprawnie połączyć VGA z composite (CVBS) samym kablem – wymagany jest konwerter aktywny.
• Najprościej: gotowe pudełko „VGA → AV (RCA/S‑Video)”.
• Jeśli koniecznie „schemat”: użyj klasycznego enkodera wideo (np. AD724/CXA1645) + prawidłowe timingi 15 kHz (PAL/NTSC). Poniżej podaję dwa schematy: 1) edukacyjny, pasywny (tylko czarno‑biały, bez gwarancji działania), 2) poprawny, z enkoderem.

Kluczowe punkty:

• VGA: RGB 0…0,7 V, osobne H/V‑Sync, fH ≈ 31,5 kHz (np. 640×480@60).
• Composite: 1 Vpp/75 Ω, z przeplotem, fH ≈ 15,6 kHz (PAL) lub 15,734 kHz (NTSC), impuls synchronizacji w tym samym przewodzie co wideo.
• Konieczne: skalowanie do 480i/576i, kodowanie koloru i wstawienie synchronizacji.

Szczegółowa analiza problemu

• Różnice standardów:
  • VGA przesyła trzy składowe analogowe (R/G/B) plus H‑Sync i V‑Sync jako sygnały TTL. Monitor sam składa obraz.
  • Composite (CVBS) oczekuje jednego przewodu, w którym są jednocześnie: luminancja Y, chrominancja C (podnośna koloru), puste poziomy (blanking) oraz impulsy H/V. To inny „język” i inne częstotliwości.
• Co z tego wynika:
  • Trzeba zredukować rozdzielczość i częstotliwości do standardu telewizyjnego (15 kHz, 50/59,94 Hz), przeplotu oraz zakodować kolor na podnośnej (PAL 4,43361875 MHz lub NTSC 3,579545 MHz).
  • Pasywne „kabelki VGA→RCA” działają tylko w bardzo specyficznych przypadkach kart z trybem TV‑Out na pinach VGA lub dadzą jedynie niestabilny, czarno‑biały zarys obrazu – to nie jest poprawne rozwiązanie.
• Dwa praktyczne warianty:
  1. Gotowy konwerter „VGA→AV” (zasilany z USB/5 V). W środku jest skaler + enkoder TV. To najbardziej niezawodny sposób.
  2. DIY: enkoder TV (np. AD724 lub Sony CXA1645) + źródło VGA, które POTRAFI podać timingi 15 kHz (np. specjalne modeline’y/„CRT Emudriver”). Bez 15 kHz sam enkoder nie zadziała – potrzebny byłby dodatkowo skaler lub FPGA.

Schemat 1: EDUKACYJNY „pasywny” (tylko B/W, do eksperymentów)

Uwaga: generuje przybliżoną luminancję, brak koloru, wymaga ustawienia bardzo niskich rozdzielczości i czasem zmodyfikowanych timingów. Tylko do testów – nie gwarantuje pracy.

          (VGA)                           (CVBS)
R (pin 1) --[1.0 kΩ]--+                   +----→ VIDEO OUT (RCA, żółte)
G (pin 2) --[560 Ω ]--+----o  Y≈0.3R+0.59G+0.11B
B (pin 3) --[2.2 kΩ]--+     |             (czarno-biały)
                       |    |
HSync (13) --[470 Ω]---+----+ 
VSync (14) --[470 Ω]---+    | 
GND (5/6/7/8/10) -------------+----→ masa RCA
Dobrze dodać: kondensator sprzęgający 100–220 nF szeregowo na wyjściu Y,
rezystor 75 Ω do masy po stronie TV (wejścia kompozytowego i tak są 75 Ω).

Co się dzieje: rezystorowy sumator przybliża luminancję, a sygnały H/V „dowiązują” poziomy synchronizacji. Koloru brak (brak podnośnej). Stabilność i kompatybilność – loteria.

Schemat 2: POPRAWNY – z enkoderem TV (przykład blokowy AD724/CXA1645)

To podejście daje kolorowy, zgodny sygnał CVBS. Wymaga timingów 15 kHz z karty.

Blokowy:

[VGA: R,G,B, H, V] → [terminacja 75 Ω + AC coupling] → [Enkoder TV PAL/NTSC]
                                              HS,VS → [wejścia sync enkodera]
                [kwarc 3.579545 MHz (NTSC) lub 4.433619 MHz (PAL) do enkodera]
                 Wyjścia: CVBS (i opcjonalnie Y/C) → [RCA 75 Ω + C sprzęgający]
                                              Zasilanie 5 V + filtracja

Przykładowe połączenia (koncepcyjnie):

• Wejścia wideo:
  • R (VGA pin 1) → 75 Ω do masy (terminacja) → kond. 100 nF → wejście R enkodera.
  • G (VGA pin 2) → 75 Ω → 100 nF → wejście G enkodera.
  • B (VGA pin 3) → 75 Ω → 100 nF → wejście B enkodera.
  • Uwaga: większość enkoderów wymaga zdefiniowanego punktu pracy DC (bias). Zwykle układ sam go ustala wg noty, czasem potrzebne dzielniki/bufory – trzymać się aplikacji z datasheet.
• Synchronizacja:
  • Jeśli enkoder przyjmuje H i V – podać bezpośrednio (po dopasowaniu poziomów do 3,3/5 V TTL).
  • Jeśli wymaga CSync – zsumować H i V (prosta logika 74HC86/74HC00 lub mały CPLD). Najpewniej wg schematu z noty aplikacyjnej danego układu.
• Generator podnośnej koloru:
  • NTSC: rezonator/kwarc 3,579545 MHz.
  • PAL: 4,43361875 MHz.
  • Niektóre układy dopuszczają zewnętrzny oscylator CMOS – trzymać się noty.
• Wyjście CVBS:
  • Pin CVBS enkodera → szeregowo 75 Ω → kond. elektrolit 220 µF (lub 100 µF) → gniazdo RCA (Video). Masa wspólna.
  • Opcjonalnie prosty filtr dolnoprzepustowy wg noty (eliminuje aliasing i szumy koloru).
• Zasilanie i EMC:
  • Enkoder 5 V (często 5 V ±5%), filtracja: 100 nF przy każdym pinie zasilania + 10 µF na gałęzi. Prowadzić masy wideo szeroką płaszczyzną, krótkie ścieżki sygnałów.

Wymogi krytyczne:

• Źródło VGA MUSI podawać 15,625 kHz (PAL) lub 15,734 kHz (NTSC) i przeplot. Standardowe 31,5 kHz z PC nie zadziała – telewizor nie zsynchronizuje się, a enkoder nie „złoży” ramki poprawnie.
• Jeśli nie możesz wymusić 15 kHz na karcie, potrzebujesz SKALERA (ramka w dół + interlace), a dopiero potem enkodera. To jest właśnie to, co robią gotowe konwertery pudełkowe.

Aktualne informacje i trendy

• W praktyce rynek przeszedł na HDMI; gotowe „VGA→AV” nadal są dostępne, ale coraz częściej prościej jest: VGA→HDMI (aktywny) + HDMI→AV (aktywny), jeśli nie znajdziesz bezpośredniego VGA→AV.
• W zastosowaniach retro (monitory/TV CRT) popularne są sterowniki/grafiki zdolne do 15 kHz oraz enkodery PAL/NTSC – ale to nisza.
• Dla stabilnej pracy i najmniejszego opóźnienia wybiera się konwertery ze stałym wyjściem 480i/576i i przyzwoitym filtrowaniem koloru (lepsze kolory z wyjścia S‑Video, jeśli TV je ma).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Poziomy:
  • VGA RGB: 0…0,7 Vpp na 75 Ω.
  • CVBS: 1 Vpp na 75 Ω (0,3 V synchronizacja poniżej poziomu czerni, 0,7 V treść wizji powyżej).
• Impedancja: cały tor 75 Ω; zachowuj terminację na wejściach i dopasowanie na wyjściach.
• Audio: VGA nie przenosi dźwięku. Do TV prowadzisz osobno 3,5 mm jack → 2×RCA (biały/czerwony).

Aspekty etyczne i prawne

• Brak szczególnych ograniczeń prawnych przy własnej konwersji sygnału. Unikaj jednak obchodzenia zabezpieczeń (HDCP – dotyczy HDMI, nie VGA/CVBS).
• Zachowaj bezpieczeństwo ESD, unikaj pętli masy między PC i TV.

Praktyczne wskazówki

• Gotowy konwerter:
  • Ustaw na PC: 640×480 lub 800×600, 60 Hz. Jeśli jest przełącznik PAL/NTSC, w USA wybierz NTSC (59,94 Hz).
  • Jeśli TV ma S‑Video – użyj go zamiast composite (lepszy obraz).
• DIY z enkoderem:
  • Najpierw wymuś 15 kHz (np. specjalne sterowniki/modeline’y), dopiero potem walcz z kolorami.
  • Rób krótkie ścieżki, solidną masę, daj porządne odsprzęganie przy układzie i rezonatorze.
  • Trzymaj się dokładnie schematu aplikacyjnego z noty wybranego enkodera.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Pasywne „schematy” to kompromis edukacyjny: często tylko B/W, migotanie, brak kompatybilności – nie polecam do eksploatacji.
• DIY enkoder bez skalera zadziała wyłącznie, gdy źródło potrafi 15 kHz i przeplot.
• Konwertery pudełkowe dodają opóźnienie rzędu pojedynczych–kilkunastu ms; jakość composite i tak ogranicza ostrość.

Sugestie dalszych badań

• Datasheet i aplikacje: AD724 (RGB→PAL/NTSC), Sony CXA1645 (enkoder PAL/NTSC). Przejrzyj przykładowe aplikacje, wartości filtrów i dokładne topologie wejść.
• Hasła: „modeline 15 kHz”, „CRT Emudriver”, „VGA to NTSC encoder schematic”, „VGA to S‑Video”.
• Jeśli zechcesz – przygotuję kompletny schemat PCB pod wybrany enkoder, z BOM i wartościami filtrów zgodnie z notą.

Krótkie podsumowanie

• Poprawne połączenie VGA→Composite wymaga aktywnej konwersji. Najłatwiej kupić gotowy konwerter VGA→AV.
• Jeśli chcesz „schemat”: właściwe rozwiązanie to enkoder PAL/NTSC (np. AD724/CXA1645) i źródło 15 kHz; w przeciwnym razie potrzebny skaler. Dodałem też tylko‑edukacyjny schemat pasywny B/W (nie do użytku produkcyjnego).
• Chętnie doprecyzuję projekt pod Twój sprzęt (model TV, rozdzielczość, dostępne tryby karty).