Pomiar opóźnienia konwertera SCARTtoHDMI (SpeaKa HDV-8D)

    Jakiś czas temu prezentowałem konwerter SCARTtoHDMI, którego długo szukałem, zanim go kupiłem.

Konwerter SCARTtoHDMI (SpeaKa HDV-8D)

To, co wyróżnia go na tle wielu konwerterów, tego typu (SCART na HDMI) jest to, że potrafi przekonwertować wszystkie możliwe sygnały na wejściu SCART, czyli: Composite Video (nie mylić z Component Video), S-Video (Y/C) i RGB, a pozostałe konwertery nie potrafią konwertować sygnałów S-Video. Może dla wielu konsol i komputerów z wyjściem RGB nie stanowi to przeszkody, ale dla Commodore 64, Commodore 128 itp., które warto jednak podłączać przez wyjście sygnałów S-Video, jest to już dość istotne.

Po prezentacji tego konwertera padło pytanie o opóźnienie wyświetlanego sygnału, na które nie mogłem wtedy odpowiedzieć, bo producent urządzenia nie podał takich informacji. Od tamtego czasu rozmyślałem, jak to zmierzyć w domowych warunkach bez specjalistycznego i niejednokrotnie drogiego sprzętu.

Pomysł przyszedł sam, jak zauważyłem, jak takie testy są wykonywane przez niektóre specjalne urządzenia. Najczęściej opierają się one na generatorze odpowiedniego sygnału wideo i fotokomórki, która pozwala zmierzyć czas między wysłaniem odpowiedniego obrazu, a jego pojawieniem się na odbiorniku.

U mnie odpowiedni obraz generował program testujący wyjście RGB Amigi 500 - Amiga Test Kit 1.21. Tym obrazem był cały biały ekran (wcześniej ciemniejszy obraz z menu).

Moment przechwycenia przez fotoelement białego ekranu

Kluczowy impuls od fotoelementu (Trigger), po rozpoznaniu bardzo jasnego obrazu został zarejestrowany na jednym kanale oscyloskopu, a drugi kanał testował jedną ze składowych RGB, bo dla bieli wszystkie mają jednakowo wysoki poziom napięcia. Czas między wysłaniem całego białego ekranu a pojawieniem się go na ekranie, jest mierzonym czasem opóźnienia układu.

Fotokomórka pomiarowa na bazie fotorezystora

Na początek dokonałem pomiaru opóźnienia układu: komputer+monitor+fotokomórka.

Bazowy układ pomiarowy (bez konwertera)

Następnie do wyjścia Amigi 500 podłączyłem konwerter SCARTtoHDMI specjalnym kablem z RGB (DB-23) na SCART (EURO).

Właściwy układ pomiarowy (z konwerterem)

Po dokonaniu drugiego pomiaru opóźnienia z konwerterem, odjąłem od niego czas opóźnienia z pierwszego pomiaru. Ponieważ w drugim układzie doszedł tylko konwerter, a pozostałe elementy i warunki były takie same, to czas tej różnicy, to czas opóźnienia samego konwertera!

Miejsce pomiarowe składowej G(reen) na złączu RGB DB-23

Pomiary rejestrowałem oscyloskopem 2-kanałowym o paśmie 200MHz, RIGOL DS1202Z-E.

Oscyloskop RIGOL DS1202Z-E

Przykładowy ekran pomiarowy układu bez konwertera

Zebrałem 10 różnych pomiarów opóźnienia bez podłączonego konwertera, a wyniki mieściły się w zakresie od 92ms do 122ms. 

Później dokonałem 10 różnych pomiarów opóźnienia z konwerterem. Opóźnienie wyniosło od 122ms do 137ms.

Średni czas opóźnienia wynosi 20÷25ms...

***

Istotne uwagi do pomiarów:

• Opóźnienie komputera należy całkowicie pominąć, ponieważ mierzymy sam fakt wysyłania już gotowego ekranu, a czas jego generowania nas nie interesuje.
• Czas opóźnienia fotokomórki nie jest znany, ale nie jest on istotny, bo jest na końcu redukowany. Prawdopodobnie to opóźnienie jest rzędu kilku (może kilkunastu) milisekund. Opóźnienie będę chciał zmierzyć przy ewentualnych pomiarach opóźnienia samego monitora (odbiornika).
• Fotokomórka została umieszczona w skrajnym górnym lewym rogu ekranu, aby czas wychwycenia białego ekranu był możliwie najkrótszy.
• Opóźnienie wyświetlania obrazu przez monitor (odbiornik) można wstępnie oszacować z pomiarów dokonanych bez konwertera, odejmując kilka-kilkanaście milisekund opóźnienia fotokomórki.
• Uzyskane pomiary dotyczą jedynie trybu konwersji sygnałów RGB. Dla sygnałów S-Video lub Composite Video należy wykonać osobne pomiary!