Зовнішні комп'ютерні TV-тюнери

Цією статтею я починаю серію оглядів зовнішніх комп'ютерних приставок для прийому телевізійних програм і відображення їх на комп'ютерному моніторі. Для початку спробуємо розібратися що ж це таке, як вони працюють і для чого, власне потрібні. Тому проведемо невеликий екскурс в історію і теорію.

Думаю що класичним комп'ютерним TV тюнером зараз вже нікого не здивуєш. Ця мультимедійна приблуда давно і міцно завоювала своє місце в комп'ютері. Найбільшого поширення набули два варіанти вбудованих в комп'ютер тюнерів: у вигляді окремої плати для PCI шини та інтегровані в відеокарту. Зручності такого рішення очевидні: вікно для перегляду формується програмно, тому легко змінюється його положення і розмір на робочому столі, воно може бути згорнуто, розгорнуто на весь екран або перетворитися в живі шпалери на робочий стіл WIndows, в деяких моделях можна навіть регулювати його прозорість. Як правило всі такі пристрої мають розвинене програмне забезпечення, що дозволяє зберігати відеозображення і окремі кадри в файлах; засобами центрального процесора стискати його по алгоритмам MPEG або MJPEG; здійснювати запис за розкладом. Список достоїнств можна продовжувати досить довго, але власник такого тюнера обов'язково пригадає і недоліки: розташування радіочастотного модуля тюнера безпосередньо в корпусі комп'ютера негативно позначається на його чутливості, вибірковості і в кінцевому рахунку на якості зображення. При перегляді ТВ зображення сильно завантажується PCI шина. Апаратний відеооверлей підтримують не всі відеокарти, та й примхлива це штука іноді. Займається PCI слот на материнській платі і як мінімум використовується одне апаратне переривання, яких вічно не вистачає (хоча деякі останні твердження для тюнерів інтегрованих на AGP відкритих не актуальні). А стиснення і оцифровка зображення в файл катастрофічно завантажує процесор. Навіть не всякий сучасний P4 впорається з якісним MPEG стисненням в реальному часі. А в багатьох організаціях з суворою дисципліною рядові користувачі до того ж не мають права розкривати корпус комп'ютера або встановлювати додаткове програмне забезпечення.

Але вихід в таких ситуаціях є - зовнішня приставка, яка буде приймати з антени високочастотний сигнал, детектувати його, оцифровувати і передавати в комп'ютер у вигляді цифрового потоку. Перші екземпляри, які використовують цей принцип з'єднувалися з комп'ютером через паралельний порт і подавали некомпрессірованное зображення з роздільною здатністю 160х120 і 8 або 16 біт на піксель (зараз такі параметри викликають посмішку, але на ті часи це був величезний прогрес). Пізніше, з розвитком USB шини, отримали розповсюдив зовнішні USB тюнери. А зараз із заморських країн приходять анонси моделей з IEEE-1394 інтерфейсом і на підході USB 2.0 Зрозуміло і у такого решеенія є свої плюси і мінуси. Перш за все якість впирається в пропускну здатність використаного інтерфейсу. У разі USB 1.0 максимальний потік становить 12 Мбіт / сек і він ділиться для всіх пристроїв на цій шині (а там сидять миші, клавіатури, сканери, принтери, фотоапарати, камери та інша живність). На практиці для одного пристрою виділяється 1,5 Мбіт / сек. Повірте мені - для передачі відеозображення це дуже мало. Зрозуміло в ТВ-приймачі зображення стискується. Наприклад, в Aver TV USB (Див. огляд ) Зображення кодується за алгоритмом MJPEG і з потоком 1,5 Мбіт / сек подається в комп'ютер через шину USB 1.0. Процесору залишається тільки декодувати MJPEG (а для нинішніх процесорів це примітивна завдання) і передати потік в відеокарту. Але на практиці якість не задовольнить примхливого сучасного користувача. Реальна роздільна здатність, при якому не випадають кадри і відтворюється повний колір (24 біт на піксель) не перевищує 352 × 288. Набагато кращі результати слід очікувати від тюнерів з інтерфейсом IEEE-1394 (він же FireWare, він же i.Link). Тут максимальна пропускна здатність становить вже 400 Мбіт / сек і поширений вид стиснення DV (насправді це MPEG-2 тільки з внутрікадровим стисненням). Але на жаль поки жодної такої моделі мені особисто помацати не вдалося, тому хвалити це рішення не поспішаю.

А чи можна придумати ще який-небудь спосіб перегляду телевізійних програм на екрані комп'ютерного монітора? Виявляється можна. Нагадаю що що всі сучасні комп'ютерні CRT монітори (починаючи з VGA) мультичастотні, тобто здатні автоматично налаштовуватися на будь-яку частоту кадрової і рядкової розгортки, з будь-якої полярністю синхронізації і будь-яким чергуванням полів. Наприклад їм цілком під силу відобразити на кінескопі малу розгорнення 15,625 кГц і 50 Гц кадрової з черезстрочная чергуванням полів. А адже це по параметрам дуже схоже на прийнятий в нашій країні телевізійний стандарт SECAM (та й PAL тут ні чим від нього відрізняється). Але складності все-таки є. Отриманий після РЧ модуля відеосигнал є композитним. Іншими словами, в одному фізичному проводочков зібрані обидві синхронізації, чорно-білий сигнал, і туди ж підмішані дві цветоразностниє складові RY і BY. А монітора то треба в ідеальному випадку цілих п'ять проводів (окремо кадрова і рядкова синхронізація і три колірні складові RGB). Справедливості заради зазначу що деякі дорогі моделі моніторів на вхід кадрової синхронізації можуть приймати повний кольоровий телевізійний сигнал (ПЦТС) і самі його декодують. Але все-таки це рідкість для середньостатистичного користувача, а ми то шукаємо бюджетне рішення. Значить композитний сигнал перш ніж подавати на монітор треба розщепити на всі описані складові, довести їх до необхідних стандартом TTL рівнів по амплітуді і можна сміливо подавати на монітор! Не вдаючись поки в подробиці скажу що при нинішньому рівні схемотехніки реалізується це елементарно за допомогою всього однієї вельми популярною мікросхеми. І в результаті звичайний комп'ютерний монітор у нас перетворюється на справжній телевізор, який абсолютно не залежить від комп'ютера. А якщо довести цю ідею до промислового втілення, забезпечити всіма думають сучасного телевізора примочками (ПДУ, екранне меню та ін.), То виходить цілком конкурентний товар. Назвемо його тюнером першого покоління.

Але почали ми все таки з того що це не самостійне пристрій, а приставка до комп'ютера, значить якось треба сюди «притягнути» комп'ютер. Будь ласка, рішення просте і витончене! Пристрій «врізається» в кабель від комп'ютера до монітора і аналогічно врізається між комп'ютером і звуковими колонками. Разуеется «врізається» умовно, за допомогою вхідних і вихідних роз'ємів VGA і mini-jack на корпусі. А джерела сигналу перемикаються або за допомогою герконовий реле, або інтегральними мікросхемами. Таким чином в вимкненому стані пристрій передає сигнал від комп'ютера, а в активному генерує самостійну картинку і звук. Недоліки очевидні: не можна одночасно дивитися комп'ютер і тюнер; не можна вивести зображення тюнера в віконці; неможлива оцифровка відеосигналу через комп'ютер. Але все-таки таке рішення має право на життя.

Завдання ускладнилася з появою рідкокристалічних моніторів. Крокуючи в ногу з часом виробники цих моніторів виключили з можливих вхідних сигналів черезрядкове розгортку і підняли нижній поріг кадрової розгортки до 56 Гц. Значить розглянутий нами вище тюнер першого покоління з таким монітором працювати вже не буде. Тут нам на допомога приходить сучасна інтегральна схемотехніка. Наприклад декодуємо радіочастотний сигнал, перетворимо в цифровий потік відповідно до стандарту ITU-R BT656, потім за допомогою спеціалізованого чипа перетворимо черезрядкове розгортку в прогресивну, на цьому ж етапі впроваджуємо екранне меню і інші призначені для користувача функції (масштабування, PIP, колірну обробку та ін) і графічним чіпом (аналогічних тим, що використовуються в комп'ютерних відеоадаптерах) з цифрового потоку генерітся класичний VGA сигнал (іноді це робиться найпростішим цифро-аналоговим перетворювачем). По суті такий пристрій являє собою повноцінний багатокристальні комп'ютер, в якому присутній процесор, ОЗУ, ПЗУ, графічний адаптер, контролери введення-виведення і кілька чіпів, що виконують специфічні математичні функції по обробці цифрового відеопотоку. Практично на всіх етапах всередині такого пристрою відеосигнал має цифрове представлення. Саме таку кнструкцію ми класифікуємо як зовнішній тюнер другого покоління.

А що ж може такий тюнер, навіщо коштувало городити весь цей город? Говорити відразу про всіх пристроях з таким приципом роботи складно, але все-таки спробую узагальнити їх можливості.

Перш за все зазначу вельми високу якість одержуваного зображення. У такій архітектурі мінімум аналогових етапів, які найбільше погіршують якість, радіочастотний модуль тюнера віддалений від «як кричав» блоку живлення комп'ютера, а якщо вхідний відеосигнал подається в компонентному поданні, то зображення ще більше заслуговує похвал. Також слід зазначити що якість зображення у комп'ютерних моніторів (як CRT, так і LCD) завідомо краще традиційного кінескопа побутового телевізора (наприклад по вирішенню, яркостному діапазону, глибині кольору).

Всі відомі мені тюнери мають пульт ДУ, зовнішні входи (а деякі навіть аналогові телевізійні виходи). Багато моделей мають вбудований годинник і таймер, можуть управлятися за розкладом. А саме глаавное - всі вони можу використовуватися незалежно від комп'ютера. Ось в цьому найголовніша цінність зовнішнього тюнера. Навіщо це треба? Починаємо перераховувати ...

Напевно у багатьох власників комп'ютерів після апгредов залишилися старі VGA монітори, які за призначенням використовувати вже не солідно, а викидати шкода. Підключаємо до цього монітора тюнер та колонки і отримуємо повноцінний телевізор! А додатковий телевізор вдома, на дачі або в гаражі ніколи не завадить.

Хочеться на кухні мати телевізор, та місця немає? Купуємо найдешевшу LCD панель (тут особливу цінність преставляют панелі, що мають малу глибину, настінне кріплення і вбудовані динаміки), чіпляємо до неї тюнер і вішаємо на стіну. Ось і готовий модний сучасний телевізор, який не соромно повісити як вдома, так і в солідному офісі (наприклад панель Samsung 152S у мене вдома вдало вписалася над кухонним столом). Глибина деяких панелей не перевищує 2-3 см, при ціні менш $ 300. А загальна вартість такого «телевізора-конструктора» не перевищує $ 400. Для порівняння: вартість брендових настінних LCD телевізорів від Sony або Panasonic значно більше $ 1000..

Завдяки тому що більшість LCD панелей харчуються від постійної напруги + 12В, а також всі тюнери вимагають напруги живлення не більше + 6..12 В, то не складає труднощів спорудити компактний і мобільний телевізор в машині, в поході або просто на пікніку (знову ж тут доречне порівняння з фірмовими переносними або автомобільними телевізорами).

А ось ще одне застосування зовнішнього тюнера. В офісах, демонстраційних залах, виставкових експозиціях, навчальних центрах часто застосовують відеопроектори або плазмові панелі. Більшість з них мають як низькочастотні відеовходи, так і VGA входи. Якщо ж треба вивести на екран телевізійний сигнал, то доводиться до проектора підключати телевізор або відеомагнітофон і використовувати для прийому програм його тюнер. А це дорожче, та й якість страждає при такій комутації. У таких ситуаціях зовнішній тюнер буде істотно вигідніше і зручніше. Ну на останок ...

Все більшої популярності набуває комп'ютерний відеомонтаж в домашніх умовах. Обов'язкове його умова - постійний контроль процесу монтажу на моніторі. Перегляд на комп'ютерному моніторі в оверлейного вікні не відповідає навіть аматорським вимогам до якості, та й не всякі пристрої підтримують цей оверлей. Хороший телевізійний монітор коштує від $ 1000 і вище. У таких випадках на допомогу знову прийде зовнішній тюнер (за умови наявності у нього зовнішніх низькочастотних входів).

А тепер перш ніж перейти до розгляду конкретних моделей спробуємо розробити методику дослідження і оцінки таких тюнерів.

Відомо що зустрічають по одягу. На відміну від багатьох інших комп'ютерних пристроїв (зазвичай розміщуються далеко від очей користувачів), такі тюнери мають на видному місці, так як вони мають елементи управління, оперативної комутації та відображення. Тому зовнішній вигляд тюнера для естетів має велике значення.

Далі згадаємо першочергове призначення тюнера - прийом телевізійних програм. Оскільки ці огляди орієнтовані на жителів СНД, то важливо оцінити ступінь адаптації тюнера до наших ефірним умов. Спробую пояснити чому я цього приділяю так багато уваги. Після розвалу СРСР значно знизився технічний контроль держави за якістю телевізійного сигналу, яке розповсюджується за ефіру і кабельних мережах. Фактично це призвело до повного бардаку в розподілі частот і стандартів. Якщо при ефірному поширенні це ще якось можна було відстежувати і регулювати, то в кабельних мережах ніякі стандарти не дотримуються. До теперішнього часу в усьому світі стандартизовано розподіл частотних мереж на ефірну (коли сигнал випромінюється телевізійним передавачем і передається на телевізійний приймач по радіоефіру) і кабельну (коли сигнал передається тільки по кабелю). Для виключення взаємного впливу частоти в цих сітках повинні бути рознесені. Однак у нас все інакше. Продемонструю на прикладі одного типового московського будинку, в якому мені доводиться жити і досліджувати ці тюнери. Магістральний сигнал по оптоволокну приходить в окружну телекомпанію. Та додає свій сигнал, а також кілька дециметрових каналів і віддає це в районну телекомпанію. Районна підмішує свій сигнал, сигнали з ефіру (з ефірними частотами) і вже по коаксіальному кабелю роздає його по району. В результаті до мене в квартиру приходить «гримуча суміш», в якій в стандарті SECAM багаторазово присутні метрові канали, дециметрові (іноді на незрозумілих частотах), якісь конвертовані супутникові (НТВ + і не тільки) і так звані технологічні. При чому сигнали, що додаються районної телекомпанією приходять в PAL, а деякі супутникові без кольору або звуку (або звук завищений / занижений за рівнем). Частина несучих взагалі не вписується ні в які частотні сітки. А найсумніше що всі канали часто хаотично перестрибують на інші частоти, зникають або з'являються нові.

І це дуже типова ситуація, яка тільки погіршується при видаленні від столиці, там де зростає популярність декодованих супутникових каналів. Зі звуком теж вистачає складнощів. За російськими стандартами звукова несуча повинна відстояти від частоти відео на 6,5 МГц вгору, тоді як в усьому іншому світі поширені розноси частоти в 5.0, 5.5, і 6.0 МГц.

На жаль не всі зарубіжні виробники знають про особливості нашого національного телемовлення. Тому тут мають право на життя і експлуатацію тільки ті тюнери, які адаптовані під наші умови прийому та дозволяють налаштовуватися не тільки за фіксованими частотами, а вміють сканувати весь діапазон.

Після сканування всього діапазону тюнер зберігає знайдені канали в певних осередках (як правило мають пряме відповідність з кнопками пульта). У моєму випадку виходять використані тільки деякі вибіркові осередки діапазону (2, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 17, 36, 54, 82, 85, 91 і т. Д.), А між ними ловиться всякий непридатний для перегляду сміття. Зрозуміло виникає бажання все «корисні» згрупувати на перших кнопках пульта для зручності перебору, а решта видалити. Тому пріоритет я віддаю тим тюнерам, які дозволяють здійснити перепризначення кнопок. На жаль таке вміють далеко не всі.

Оскільки в зовнішньому тюнері єдиним засобом відображення інформації про стан тюнера і його налаштуваннях є екран монітора, то особливе значення тут набуває екранне меню. Переважно щоб екранні сообщеенія були багатомовні і докладні.

Додаткові входи і виходи. Формально вони зовсім не обов'язкові, але з ними пристрій ставати більш функціональним. Входи бажані як composite, так і S-Video. Другий забезпечує більш якісну передачу зображення за рахунок роздільних сигналів яскравості і кольору. Якщо досліджуваний тюнер має аналоговий відеовихід (хоча б композитний), то такий тюнер крім комп'ютерного монітора можна підключати до будь-яких інших пристроїв відображення. Дуже бажаний сковозной канал звуку.

Пульт ДУ є Основним и іноді Єдиним засоби управління тюнером. Зручність пульта полягає в грамотному розташуванні клавіш і наявності кнопок швидкого доступу до допоміжних функцій.

Функція телетексту не придбав в нашій країні належної популярності через витрат в русифікації. Однак його наявність і працездатність будемо записувати в активи досліджуваної моделі.

Тепер ми трохи визначилися з теорією і областю застосування зовнішніх комп'ютерних тюнерів. У наступних статтях перейдемо до дослідження конкретних моделей.

[ Далі буде ]