本部分内容相当于预备知识)黑白视频信号获取器的作用:
(1)把一维的黑白全电视信号中的图像信号数字化后,送到帧存贮器中保存;
(2)把存贮在存贮器中的图像信号,还原为全电视信号输出到电视机或监视器,供操作者观看检查。
黑白视频信号获取器的工作原理
·同步分离电路
·锁相和时序电路
·A/D变换器
·帧存贮器的设计
·D/A变换及输出显示
如果是彩色信号,则变为YUV,UV载在Y上。黑白视频信号获取器的工作过程如下图:
(一)同步分离电路
将黑白全电视信号通过切头电路将同步信号和图像信号分开,通过微分和积分电路将行同步和场同步分开,再根据奇数场的场同步在一行的开始,偶数场的场同步信号在一行的中间这个规律,将奇数场和偶数场的场同步信号分开。
1.同步分离电路
同步分离电路的作用:将行同步、奇数场场同步和偶数场场同步信号分离出来。
找到行同步和场同步(奇数场和偶数场),从图2-7(下图)可以看到:同步信号在0.7V~1V之间。
(点击查看大图)
我们可以使用限幅(切头电路)放大器,如下图所示:
经过限幅(切头)放大器后分离出来的行同步和场同步(奇数场和偶数场)如下图所示:
2.把场同步和行同步分开
用积分器和微分器分离行同步和场同步信号
为了减小Dt,加入均衡脉冲 (点击查看大图)
3.奇数场和偶数场
仔细观察下图,我们会发现奇数场的场同步同步信号的区别:奇数场的场同步的开始和行同步一致,偶数场场同步在行同步一半处开始。
找到奇数场和偶数场后,将数据保存在帧存储器(FB)时可以做相应的处理,比如:
(二)锁相和时序电路
希望视频信号获取器的时序与摄像机输入频率一致,所以用上面分离出的行同步信号作为输入信号,经过锁相回路,得到与摄像机频率一致的时序电路。
视频信号获取器的时序电路的振荡频率和摄像机行同步信号要一样。锁相和时序电路如下图所示:
1.检相器
锁相系统保证相位差不变。如果相位差变化, 则调整振荡频率,以确保相位差不变。
检相器的任务:把行同步和时序电路产生的脉冲之间的相差变为电压,通过控制电压保持不变,以保证相差保持不变。
2.压控振荡器
用变容二极管,通过电压的变化控制电容改变,用电容控制振荡频率变化。振荡频率为10MHz。
3.分频器
640分频, 640计数器。
4.校正
采用负反馈,锁相精度高。
(三)A/D变换器
将黑白全电视信号分离出的模拟同步信号,用上述的时序脉冲,数字化后,再存入帧存贮器中。采用A/D变换器进行数字化处理。
A/D变换 的方法很多,用的比较多的是逐次比较法。
A/D变换器工作原理(下图)逐次比较
逐次比较型A/D变换器工作原理的有关内容可以参考数字和模拟电路中的相关内容。
(四)帧存贮器的设计
帧存贮器FB(Frame Buffer)的设计要求:
a) 0.1μs从摄像机读一个数据,存到帧存贮器中;
b) 0.1μs从帧存贮器中读一个数据,经过D/A变换送给监视器;
c) 0.8μs计算机随机读/写帧存贮器FB。
选用器件DRAM读/写时间0.2μs(200ns)。
解决办法:采用多体、并行及分时方案。
用分时和多体并行的办法(如下图)
VRAM(如下图)