数字电视信号发生器的功能原理及设计

1、系统功能 数字电视信号发生系统的主要任务是产生符合SMPTE274M系统标准的18种数字信号测试图像,YPbPr,RGB两种视频输出接口符合ITU-RBT.1120-2/GY/T157-2000演播室高清晰度数字视频信号接口标准。本系统的核心是图像信号的编 … ,电工学习网

  
1、系统功能

    数据卫星信号产生系统软件的关键每日任务是造成合乎SMPTE274M系统软件规范的18种模拟信号检测图象,YPbPr,RGB二种视頻輸出插口合乎ITU-RBT.1120-2/GY/T157-2000虚拟演播室高像素数据视频流标准接口。本系统软件的关键是图象数据信号的编号产生模块FPGA,采用单芯片多配备计划方案可使18种图象数据信号便捷地开展配备与数据加密。工业触摸屏由单片机设计操纵,可迅速地开展图象转换和格式转化。在一般开关电源连接下,系统软件需转化成适用SMPTE274M系统软件规范中的1080I60Hz,1080I50Hz,4k60Hz、4k50Hz四种规范文件格式的18种高清晰度电视通用性检测图象的数据輸出数据信号和模拟输出数据信号,其规范检测数据信号的数码产生核心根据FPGA服务平台完成。在这个基础上,本系统软件出示了一个人力可控性作用,即客户可依据功能键,对之上4种规范的18种检测图案设计开展切换控制。充分考虑輸出数据信号的应用性,輸出的仿真模拟检测数据信号和数字测试数据信号都务必达到相对应的标准接口。为达到之上约束,系统软件功能分析如图所示1所显示。

数字电视信号发生器的功能原理及设计插图

    2、数据信号造成的基本原理
    有线数字电视也是彩色电视机(仅仅数据信号的表明方式及数据信号的解决方式与模拟电视各有不同),因而在考虑到有线数字电视检测频率计包括什么(检测数据信号)內容时,文中依据彩色电视机的基本上特性,最先应考虑到包括一般彩色电视机广播节目测试图的基本上內容,比如观查显示系统扫描仪非线性失真和几何图形失确实旗盘数据信号和圆数据信号,观查图象画面质量和屏幕分辨率的多波群或扫频信号,观查色度非线性失真状况及其显示屏自动白平衡调节是不是恰当的灰度级(或台阶波)数据信号,观查五颜六色再现是不是恰当的条纹数据信号等;此外还考虑到提升了在视頻精确测量中最常见的2T差分信号、五颜六色多波群数据信号和五颜六色台阶波数据信号,及其更加形象化的斜波数据信号等,便于全方位地观查和点评彩色电视机系统软件或机器设备的基本上品质。
    有线数字电视频率计的FPGA设计方案
    1、FPGA结构设计
    FPGA是全部有线数字电视检测频率计系统软件的关键,各种各样检测数据信号编号都是在这一部分完成。FPGA结构设计如图2所显示。

数字电视信号发生器的功能原理及设计插图(1)

    全部检测数据信号的编号均根据图象的行/列座标而造成,其行座标和列座标各自为清晰度电子计数器和行电子计数器依据全局性数字时钟上升沿开展记数个人所得标值。行域数据信号转化成控制模块对行电子计数器輸出的值开展阀值区划,将检测图象按行区划为不一样的地区,称之为行域。在不一样的行域中,依据清晰度电子计数器值开展不一样的清晰度区域规划,将检测图象进一步区划为相对性单独的数据信号编号地区,每一个地区相匹配一个标示数据信号。这时,行/列座标与数据信号编号地区一一对应,称当今輸出数据信号所属行/列所相匹配的数据信号编号地区为当今域,其标示数据信号为当今域标示数据信号。最终,依据当今域标示数据信号对检测数据信号的按时标准码、合理地区等数据信号开展编号,由检测图案设计编号控制模块輸出全图象数据信号数字信息份量的码值。
    2、FPGA设计方案整体构造
    该控制模块是系统软件工作中的关键,如图所示3所显示,单芯片多配备方法中的主集成ic,可出示适用SMPTE274M1080I60Hz/1080I50Hz文件格式的18种高清数字电视通用性测试图,如综合能力测试卡数据信号、SMPTE219-2002测试图、SMPTE198-1998场检验图等。主集成ic依据模块輸出的图案设计/文件格式挑选数据信号,挑选不一样的配备程序流程,輸出相对应测试图的数据Y、Cb/Cr信号值,及其有关的同歩/圆化操纵数据信号。

触发器应用举例

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数字电视信号发生器的功能原理及设计插图(2)

    2.2.2图像数据信号配备与数据加密模块
    该控制模块由8片配备集成icXCF02S与1片XC95144XL构成,是取得成功完成单芯片多配备计划方案的重要控制模块。配备程序流程挑选联接电源开关即依据模块輸出的5b配备集成ic挑选数据信号,挑选相对应检测图案设计的配备集成icPROM的系统软件可编程控制器JTAG联线与主集成ic相匹配脚位相互连接。
    2.2.3图像数据信号輸出模块
    数据輸出一部分由光耦电路与插口集成ic构成,模拟输出一部分由TI公司的D/A变换集成icTHS8200以及內部IFIR数字滤波器及其外场计算放大器电路完成AD转换作用。可依据模块的图案设计/文件格式及其模拟输出接口方式挑选数据信号,将Y、Cb/Cr的并行处理数字信息分量信号变换为模拟输出,或是变换为RGC模拟输出。
    2.2.4人机界面与操纵模块
    操纵脉冲信号輸出种类,并根据輸出I2C总线对D/A变换集成ic的存储器开展相对应配备。依据外界键入数据信号,造成相对应的图案设计/文件格式挑选数据信号和配备集成ic挑选数据信号,操纵主集成ic与配备集成ic的关闭电源与通电时钟频率,与挑选联接电源开关控制模块互相配合测试图转换作用。这类片式多配备计划方案,数据信号变换速率迅速,与片式单配备计划方案一样,为ms级。
    2.3FPGA检测图象数据信号造成
    综合能力测试图象数据信号事实上是由多种多样检测数据信号生成的,包含圆数据信号、旗盘数据信号、多波群数据信号、条纹数据信号等。设计方案将综合能力测试图分成三个层级完成。第一层设计方案选用圆数据信号做为选通讯号,圆数据信号外的视頻合理地区輸出旗盘数据信号,而圆数据信号内的视頻合理地区輸出多种多样检测数据信号;第二层设计方案选用行电子计数器值做为数据信号区划边界值,不一样的行域輸出不一样的检测数据信号,用以检测设备的各种各样特性;第三层设计方案选用清晰度电子计数器值做为数据信号內部的区域规划主要参数,进行每个检测数据信号的转化成。其代码设计基本上框架图如图4所显示。

数字电视信号发生器的功能原理及设计插图(3)

    在其中圆外的旗盘数据信号选用灰底白格旗盘,圆内数据信号从上至下先后设计方案为白场、数据信号、2T差分信号、黑与白场交错数据信号、100%条纹数据信号、色度多波群数据信号、6脉冲信号色度五台阶数据信号、2T差分信号与色亮延迟差观查数据信号。在其中黑与白场交错数据信号中黑场与白场更替发生,每轮宽80个像素数;条纹数据信号脉冲信号合乎100/0/100/0,每一个条纹数据信号宽160个像素数;色度多波群数据信号每波带数据信号宽160个像素数;6脉冲信号色度五台阶数据信号每台阶宽160个像素数;2T差分信号为全画幅值总宽为34ns、力度为80%视頻力度的2T正弦函数平方米正单脉冲和负差分信号;依据黄、鲜红色色度脉冲信号相距很大及以便观查等要素,色亮延迟差观查数据信号选用黄、红数据信号,其绿黄交汇处两者之间上边的2T单脉冲最高值点在测试图中的水平方向部位相一致。为合理运用FPGA資源,并减少开发进度,综合能力测试图上的多波群数据信号立即启用ROM的IP核完成。

作者: 791650988

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