视频信号产生
实验一视频信号产生、测试
一．实验目的
1、了解CCD摄像机视频信号的产生机理
2、全电视视频信号产生和波形测试
二．原理说明
CCD，即电荷耦合器件，是在大规模集成电路基础上研制的一种固体成像器件。CCD芯片借助必要的光学系统和合适的外围驱动与处理电路，通过输入面空域上逐点的光电信号转换、存储和传输，在其输出端产生一个时序视频信号码，并经末端监视器同步显示一幅图像。CCD是一种微型图像传感器。
（1）线阵CCD摄像机工作原理
线阵CCD摄像机主要由CCD图像传感器、定时逻辑电路、驱动电路、信号处理电路和电源等几部分组成。摄像机的定时逻辑电路：用于提供CCD正常工作时所需的一组时序脉冲，以保证把CCD象元中的信号电荷，按一定的规律转移到输出端,并在输出端口形成视频信号电压。驱动电路：是定时逻辑电路与CCD传感器之间的接口，它把各路时序脉冲转变成CCD正常工作要求的波形和幅度。视频信号处理电路：是对CCD输出的原始信号，进行必要的处理和适当的放大，以使输出信号具有一定的信躁比和幅度。CCD 图像传感器既具有光电转换功能，又具有信号电荷的存储，转移和读出功能，只需加上一组时序脉冲进行驱动控制，就能实现对被测目标的一维扫描和信号读出。当目标通过光学系统在CCD光敏区上成像时，入射光子被象元吸收，同时产生一定数量的光生电荷，在光积分期间，这些光电荷被存储在彼此隔离的相应象元的势阱中，每个象元势阱中所积累的光生电荷数，与照射在该象元面上的平均照度和光积分时间的乘积即曝光量成正比。在电荷转移期间，各个象元中的光生电荷，通常是按奇、偶数分配同时转移到设置在象元上下两侧的移位寄存器中，然后在传输脉冲的控制下，依次转移到输出端。电荷包通过输出二极管转换成信号电压，并把两列象元信号依次重新排列，最后输出一行完整的图像视频信号，完成一次扫描，这就是线阵CCD摄像系统的工作原理。线阵CCD作为一种高灵敏度光电传感器，在工业生产线上，用于产品外部尺寸，非接触检测、控制和分类，自动化及机器人视觉中的精确定位。
（2）面阵CCD摄像机工作原理
CCD黑白摄像机，它的光电信号读出，不再依靠扫描，而采取电荷转移的办法。其控制转移的驱动脉冲，同样由一标准信号发生器提供。该电路包括四个部分:CCD光电传感器、CCD传感器驱动器、图像处理板、电源。CCD传感器阵列是由光敏二极管组成的光电传感器阵列，当景物的光学图像经由摄像物镜投射到此阵列上时，由于各光敏二极管接受光的强弱不同，而感生不同量的光电荷，这些感生电荷，经一定时间（一场）的积累，在转移栅的控制下，水平的移送到与象元对应的设在光敏元旁的垂直移位寄存器中，而后又在行转移脉冲的控制下，将电荷移送到水平移位寄存器，并由水平移位时钟脉冲控制依次向输出端转移，最
后由输出电路输出视频信号。由CCD传感器输出的视频信号已具有较大的幅度（0.5V以上），经由处理电路进行处理（包括自动增益控制、校正、同步信号混合、功率放大等），在终端得到全电视信号输出。
CCD彩色摄像机，有摄像镜头、带棋盘式滤色镜的CCD摄像器件、彩色信号分离电路及彩色电视信号处理电路组成。
（3）视频信号组成
黑白全电视信号也称为视频信号。包括图像信号、行消隐信号、行同步信号、场消隐信号、场同步信号及前后均衡脉冲。视频图像信号是单方向性的，规定图像信号高电平75%处对应于图像黑色，称为黑色电平；图像信号低电平12.5%处对应于图像白色，称为白色电平，则此种图像信号称为负极性信号。
三．实验任务
1、调节CCD摄像机
2、CCD的镜头调节
3、检测形成的视频信号
四．实验报告要求
1、总结实验步骤
2、画出检出的视频信号波形
(1)分别画出暴光最强、最弱和中度暴光时的两行负极性视频信号波形，要求有精确的数值。
(2)画出一个场削隐期间的全电视信号。
3、回答思考题
五．思考题
1.全电视信号由那些部分组成？简述你对全电视信号各组成部分作用的理解？
https://www.360docs.net/doc/154528372.html,D摄像机的组成及光原理？
3.固体摄像机和摄像管摄像管摄像机的原理区别？
https://www.360docs.net/doc/154528372.html,D摄像机和CMOS摄像机的原理区别？
六．实验设备
1、电视原理实验台1台
2、示波器1台
3、CCD 摄像机 1个
实验二全电视信号的发射和接收
一、试验目的
1、了解射频调制器的组成原理
2、掌握射频调制器调制
3、了解射频参数的测量
二、原理说明
1、射频调制器主要有射频直接调制方式和中频调制方式两种。射频直接调制方式载波频率较高，各频道频率不同，调制后残留边带滤波器很困难，各种性能指标也较差。中频调制方式现在较低的中间频率上进行调制，然后再变换到各个频道上去，残留边带滤波可采用生表面滤波器，还可以在固定中频上进行各种校正，有较高的性能指标。因此，邻频前端的频道调制期一般采用中频调制方式。本实验设备采用中频制式频道调制器，它实际是中频调制试电视发射机调制器的小型化。
2、中频调制式电视机原理
电视发射机过去采用末级高电平调制，现代的电视发射机已全面采用中频调制方式，电视频道频谱如下图。
对D、K制，如载频fv,伴音载频为fv+6.5MHZ,即两载频相差6.5MHZ，图像为调幅，伴音为调频。
3、中频调制方式有如下优点：
由于是低电平调制，没有耐高压、大电流问题，所以调制器可制作得很小，且性能很好；设备的中频部分不论哪个频道都是一样的，给生产带来极大的方便；可对视频（即图像）部分进行钳位，白峰切割，视频自动增益控制，同步信号的处理及替换，DG、DP非线性校正等一系列处理；可采用声表面波滤波器对残余边带进行滤波处理，其群时延在50ns之内。
4、中频调制方式的缺点：
中频调制在变换为射频（RF）以后，各级功放都为已调波放大，在一个频道的信号中包含图像载频fv、伴音载频fA和副载波频率fs，由放大器非线性失真带来的互调失真必须限定在高标准范围内，一般要求三音互调≤-60Db，因此各功放管工作在欠压状态，不能充分利用。
5、中频调制式电视发射机有以下几部分组成：
6、图像在经过视频处理后先进入中频调制器进行调制，然后将此中频（频率为38MHZ）送入声表面滤波器进行图像残余边带滤波器处理。伴音信号先经过6.5MHZ，调制（必需锁相）然后送入环形混频至31.5MHZ，再送入窄带声表面滤波器滤波。
7、中频调制器：采用专用集成电路进行调制，图像载频选用38MHZ晶体振荡产生，它具有各种处理、校正电路等功能。
8、伴音中频31.5MHZ的调频
电视伴音调制都采用直接调频法，即在本振上对某一变容二极管进行调频，而不是对石英晶体振荡器回路的某一变容二极管进行调频。这是由于石英晶体振荡器串联谐振频率f1和并联谐振频率f2相差很小，而振荡频率fc必须在f1和f2之间，即f1能改变的最大范围在f1和f2之间频偏很小，在石英晶体振荡器上直接调频是不可取的。31.5MHZ(对BG制为33.4MHZ)上频偏△f=±50kHz的宽带调频，目前一般采用在LC回路上加相位锁定环（PLL）的方法。
9、IF/RF上边频器：
它由RF锁相环频率合成振荡器本振，然后进入环形混频器与中频混频，产生输出频道的频率。
10、声表面波滤波器
声表面波滤波器具有线性相频特性（即群时延）好和通带较宽的特点。其制作过程是：将压电材料（常用铌酸锂）表面加工成无孔和光滑表面，然后用光刻技术固定梳妆金属电极（也称为叉指）。设基板上的声表面波速度为v，梳齿的节距为x，在梳状电极上加频率f=v/x的电压进行激励时，电信号即转变为生表面波。这种梳状电极称为IDT。声表面波在接收端上转换成电信号，从而起到滤波作用。这种滤波器的通频带取决于电极的对数。改变切换电极的对数，就可改变通频带的宽度。衰减量（即插损）取决于叉指的面积（W）。对中频的SWAF，W约为20mm×15mm,插损为27DB，需要采取两极中频放大器的放大量对去插损进行补偿。
三、试验任务
1、掌握射频调制器调整
（1）将CCD摄像机视频输出接至面板上视频输出端，射频“测试输出”接至“解调输入”，调节解调部分接收频率等于“测试频率”频率，屏幕上应有图像产生，顺时针调节“视频调制度”旋钮，是调制度由小到大，观察图像变化。
（2）将“视频调制度”调节至最佳值。
（3）当采用录像机等信号源时，将有录像机音频信号输出接至面板“音频输入” 顺时针调节“伴音调制度”旋钮，使调制度由小到大，观察声音变化。
(4) 将“音频调制度”调节至最佳值。
2、(选做)了解射频参数的测量
调节面板上“伴音/图像”，“射频输出”旋钮，可以调节伴音载波与图像载波比值和调节视频信号的输出电平。
选做:“射频输出”接至HP8558B频谱仪。射频参数主要有图像载波输出电平（dBuV）,图像载波、伴音载波功率比A/V(dB)，以及带外寄生输出抑制（dB）等参数，采用频谱仪HP8558B可直接读出。
3、用示波器观察摄像机视频输出频谱。
四、报告要求
1、总结实验步骤
2、画出射频调制器的原理框图。
3、画出你所使用的电视原理实验台所调制出的射频信号谱图, 要求有数值。
4、画出本实验有线电视系统框图。
5、回答思考题。
五、思考题
说出一个你最常看的电视节目的电视频道号以及所处波段、频道带宽、图象载
频、伴音载频、接收机本振频率和中心频率．
六、实验设备
1、电视原理实验台 1台
2、示波器 1台
3、摄像机 1台
4、卫星电视接收设备 1套（公用）
5、电视信号发生器 1套（公用）
实验二全电视信号的发射和接收
一、试验目的
1、了解射频调制器的组成原理
2、掌握射频调制器调制
3、了解射频参数的测量
二、原理说明
1、射频调制器主要有射频直接调制方式和中频调制方式两种。射频直接调制方式载波频率较高，各频道频率不同，调制后残留边带滤波器很困难，各种性能指标也较差。中频调制方式现在较低的中间频率上进行调制，然后再变换到各个频道上去，残留边带滤波可采用生表面滤波器，还可以在固定中频上进行各种校正，有较高的性能指标。因此，邻频前端的频道调制期一般采用中频调制方式。本实验设备采用中频制式频道调制器，它实际是中频调制试电视发射机调制器的小型化。
2、中频调制式电视机原理
电视发射机过去采用末级高电平调制，现代的电视发射机已全面采用中频调制方式，电视频道频谱如下图。
对D、K制，如载频fv,伴音载频为fv+6.5MHZ,即两载频相差6.5MHZ，图像为调幅，伴音为调频。
3、中频调制方式有如下优点：
由于是低电平调制，没有耐高压、大电流问题，所以调制器可制作得很小，且性能很好；设备的中频部分不论哪个频道都是一样的，给生产带来极大的方便；可对视频（即图像）部分进行钳位，白峰切割，视频自动增益控制，同步信号的处理及替换，DG、DP非线性校正等一系列处理；可采用声表面波滤波器对残余边带进行滤波处理，其群时延在50ns之内。
4、中频调制方式的缺点：
中频调制在变换为射频（RF）以后，各级功放都为已调波放大，在一个频道的信号中包含图像载频fv、伴音载频fA和副载波频率fs，由放大器非线性失真带来的互调失真必须限定在高标准范围内，一般要求三音互调≤-60Db，因此各功放管工作在欠压状态，不能充分利用。
5、中频调制式电视发射机有以下几部分组成：
6、图像在经过视频处理后先进入中频调制器进行调制，然后将此中频（频率为38MHZ）送入声表面滤波器进行图像残余边带滤波器处理。伴音信号先经过6.5MHZ，调制（必需锁相）然后送入环形混频至31.5MHZ，再送入窄带声表面滤波器滤波。
7、中频调制器：采用专用集成电路进行调制，图像载频选用38MHZ晶体振荡产生，它具有各种处理、校正电路等功能。
8、伴音中频31.5MHZ的调频
电视伴音调制都采用直接调频法，即在本振上对某一变容二极管进行调频，而不是对石英晶体振荡器回路的某一变容二极管进行调频。这是由于石英晶体振荡器串联谐振频率f1和并联谐振频率f2相差很小，而振荡频率fc必须在f1和f2之间，即f1能改变的最大范围在f1和f2之间频偏很小，在石英晶体振荡器上直接调频是不可取的。31.5MHZ(对BG制为33.4MHZ)上频偏△f=±50kHz的宽带调频，目前一般采用在LC回路上加相位锁定环（PLL）的方法。
9、IF/RF上边频器：
它由RF锁相环频率合成振荡器本振，然后进入环形混频器与中频混频，产生输出频道的频率。
10、声表面波滤波器
声表面波滤波器具有线性相频特性（即群时延）好和通带较宽的特点。其制作过程是：将压电材料（常用铌酸锂）表面加工成无孔和光滑表面，然后用光刻技术固定梳妆金属电极（也称为叉指）。设基板上的声表面波速度为v，梳齿的节距为x，在梳状电极上加频率f=v/x的电压进行激励时，电信号即转变为生表面波。这种梳状电极称为IDT。声表面波在接收端上转换成电信号，从而起到滤波作用。这种滤波器的通频带取决于电极的对数。改变切换电极的对数，就可改变通频带的宽度。衰减量（即插损）取决于叉指的面积（W）。对中频的SWAF，W约为20mm×15mm,插损为27DB，需要采取两极中频放大器的放大量对去插损进行补偿。
三、试验任务
1、掌握射频调制器调整
（1）将CCD摄像机视频输出接至面板上视频输出端，射频“测试输出”接至“解调输入”，调节解调部分接收频率等于“测试频率”频率，屏幕上应有图像产生，顺时针调节“视频调制度”旋钮，是调制度由小到大，观察图像变化。
（2）将“视频调制度”调节至最佳值。
（3）当采用录像机等信号源时，将有录像机音频信号输出接至面板“音频输入” 顺时针调节“伴音调制度”旋钮，使调制度由小到大，观察声音变化。
(4) 将“音频调制度”调节至最佳值。
2、(选做)了解射频参数的测量
调节面板上“伴音/图像”，“射频输出”旋钮，可以调节伴音载波与图像载波比值和调节视频信号的输出电平。
选做:“射频输出”接至HP8558B频谱仪。射频参数主要有图像载波输出电平（dBuV）,图像载波、伴音载波功率比A/V(dB)，以及带外寄生输出抑制（dB）等参数，采用频谱仪HP8558B可直接读出。
3、用示波器观察摄像机视频输出频谱。
四、报告要求
1、总结实验步骤
2、画出射频调制器的原理框图。
3、画出你所使用的电视原理实验台所调制出的射频信号谱图, 要求有数值。
4、画出本实验有线电视系统框图。
5、回答思考题。
五、思考题
说出一个你最常看的电视节目的电视频道号以及所处波段、频道带宽、图象载
频、伴音载频、接收机本振频率和中心频率．
六、实验设备
1、电视原理实验台 1台
2、示波器 1台
3、摄像机 1台
4、卫星电视接收设备 1套（公用）
5、电视信号发生器 1套（公用）
视频输入输出接口和信号格式
视频输入输出接口和信号格式 一、传输接口 按照发展先后来概述： (1)CVBS：Composite Video Broadcast Signal，复合视频广播信号。 它是最早期的一种图像数据传输方法，是将模拟视频信号和声音信号结合，并调制到视频载波之前的一种格式。复合视频包含色差（色调和饱和度）和亮度信息，并将它们同步在消隐脉冲中，用同一信号传输。这种接口有3根线：白（左声道）、红（右声道）、黄（视频信号），如图所示： 由于是采用亮度和色度信号频谱间置方法复合在一起，所以会导致亮、色的串扰以及清晰度降低等问题。 (2)S-video：即S端子，它是将亮度信号Y和色度信号C分开传输，这样就可确保亮度和色度信号不相互干扰。 (3)VGA：Video Graghic Array，又叫显示绘图阵列，它采用非对称分布的15Pin 连接方式，共有15针，分成3排，每排5个孔。 (4)DVI：Digital Visual Interface，即数字视频接口。它采用全数字传输，可有效降低干扰和提高性能。对于DVI接口，有很多规范，常见的是DVI-D（Digital）和DVI-I（Integrated），DVI-I只能传输数字信号，可以用它来连接显卡和平板电视等。 (5)HDMI：High Definition Multimedia Interface，即高清晰度多媒体接口。它与DVI不同，可以同时传输视频和音频信号，由于音频和视频信号采用同一条电缆，可大大简化系统的安装。 除了上述有代表性的接口之外，另外还有一些典型接口，比如：色差分量接口（三基色输入）、SCART（欧洲通用视频接口）、BNC端口输入（R、G、B、行同步、场同步5个连接头），SDI（串行数字接口）等等。 二、视频输出的数字信号格式 相关名词： ITU:International Telecommunications Union （国际电信联盟）
数字视频技术基础复习题
数字视频技术考复习题 一、填空题 1、MPEG-1视频流采取分层式数据结构，包括视频序列、、图像、 像条、、块共六层。 2、已知HDB3码为-1000-1+1000+l-l+l-100-1+l，原信息代码 为。 3、以在上一帧图像中找到相似的块，这两个宏块之间的位移，称为。 4、数字复接过程中，按各支路信号的交织情况来分，可以分为复 接、复接和复接。 5、视频基本码流(ES)层次结构由视频序列层、、、像条层、 宏块层和。 6、当前宏块与它匹配的宏块之间的差值称为。 7、模拟彩色电视信号，世界存在三种制式，它们分别是制、制 和制。 8、PAL制式彩色电视信号中，为了节省频带宽度，一般将色度信号调制在 -----MHZ的频率上，再安插在信号中。 9、在NTSC制式电视信号中，色度矢量的幅度代表，初 相位代表。 10、标准清晰度电视演播室标准规定，亮度信号每行的取样点 数，取样频率为MH Z。 11、基带传输时，接收波形满足取样值无串扰的充要条件是：仅在本码元的取 样时刻上有，而在其他码元的取样时刻，本码元的值为。 12、准同步复接中一般采用正码速调节，其方式为当缓存器即将读空时，禁止 读时钟输出，使缓存器读出一位，在输出码流中插入一个，可以把码速调高。 13、某一信道传输二进制时，速率为a，如果利用这一信道传输8进制时， 传输速率将是。 14、MPEG-2结构可分为和层，针对不同的环 境，MPEG-2规定了两种系统编码句法，分时是流和流。 15、H．264标准算法在概念上分为2个层次，分别是层和层。 16、H．264除了有I、P、B帧之外，还有2个切换帧，分别是帧 和帧。 17、SDH帧结构由和两大部分组成，他们的字长分别 （）和。 18、在一个STM-1中，可包容的基群个数为。
视频信号测试与测量
1. 理解复合视频信号 复合视频信号是所有需要生成视频信号的成分组合在同一信号中的信号。构成复合信号的三个主要成分如下： ● 亮度信号——包含视频图像的强度（亮度或暗度）信息 ● 色彩信号——包含视频图像的色彩信息 ● 同步信号——控制在电视显示屏等显示器上信号的扫描 单色复合信号是由两个成分组成的：亮度和同步。图1显示了这个信号（通常成为Y信号）。 图1：单色复合视频信号（亮度从白过渡到黑） 色彩信号通常被称为C信号，在图2中示出。 图2：彩色条的色彩信息信号（包括颜色突发） 复合彩色视频信号通常成为彩色视频、消隐与同步（CVBS）信号示Y与C之和，如图3所示。 CVBS = Y + C
图3：彩色条的彩色复合视频信号两个组成部分Y与C可以作为两个独立信号分开传输。这两个信号合称为Y/C或S视频。 2. 视频信号组成 单一水平视频行信号由水平同步信号、后沿、活动象素场以及前沿组成，如图4所示。 图4：视频信号组成 水平同步（HSYNC）信号示每条新的视频行的开始。其后是后沿，用来作为从浮地（交流耦合）视频信号去除直流分量的参考电平。这是通过单色信号的钳制间隔实现的，它出现在后沿中。对于合成彩色信号，钳制发生在水平同步脉冲中，由于大部分后沿用于色彩突发，它提供了信号色彩成分解码信息。在MAX帮助中，视频信号的所有设置参数都有较清楚的描述。 色彩信息可以包含在单色视频信号中。复合色彩信号包含标准单色信号（RS-170或CCIR），并加入了以下成分： ● 色彩突发：位于后沿，这是提供后续色彩信息相位和幅值参考的高频场。
● 色彩信号：这是实际的色彩信息。它由两个以色彩突发频率调制到载波的象限成分组成。这些组成部分的相位和幅值决定了每个象素的色彩内容。 视频信号的另一方面是垂直同步（VSYNC）脉冲。这实际上是在场之间发生的脉冲序列，用于通知显示器，完成垂直重跟踪，准备扫描下一场。在每个场中都有几行是不包含活动视频信息的。有些只包含HSYNC脉冲，而其他包含均衡与VSYNC脉冲序列。这些脉冲是在早期的广播电视中定义的，所以从那以后构成了标准的一部分，虽然之后的硬件技术能够避免部分附加脉冲的使用。在图5中给出了复合RS-170交叉信号，其中包括垂直同步脉冲，为了简单起见，下面给出了一个6行帧： 图5：VSYNC脉冲 应当理解对于从模拟相机得到的图片，其垂直尺寸（以象素为单位）是由帧接收器对水平视频行采样的速率所决定的。而这个速率是由垂直行速率合相机的体系结构所决定的。相机CCD阵列的结构决定了每个象素的大小。为了避免图像失真，您必须对水平方向，以一定速率进行采样，将水平的活动视频场分割为正确的象素点数。下面是RS-170标准的实例： 感兴趣参数： ● 行/帧数：525（其中包括用于显示的485线；其余是每两个场之间的VSYNC行） ● 行频率：15.734 kHz ● 行持续时间：63.556微秒 ● 活动水平持续时间：52.66微秒 ● 活动象素/行数：640 现在，我们可以进行一些计算： ● 象素时钟频率（每个象素达到帧接收器的频率）：640象素/行/ 52.66 e-6 秒/行= 12.15 e6 象素/行（12.15 MHz） ● 活动视频的象素行长度+ 定时信息（称为HCOUNT）：63.556 e-6 秒* 12.15 e6 象素/秒= 772 象素/行
各种视频信号接口及定义
各种视频信号接口及定义 1.复合视频信号（Video） 复合视频信号是我们日常生活中最为常见的视频信号，它在一个传输信号中包含了亮度、色度和同步信号。 由于彩色编码的不同，复合视频又有PAL、NTSV、SECAM制式之分。复合视频信号本身的带宽只有5MHz（NTSC制式带宽仅4.5MHz），中间又加了彩色副载波信号（NTSC制为3.58MHz，PAL和SECAM制为4.43MHz），正好落在亮度信号带宽之内，占去了一部分亮度信号，又造成亮度和色度的相互干扰，使得复合视频成为最差的视频信号。 复合视频信号一般用RCA插头连接，就是通常说的莲花插头，见图1。欧洲也用SCART接口，老式的视频设备也有用BNC插头连接。 2.S视频信号（S-Video） S视频信号俗称S端子信号，它同时传送两路信号：亮度信号Y和色度信号C。由于将亮度和色度分离，所以图象质量优于复合视频信号，色度对亮度的串扰现象也消失。由于S 视频信号亮度带宽没有改变，色度信号仍须解调，所以其图象质量的提高是有限的，但肯定解决了亮色串扰，消除图象的爬行现象。S端子用四芯插头，见图2。欧洲也用SCART插头，老式的视频设备也有用两个BNC插头连接，计算机显卡也有用七芯插头，其外形与S端子一样，只是又包含了复合视频信号。 3.隔行色差信号（Y、Cr、Cb） 隔行色差信号含义与逐行色差信号相同，只是对应的是逐行扫描信号，包含在Y里的行同步信号频率为31KHz，而前述的几种视频信号行频只有15KHz。逐行色差信号须配具有逐行显示功能的设备，图象质量高于隔行色差信号，主要表现在图象更稳定。逐行色差所用端子与隔行色差相同，只是C换成P。 4.RGB信号 我们知道图象中的各种色彩都是由R、G、B三基色组成，显象管电子枪是R、G、B三枪组成，投影机三片液晶板也是R、G、B三色。R、G、B三路信号中，行、场的同步信号加在G信号中，RGB信号的带宽可以到几十兆，只要显示设备能兼容。所以RGB信号又优于色差信号，是最好最直接的显示信号。RGB信号同样也分为逐行和隔行，逐行信号要优于隔行信号。RGB信号所用端子为RCA插头，欧洲用SCART插头，老式设备用BNC插头。5.RGB+S信号 此信号就是在前述的RGB信号基础上，把加在G信号中的同步信号拿出来，再加一个复合同步信号，共四路信号传输。复合同步信号中包含了水平同步和垂直同步信号。此信号在老式设备中用的较多，一般用BNC插头。 6.RGB+Hs、Vs信号 这个信号是在上述信号基础上把复合同步信号分成水平同步信号和垂直同步信号，在老式三枪投影机用的较多，一般用BNC插头。现在17寸以上的高端显示器也此输入端子。电脑显示用的15针D型VGA插座，就是这5根线起作用。老式的EGA和CGA显示器行频只有15KHz，用的是9针D型接口。现代视听设备逐行扫描的RGB+Hs、Vs信号是以VGA端子输出的，是视频信号的最高级，与电脑640×480分辨率是兼容的。
基于FPGA的视频信号发生器设计与应用研究
第29卷 第3期2008年3月 仪器仪表学报 Ch i nese Journa l o f Sc ientific Instru m ent V ol 29N o 3M ar .2008 收稿日期:2007 04 Recei ved Date :2007 04 基于FPGA 的视频信号发生器设计与应用研究 刘 杰1 ,牛燕雄 1,2 ,董 伟1,司宾强1,刘佳栋 1 (1 解放军军械工程学院光学与电子工程系 石家庄 050003;2 清华大学精密仪器测试技术与仪器国家重点实验室 北京 100084) 摘 要:本文介绍了一种基于FPGA 的新型视频信号发生器,它可以满足多种被测系统对输入视频信号制式的要求。该系统利用U SB 总线与上位机进行通信,同时解决了系统供电的问题。在FPGA 内部,通过软件编程的方法生成视频信号的图像和时 序控制信号,并送入视频D /A 模块。通过实验对该视频信号发生器在电视跟踪性能检测中的应用进行研究,获取并分析了被测电视跟踪系统的跟踪性能指标。在使用中发现该系统具有可靠性高、通用性好、集成度高和体积小等特点,具有广泛的应用前景。 关键词:视频信号发生器;FPGA;U SB ;模拟目标;跟踪性能测试 中图分类号:TP334.2 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.8040 D esign and application of video si gnal generator based on FPGA L i u Jie 1 ,N i u Yanx iong 1,2 ,Dong W e i 1 ,S iB i n q iang 1 ,L i u Jiadong 1 (1D ep t .O p tics and E lectron ic Eng i neering ,O rdnance Engineer i ng Colle g e ,Sh ijiazhuang 050003,China ;2T he State K ey Laboratory of Precision M easure m ent T echnology and Instru m ents,D epart m ent of P recision Ins t ru m ents , T si nghua Universit y,B eij i ng 100084,China) Abst ract :A ne w type of v i d eo si g nal generator based on FPGA is presen ted .It generates severa lk i n ds o f v i d eo sig nals to m eet the input requ ire m ents o fm ost v i d eo syste m s under tes.t This generator co mm unicatesw it h a PC through USB por,t and this m ethod could also so lve the prob l e m o f po w er supp l y .In the FPGA,the generator cou l d generate i m age and sequence contro l si g na l through so ft w are progra m,and send the signals to v ideo D /A m odu le .Then experi m ents w ere carried out to verify the app lication o f t h e generator i n TV track i n g capability tes.t The track i n g capab ility para m eters w ere obtained and ana l y zed .This generator has the m erits o f h i g h reliability ,good universa li ty ,high i n tegration leve,l s m a ll size and so on ,and has broad applicati o n pr ospects .K ey w ords :v i d eo signal generato r ;FPGA;USB ;si m u lated targe;t track i n g capability test 1 引 言 目前,对视频信号采集、记录和处理系统(视频采集卡、图像记录仪和电视跟踪系统等)的研究测试已经十分广泛。在对这些系统进行测试的过程中,需要测试者提供符合该系统输入制式要求的视频信号。针对多种被测系统及被测指标,测试者应该提供不同种类和制式的视频信号。 以往对这些系统进行测试时,人们经常利用探测器 对靶板进行成像,将产生的视频信号送入被测系统。该 测试方法给系统评估引入两方面的误差:一是靶板的制作误差,二是探测器本身的成像质量偏差。针对这些误差,国内外逐渐使用能够提供模拟图像的视频信号发生器来取代传统的测试装置 [1 3] 。 现场可编程门阵列(FP GA )具有高集成度、高可靠性 以及开发工具智能化等特点,目前逐步成为复杂数字电路设计的理想首选[4] 。考虑到视频信号时序要求严格以
常见视频信号传输特性(精)
常见视频信号传输特性 1. 分量视频(Component Signal) 摄像机的光学系统将景像的光束分解为三种基本的彩色：红色、绿色和蓝色。感光器材再把三种单色图像转换成分离的电信号。为了识别图像的左边沿和顶部，电信号中附加有同步信息。显示终端与摄像机的同步信息可以附加在绿色通道上，有时也附加在所有的三个通道，甚至另作为一个或两个独立的通道进行传输，下面是几种常见的同步信号附加模式和表示方法： - RGsB：同步信号附加在绿色通道，三根75Ω同轴电缆传输。 - RsGsBs：同步信号附加在红、绿、蓝三个通道，三根75Ω同轴电缆传输。 - RGBS：同步信号作为一个独立通道，四根75Ω同轴电缆传输。 - RGBHV：同步信号作为行、场二个独立通道，五根75Ω同轴电缆传输。 RGB分量视频可以产生从摄像机到显示终端的高质量图像，但传输这样的信号至少需要三个独立通道分别处理，使信号具有相同的增益、直流偏置、时间延迟和频率响应，分量视频的传输特性如下： - 传输介质：3-5根带屏蔽的同轴电缆 - 传输阻抗：75Ω- 常用接头：3-5×BNC接头 - 接线标准：红色=红基色(R)信号线，绿色=绿基色(G)信号线，蓝色=蓝基色(B)信号线，黑色=行同步(H)信号线，黄色=场同步(V)信号线，公共地＝屏蔽网线(见附图VP-03) 2. 复合视频(Composite-Video)
由于分量视频信号各个通道间的增益不等或直流偏置的误差，会使终端显示的彩色产生细微的变化。同时，可能由于多条传输电缆的长度误差或者采用了不同的传输路径，这将会使彩色信号产生定时偏离，导致图像边缘模糊不清，严重时甚至出现多个分离的图像。 插入NTSC或PAL编解码器使视频信号易于处理而且是沿单线传输，这就是复合视频。复合视频格式是折中解决长距离传输的方式，色度和亮度共享 4.2MHz(NTSC)或 5.0-5.5MHz(PAL)的频率带宽，互相之间有比较大的串扰，所以还是要考虑频率响应和定时问题，应当避免使用多级编解码器，复合视频的传输特性如下： - 传输介质：单根带屏蔽的同轴电缆 - 传输阻抗：75?- 常用接头：BNC接头、莲花(RCA)接头 - 接线标准：插针=同轴信号线，外壳公共地＝屏蔽网线(见附图VP-01) 3. 色差信号(Y,R-Y,B-Y) 对视频信号进行处理而传输图像时，RGB分量视频的方式并不是带宽利用率最高的方法，原因是三个分量信号均需要相同的带宽。 人类视觉对亮度细节变化的感受比彩色的变化更加灵敏，因此我们可以将整个带宽用于亮度信息，把剩余可用带宽用于色差信息，以提高信号的带宽利用率。 将视频信号分量处理为亮度和色差信号，可以减少应当传输的信息量。用一个全带宽亮度通道(Y)表示视频信号的亮度细节，两个色差通道(R-Y和B-Y)的带宽限制在亮度带宽的大约一半，仍可提供足够的彩色信息。采用这种方法，可以通过简单的线性矩阵实现RGB与Y,R-Y,B-Y的转换。色差通道的带宽限制在线性矩阵之后实现，将色差信号恢复为RGB分量视频显示时，亮度细节按全带宽得以恢复，而彩色细节会限制在可以接受的范围内。 色差信号也有多种不同的格式，有着不同的应用范围，在普遍使用的复合PAL、SECAM和NTSC制式中，编码系数是各不相同的，见下表：
视频输入输出常用接口介绍
视频输入输出常用接口介绍 随着视频清晰度的不断提升，这也促使我们对高清视频产生了浓厚的兴趣，而如果要达某些清晰度的视频就需要配备相应的接口才能完全发挥其画质。所以说视频接口的发展是实现高清的前提，从早期最常见且最古老的有线TV输入到如今最尖端的HDMI数字高清接口，前前后后真是诞生了不少接口。但老期的接口信号还在继续使用，能过信号转换器就能达到更清晰的效果，比如： AV,S-VIDEO转VGA AV,S-VIDEO转HDMI，图像提升几倍，效果更好。 从现在电视机背后的接口也能看出这点，背后密密麻麻且繁琐的接口让人第一眼看过去有点晕的感觉。今天小编就将这些接口的名称与作用做一个全面解析，希望能对选购电视时为接口而烦恼的朋友起到帮助。 TV接口
TV输入接口 TV接口又称RF射频输入，毫无疑问，这是在电视机上最早出现的接口。TV接口的成像原理是将视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)相混合编码后输出，然后在显示设备内部进行一系列分离/ 解码的过程输出成像。由于需要较多步骤进行视频、音视频混合编码，所以会导致信号互相干扰，所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。 AV接口 AV接口又称（RCARCA）可以算是TV的改进型接口，外观方面有了很大不同。分为了3条线，分别为：音频接口（红色与白色线，组成左右声道）和视频接口（黄色）。
AV输入接口与AV线 由于AV输出仍然是将亮度与色度混合的视频信号，所以依旧需要显示设备进行亮度和色彩分离，并且解码才能成像。这样的做法必然对画质会造成损失，所以AV接口的画质依然不能让人满意。在连接方面非常的简单，只需将3种颜色的AV线与电视端的3种颜色的接口对应连接即可。 总体来说，AV接口实现了音频和视频的分离传输，在成像方面可以避免音频与视频互相干扰而导致的画质下降。AV接口在电视与DVD连接中使用的比较广，是每台电视必备的接口之一。 S端子 S端子可以说是AV端子的改革，在信号传输方面不再将色度与亮度混合输出，而是分离进行信号传输，所以我们又称它为“二分量视频接口”。
高清视频采集盒1080p 可采集SDI、DVI、VGA、HDMI、分量信号
JMC-U200高清视频采集盒 产品品牌：巨渺科技 型号：JMC-U200 产品特性: ●可采集1 路高清或标清视频信号，1 路模拟双声道音频信号。 ●输入视频信号可达1080p/60 Hz。 ●高清信号可采集SDI、DVI、VGA、HDMI、分量信号。 ●可采集SDI 内嵌音频。 ●可采集HDMI 中的LPCM 音频信号。 ●微软AV Stream 标准驱动，可支持大部分Windows 上的多媒体视频软件或流媒体软件。 高级特性: ●支持UVC、UAC 协议，在Window、Linux 和 Mac OS X 平台上都可以即插 即用。 ●高清USB3.0 输出，实际数据传输速度高达 390 MB/S。 ●高清输入可动态切换信号源类型：SDI、 DVI/HDMI，VGA，分量。
●可兼容复合视频（CVBS）输入信号。 ●自动输入视频格式侦测，自动视频有效区域侦 测，自动VGA 采集相位调节。逐行视频中运动画面 会有锯齿出现，会自动选择合适的方式（行滤波去 隔行或单场去隔行）去隔行，提升画面的锐利度和 清晰度。 ●针对VGA 视频，提供了自动相位校正功能，使 采集视频中的文字边缘更加锐利，易于辨识、 阅读。 ●手工设定有效画面区域功能，可用于画面的剪裁和对特殊输入信号时序的支持。 ●多阶画面缩放功能，具有三种针对画面宽高比的缩放模式。 ●支持垂直滤波和运动自适应去隔行功能。采用了新的视频处理流水线，能够处理RGB 和YUV 色彩空间的视频。 ●根据输入和输出格式，尽量减少RGB 和YUV 之间的转换，从最大程度地避免了YUV 色彩空间视频的色彩失真。 ●新的视频处理流水线目前能够处理YUV601、YUV709、Studio RGB、Computer RGB 这4 种不同的色彩空间。 ●硬件色彩转换，可输出RGB24，RGB32，YUY2，UYVY，I420 色彩格式。 ●支持色彩调节功能，可调节画面的对比度、亮度、色彩饱和度、色相、Gamma；并可单独调节R，G，B 三色的亮度、对比度。 ●高质量的图像缩放、剪裁、色彩空间转换、自动去除画面黑边、自动检测隔行视频源和去隔行。
视频信号的基础知识
一、视频信号的结构与使用 ?图象采集卡是对模拟视频信号采样并作A/D转换而成为数字信号的，为了获得正确的数字信号，对模拟视频信号有一个大概的了解是十分重要的，尤其在一些特殊的应用领域，例如： ?实时处理 ?多路视频输入 ?非标准视频采集 ?立体视觉 ?序列图象分析 ?运动图象 ?等都对摄象机的同步连接；多路切换；图象处理与视频信号的同步配合；图象窗口的选择；亮度与对比度的调节有着特殊的要求，为了满足这些要求，把视频信号的结构了解清楚后，会对用户很快构成并调试好自己的图象处理系统；设计好自己的软件；充分提高CPU处理图象的效率等带来很大的好处
1-1、视频信号的概述 ?视频信号最初是用于广播电视的，也就是说是要经过传输，尤其是无线传输而送到观众接收机上，由于图象的信息量是如此巨大，如果不对视频信号作一定的处理，就会占据无线通讯很宽的宝贵频带，为此对全电视信号在清晰度、闪烁性、叠加彩色后的与黑白图象的兼容性、所占用的带宽等方方面面作了精心的权衡与安排，研究设计出目前的黑白/彩色全电视信号标准。例如隔行扫描就是考虑到带宽、抗闪烁、清晰度等方面而巧妙设计的；PAL或NTSC的彩色图象制式就是考虑到人眼对颜色的着色特性，与原黑白视频的兼容性，在不影响黑白灰度信息的前提下，而将彩色信息调制后插入黑白全电视信号频谱的缝隙之中的。而所谓的不影响仅仅是理论上的，由于技术上的局限性，在接收端将黑白信息与彩色信息分离时，在大多数情况下会大大影响黑白信息的分辨率。视频信号的这些特性在广播电视中带来了巨大的好处，但在图象处理的使用场合又会带来很大的不便与缺陷。
1-2、黑白全电视信号及采集 ?摄象机获取图象形成视频信号是用扫描的方式逐行顺序进行的，从景物的左上角开始扫描第一行，然后向下移动扫描第二行，直至这场扫描完312行（PAL制），到第313行的一半时，这一场结束，形成了一幅奇场图象；从图象的最上部中间开始第313行的后半部扫描，见图一，开始第二场即偶场的扫描，第二场的每一行夹在第一场的相邻行中间，直至625行结束，第二场图象结束，形成了一幅偶场图象，同时相邻行由奇场和偶场图象交叉形成了一帧图象。帧图象、奇偶场图象之间的关系见图二。从图一和图二可以看出，在水平方向一行中的像素从左到右是以纳秒级的速度顺序出现的，而一帧图象的上下二个相邻象素的相隔时间为一场的场周期，可达几十毫秒。这种隔行方式，在同样的分辨率、没有因人眼惰性有限而带来太大的闪烁性的情况下，视频信号的频带带宽几乎减低了一倍，节省了宝贵的通信资源。
视频信号格式
视频端口／视频信号格式(2008-12-19 10:07:59) Y”表示明亮度（Luminance或Luma），Ｃ色度（Chrominance或Chroma）， YPbPr是将模拟的Y、PB、PR信号分开，使用三条线缆来独立传输，保障了色彩还原的准确性，YPbPr表示逐行扫描色差输出．YPbPr接口可以看做是S端子的扩展，与S端子相比，要多传输PB、PR两种信号，避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，保障了色彩还原的准确，目前几乎所有大屏幕电视都支持色差输入。 YCbCr表示隔行分量端子． 所说的Y Cb Cr和Y Pb Pr只是为了方便新人快速区分国产电视上隔/逐行接口而已. Cb Cr 就是本来理论上的分量/色差的标识， C代表分量（是component的缩写）Cr、Cb分别对应r（红）、b（蓝）分量信号，Y除了g（绿）分量信号，还叠加了亮度信号． 至于Y Pb Pr，是后来为了强调逐行概念，显示其飞跃性的变化，这个概念，有一定知识背景的人很容易理解，但普通用户只会更糊涂 YUV（亦称YCrCb）是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL）。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后兼容老式黑白电视。与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的带宽（RGB要求三个独立的视频信号同时传输）。其中“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是通过RGB输入信号来创建的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面—色调与饱和度，分别用Cr和CB来表示。其中，Cr反映了GB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而CB反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB 信号亮度值之同的差异。 *****U,V分别是与蓝,红的色差.范围是16-240 一、高频或射频信号 https://www.360docs.net/doc/154528372.html,/cword/3153.shtml 视频端口是背投电视和信号源（比如影碟机）连接的接口，通过这些端口，可以将电影等图像在背投设备上播放。视频端子有不同类型，购买背投电视时尽量挑接口齐全的产品，尤其是最常见的接口，这样可以更方便的和各种设备连接。目前最基本的视频端子是复合视频端子（也叫AV端子）、S端子；另外常见的还有色差端子、VGA端子、DV I端子、HDMI端口。 复合视频端子
常用视频信号接口与处理方法总结材料
常用视频信号接口与处理方法总结 学满2010-4-13 一、视频接口概述 视频接口，从颜色空间、数字/模拟、分离/复合（适用于模拟信号）、并行/串行（适用于数字信号）、单端/差分等类别可以分为如下几种，见下表：
二、模拟视频信号接口 1．接口设计 模拟信号由于其电压围很小，如果接口电路设计不当，很可能造成最终的信号质量下降。因此需要注意以下几个事项： 1）阻抗匹配：通常为75Ω，包括发送端，接收端以及传输路径上的阻抗。 2）隔直电容：为了防止不同设备间地电压差对信号造成的影响，此电容不宜过大或者过小。 3）滤波网络：尽可能地消除低频和高频纹波。 4）地平面：根据理论，地平面分隔可以防止数字信号对模拟地干扰，但从实际经验来看，分隔成小的地平面后，实际上会造成环流（AD9883资料中有叙述）。因此大部分情况下，还是用同一 个地。多层地平面，以及多打过孔，保持地电平的稳定是非常必要的。 5）PCB走线：等长是需要的，而且要确保三个器件经过不同的选择器/缓冲器之后的延时也相差不多，否则很难保证采样相位。 6）ESD保护：如果视频接口经常插拔，就需要加ESD保护二极管。 2．视频ADC 完成模拟信号到数字信号的转换，在使用过程中需要注意的主要问题有： 1）A/D是否支持交流耦合方式输入
2）A/D部是否有信号增益调整功能 3）是否支持差分输入 4）A/D部是否有PLL等器件，采样相位是否可调整 5）A/D输出的信号格式（24bit RGB，YCbCr） 6）是否支持SOG或者SOY等同步信号输入 模拟信号在A/D转换时，通常需要进行一些调整，以达到最佳显示效果： 1）调整黑电平位置和最大辐值，通常可以配置A/D芯片有关offset和gain的寄存器，经过此番调整之后，实际上是校准了RGB三色，同时提高了灰度等级。 2）调整PLL锁相环，以达到合适的采样频率，并保证PLL在各种温度条件下均能稳定工作。 3）调整采样起始点和终止点，确保有效信号不丢失。 4）调整采样相位，使最终显示画质更清晰。 3．视频DAC 完成模拟信号到数字信号的转换，在使用过程中需要注意的主要问题有： 1）D/A输出时，驱动方式是电压型的，还是电流型的？带负载与不带负载的电压是多少？是否合乎规要求。如果不合适，必要时加缓冲器或者放大器输出。 2）D/A的输入接口是多少位的？如果是8bit/10bit兼容，要注意最高2位和最低2位的接法。 3）输出同步信号是什么格式？是否需要输出CS或者SOG？ 4．解码器 这里说的解码器是指针对CVBS（PAL、NTSC）或者Y/C信号的亮度色度解调和分离用的解码器，解码器输出的通常为BT656或者BT601格式的数字信号，此信号仍为隔行信号。 解码器使用中，接口部分设计与ADC相类似，对输入信号格式，输出信号格式的寄存器配置有一些差异，如果输入格式设置不当，虽然能输出信号，但显示不正确。 5．编码器 视频编码器特指从BT656/BT601格式转到CVBS/YC信号的转换器，一方面完成数字到模拟信号的转换，另一方面是完成亮度信号与色度信号的调制、复合。 解码器使用中，接口部分设计与DAC相类似，主要的不同也在于I2C寄存器配置不同。 6．缓冲器/放大器/选择器/分配器 模拟视频信号在传输和处理的过程中，通常需要一些缓冲/放大/选择/分配等处理。 在这些电路设计时，着重需要考虑的问题：
视频信号规格及存储计算
D1：480i格式（525i）：720×480（水平480线，隔行扫描），和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF （720×576） D2：480P格式（525p）：720×480（水平480线，逐行扫描），较 D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080线，隔行扫描），高清放松采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频 为33.75kHz D4：720p格式（750p）：1280×720（水平720线，逐行扫描），虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080I（实际逐次540线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤 其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080线，逐行扫描），目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.5KHZ。 (1)存储容量计算 单个通道24小时存储1天的计算公式∑(GB)＝码流大小(Mbps)÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。 (2)标清D1(704*576)格式 按2Mbps码流计算，存放1天的数据总容量 2Mbps÷8 ×3600秒×24小时×(1天)÷1024＝21GB。
30天需要的容量∑(GB)＝21GB×30天＝525GB (3)高清720P(1280*720)格式 按4Mbps码流计算，存放1天的数据总量4Mbps÷8 × 3600秒× 24小时×(1天)÷1024＝42GB 30天需要的容量∑(GB)＝42GB×30天＝1050GB (4)高清1080P(1920*1080P)格式 按8Mbps码流计算，存放1天的数据总量8Mbps÷8 × 3600秒× 24小时×(1天)÷1024＝84.375GB 30天需要的容量∑(GB)＝84.375GB×30天＝2531GB≈2.47TB (5)图片存储容量计算 对500万一台摄像机而言：一张图片按照0.6M计算,平均一天大约通过5000辆车，每条车道保存30天，则按照计算公式：0.6M*5000*30/1024/1024= 0.09T 对200万一台摄像机而言：一张图片按照0.3M计算,平均一天大约通过5000辆车，则每条车道按照计算公式：0.3M*5000*30/1024/1024=0.05T
信号发生器程序设计
微机应用系统设计与综合实验 ——微机原理课程设计报告 课题名称：信号发生器功能程序设计 学院： 姓名： 指导老师： 日期：
目录 目录 (1) 第一章概要 (2) 1.1 设计目的 (2) 1.2 课程设计内容及要求 (2) 1.3 所需芯片及硬件简介 (2) 1.3.1 8255A 特性简介 (2) 1.3.2 D /A0832功能简介 (3) 1.3.3 A /D0809功能简介 (3) 1.3.4唐都小键盘简介 (4) 第二章总体设计方案 (5) 2.1 设计思想论述 (5) 2.2 程序流程图 (6) 2.3 电路原理图 (7) 第三章典型模块分析 (8) 3.1 波形产生模块 (8) 3.1.1 方波 (9) 3.1.2 三角波 (9) 3.1.3 锯齿波 (10) 3.1.4 正弦波 (12) 3.2 小键盘模块 (13) 3.3 调幅调频模块 (14) 第四章系统调试过程及结果 (16) 第五章收获与体会 (17) 参考文献 (18) 附录1 汇编语言源程序代码 (19) 附录2 C语言源程序代码 (33)
第一章概要 1.1 设计目的 信号发生器的功能设计结合了软硬件的知识，这样的一个课程设计促使我们主动去找寻资料，自主学习更多的知识。尤其重要的是设计本身是一种实践，将课本知识应用到设计中，验证并且进一步熟悉它从而获得新的领悟，这是只啃书本所不能达成的好处。信号发生器的设计尤其加深我们对信号发生的理解，对以8086cpu为中心的各芯片功能的了解以及对微机原理和汇编语言编程有了更深的体会。 1.2 课程设计内容及要求 （1）、分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计； （2）、硬件电路基于80x86微机的接口电路； （3）、程序功能要求：小键盘给定、数码管或屏幕显示，并产生对应信号波形（D/A）输出（信号波形包括正弦波、三角波、方波、锯齿波）、输出信号波形幅度、频率可调。（按键数量尽量少）。 1.3 所需芯片及硬件简介 1.3.1 8255A 特性简介 （1）具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连 （2）8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种。方式0 ：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的I/O 方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出；方式1 ：选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0；方式2：双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。 本次设计只用到了三个端口的方式0。
模拟视频与数字视频的区别
模拟视频与数字视频的区别 视频信号可分为模拟视频信号和数字视频信号两大类。 模拟视频是指每一帧图像是实时获取的自然景物的真实图像信号。我们在日常生活中看到的电视、电影都属于模拟视频的范畴。模拟视频信号具有成本低和还原性好等优点，视频画面往往会给人一种身临其境的感觉。但它的最大缺点是不论被记录的图像信号有多好，经过长时间的存放之后，信号和画面的质量将大大的降低；或者经过多次复制之后，画面的失真就会很明显。 数字视频信号是基于数字技术以及其他更为拓展的图像显示标准的视频信息，数字视频与模拟视频相比有以下特点： （1）数字视频可以可以不失真的进行无数次复制，而模拟视频信号每转录一次，就会有一次误差积累，产生信号失真。 （2）模拟视频长时间存放后视频质量会降低，而数字视频便于长时间的存放。 （3）可以对数字视频进行非线性编辑，并可增加特技效果等。 （4）数字视频数据量大，在存储与传输的过程中必须进行压缩编码。 随着数字视频应用范围不断发展，它的功效也越来越明显。 -------------------------------------------------------------------------------- 模拟摄像机 模拟摄像机所输出的信号形式为标准的模拟量视频信号，需要配专用的图像采集卡才能转化为计算机可以处理的数字信息。模拟摄像机一般用于电视摄像和监控领域，具有通用性好、成本低的特点，但一般分辨率较低、采集速度慢，而且在图像传输中容易受到噪声干扰，导致图像质量下降，所以只能用于对图像质量要求不高的机器视觉系统。常用的摄像机输出信号格式有： pal（黑白为ccir），中国电视标准，625行，50场 ntsc（黑白为eia），日本电视标准，525行，60场 secam s-video 分量传输 模拟跟数字的区别还是比较大的： 1、前端。 模拟：只有模拟摄象机即可，视频没有经过压缩，图象质量好，但占用资源极多，存储和检索不方便，反复查看录像会造成录像效果越来越差。
史上最全视频信号音频信号接口汇总,视频、音频工程师必备
信号接口1.S端子 标准S端子 标准S端子连接线
音频复合视频S端子色差常规连接示意图 S端子（S-Video）是应用最普遍的视频接口之一，是一种视频信号专用输出接口。常见的S端子是一个5芯接口，其中两路传输视频亮度信号，两路传输色度信号，一路为公共屏蔽地线，由于省去了图像信号Y与色度信号C的综合、编码、合成以及电视机机内的输入切换、矩阵解码等步骤，可有效防止亮度、色度信号复合输出的相互串扰，提高图像的清晰度。 一般DVD或VCD、TV、PC都具备S端子输出功能，投影机可通过专用的S端子线与这些设备的相应端子连接进行视频输入。 显卡上配置的9针增强S端子，可转接色差
S端子转接线 欧洲插转色差、S端子和A V
与电脑S端子连接需使用专用线，如VIVO线 2.VGA接口 DVI接口正在取代VGA，图为DVI转VGA的转接头 VGA是Video Graphics Adapter的缩写，信号类型为模拟类型，视频输出端的接口为15针母插座，视频输入连线端的接口为15针公插头。VGA端子含红（R）、黄（G）、篮（B）三基色信号和行（HS）、场（VS）扫描信号。VGA端子也叫D-Sub接口。VGA接口外形象“D”，其具备防呆性以防插反，上面共有15个针孔，分成三排，每排五个。VGA接口是显卡上输出信号的主流接口，其可与CRT显示器或具备VGA接口的电视机相连，VGA 接口本身可以传输VGA、SVGA、XGA等现在所有格式任何分辨率的模拟RGB+HV信号，其输出的信号已可和任何高清接口相貔美。
VGA转DVI线，可用在没有VGA接口的设备上 目前VGA接口不仅被广泛应用在了电脑上，投影机、影碟机、TV等视频设备也有很多都标配此接口。很多投影机上还有BGA输出接口，用于视频的转接输出。 3.分量视频接口 3RCA连接线
视频信号发生器
K e y f e a t u r e s + b e n e f i t s Four (4) HDMI outputs Up to 36-bit/pixel (12-bit/component) Deep Color at 1080p; TMDS link up to 2.25 GB/s. Analog video outputs Test HDTVs analog component and composite video inputs. Standard video timings and patterns Supports standard video timings and test patterns, including 3D test images. Switches between timings and test patterns in less than 100ms. HDMI and analog audio outputs Support HDMI compressed and uncompressed audio formats Various patterns with programmable amplitude, sampling rate and bit depths. Digital audio inputs Test an HDTV’s digital audio outputs—SPDIF and optical (future). Serial command line interface RS-232 interface for command line control or for automated test system.Rack mountable Fits in a standard 19” relay rack. Occupies two rack units. Color touch display Monitor the status of the test on the color display.Configure the 804 through the touch https://www.360docs.net/doc/154528372.html,B host interface Attach a keypad for simplified testing 8 0 4 M u l t i M e d i a t e S t i N S t R u M e N t introducing the 804 Multimedia test instrument for testing HdtVs on a production line. the rack mountable 804 is optimized for testing modern HdMi flat panel tVs. it features four (4) HdMi outputs—all active simultaneously—for testing HdtVs with multiple HdMi inputs. this eliminates the need for splitters often required for testing each HdMi input on an HdtV. the 804 can also output component analog and composite analog for testing an HdtVs analog video outputs. Switching between video timings is fast; less than 100ms. the 804 is equipped with all the standard video timings and test patterns including 3d patterns and tests for HdMi protocols such as HdCP , edid and CeC. the 804 tests compressed and uncompressed HdMi audio formats using a variety of audio test signals. an HdtV’s analog audio inputs can also be tested using the 804’s programmable analog audio outputs. Modern HdtVs typically have digital audio outputs on S/PdiF and optical interfaces; these outputs can be tested with the 804 as well (future). 804