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第四章 复合视频处理电路 彩色全电视信号FBAS要还原出正常的彩色图像就需要经过彩色解码电路的处理，彩色解码电路的作用是将FBAS进行一系列的处理，还原出红、绿、蓝三基色信号。 4.1 PAL－D彩色解码器简介 PAL－D彩色解码器用于将PAL－D制式的彩色全电视信号还原出红、绿、蓝三基色信号，其电路组成原理框图如下： 图4－1 PAL－D制式彩色解码器的原理框图 如图4－1所示，中频放大电路处理出来的FBAS（彩色全电视）信号分两路送到彩色解码电路，然后经过分别处理，得到Y、U、V信号，Y、U、V信号在矩阵电路中经过矩阵运算得到R、G、B三基色信号。 送到亮度通道的彩色全电视信号首先经过4.43MHz陷波器的陷波，将彩色副载波吸收，得到亮度信号，然后亮度信号经过轮廓补偿，以提高图像的清晰度，接着经过轮廓补偿的信号被送到亮度箝位电路恢复直流分量，再接着箝位的亮度信号经过黑电平延伸、亮度延时（避免彩色镶边）、对比度控制和亮度控制，送到白峰限制电路限制白电平幅度，最后经过亮度信号被送到基色矩阵电路。 送到色度通道的FBAS信号首先经过4.43MHz带通滤波器的带通滤波，将色度信号分离出来，然后将分离出来的色度信号经过带通放大电路的带通放大，将色同步信号分离出来（同时还会对色度信号进行一定幅度的放大），分离出来的色度信号送到色度放大电路将色度信号放大到延时解调电路需要的电平（它还有自动消色功能），同时，色同步信号经过色同步选通用于APC鉴相（鉴相输出信号用于ACC和双稳态电路），经过色度放大的色度信号送到色度延时电路，恢复Fu和Fv分量信号，Fu和Fv分量信号在U同步检波器和V同步检波器中与色副载波恢复电路产生的4.43MHz基准副载波信号进行同步解调，得到U（B－Y）和V（R－Y）两个色差信号，两色差信号也被送到基色矩阵电路。 Y、U、V信号送到基色矩阵电路后，在基色矩阵电路中进行矩阵运算，得到R、G、B三基色信号，R、G、B三基色信号经过末级视放电路的宽带放大，驱动显像管三阴极发射电子，电子打在荧光粉上使之发光，最终在屏幕上重显彩色图像。 4.2 创维5D20机芯复合视频数字处理电路 创维5D20机芯是一款具有60Hz逐行、100Hz隔行、高精密显像GMD1250多模式扫描彩电，它不但画面清晰细腻，而且几乎看不到行间闪烁和大面积闪烁，所有这些优良的性能都应归功于视频数字处理核心芯片DPTV－DX，它把硅谷的顶尖技术、计算机图形学和多媒体领域取得的成功经验融合到视频数字处理芯片中。下面，将对视频数字处理电路进行详细地介绍。 1、创维5D20机芯视频数字处理电路组成原理框图 创维5D20机芯的视频数字处理电路比较复杂，为了使大家能更好地了解其电路原理，特提供其电路组成原理框图如下： 2、创维5D20机芯视频数字处理电路原理 如图4－3～6所示，U1（DPTV－DX）是视频数字处理芯片；U2、U3（PD4811650）是帧缓冲器；U4（VPX3226E）是视频解码器；U5A（TLC2932）是锁相环电路；U7和U8（LT1963）、U9（LT1964）是稳压电路；U12（74LS05）是六反相器。 本机的彩色全电视信号由CN002的25脚送到视频数字处理电路，它首先送到U4（VPX3226E）的40脚，输入的信号经过多路开关的切换，送到具有自动增益控制的放大电路进行放大，放大的信号送到A/D变换电路进行模数变换，得到的数字信号送到自适应梳状滤波器，经过梳状滤波得到的数字亮度信号和数字色度信号被送到视频解码器，经过视频解码的信号送到视频处理电路进行视频处理，得到的视频数据信号经过输出接口电路从7～10、14～17、21～28脚输出，视频数据信号送到数字视频处理芯片U1（DPTV－DX）的44～51（RGB高位）、7～14（RGB低位）脚，输入的RGB数据信号经过俘获端口的比例滤波器的降噪和计数处理，其中，计数器用于控制输入到帧缓冲器的数据的速度，得到的信号送到帧缓冲器暂存，在需要时，帧缓冲器中的数据信号被送到显示模块，数据信号经过运动图像补偿电路、行/场计数器、动态画质增强电路、CSC电路，在隔行扫描时，信号直接通过显示模块，在逐行扫描时，信号要经过运动检测和动态画质增强处理，得到的信号送到混合模块与VBI或OSD信号进行复合，复合的信号经过伽马校正和9bit数模变换，变成R、G、B模拟信号，从27、28、29脚输出到后级电路。 外接CVBS1、CVBS2、CRMA1、LUMA1信号可以分别送到VPX3226的40、42、37、39脚，在I2C数据的作用下，外接输入的信号经过内部多路开关的切换，送到本机电视信号处理通道；外接CVBS1、CVBS2、CVBS3（Y1）、C、CVBS4（Y）、Cr、Cb信号首先送到DPTV－DX的183、184、185、196、186、197、207脚，经过内部多路开关电路的切换、具有自动增益控制的放大器的放大、A/D变换、自适应梳状滤波器的滤波、彩色解码电路的解码，得到的信号送到帧缓冲器，接下来信号的处理与本机电视信号的处理相同。 图中六反相器U12（74LS05）和锁相环电路U5A（TLC2932）组成的电路用于开机画面的定位。 图中Q2及其外围元件组成复位电路。CPU输出的复位信号经过Q2倒相、R68与C119组成的延时电路的延时，得到与CPU送来的复位信号反相的复位信号分别送到VPX3226的31脚、DPTV－DX的5脚，使之在开始工作之前复位内部电路。 DPTV－DX的26脚输出的VM调制信号经过R53、C101组成的低通滤波器的滤波，得到的信号经过Q1的射随放大，送到扫描速度调制电路。 4.3 VPX3226E介绍（以下为英文翻译资料，供高级技术人员参考） VPX3226E是一款MICRONAS公司生产的第三代全功能视频和多媒体信号处理的视频解码集成电路，它可以对PAL－B、D、G、H、I、M、N、60，NTSC－M、4.43，SECAM，S－VHS制式的信号进行彩色解码，为了提高亮度信号Y和色度信号C的分离度，还专门设计了一个自适应四行梳状滤波器。该芯片有三路CVBS信号源、两路S－VHS 的Y/C源、两路复合视频源和一路Y/C源模拟输入，另外，它还能接受Y：Cb：Cr为4：2：2格式的数字信号输入。芯片内部电路的大多数控制功能都是通过内部的快速处理器（FP）实现，芯片内还有两级寄存器专用于控制功能：I2C寄存器（通过I2C总线直接寻址）和FP－RAM寄存器（通过I2C总线间接寻址）。 1、VPX3226E电路原理简介 VPX3226E实际上是一款全功能彩色解码集成电路，其内部原理框图如下： 图4－7 VPX3226E内部电路原理框图 如图4－7所示，输入信号首先送入一个多路转换开关转换，转换的信号经过箝位、自动增益控制的放大（防止A/D变换时出现频谱混叠），送到模数变换电路进行8bit A/D变换，得到数字信号，数字信号被送到自适应数字梳状滤波器进行梳状滤波，经梳状滤波的信号被送到视频解码器中解码出Y、Cb、Cr信号，解码的信号被送到视频处理电路进行YCbCr采样、对比度控制、亮度控制和内插彩色，经视频处理的Y、Cb、Cr信号与文本限制器抽取的文本信息在视频接口中进行切换选择，从输出端口输出视频数据信号。 2、模拟前端 模拟前端模块用于提供所有视频输入的模拟接口，其模块框图如下： 如图4－8所示，模拟前端模块用于提供所有视频输入的模拟接口并输出经过A/D变换的、用于后级数字视频处理电路需要的数字信号，其中，箝位、AGC和时钟微调（DCO）是数字控制的，其控制环路被嵌入的处理器（FP）锁定。 模拟前端模块的输入部分可以连接多达四路模拟输入：VIN1～VIN3用于输入复合视频或S－VHS的亮度信号，输入信号通过多路开关的转接，送到箝位电路，输入信号被箝位在同步脉冲的后沿，箝位的信号被送到一个具有自动增益控制的放大器进行放大，放大的信号被送到A/D变换电路，在20.25MHz采样时钟的作用下，信号被变换成8bit数字全电视信号（CVBS）或亮度（Luma）信号；一路专用的色度输入（CIN）和一路用于S－VHS信号连接的共享视频输入（VIN），色度信号输入被送到内部一个有固定偏压和增益的放大器进行放大，放大的色度信号经过A/D变换，得到数字色度信号（Chroma）。复合视频输入信号是交流耦合的，其箝位电压由一个数字控制的电流源产生，并存储在耦合电容上，箝位电平在视频信号的脉冲后沿；S－VHS色度信号也是交流耦合的。 AGC部分由一个数字化工作的自动增益控制（在－4.5～＋6 dB之间，以64的对数为步长）来调整被选择基带信号的幅度，以达到最佳的ADC变化范围。两路ADC变换电路用于将模拟信号变换成数字信号，它采用双积分式A/D变换电路，基带信号发生器（带隙电路）产生ADC需要的基准电压，每一路ADC的采样频率都是20.25MHz，信号在采样时钟的作用下都会经过8bit量化。数字控制的时钟振荡器也是模拟前端的一部分，它受控于FP，时钟频率可以在－150ppm～＋150ppm之间调整。 3、自适应梳状滤波器 彩色电视接收机中，从彩色全电视信号中将亮度信号和色度信号分离出来的电路叫做亮色Y/C分离电路。它分为三个阶段： 彩色全电视信号通常需要经过中心频率为4.43MHz、吸收带宽为150～250KHz、吸收深度约为20dB的窄带带阻滤波器的滤波，将色度信号滤除，得到亮度信号；彩色全电视信号需要经过一个中心频率为4.43MHz、具有2.6～2.7MHz带宽的带通滤波器的选频作用，得到色度信号。由于这种传统彩色电视接收机的亮/色分离电路采用了带阻和带通滤波器，在4.43MHz带阻滤波器的吸收作用下，6MHz的亮度信号带宽变为4.2MHz的带宽，亮度信号的高频分量会损失很大一部分，图像的清晰度自然大受影响，另外，它对4.43MHz彩色副载波吸收不彻底，造成色度信号对亮度信号的干扰，同时，4.43MHz带通滤波器通过选频作用会把亮度信号中频率在4.43MHz附近的成分作为色度信号选择，这些亮度成分被送到解码电路进行处理，不可避免地会出现亮度信号对色度信号的干扰，因此图像清晰度下降较多，并且容易出现“亮窜色”和“色窜亮”故障。为了克服上述缺点，电视设计专家提出了将信号通过梳状滤波器去获得亮度信号和色度信号的方案。 第二阶段，即采用梳状滤波器进行亮色Y/C分离的阶段。 由于PAL制式彩色电视系统为了在亮度信号通频带内传送色度信号，通常需要对色度信号进行压缩处理，另外，还要采用频谱间置的方式将色度信号以1/4倍行频间插在亮度信号的高频段，以实现共用同一频谱来传送彩色全电视信号，彩色副载波的选择使得亮度信号与色度信号的频谱互相交错，且互不干扰。在实际应用中，我们可以利用梳状滤波器的延时滤波特性和两个相邻视频行的相关特性，采用普通的梳状滤波器对全电视信号进行梳状滤波，在加法器的输出端得到信号（Y＋C）＋（Y－C）＝2Y，在减法器的输出端得到信号（Y＋C）－（Y－C）＝2C，从而将亮度信号和色度信号分离出来。此种梳状滤波器由延时线、加法器和减法器几部分电路组成，加法器和减法器的频率特性是梳子状，其峰值频率对应亮度信号频谱，其波谷频率对应色度信号频谱，梳齿的频率间隔等于行频。实际上，视频信号并不一定这么理想，因此采用这种亮色Y/C分离方式可能会造成亮色Y/C分离不彻底。为了使亮度信号和色度信号分离得更彻底，提高图像的清晰度和改善图像质量，近来比较流行采用自适应梳状滤波器来彻底分离亮度信号和色度信号。 对于PAL制信号，其彩色副载波与行频的关系是：?sc＝（284－1/4）?H＋25Hz，如果取四倍彩色副载波频率为采样频率，那么一帧图像的抽样点与每行的样点都是一个整数，则4?sc/?H＝4（283.75＋1/625）×?sc/?H≈1135。因此，在PAL制彩色电视接收机中，只需根据频谱间置的特点采用四倍彩色副载波抽样频率很容易将亮度和色度信号分离出来。 自适应梳状滤波器在信号处理方面是先将模拟复合视频信号进行A/D变换，模拟信号变成数字信号，然后采用数字视频处理技术（常称为算法，通过软件编程实现）将亮度信号和色度信号分离出来，其中需要一个运动检测电路的帮助，再将分离出来的色度信号利用数字处理技术，分离出U、V分量信号，最后将亮度信号Y和U、V分量信号送到矩阵电路进行矩阵运算，即可得到R、G、B三基色信号，从而正常重显图像。下面对n维滤波器和自适应二维二阶梳状滤波器作一些介绍。 n维滤波器原理框图如下： 如图4－9所示，由于PAL制采用正交平衡逐行倒相的调制方式，其彩色副载波采用1/4倍行频间置方式（即在一个行周期内有283.75个彩色副载波），因此在接收端只要满足一定的相位要求即可正确、彻底地分离出亮度信号和色度信号。亮色Y/C分离通过延时电路、加法器和减法器就可以实现，但对不同维的滤波器，其延时方式是不一样的。对于相关性较强一般运动的图像，多采用二维滤波器，将相关行的两色度信号的相位反相，通过相加，色度信号互相抵消，得到亮度信号Y，通过相减，亮度信号互相抵消，得到色度信号，于是就实现了亮度信号和色度信号的分离；对于相关性较差高速运动的图像（图像内容变化较大），多采用一维滤波器；三维滤波器利用前后场信号间的相关性进行亮色分离的，最适用于慢速运动或静止图像。在高档机中，常把不同维的滤波器结合起来，同时增加相关性检测电路去控制维度的切换。对于NTSC制信号，它采用1/2倍行频间置，一个行周期内有228.5个彩色副载波，其信号处理与PAL制的基本一样，只是延时量不同而已。 实际上，PAL制全电视信号的频谱分布不仅在行频整数倍处为Y频谱线和在?H/4处为C频谱线，还在这些主频谱线旁边有以场频?V为间隙的Y副频谱线和C副频谱线。虽然采用二维一阶梳状滤波器能够将主Y频谱线和C频谱线分离开来，也能将Y副频谱线和C副频谱线分离开，但是由于幅频特性cos（2π?/?H）和sin（2π?/?H）的梳状滤波过渡带衰减较为缓慢，因此副频谱线的分离效果较差，而且在色度信号的高频分量处还存在相位跳变失真。为了克服二维一阶梳状滤波器的缺点，彩电设计专家设计出了二维二阶梳状滤波器，它采用两个2H延迟，其中，比较先进的是自适应二维二阶梳状滤波器。自适应二维二阶梳状滤波器原理图如下： 如图4－10所示，此自适应二维二阶梳状滤波器由一个一维滤波器、一个二维滤波器、一个运动检测器和一组相关开关四部分组成，其中，二维滤波器由两个延时电路、两个加法器（减法运算是加法运算的一个子集）、一个带通滤波器（它是数字带通滤波器）、一个均衡电路（补偿加法器造成的延时，使亮度和色度信号同时输出）组成。视频全电视信号经过4.43MHz带通滤波器取出色度信号，然后经过4倍副载波频率的取样，变成数据流信号，数据流信号送到梳状滤波器进行亮色Y/C分离。在通常情况下，二维滤波器工作，数字CVBS信号经过延时（PAL制延时2行，NTSC延时1行），保证延时行与当前行信号具有一定的相位关系和时间差，两信号经过加法运算，即分离出亮度和色度信号；在高速运动的图像出现时，运动检测电路会将此运动的信息反馈到微控制器，微控制器会控制相关开关使之切换到一维滤波器工作，同时，运动检测电路对每三行信号进行检测，并选择相关性较强的两行信号进行加法和减法运算，从而实现亮度信号和色度信号的分离。 图4－10中的带通滤波器常用多级横向数字梳状滤波器，其带宽约为4.43±1.3 MHz，不过带通滤波器的带宽是可以改变的，在弱信号时，它转换到窄带，以保证信号的信噪比，在正常信号时，它转换到宽带，这些数字滤波器具有滤波精确和容易频率合成的特点。输入到带通滤波器的传递函数如下： HC（Z）＝ [ Z-2TH ―（1＋Z-4TH）/2 ]/2 ＝ Z-2TH [ 1 ―（Z2TH＋Z-2TH）/2 ]/2 如果忽略带通滤波器和均衡电路的延时，那么亮度通道的传递函数如下： HY（Z）＝ Z-2TH－Z-2TH [ 1―（Z2TH＋Z-2TH）/2 ]/2 ＝ Z-2TH [ 1 ＋（Z2TH＋Z-2TH）/2 ]/2 亮度信号和色度信号的频率响应如下： HY（ejω）＝ e-j2THω [ 1 ＋ cos（2THω）]/2 ＝ e-j2THωcos2（THω） HC（ejω）＝ e-j2THω [ 1 － cos（2THω）]/2 ＝ e-j2THωsin2（THω） 当?S＝4?SC时，亮度信号和色度信号的幅频特性如下： HY（?）＝ cos2（2π?/?H） HC（?）＝ sin2（2π?/?H） 根据sin（2π?/?H）、cos（2π?/?H）与sin2（2π?/?H）、cos2（2π?/?H）的函数特性曲线知道，sin（2π?/?H）、cos（2π?/?H）比sin2（2π?/?H）、cos2（2π?/?H）的过渡带衰减慢，因此二维二阶梳状滤波器采用两个两行延时对副频谱线的分离效果比二维一阶梳状滤波器采用一个两行延时对副频谱线的分离效果要好。 上述说明，二维二阶梳状滤波器不但能彻底分离出Y和C的主频谱线，而且Y和C的副频谱线的分离效果也比较好，还能保证在整个频率范围内有很好的线性相位特性。 实际上，为了降低成本，只要将全视频行梳状滤波改为在2.6MHz的有效带宽内进行梳状滤波分离即可，它在亮度信号垂直方向没有变化的情况下，通过垂直方向的平均过程把亮度信号的水平高频分量滤除，彻底分离出色度信号。如图4－10所示，假设经过抽样的样点S（I，J）由色度信号和亮度信号的水平高频分量组成，即S（I，J＋1）＝U（I，J＋1）＋Yh（I，J＋1），S（I＋1，J＋1）＝U（I＋1，J＋1）＋Yh（I＋1，J＋1），则第I列的平均过程是：[S（I，J＋1）－S（I，J－1）]/2＝[U（I，J＋1）＋Yh（I，J＋1）－U（I，J－1）－Yh（I，J－1）]/2，又Yh（I，J＋1）＝Yh（I，J－1），U（I，J＋1）＝－U（I，J－1），因此，平均的结果即得到U（I，J＋1），U（I＋2，J＋1）是直接从U（I，J＋1）得到，由于色度信号的带宽只有1.3MHz，因此可以认为U（I＋2，J＋1）＝－U（I，J＋1），同理，可以处理I＋1和I＋3列，也就是说，只要对一个副载波中四个样点的0°和90°两个样点进行延时和行间平均，就能得到消除了亮度信号水平高频分量的四个样点齐全的色度信号。此方法采用两行之间低速的样点进行平均，于是在频率的低端产生窄带梳状特性，然后采用调制的办法将这一梳状特性搬移到?sc附近。 VPX3226E中集成了带四行延时线的自适应梳状滤波器，其电路原理框图如下： 图4－11 带四行延时线的自适应梳状滤波器原理框图 如图4－11所示，是VPX3226E内部集成的、带两个两行延时线的自适应梳状滤波器的原理框图。实际上，它是一个集成的二维二阶梳状滤波器。此梳状滤波器用于高质量PAL制或NTSC制复合视频信号的亮色Y/C分离，它既提高了亮度信号的解像度（带宽），又减小了“亮色互窜”的干扰，并且还不会引入新的衍生物或噪声。此滤波器采用四行延时线去处理三视频行的信息，为了保证三通道的副载波有一个固定的相位关系，系统时钟相应地被锁定在彩色副载波的频率上，因此仅采用一个晶振频率即可满足标准制式和非标准制式的信号处理。三路CVBS信号通过一套带通/陷波滤波器滤波在副载波频率点上，三路滤波的信号被送到自适应逻辑，自适应逻辑通过对输入信号的检测，衡量经过带通/陷波滤波的信号中哪一路信号最适宜恢复亮度和色度信号，并选择这个最适宜的信号通过。通过使用四路信号的软混合，自适应算法产生的衍生物将被彻底抑制。梳状滤波器使用中间行作为参考，因此，经过梳状滤波延时的信号是两行。如果梳状滤波器被关闭，延时线用于通过A/D变换过的亮度/色度信号输出，这样，经过延时处理的信号将一直是两行。 为了获得最好的画面质量，有三个参数可以用于从一般自适应梳状滤波到强度自适应梳状滤波的调整，即用于确定在行逆程脉冲前沿梳状滤波强度的HDG（水平分量增益），它决定在相应的逆程脉冲前沿通过适当的亮度和清晰度，HDG增加时，通过的亮度减小，清晰度加强，HDG减小时，通过的亮度加大，清晰度降低；用于确定在场逆程脉冲前沿梳状滤波性能的VDG（垂直分量增益），VDG增加时，梳状滤波加强，VDG减小时，梳状滤波减弱；在选择了水平和垂直分量增益之后，通过调整DDR（网点减小）可以使画面达到更加理想的效果，当DDR增加时，在交叉着色的边沿，点的爬行就会减少。 为了加强画面的垂直解像度，VPX3226E还专门设计了一个垂直峰化电路，它检测信号的峰值成分，并对它进行提升，峰化的增益在0～＋6dB之间可调；另外，还有一个核化滤波器，它切割信号中低于切割电平的部分，用于抑制小幅度的人为噪声。垂直峰化大大地加强了核化滤波器的二维解像均匀度，使之达到最佳解像效果。 4、彩色解码器 VPX3226E的彩色解码器包括中频补偿、解码、彩色滤波、副载波锁相环、四行自适应梳状滤波、自动制式识别、亮度陷波等电路。其原理框图如下： 如图4－12所示，多制式彩色解码在解码器中得以实现，标准的亮度信号和色度信号在解码器中得以分离，解码器输出的信号YCrCb是4：2：2格式的。由于此彩色解码器使用了一个异步时钟作为基准，因此可以用一个统一的电路对所有制式的信号进行解码。 彩色中频补偿 在失谐接收或off－air时，任何更高频率的衰减或彩色副载波周围的不对称被补偿，有四种不同的中频补偿可以设置，即fiat（没有补偿的平滑）、6dB/倍频、12dB/倍频、10dB/MHz，其中，最后一项设置对高频补偿有很大的提升作用，它用于SECAM信号的解码（它可以与PAL制共用一个声表面滤波器）。彩色中频补偿的频率响应特性曲线如下： 彩色解码 整个信号（可能还包括亮度信号）在锁相环混频器中被正交复合成基带信号，基带信号的频率与PAL和NTSC制式的副载波频率相等，从而完成彩色解码。对于SECAM制式，基带信号的频率是4.28MHz（它提供FM解码的彩色正交基带分量）。混频器之后有一个低通滤波器用于选择彩色分量。另外，有一个向下取样级用于转换彩色分量信号成为倍增的半比率数据流。解码器内的副载波频率直接通过数字合成，因此，像PAL3.58或NTSC4.43这些非标准制式也能被解码。 解码器的副载波恢复电路 为了适应PAL制正交平衡逐行倒相解码器的要求，在PAL制解码器中，通常设计有副载波恢复电路，它的作用是为同步检波器提供4.43MHz副载波输入信号、PAL开关信号和采样用的4.43MHz副载波同步信号，此同步信号与发送端抑制的副载波信号同频同相。副载波恢复电路原理框图如下： 图4－14 副载波恢复电路原理框图 如图4－14所示，是副载波恢复电路原理框图。APC鉴相器、低通滤波器、VCO压控振荡器和移相网络组成的副载波锁相环电路用于再生一个相位为0°的副载波，送往B－Y同步检波器，以从Fv色度分量中解调出色差信号UB－Y。APC鉴相器是一个双差分放大器，它能够自动鉴别色同步信号和移相的副载波信号之间的相位差，并将相位误差转变成电压误差，误差电压经过低通滤波电路滤除高次谐波和干扰噪波，送到VCO压控振荡器，控制压控振荡器输出副载波信号的频率、相位与所要接收信号的频率、相位严格一致。为了确保再生的副载波相位准确，由色同步信号提供基准相位，PAL行时，APC鉴相器的输入分别是：相位为－135°的色同步信号（NTSC行时输入相位为＋135°的色同步信号）和经移相的副载波信号，此两信号相差＋135°，鉴相器的输出为正电压（NTSC行时，两信号相差45°，输出为负电压）。当环路锁定时，正负电压值相等，APC鉴相器的平均电位为0V，经低通滤波后，得到0V电压，也就是说，VCO控制端电压为0V，其振荡频率相对恒定；当由于某些原因导致环路失锁时，VCO给APC鉴相电路提供的样本副载波将偏离90°相位，这样两相邻行鉴相结果的平均电位不为0V，于是得到一个误差电压，误差电压经过滤波，送到VCO压控振荡器，改变其振荡频率，直到环路锁定。APC鉴相器还产生7.8KHz的半行频识别信号，送到7.8KHz的谐振放大器进行整形、选频放大，得到半行频正弦波，送到双稳态触发器，在行逆程脉冲的作用下，确定哪一行倒相哪一行不倒相，此开关信号具有识别和定相功能。PAL开关电路是实现再生副载波逐行倒相的电子开关，它可以用开关二极管或三极管实现，开关元件在每一行转换一次饱和导通与截止状态，从而逐行输出相位相反的副载波，为得到±90°逐行倒相的副载波，专门设计了90°移相电路。 彩色滤波器 对于PAL/NTSC制式，解码的分量信号要经过低通滤波器的滤波，以得到彩色差分信号，同时，它也提供一个可选的用于高带宽彩色信号的宽带彩色滤波器，例如一个非标准的宽带宽S－VHS信号；对于SECAM制式，解码的分量信号要经过一个具有钟形滤波特性的低通滤波器，在其输出端，所有的亮度信号被低通滤波，这些低通滤波器对于两种彩色信号恰好被倍增计算。为了适用于每一种制式，有四种可选的带宽设置：narrow、normal、broad、wide，滤波器的通频带可被整形在一个超过1.25MHz峰值。 PAL/NTSC/SECAM彩色滤波器的频率响应曲线如下： 频率解码器 频率解码器用于解调SECAM制式信号，它由一个CORDIC结构实现，并通过坐标旋转来计算正交分量的相位和幅度。CORDIC处理器的相位输出被微分，以得到解调的频率，经过一个可编程的去加重滤波器后，Dr、Db信号被换算成标准的Cr、Cb信号，并且被送到十字交叉（通过）开关。 色同步信号检测/色饱和度控制 在PAL/NTSC电视系统中，色同步信号是彩色信号的基准，CORRDIC的相位和幅度由于彩色关键帧而被选通，它被用于控制解调器的相位锁定环路（APC）和PAL/NTSC制式的自动彩色控制（ACC，其控制范围在－6～＋30dB）。 彩色饱和度可以被选择一次以适于所有的彩色制式，在PAL/NTSC制式中，它用作ACC的基准，在SECAM制式中，需要的增益自动地被计算出。 对SECAM制式，彩色同步脉冲可以被测量，并用于控制SECAM制式的信号处理，这样当前的彩色副载波频率可以被识别。色同步测量信号也控制消色电路（彩色抑制功能），它们也可用于自动制式检测。 彩色抑制 彩色抑制器用色同步脉冲的相位/频率的测量结果去识别PAL/NTSC或SECAM制式彩色信号。对于PAL/NTSC制式，只要彩色副载波锁相环没被锁定，彩色将被关闭。对于SECAM制式，此抑制器通过色同步脉冲频率的触发器控制。如果色同步信号的幅度低于一个可编程的门限值，那么色同步信号幅度的测量值被用于关闭彩色通道，从而实现消色功能。此彩色幅度抑制器有一个可编程的滞后量。 自动制式识别 色同步信号频率的测量结果也可以与行和场同步锁定的状态信息一起用于自动制式识别，从而提供一个输入信号的扫描行和彩色制式完全独立的搜索，其中，PAL B、G、H、I，NTSC M，SECAM，NTSC 4.43，PAL M，PAL N，PAL 60制式可被识别。通过I2C总线，一个允许的预选制式识别功能可以被使能或禁止，以保证每一个制式的独立性。如果至少一个制式被使能，VPX3226E会检查输入信号的行场锁定和彩色抑制器的规律状态。如果几个邻近区域存在一个误差，那么一个新制式搜索被启动，依据每场被测量扫描线行数和色同步信号频率，当前的制式被选择。对于误差调节，识别算法将获得搜索激活（忙）、搜索终止但失败、发现制式被禁止、帧的制式是无用的、没有发现彩色等状态信息。 PAL制补偿和一行梳状滤波器 彩色解码器使用一个全部集成的延时线，它仅在视频信号被存储时激活，延时线的应用取决于彩色制式：NTSC制式（1行梳状滤波器或彩色补偿）；PAL制式（彩色补偿）；SECAM制式（十字交叉通过开关）。带补偿和梳状滤波的解码电路原理框图如下： 如图4－16所示，是带补偿和梳状滤波的解码电路原理框图，其中，图c的NTSC制补偿模式中，彩色信号被平分成两相邻行，从而通过的彩色失真和彩色噪声减少。图d的NTSC制梳状滤波模式中，延时线在复合信号通路中，从而减少通过的彩色分量和通过亮度信号。亮度通道中垂直解像度的损失通过增加垂直细节信号和清除彩色信息而补偿。 亮度陷波 复合视频信号被提供后，其彩色信息通过一个可编程的陷波器可被抑制。对PAL/NTSC制式，陷波器的中心频率取决于副载波频率；对于SECAM制式，陷波直接受控于彩色副载波频率，这大大减少了通过的亮度信号；在S－VHS模式中，此滤波器被旁路。 亮度陷波特性曲线图示如下： 5、视频同步处理 前端同步处理原理框图如下： 如图4－18所示，为了从视频信号中抽取出同步信息，一个线性低通滤波器用于消除所有的噪声和超过1MHz的视频成分，同步信号通过一个限幅电路被分离，同步信号的相位可以被测量到，内部控制器可以选择不同的限幅器以改善限幅器对噪声的抗扰性，相位比较器用于测量同步脉冲的下降沿和积分的同步脉冲，同步脉冲的相位误差通过一个锁相环环路低通滤波器滤波（由FP估算）。前端同步处理电路的所有时序来自锁相环中的一个计数器，且它因此对视频信号同步地进行计算。一个独立的硬件模块用于测量信号的后沿和收集视频信号的最大/最小信息，这些信息通过FP处理，用于增益控制和箝位。 对于场同步分离，限幅的视频信号被积分，FP用积分值去获得场同步和场信息。 模拟视频信号的频率和相位特性从PLL1得到，其结果被送到视频处理系统的后端，再生单元使用它们以实现数据插入和正交化，一个独立的时序模块从行同步信号中获得HREF和VREF时序基准信号。 本文出自家电维修网: http://www./skyworth/skyworth3799.html欢迎转载，转载请保留链接。 |
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