模拟信号采集在机载显示器中的应用

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1、模拟信号采集在机载显示器中的应用　　摘要机载显示器作为飞机座舱显示系统的重要组成部分，正向轻巧可靠的液晶显示器发展。传统的标准模拟视频信号采集方法由于成本高、电路复杂、使用繁琐，已经无法满足新一代显示器的设计要求。集成芯片的采集方法成本低、电路简单、使用方便，是比较理想采集方法。本文提出了一种基于集成芯片AD9985A的采集PAL制模拟视频信号的方法。　　【关键词】集成芯片AD9985A视频信号采集PAL制模拟视频信号　　液晶显示器在机载应用中目前有两种形式，一种为Dumb多功能显示器，另一种成为Sm

2、art多功能显示器。两种形式的显示器都可以接受标准视频信号，区别在于Smart显示器可以自己产生图形，在做图像叠加处理时需要对时序进行处理。本文提出了一种基于集成芯片AD9985A的采集模拟视频信号的方法。实现标准PAL制信号在液晶显示器上的显示。　　1PAL制信号采样原理　　在机载显示系统中，PAL制信号是一种比较通用的传输制式。本文中采用AD公司推出的一款模拟信号解码器AD9985A对标准的PAL信号进行采样和处理。AD9985A可以支持140MHz的3通道ADC的采样频率终端，显示的分辨率为70

3、2*575。采样原理框图如图1所示。　　从图1中可以看出标准PAL制信号经过采样芯片AD9985后输出13.5M的隔行RGB数据以及相应的控制信号，FPGA系统需要对数据处理，其中最关键的是：在FPGA内部实现对AD9985A的控制和信号制式的转换。　　2信号采集系统组成　　信号采集系统主要包括集成芯片AD9985A、FPGA和SRAM。其中集成芯片AD9985A实现模拟信号到数字信号的转换；FPGA实现对AD9985A的配置和信号制式的转换；SRAM用作数据的存储。　　3集成芯片解码关键技术的实现　

4、　3.1AD9985A的配置　　AD9985A芯片内部配有寄存器，通过I2C接口对内部寄存器进行读写操作，为AD采样和数据处理提供适当的参数。使用集成芯片AD9985A解PAL制信号的寄存器配置?⑹?如下所示：　　X01-X02两个寄存器是对PAL制信号的锁相环进行配置，行有效周期是52us，设计中需要的702的行点数，而行周期是64us，所以通过下面的公式可以计算出锁相环的采样点。根据调整分频计数器的分频系数N来获得不同频率的像素时钟Fvcoout。此处设定参数为832；　　X03寄存器是配置时钟和

5、电荷设计范围，此处设定参数为01011000；　　X04寄存器功能为配置时钟相位，此处应设定参数为10000000；　　X05寄存器功能为配钳位位置，此处应设定参数为01000000；　　X06寄存器配置钳位宽度为01000000。在条件允许的情况下，该参数可以尽量设大一些，以保证钳位的效；　　X07配置解码后行同步的宽度，参数设置为00001110；　　X08-X0a寄存器配置外部接入模拟信号RGB的幅值，通常设置在0.75；　　X0b-X0d寄存器配置偏移量，此处配置为0000000；　　X10寄

6、存器配置的是钳位值和RGA钳位的位置，参数设置为10101000　　X19-X1b寄存器配置偏移量，此处设置为00000100；　　其余未提到的参数可以使用芯片资料的推荐配置。　　3.2时钟域处理　　在座舱显示系统中，接收到的PAL信号需要和其他的信号作叠加处理。在处理叠加功能的时候，需要用到另外一组时序来处理PAL制信号，所以需要对外部的时序作跨时钟域的处理。在以往的设计中我们一般都是在硬件上用FIFO来处理，为了节省PCB资源和成本，在FPGA内部利用内部资源构建FIFO来处理跨时钟域的转换。　　

7、3.3奇偶场的识别　　在分立元件电路中，同步分离电路会在对复合信号进行同步分离时，给出一个奇场、偶场的识别信号。但是使用AD9985A对PAL信号解码时，只能分离出行同步和场同步，无法直接获得奇场、偶场的识别信号。　　标准的PAL制信号，每帧的625行分为两场，即奇场和偶场。每场为312.5行，其中有效的视频信号为575行。这有效的视频信号中分为23.5至310行为奇场，336至622.5行为偶场。根据PAL奇偶场内所包含的行数特性可以识别出奇场和偶场。　　3.4隔行转逐行处理　　由于标准的PAL制采

8、用的是隔行扫描方式，而液晶屏只能接受逐行扫描的信号，因此最终要将隔行信号转换为逐行信号提供给液晶屏显示。　　标准的PAL制信号中奇场的23.5至310行和偶场的336至622.5行共575行包含了有效的视频信号。PAL制信号解码后所获得的数据都是奇场和偶场相互交替的，要获得完整的画面需要将奇场和偶场的信号拼接起来。我们采用对SRAM进行乒乓操作的方式将奇场和偶场的数据分别写到SRAM中，再利用倍频后的时序将奇场和偶场的数据读出拼接成完整的画面。　　4总结