彩条信号发生器.doc

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1、前言视频信号发生器是检测电视系统视频通道传输质量的一种常用信号源，可以用来对电视系统中的视频通道的传输特性进行测试和调整；可以方便地检测复合视频信号的幅度、周期；对各彩条信号的编码关系等显示得也十分清晰而精确。本课程设计将主要研究如何利用单片机和视频编码芯片来制作视频信号发生器。用此方法设计的视频信号发生器因其性价比高，应用广泛，使本课题即彩条信号发生器的制作在提高实践能力的同时也具有重要的实际应用意义。本课程设计利用单片机灵活的编程能力可以设计多种不同形式的视频信号发生器，如彩条信号发生器；棋盘格信号发生器；方格信号发生器；活动矩形信号发生器等。本课程设计主要采用了陶学炜高级工程师的

2、设计内容，指导书中还采用了我系2003级通信工程专业学生毕业论文中的相关内容，在此表示感谢。第一章视频信号1.1扫描和同步图像由像素组成，我国采用PAL制电视制式，电视屏幕的垂直方向扫描行数为625行。传统的电视屏幕的宽（水平）、高（垂直）之比为4：3，理想情况下水平方向的点数应为（625-50）×4/3，考虑场回程扫描所需的行数（每场25行，两场共50行）。则电视屏幕上的实际像素（点）的总数为（625-50）×（625-50）×4/3=44.1×104个（约45万个）像素越多，图像的清晰度就越高。象素是通过扫描方式获得。每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成，这种扫描方

3、式称为逐行扫描。逐行扫描占用的频带较宽，但它可以减少屏幕大面积闪烁和边缘闪烁，不易使眼睛疲劳。假设只有10行，图1-1所示为逐行扫描时场逆程回扫的轨迹；图1-2是逐行扫描场正程时的轨迹，实线是行扫描正程轨迹，虚线是逆程轨迹。隔行扫描方式是将一帧电视图像信号分成两场进行扫描。第一场扫出光栅的第1、3、5行等奇数行；第二场扫第2、4、6等偶数行。这样，每一帧图像经过两场扫描，所有像素就可全部传送完。隔行扫描占用的频带是逐行扫描的一半，假定每秒传送25帧图像，那么每秒扫描50场，即场频为50Hz，高于人眼的临界闪烁频率48Hz,解决了亮度闪烁的问题。仍假设只有10行，如图1-3，实线为场正程

4、时的行正程扫描，虚线为行逆程，a到a＇为场逆程扫描轨迹。为了减少视频通道带宽，一般电视系统中均采用隔行扫描的方式。图1－1逐行扫描逆程轨迹图1－2逐行扫描正程轨迹图1－3隔行扫描为了重现图像，必须传送图像信号。但是，由于图像是顺序传输的，必须加入同步脉冲，使收发两端同步。而且，还要使发送端的行、场逆程期间不传输图像信号，在发端必须加上消隐信号。因此，一个完整的视频图像信号必须包括视频信号、同步脉冲信号和消隐信号。1.2行、场消隐信号行消隐是指电子束扫描完一行后回扫到另一行继续扫描的时间。行消隐信号就是在行消隐时，消去电子束回扫时留在屏幕上的回程线。行消隐信号由行消隐前肩、行同步、行消隐

5、后肩组成，共12µs。场消隐也是如此，隔行扫描分两场，从一场到另一场扫描时，也会出现场回程线。场消隐信号为20ms,为了保证在接受端用幅度分离法分出场同步脉冲期间不丢失行同步和保持垂直清晰度不变，在场消隐中加入了开槽和均衡脉冲信号。所以场消隐信号包括5个前均衡脉冲、5个开槽脉冲、5个后均衡脉冲和17或18个行同步信号组成。行、场消隐信号的主要参数如下表：表1－1行、场消隐信号的主要参数(单位：µs)名称行周期H行消隐脉冲行消隐前肩行消隐后肩行同步参数值6412±0.31.5±0.35.84.7±0.2名称场周期Tv场消隐脉冲槽脉冲均衡脉冲场同步参数值20ms25H+(12±0.3)4.

6、7±0.22.35±0.12.5H3363101.3视频图象信号图1－4黑白全电视信号波形黑白全电视信号的波形如图1－4黑白全电视信号波形（负极性）所示。它由图像信号及行、场同步，行、场消隐，槽脉冲和均衡脉冲六种辅助信号组成。图中给出了相邻两场的负极性黑白全电视信号波形图，其中，图像信号波形是示意性的。第一章彩条图像信号在自然界中，光的颜色与波长是一一对应的，比如，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，就是可见光谱的彩色。而物体的颜色通常是指在自然光（白光）下物体所呈现的彩色。它与物体对光的反射特性、透射特性有关。描述彩色视觉可以采用3个基本参量：亮度、色度和饱和度。亮度是光作用于人眼所产生的明

7、暗程度的感觉。光源的亮度正比于光通量，而物体的亮度决定于物体反射（或透射）光的能力，也决定于照射该物体的光源的辐射光功率。色度表示颜色的类别，比如，红色、绿色、蓝色等。光源的色调与光源的所辐射的功率波谱有关。而物体的色调取决于物体对光的反射特性，即物体反射光的光谱成分决定了物体的色调。饱和度用来描述彩色的深浅程度。饱和度越高，彩色越深；反之，颜色越浅。彩色光的饱和度决定于这种彩色光所含白光的多少。白光越少，则饱和度越高。色调和饱和度合称为色度。