Cvbs電視信號鉗位控制電路結構的製作方法
2023-06-08 19:29:21 2
專利名稱：Cvbs電視信號鉗位控制電路結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及電視信號解碼領域，特別涉及CVBS電視信號解碼裝置技術領域，具體是指一種CVBS電視信號鉗位控制電路結構。
背景技術：
當前，複合電視廣播信號(CVBS,Composite Video Broadcast Signal)技術已經發展的非常成熟了，從CVBS電視輸入信號中提取參考信息，以數位訊號處理的方式對鉗位電路進行充放電控制，可以得到比較精確和穩定的輸入信號。現有技術中，這種數字控制電路都是參考CVBS空白信號來完成的，然而空白信號幅度的獲取需要有行同步頭信號，但在不同電視信號同步方案中，並不一定有粗略或者精確的行同步信號，因此為了得到行同步信號和空白信號幅度，將鉗位控制電路和同步頭切割電路混在一起設計，使兩者存在相互依賴性，無疑會增大控制電路的設計難度和電路面積。
發明內容
本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠基於輸入信號最低電平實現CVBS電視信號鉗位控制、設計簡化、工作性能穩定可靠、適用範圍較為廣泛的CVBS電視信號鉗位控制電路結構。為了實現上述的目的，本發明的CVBS電視信號鉗位控制電路結構具有如下構成:該CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其主要特點是，所述的電路結構包括:模擬鉗位電路，對CVBS電視信號進行鉗位處理；模數轉換單元，接收該模擬鉗位電路輸出的電視信號，並進行模數轉換處理；平滑濾波電路，接收所述的模數轉換單元的輸出信號，並進行平滑濾波，濾除CVBS電視信號上的噪聲和視頻信號，得到低頻信號；同步頭幅度檢測電路，接收所述的平滑濾波電路的輸出信號，對該信號在系統預設的時間段內進行最低點檢測得到信號最低電平，並進行同步頭區域確認，得到當前同步頭幅度信號；ADC溢出判斷電路，接收所述的平滑濾波電路的輸出信號及所述的同步頭幅度檢測電路輸出的信號最低電平，並進行ADC輸出信號溢出狀態判斷，得到溢出狀態判斷信號；比較單元，接收所述的同步頭幅度檢測電路輸出的當前同步頭幅度信號，並將該當前同步頭幅度信號與電壓參考幅度VREF進行比較，得到差值信號；鉗位控制信號生成電路，接收所述的比較單元輸出的差值信號和所述的ADC溢出判斷電路輸出的溢出狀態判斷信號，並得到鉗位控制信號，輸出至所述的模擬鉗位電路從而控制對CVBS電視信號的鉗位處理；數字鉗位電路，接收所述的模數轉換單元的輸出信號和所述的比較單元輸出的差值信號，並根據該差值信號對該模數轉換單元的輸出信號進行數字鉗位，削弱模擬鉗位帶來的行間信號微弱振蕩，得到最終的輸出信號。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的平滑濾波電路包括多級延遲單元、減法器、加法器和單級延遲單元，所述的多級延遲單元接收所述的模數轉換單元的輸出信號，並輸出至所述的減法器，所述的加法器接收所述的模數轉換單元的輸出信號和單極延遲單元的輸出信號，並輸出至所述的減法器，所述的減法器接收所述的多級延遲單元和加法器的輸出信號，並分別輸出至所述的單級延遲單元和同步頭幅度檢測電路。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的多級延遲單元為16級延遲單元。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的被濾除的噪聲為高於IMHz的噪聲。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的被濾除的視頻信號包括高頻的亮色信號和色度副載波信號。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的低頻信號包括同步頭信號和低頻的亮度信號。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的同步頭幅度檢測電路包括最小值選擇器、一級延遲單元和同步頭探測器，所述的最小值選擇器接收所述的平滑濾波電路的輸出信號和所述的一級延遲單元的輸出信號，並分別輸出至所述的一級延遲單元和同步頭探測器，所述的同步頭探測器接收所述的最小值選擇器的輸出信號，並輸出至所述的比較單元。該 CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的ADC溢出判斷電路包括第一比較器、第二比較器和選擇器，所述的第一比較器和第二比較器均接收所述的同步頭幅度檢測電路輸出的信號最低電平，並均輸出至所述的選擇器，所述的選擇器接收所述的第一比較器和第二比較器的輸出信號，並輸出至所述的鉗位控制信號生成電路。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的比較單元為減法器。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的電壓參考幅度VREF為32。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的鉗位控制信號生成電路包括第三比較器、第四比較器、第五比較器、第六比較器和鉗位控制信號生成器，所述的第三比較器、第四比較器、第五比較器和第六比較器均接收所述的比較單元輸出的差值信號，並輸出至所述的鉗位控制信號生成器，所述的鉗位控制信號生成器接收所述的第三比較器、第四比較器、第五比較器和第六比較器的輸出信號，並將產生的鉗位控制信號輸出至所述的模擬鉗位電路。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的鉗位控制信號為鉗位控制的方向和力度信號。該CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的數字鉗位電路為減法器。採用了該發明的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，由於其中基於輸入信號最低電平進行CVBS電視信號鉗位控制，簡化了鉗位控制電路的設計，同時對於鉗位，充放電力度越小，鉗位輸出就越平穩，然而太小的鉗位充放電力度會影響信號鉗位的速度，本發明通過鉗位控制信號生成電路產生的鉗位控制方向和力度信號可以根據^的值不斷地進行調整，鉗位力度隨著s&的減小而減小，這樣就能夠在保證鉗位精度的同時提高鉗位穩定的速度，而且設計簡化，工作性能穩定可靠，適用範圍較為廣泛。
圖1為本發明的CVBS電視信號鉗位控制電路結構整體示意圖。圖2為本發明的CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的平滑濾波電路結構示意圖。圖3為本發明的CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的同步頭幅度檢測電路結構示意圖。圖4為本發明的CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的ADC溢出判斷電路結構示意圖。圖5為本發明的CVBS電視信號鉗位控制電路結構中的鉗位控制信號生成電路結構示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖1至圖5所示，該CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其中，所述的電路結構包括:(I)模擬鉗位電路，對CVBS電視信號進行鉗位處理；(2)模數轉換單元，接收該模擬鉗位電路輸出的電視信號，並進行模數轉換處理；(3)平滑濾波電路，接收所述的模數轉換單元的輸出信號，並進行平滑濾波，濾除CVBS電視信號上的噪聲和視頻信號，得到低頻信號；其中，該平滑濾波電路包括多級延遲單元、減法器、加法器和單級延遲單元，所述的多級延遲單元接收所述的模數轉換單元的輸出信號，並輸出至所述的減法器，所述的加法器接收所述的模數轉換單元的輸出信號和單極延遲單元的輸出信號，並輸出至所述的減法器，所述的減法器接收所述的多級延遲單元和加法器的輸出信號，並分別輸出至所述的單級延遲單元和同步頭幅度檢測電路；該多級延遲單元為16級延遲單元，該被濾除的噪聲為高於IMHz的噪聲，該被濾除的視頻信號包括高頻的亮色信號和色度副載波信號，該低頻信號包括同步頭信號和低頻的亮度信號；(4)同步頭幅度檢測電路，接收所述的平滑濾波電路的輸出信號，對該信號在系統預設的時間段內進行最低點檢測得到信號最低電平，並進行同步頭區域確認，得到當前同步頭幅度信號；該同步頭幅度檢測電路包括最小值選擇器、一級延遲單元和同步頭探測器，所述的最小值選擇器接收所述的平滑濾波電路的輸出信號和所述的一級延遲單元的輸出信號，並分別輸出至所述的一級延遲單元和同步頭探測器，所述的同步頭探測器接收所述的最小值選擇器的輸出信號，並輸出至所述的比較單元；(5)ADC溢出判斷電路，接收所述的平滑濾波電路的輸出信號及所述的同步頭幅度檢測電路輸出的信號最低電平，並進行ADC輸出信號溢出狀態判斷，得到溢出狀態判斷信號；該ADC溢出判斷電路包括第一比較器、第二比較器和選擇器，所述的第一比較器和第二比較器均接收所述的同步頭幅度檢測電路輸出的信號最低電平，並均輸出至所述的選擇器，所述的選擇器接收所述的第一比較器和第二比較器的輸出信號，並輸出至所述的鉗位控制信號生成電路；(6)比較單元，接收所述的同步頭幅度檢測電路輸出的當前同步頭幅度信號，並將該當前同步頭幅度信號與電壓參考幅度VREF進行比較，得到差值信號；該比較單元為減法器；該電壓參考幅度VREF為32 ；(7)鉗位控制信號生成電路，接收所述的比較單元輸出的差值信號和所述的ADC溢出判斷電路輸出的溢出狀態判斷信號，並得到鉗位控制信號，輸出至所述的模擬鉗位電路從而控制對CVBS電視信號的鉗位處理；該鉗位控制信號生成電路包括第三比較器、第四比較器、第五比較器、第六比較器和鉗位控制信號生成器，所述的第三比較器、第四比較器、第五比較器和第六比較器均接收所述的比較單元輸出的差值信號，並輸出至所述的鉗位控制信號生成器，所述的鉗位控制信號生成器接收所述的第三比較器、第四比較器、第五比較器和第六比較器的輸出信號，並將產生的鉗位控制信號輸出至所述的模擬鉗位電路；該鉗位控制信號為鉗位控制的方向和力度信號；(8)數字鉗位電路，接收所述的模數轉換單元的輸出信號和所述的比較單元輸出的差值信號，並根據該差值信號對該模數轉換單元的輸出信號進行數字鉗位，削弱模擬鉗位帶來的行間信號微弱振蕩，得到最終的輸出信號；該數字鉗位電路為減法器。在實際使用當中，本發明的電路主要包括平滑濾波電路、同步頭幅度檢測電路、ADC溢出判斷電路、鉗位控制信號生成電路以及數字鉗位電路。(I)該電路首先將ADC輸出信號Sd進行平滑濾波，濾除CVBS輸入信號上的高於IMHz的噪聲和視頻信號，得到低頻信號Sf。(2)通過同步頭幅度檢測電路對信號一段時間內最低點檢測得到信號最低電平Stl並進行粗略地同步頭區域確認，得到當前同步頭幅度Sl。(3)通過ADC上溢和下溢檢測電路輸出Sfull來確定當前是應該對鉗位電路充電還是放電。·(4)將當前同步頭幅度S1與參考幅度VREF進行比較，得到差值8Δ，參考幅度取為32(參數I)。(5)將Sa輸入到鉗位控制信號生成電路，得到鉗位控制的方向和力度信號S。，控制模擬鉗位電路輸出鉗位後的CVBS信號sa。(6)根據&再將Sd進行數字鉗位，削弱模擬鉗位帶來的行間信號微弱振蕩，得到
^dc °以下逐一解釋各個電路的工作原理:(I)平滑濾波電路請參閱圖2所示，平滑濾波數據可工作在系統時鐘的整數倍分頻時鐘上，用以縮小濾波器面積，以系統時鐘為54MHz為例，平滑濾波器可工作在4分頻上，即13.5MHz，則濾波器輸入延遲單元可由64級壓縮至16級。可濾除CVBS信號高於IMHz的噪聲和高頻信號，包括高頻的亮色信號和色度副載波信號，濾波器的輸出信號上只包括同步頭信號和低頻的亮度信號。(2)同步頭幅度檢測電路再請參閱圖3所示，信號最低電平檢測實質上是一個連續進行的有限長時間內，將前一時刻的最低幅度\與Sf求最小值的過程，求得當前輸入信號的最低幅度S00再對求得信號最低幅度Stl時間點進行判斷，依據CVBS電視信號同步頭寬度特性，排除因噪聲幹擾帶來的誤判，判斷當前時間為同步頭區域時間，當前信號最低幅度Stl即為同步頭幅度S1。需要提出的是同步頭探測器的最終目的並不是為了得到同步頭幅度，而是利用了 CVBS電視信號的特性進一步減小噪聲對輸入信號最低電平確認的幹擾。(3) ADC溢出判斷電路
ADC溢出判斷是對信號輸入的一個初始判斷，當鉗位電路工作在一個不合適的狀態時，ADC輸出信號溢出，根據信號最低電平Stl可判斷ADC是否溢出，以具有IObit精度的ADC為例，規定當S。小於16 (參數2)時，ADC處於下溢狀態，當S。大於512 (參數3)時，信號處於上溢狀態。生成Sa:8Δ為S1與同步頭參考幅度VREF的差值，差值的符號與大小反映了當前輸入信號的狀態。(4)鉗位控制信號生成電路βΔ為正時,表不輸入信號太高,反之表不輸入信號太低,鉗位控制信號生成電路會給鉗位電路發送反向調整的命令信號。同時根據s,的幅度調試鉗位的力度，&越大表示需要調整的力度越大，以加快鉗位的速度。S。越小，表示此時鉗位要求的精度越高，調整的力度越小越好。最終模擬鉗位的精度取決於模擬鉗位電路的最小調整力度。以控制具有四級鉗位力度的模擬鉗位電路為例，將Sa分別與8 (參數4)、16(參數5)、32(參數6)、64(參數7)進行比較，生成與模擬鉗位電路四級鉗位力度相對應的選擇控制信號I1U2U3U4，再與&的符號位一起由鉗位控制信號生成器生成鉗位控制信號S。。(5)數字鉗位電路數字鉗位電路是對模擬鉗位電路鉗位速度和精度的一個很好的補充，它僅僅由一個減法法器構成，將輸入信號減去&，可將輸入信號同步頭電平迅速拉到參考電平VREF上，同樣當模擬鉗位電路最小調整力度太大時，輸入信號會圍繞參考電平VREF上下波動，數字鉗位電路有效地抑制了這種波動狀態，提高了整體鉗位的精度。本發明的基本思想是依據電視信號最低電平進行鉗位的電路，數字鉗位對鉗位控制電路的補充應用，因此本發明的技術方案可以用於CVBS電視信號上，任何針對CVBS電視信號在本電路上所做的包括對參數等的簡單修改均未背離本發明的基本思想且未超出本發明的保護範圍。採用了上述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，由於其中基於輸入信號最低電平進行CVBS電視信號鉗位控制，簡化了鉗位控制電路的設計，同時對於鉗位，充放電力度越小，鉗位輸出就越平穩，然而太小的鉗位充放電力度會影響信號鉗位的速度，本發明通過鉗位控制信號生成電路產生的鉗位控制方向和力度信號可以根據&的值不斷地進行調整，鉗位力度隨著s&的減小而減小，這樣就能夠在保證鉗位精度的同時提高鉗位穩定的速度，而且設計簡化，工作性能穩定可靠，適用範圍較為廣泛。在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發明的精神和範圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求
1.一種CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的電路結構包括: 模擬鉗位電路，對CVBS電視信號進行鉗位處理； 模數轉換單元，接收該模擬鉗位電路輸出的電視信號，並進行模數轉換處理； 平滑濾波電路，接收所述的模數轉換單元的輸出信號，並進行平滑濾波，濾除CVBS電視信號上的噪聲和視頻信號，得到低頻信號； 同步頭幅度檢測電路，接收所述的平滑濾波電路的輸出信號，對該信號在系統預設的時間段內進行最低點檢測得到信號最低電平，並進行同步頭區域確認，得到當前同步頭幅度信號； ADC溢出判斷電路，接收所述的平滑濾波電路的輸出信號及所述的同步頭幅度檢測電路輸出的信號最低電平，並進行ADC輸出信號溢出狀態判斷，得到溢出狀態判斷信號； 比較單元，接收所述的同步頭幅度檢測電路輸出的當前同步頭幅度信號，並將該當前同步頭幅度信號與電壓參考幅度VREF進行比較，得到差值信號； 鉗位控制信號生成電路，接收所述的比較單元輸出的差值信號和所述的ADC溢出判斷電路輸出的溢出狀態判斷信號，並得到鉗位控制信號，輸出至所述的模擬鉗位電路從而控制對CVBS電視信號的鉗位處理； 數字鉗位電路，接收所述的模數轉換單元的輸出信號和所述的比較單元輸出的差值信號，並根據該差值信號對該模數轉換單元的輸出信號進行數字鉗位，削弱模擬鉗位帶來的行間信號微弱振蕩，得到最終的輸出信號。
2.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的平滑濾波電路包括多級延遲單元、減法器、加法器和單級延遲單元，所述的多級延遲單元接收所述的模數轉換單元的輸出 信號，並輸出至所述的減法器，所述的加法器接收所述的模數轉換單元的輸出信號和單極延遲單元的輸出信號，並輸出至所述的減法器，所述的減法器接收所述的多級延遲單元和加法器的輸出信號，並分別輸出至所述的單級延遲單元和同步頭幅度檢測電路。
3.根據權利要求2所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的多級延遲單元為16級延遲單元。
4.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的被濾除的噪聲為高於IMHz的噪聲。
5.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的被濾除的視頻信號包括高頻的亮色信號和色度副載波信號。
6.根據權利要求5所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的低頻信號包括同步頭信號和低頻的亮度信號。
7.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的同步頭幅度檢測電路包括最小值選擇器、一級延遲單元和同步頭探測器，所述的最小值選擇器接收所述的平滑濾波電路的輸出信號和所述的一級延遲單元的輸出信號，並分別輸出至所述的一級延遲單元和同步頭探測器，所述的同步頭探測器接收所述的最小值選擇器的輸出信號，並輸出至所述的比較單元。
8.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的ADC溢出判斷電路包括第一比較器、第二比較器和選擇器，所述的第一比較器和第二比較器均接收所述的同步頭幅度檢測電路輸出的信號最低電平，並均輸出至所述的選擇器，所述的選擇器接收所述的第一比較器和第二比較器的輸出信號，並輸出至所述的鉗位控制信號生成電路。
9.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的比較單元為減法器。
10.根據權利要求9所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的電壓參考幅度VREF為32。
11.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的鉗位控制信號生成電路包括第三比較器、第四比較器、第五比較器、第六比較器和鉗位控制信號生成器，所述的第三比較器、第四比較器、第五比較器和第六比較器均接收所述的比較單元輸出的差值信號，並輸出至所述的鉗位控制信號生成器，所述的鉗位控制信號生成器接收所述的第三比較器、第四比較器、第五比較器和第六比較器的輸出信號，並將產生的鉗位控制信號輸出至所述的模擬鉗位電路。
12.根據權利要求1所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的鉗位控制信號為鉗位控制的方向和力度信號。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其特徵在於，所述的數字鉗位電路為 減法器。
全文摘要
本發明涉及一種CVBS電視信號鉗位控制電路結構，其中包括模擬鉗位電路、模數轉換單元，接收該模擬鉗位電路輸出的電視信號，並進行模數轉換處理、平滑濾波電路、同步頭幅度檢測電路、ADC溢出判斷電路、比較單元、鉗位控制信號生成電路和數字鉗位電路。採用該種結構的CVBS電視信號鉗位控制電路結構，由於其中基於輸入信號最低電平進行CVBS電視信號鉗位控制，簡化了鉗位控制電路的設計，通過鉗位控制信號生成電路產生的鉗位控制方向和力度信號可以根據sΔ的值不斷地進行調整，鉗位力度隨著sΔ的減小而減小，這樣就能夠在保證鉗位精度的同時提高鉗位穩定的速度，而且設計簡化，工作性能穩定可靠，適用範圍較為廣泛。
文檔編號H04N5/18GK103167219SQ201110406608
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者梅平, 呂超英, 史興強 申請人:無錫華潤矽科微電子有限公司