视频采集卡的AD转换详解

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彩***信号数字化技术的基本工作原理与黑白视频信号数字化技术相同，但是也有它特殊的问题：彩色全电视信号的解码问题入端，左右声道的语音信号需送到语音信号采集模块。

一、隔离放大器

RGB彩色电视信号首先送到隔离放大器，隔离放大器由3片 EL2020运算放大器组成，增益系数可通过跨接线选择反馈电阻而改变。

二、RGB/YUV线性变换器

隔离放大器输出的RGB信号分两路，一路送到RGB/YUV转换器，Y是亮度信号，UV是色差信号。用YUV表示彩色电视信号有如下两点好处:一是YUV的Y和黑白电视机的亮度信号兼容，即黑白电视机可接受彩色电视信号；二是人的眼睛对亮度信号敏感，对UV色差信号不敏感，表示UV的数据量可以降低，现在常采用YUV的4：2：2或4：2：0格式，因此，可以压缩彩色电视传送的带宽，压缩表示彩色图像的数据量。YUV的4 : 2 : 2 是现在民用彩色电视(PAL/NTSC)采用的方案。在nvi系统中，有一种彩色图形的文件采用YUV的5 : 0. 5 : 0. 5格式，经我们多次使用，虽然数据量压缩了很多，但是恢复各图形的视频效果还是很好的。从RGB空间到YUV空间的转换关系为采用三个EL2020运算放大器，根据公式选用不同的输入电阻和输入端，就可以完成上述矩阵运算，最后得到YUV信号转换后的YUV倍号，再经过电阻电容和电感电容组成的滤波网络，送到A/D转换器进行模拟信号到数字信号的转换。

维视图像标准视频信号采集卡

三、A/D变换器和线缓冲器

视频信号采集模块3路（YUV)A/D变换器，选用了3片SONY公司生产的CXD1175A/D变换器，每路信号数字化后得到8位二进制数据。3片CXD1175的片选信号都直接接地，因此，只要有外接视频源输人，3片CXD1175的输出端，可分别得到YUV数字化的结果。 CXD1175的采样时钟由锬相固路振荡器提供，其振荡频率为19. 44775MHz。数字化后的数字式YUV送到线缓冲器，选用8片NEC公司生产的PPD42101，作高速线缓冲器。PPD42101读写可异步进行，其容量为910X8bit，其读/写周期大约为70ns，而CXD1175的采样周期为5Ons。为了不丢失数据，每片CXD1175各用2片 PPD42101作为缓冲。在奇数周期，序号为奇数的读写信号有效，这组芯片分别打入和读出一个像素，在偶数周期情况相同。奇数片与偶数片的读写时钟和输入数据DIN完全相同，读写使能波形相差180，奇数芯片输出序号为奇数的像素值，偶数芯片输出序号为偶数的像素值，因此，解决了线缓冲器和 A/D变換器时间不匹配的问题。

可采集HDMI/DVI/VGA信号的维视图像非标采集卡

四、视频混合器

从隔离放大器输出的另一路RGB模拟信号，送到视频混合器。视频混合器是由两片SD5402模拟量二选一多路开关组成，多路开关的另一路输人信号来自用户板或VGA卡。RGB视频模拟信号和视频混合器能够实规彩色键联(Color Key)，由彩色键联信号控制选择开关，即能在VGA显示屏幕的任意位置，打开任意尺寸的窗口，显示运动视频图像。视频混合器的输出，选用3片EL2020 运算放大器，作为功率放大输出到彩色监视器。

五、同步分离和锁相电路

从摄像机来的复合同步信号，经过LM1S81同步分离器，分离出行同步、场同步以及奇数场和偶数场标志。分离出的摄像机行同步信号送到锁相回路，通过锁相回路使视频信号采集模块的振荡器的振荡频率与摄像机完全一致。检相器选用74HC4044，校正电路选用TL072运算放大器，加上电阻电容组成校正回路，运算放大器和晶体组成压控振荡器，分频器由PAU6L8，GAL16V8以及74LS632组成，这也是视频信号采集模块的时序电路，由它产生备种需要的时钟信号。

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