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基于几种模拟信号的视频控制方案设计 - 音频-视频-显示 - 免费猫

发布时间:2020-02-17 14:28:26 阅读: 来源:锐钛型钛白粉厂家

基于几种模拟信号的视频控制方案设计 - 音频/视频/显示 - 电子工程网

该电路主要集成电路介绍:

a) ADG5409主要功能

ADG5409为单芯片CMOS模拟多路复用器, 4个差分通道。ADG5409根据2位二进制地址线A0和A1所确定的地址,将4路差分输入之一切换至公共差分输出。

该均提供EN输入,用来启用或禁用器件。EN禁用时,所有通道均关断。导通电阻曲线在整个模拟输入范围都非常平坦,高开关速度使这些器件适合视频信号切换应用。

当接通时,各开关在两个方向的导电性能相同,输入信号范围可扩展至电源电压范围。在断开条件下,等于电源电压的信号电平被阻止。

主要特点:

工作温度:-40℃~+85℃(工业级);

带宽:87MHz;

工作电压:12V;

主要功能:信号选择。

详细数据参见手册: ADG5408_5409.pdf

b) DS26LS32M主要特点:

工作温度:-55℃~+125℃(MIL-883级);

工作电压:5V;

转换速率:10ns;

主要功能:将RS422差分信号转换成TTL信号。

详细数据参见: DS26LS32AC.pdf

c) AD9888芯片特点

AD9888(以下简称AD)为Analog Devices公司生产的3路8位模数转换器件,最大转换率达140MS/s(百万次采样/每秒),多用于捕获个人计算机或工作站的RGB信号。近年来,在视频信号处理领域得到广泛的应用。AD内含25个寄存器00H-18H(其中00H、14H为只读,15H-18H为备用,其余为可读写),用来对AD进行初始化和控制。针对不同的应用环境,这些寄存器需写入相应的值,才能使AD正常工作。AD的初始化是其工程应用的前提。AD初始化过程依靠AD9888的SDA(Pin 57)和SCL(Pin 56)引脚进行,时序符合I2C总线的时序标准。我们可直接采用带有I2C总线接口的单片机对AD进行初始化,但是目前带有I2C总线接口的单片机数量较少并且价格普遍较高。对于不带I2C总线接口的单片机,我们可以采用模拟I2C总线技术使用其普通I/O口来模拟I2C总线时序,实现对外围器件的读、写操作。对于单主系统(只有一个主控器件),目前已经设计出模拟I2C总线的通用软件包[6 ,通用软件包由信号模拟子程序STA、STOP、MACK、MNACK和通用子程序CACK、WRBYT、RDBYT、WRNBYT、RDNBYT共9个子程序组成。用FPGA的I/O口模拟I2C总线数据传送时,可以直接调用这些通用软件包,模拟I2C总线的应用程序设计方法。

其主要寄存器的配置在ADI公司产品应用均有详细数据,请自习参阅。

d) ADV7401解码芯片

采用Analog Device Inc公司ADV7401解码芯片,实现视频信号的分选和解码。本方案设计ADV7401输出格式为ITU-R.BT656、8 Bit数据YCbCr输出格式,连接到FPGA。

ADV7401本身具备10路CVBS输入端口,本方案设计的视频信号经过滤波电路处理以后,能够直接连接到ADV7401的4个CVBS输入端口上。

输入信号分辨率为800×600,场频60Hz,根据实际测试提供的视频信号时序,行有效像素个数为800,场有效行数为600行,加上消隐期后每行总数据量为1040个像素,每场共628行,所以总的像素时钟为1040×628×60=39.19MHz,则像素间间隔时间宽度约为25ns。设计中采用的选择器和Buffer芯片带宽均在60MHz以上,大于实际需求的39.19MHz。而在RS422标准的同步信号转数字RGB同步信号电路中,DS26LS32转换速率为10ns,也小于转换像素间间隔时间宽度25ns的一半,则转换后后RGB信号与同步信号之间延时不超过0.5个像素,远小于实际行消隐期的长度1040-800=240个像素,所以不会不会造成RGB信号与同步信号不一致的情况。通过以上分析,本设计的预处理电路能有效接收和分配输入的该类提供的视频信号。

二、视频处理

本方案采用的赛灵思的FPGA芯片作为核心的视频处理器,FPGA具有以下特点:

FPGA灵活性大,可以根据需求灵活调整各项视频信号处理参数 (信号时序控制、色度/对比度调整、任意分辨率调整等 )

产品可靠性高,可升级空间大 。

相应功能实现能力有一定基础。

三、总结

在方案验证与实现时,ADI公司提供了全面的技术支持,包括元器件封装,AD9888和ADV7401配置电路、寄存器配置方法。整个设计生产过程周期短,投入人力资源少,预期实现了客户的功能需求,提前完成了交货。

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