數(shù)字變頻電路及其原理實(shí)用教案

1、2、我們知道人眼的閃爍感是隨屏幕亮度增加和顯示頻率降低而加劇，當(dāng)亮度為100尼特cm2 時(shí),人眼臨界閃爍頻率為46Hz,故50Hz或60Hz場頻剛過臨界頻率,因而不能完全消除大面積閃爍現(xiàn)象。而幀頻僅為25Hz30Hz，尚在臨界值以下，故細(xì)看行間(hngjin)，會(huì)發(fā)生行間(hngjin)閃爍。長時(shí)間觀看電視容易造成眼睛疲勞，加速視力減退。第1頁/共28頁第一頁，共28頁。3、圖形邊沿鋸齒化。由于一幀圖像由兩場構(gòu)成，當(dāng)畫面中的物體運(yùn)動(dòng)較快時(shí)，兩場物體輪廓容易發(fā)生錯(cuò)位，表現(xiàn)為圖象垂直的邊沿，或傾斜的邊沿出現(xiàn)鋸齒狀，物體運(yùn)動(dòng)越快、或傾斜線愈接近水平，鋸齒現(xiàn)象(xinxing)越嚴(yán)重。第2頁/共28頁

2、第二頁，共28頁。4、出現(xiàn)并行和爬行現(xiàn)象。 當(dāng)行同步不夠穩(wěn)定時(shí)，會(huì)造成隔行掃描不能保持嚴(yán)格的均勻相嵌位置，兩場圖像發(fā)生并行，使垂直清晰度降低。 在PAL制的編碼與解碼過程中采用了逐行倒相，當(dāng)色度電路調(diào)整不當(dāng)或有串色時(shí)，會(huì)形成相鄰兩行幅度(fd)不等，色飽和度會(huì)有差異， 于是出現(xiàn)由上而下使視覺形成彩色向上逐行爬動(dòng)現(xiàn)象，即“爬行”。尤其是在不同色域邊沿更為明顯。第3頁/共28頁第三頁，共28頁。5、行結(jié)構(gòu)線明顯(mngxin)，且屏幕越大越明顯(mngxin)。第4頁/共28頁第四頁，共28頁。二、數(shù)字變頻的方法： 從其發(fā)展過程來看，數(shù) 字 變 頻 的 方 法 主 要(zhyo)有場內(nèi)行插入法和幀

3、內(nèi)場插入法兩大類。 目前采用的是幀內(nèi)場插入法，它又包括場順序讀出法、二倍場頻讀出法、60Hz隔行掃描、75Hz隔行掃描等。如圖所示。第5頁/共28頁第五頁，共28頁。 60Hz隔行掃描75Hz隔行掃描 二倍場頻讀出法 （100Hz隔行掃描）50Hz逐行掃描60Hz逐行掃描 75Hz逐行掃描場順序讀出法數(shù)字變頻方法場內(nèi)行插入法幀內(nèi)場插入法第6頁/共28頁第六頁，共28頁。1、場內(nèi)行插入法： 這種方法能防止(fngzh)閃爍，但不能提高圖像的垂直清晰度，優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，成本低。 原理是將原來一場312.5條掃描線 變 為 6 2 5 條 ， 場 頻 并 沒 有 提 高（50Hz），但行頻因掃描線數(shù)

4、增加一倍而變?yōu)?1.25KHz，行頻提高了一倍。 第7頁/共28頁第七頁，共28頁。時(shí)序圖時(shí)序圖1H存儲(chǔ)器1H存儲(chǔ)器1H存儲(chǔ)器時(shí)序控制行同步數(shù)字視頻信號(hào)輸入變頻輸出捕獲開關(guān) K1顯示開關(guān) K2寫控制 fH讀控制 2fHfHU0ACBU0A行讀出，B行寫入C行讀出，A行寫入B行讀出，C行寫入輸出時(shí)序圖讀出讀出讀出寫入寫入寫入AAAABBCC64S32S32S第8頁/共28頁第八頁，共28頁。2、幀內(nèi)場插入法： 為了(wi le)改善電視機(jī)的性能，仿照行插入法，可以采用2個(gè)或3個(gè)場存儲(chǔ)器，產(chǎn)生新的場信號(hào)，插補(bǔ)為新的幀，這就稱為幀內(nèi)場插入法。它是目前變頻彩電應(yīng)用的方法。 根據(jù)掃描重復(fù)的方式不同，這種

5、方法又可分成二倍場頻讀出法、場順序讀出法幾類。第9頁/共28頁第九頁，共28頁。（1）、二倍場頻讀出法： 二倍場頻讀出法又叫100 Hz隔行掃描，它是將兩個(gè)原始場的隔行掃描圖像保留不變，分別存入不同的場存儲(chǔ)器中，場存儲(chǔ)器的容量為312.5行，然后以兩倍場頻重復(fù)讀出（即：低速(d s)寫入快速讀出），這樣場頻變?yōu)?00 Hz，行頻相應(yīng)變?yōu)?12.5100=31.25K Hz,這樣行、場頻率都提高到原來的兩倍，所以稱為二倍場頻讀出法。 第10頁/共28頁第十頁，共28頁。A1 ， B1 ， A2,B2 A1 K1 輸入 K2 K3 輸出 B1 Bn寫入控制50Hz（a）方框圖開關(guān)K1狀態(tài)K1與M1

6、接通K1與M2接通開關(guān)K2狀態(tài)K2與M2接通K2與M1接通K3與M3接通K3與短路線接通開關(guān)K3狀態(tài) 20ms 輸入 A1 B1 A2 B2 A3 B3存儲(chǔ)器M1 A1 A2 A3存儲(chǔ)器M2 B1 B2 B3存儲(chǔ)器M3寫入 讀出 Bn A1 B1 A2 B2 A3 B3 輸出 Bn Bn A1 A1 B1 B1 A2 A2 B2 B2 A3 A3 B3 B310ms 10ms（b）時(shí)序圖圖圖3-38 、二倍場頻讀出法的結(jié)構(gòu)方框圖和時(shí)序圖、二倍場頻讀出法的結(jié)構(gòu)方框圖和時(shí)序圖 讀出控制50Hz 讀出控制100Hz 場存儲(chǔ)器 M1場存儲(chǔ)器 M3場存儲(chǔ)器 M2定時(shí)電路第11頁/共28頁第十一頁，共28

7、頁。(2)場順序(shnx)讀出法：場順序(shnx)讀出法就是我們平常說的50Hz（或60Hz、或75Hz）逐行掃描法。 第12頁/共28頁第十二頁，共28頁。：11513119753216141210864兩場合成后的圖像11513119753奇數(shù)場216141210864偶數(shù)場11513119753216141210864幀存儲(chǔ)器第13頁/共28頁第十三頁，共28頁。 50 Hz逐行掃描的原理(yunl) ： 場順序讀出法所利用幀存儲(chǔ)器, 它是在捕獲開關(guān)K1的控制下，將隔行掃描的奇數(shù)場A的信號(hào)以50 Hz頻率（20ms周期）存入幀存儲(chǔ)器中，在將偶數(shù)場B的信號(hào)也以50 Hz頻率（20ms周

8、期）存入同一個(gè)幀存儲(chǔ)器中，其存入方法是將奇數(shù)行與偶數(shù)行相互交錯(cuò)地間置存儲(chǔ)，這樣把兩場信號(hào)在幀存儲(chǔ)器中相加，形成一幅完整的一幀畫面AB。第14頁/共28頁第十四頁，共28頁。結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖時(shí)序圖時(shí)序圖 幀存儲(chǔ)器 A+B 定時(shí)電路數(shù)字視頻信號(hào)輸入變頻輸出捕獲開關(guān) K1顯示開關(guān) K2寫入控制 50Hz讀出控制 50HzA1、B1、A2、B2A表示奇數(shù)場B表示偶數(shù)場輸入輸入50Hz隔行掃描20msA1B1A2B2A3B3輸出輸出50Hz逐行掃描A1+B1A1+B1A2+B2A2+B2A3+B320ms第15頁/共28頁第十五頁，共28頁。 幀存儲(chǔ)器的容量要能容納下兩個(gè)原始場，所以其存儲(chǔ)量是場存儲(chǔ)器的2倍

9、。在讀出時(shí)，顯示開關(guān)K2按原來的場頻（50 Hz）從幀存儲(chǔ)器中逐行讀出圖像信號(hào)AB，40ms內(nèi)將AB讀出兩次，這樣循環(huán)往復(fù)，將形成的1、2、3、4行順序的625行的逐行掃描信號(hào)輸出。這樣實(shí)際上場頻并未改變，僅在一場中將行數(shù)翻倍 ， 而 行 頻 則 升 高 到 ： f = 刷 新 頻 率 ( p n l ) 垂 直 采 樣 點(diǎn) 5 0 ( A B)=50(312.5+312.5)=31.25K Hz，這就是普通的50Hz逐行掃描。 第16頁/共28頁第十六頁，共28頁。 60 Hz逐行掃描的原理 ： 捕獲開關(guān)K1將A1A2B1B2場的圖像信號(hào)以50 Hz頻率（20ms周期）方式讀入到幀存儲(chǔ)器1、

10、2中，掃描控制器選取三場進(jìn)行運(yùn)算處理，產(chǎn)生兩場新的A1B1 逐行掃描信號(hào)，留出一場等待下一循環(huán)的開始，因?yàn)樽x入的場周期為20ms，而讀出的場周期為16.6ms，這樣輸出的場周期比輸入的場周期少出3.3ms，平均6場輸出時(shí)間等于5場輸入時(shí)間，經(jīng)過(jnggu)精密計(jì)算，剛好可插入一場信號(hào)，保證了50Hz向60Hz的正確轉(zhuǎn)換。其行頻為f=60(A+B)=60(312.5+312.5)=37.5K Hz。 第17頁/共28頁第十七頁，共28頁。結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖時(shí)序圖時(shí)序圖 幀存儲(chǔ)器1 定時(shí)電路數(shù)字視頻信號(hào)輸入變頻輸出捕獲開關(guān) K1顯示開關(guān) K2寫入控制 50Hz讀出控制 60HzA1、B1、A2、B2A

11、表示奇數(shù)場B表示偶數(shù)場 幀存儲(chǔ)器2A1、B1A2、B2ABA1+B1輸入輸入50Hz隔行掃描20msA1B1A2B2A3B3輸出輸出60Hz逐行掃描A1+B116.6msA4A1+B1B1+A2B1+A2A2+B2 A2+B2第18頁/共28頁第十八頁，共28頁。75 Hz逐行掃描的原理 ： 75 Hz逐行掃描的原理與60 Hz逐行掃描的原理一樣,只不過行頻為f=75(A+B)=75(312.5+312.5)=46.875K Hz。另外，從50Hz向60Hz或75Hz變頻時(shí)，為了不產(chǎn)生(chnshng)“入不敷出”的現(xiàn)象，每場讀出時(shí)應(yīng)重復(fù)讀兩次。 第19頁/共28頁第十九頁，共28頁。75Hz

12、時(shí)序圖時(shí)序圖輸入輸入50Hz隔行掃描20msA1B1A2B2A3B3輸出輸出75Hz逐行掃描A1+B1A1+B1B1+A2B1+A2A2+B2A2+B213.3ms第20頁/共28頁第二十頁，共28頁。三、長虹“精顯”背投影彩電51PDT18數(shù)字變頻電路(dinl)結(jié)構(gòu)：這種機(jī)芯采用菲利浦公司的MK9.4模塊。 第21頁/共28頁第二十一頁，共28頁。圖8-9、實(shí)用二倍場頻電路組成方框圖YUVYUV7MHz濾波、前置3.5MHz濾波、前置3.5MHz濾波、前置8bitA/D變換器 場存儲(chǔ)器（Y、U、V）YB-Y/UR-Y/V場緩沖存儲(chǔ)器掃描頻率變換存儲(chǔ)控制8bitD/A變換器視頻處理14MHz

13、濾波、前置7MHz濾波、前置7MHz濾波、前置YUVVDHD二倍場頻行、場同步信號(hào) 微控制器SDASCL50Hz原始場同步信號(hào)VD15625Hz原始行同步信號(hào)HD第22頁/共28頁第二十二頁，共28頁。 Y UVY UV RE1 Y UV Y U V 8 2 2 SWCK PSTW WE Y UV 8 4IEVDYD（輸出端） SDA SCL HA VA Y U V （輸入端）圖3-47 、51PDT18背投影彩電倍頻電路組成 WE2 RE2 HDUDVD 場存儲(chǔ)器2 SAA4955(D703) 倍頻處理和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償電路 SAA4991(D704) 場存儲(chǔ)器1 SAA4955(D702) 反相器

14、 74HCT04（D706） 放大 V710 80C51微控制器、視頻處理電路 SAA4977H(D701) 鎖相環(huán)鑒相器 74HCT4046 （D705）有源低通濾波電路有源低通濾波電路有源低通濾波電路第23頁/共28頁第二十三頁，共28頁。四、長虹數(shù)字高清彩電CHD2918數(shù)字變頻(bin pn)電路結(jié)構(gòu)：第24頁/共28頁第二十四頁，共28頁。視頻(shpn)增強(qiáng)處理器NV320(UN02) 1、NV320完成的功能： 完成圖像顯示格式的變換和掃描頻率的變換。它是一塊(y kui)單片非線性數(shù)字視頻處理集成塊。 它對(duì)輸入的數(shù)字視頻信號(hào)處理包括：數(shù)據(jù)格式選擇(4:2:2或4:1:1)視頻輸

15、入模式選擇(數(shù)字采樣模式或行同步模式)自適應(yīng)動(dòng)態(tài)降噪非線性內(nèi)插運(yùn)算色度空間運(yùn)算高頻補(bǔ)償50Hz到60Hz頻率變換D/A變換等。第25頁/共28頁第二十五頁，共28頁。視頻輸入選擇器和格式化電路 nDSP視頻增強(qiáng)處理器 定時(shí)控制器 主接口電路 存儲(chǔ)控制器 10-bit DAC 10-bit DAC 10-bit DAC 定時(shí)發(fā)生器16-bit YUV4：2；2或4：1：1LLCLLA20224HS/CLP VS199198CLKOCLPO6967HREFO68SCLSDA3435存儲(chǔ)器接口Y566369UV數(shù)字YUV輸出3738394142PCLKHSQHBQVSQVBQ第26頁/共28頁第二十六頁，共28頁。NV320對(duì)存儲(chǔ)器的控制(kngzh)NV320存儲(chǔ)器HY57V161610D時(shí)鐘CLK2235片選CS12818行地址選通RAS12917列地址選通CAS13516136寫允許WE1521137DQ掩膜允許DQM01436DQ掩膜允許DQM126/29/30/32/33/120/ 122/123/124/125/127存儲(chǔ)器地址A0A1019/20/21/22/23/24/ 27/28/29/30/31