数字时基校正器和帧同步的应用

数字时基校正器/帧同步机应用
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数字时基校正器主要用于校正视频信号中的行、场同步信号的时基误差。下面介绍的时基校正器/帧同步机同时包含了帧同步机的功能,可以使外部信号与本地信号同步。同时该机还附加了其它功能,可以对视频信号的度、亮度、饱和度进行调节,同时对行、场相位负载波相位进行调节。并具有时钟台标的功能。用于要求视频信号严格稳定各种同步的系统。例如不同步的信号源之间的切换、MMDS行错乱加扰前的信号同步、低质量信号源的校正等等。 下面具体介绍该系统。
  1 应用时基校正器的的重要性
  一般有线电视台自办节目的节目源有自制、外来和交换3种途径。由于渠道不同,制作与技术水平也不同,常有一些外来节目带不符合技术规范。一旦这样的磁带直接进入播出系统会使录像机输出的电视信号产生时基误差,造成切换不同节目或叠加台标和广告时会出现图像扭曲、抖动现象。另外,录像机和磁带本身的不稳定性也会引起画面的扭曲、抖动。
  录像机拾取磁带上的视频信号是通过调整旋转磁鼓上的磁头来实现的。由于磁鼓旋转的不
稳定,录像机也许在1s中输出超过或少于25帧(PAL制)。另外,磁带本身也受天气、环境、温度等因素的影响产生轻微的伸缩,而导致每s输出帧数的不一致。这样在录像机输出的视频信号上同样也会含有时基抖动,造成画面不稳定。
  播出系统中未加入时基校正器时,这种现象经常出现,而且无法克服,严重影响了广大有线电视观众收看自办节目的效果,对广告创收也产生负面影响。因而,采取技术手段对电视信号中含有的时基误差予以修正是保证播出质量的重要环节。时基校正器正是完成这一使命的关键设备。它可以把录像机输出的同步不稳定的非标准电视信号处理成可以与基准同步信号严格同步的标准电视信号,从而杜绝在播出过程中经常出现的扭曲、抖动的现象,以提高播出质量。
  为了减小时基误差,在磁带录像机中采用了伺服系统,提高磁鼓转速和走带速度在录、放状态的一致性和稳定性,减小磁带张力在录、放状态的差异。然而由于伺服精度有限,时基误差对图像仍有很大的影响。
  在一行电视信号周期(64us)内,可产生3us的时基误差,行周期变成61~67us,一般行锁相电路同步起来是比较困难的。这样大的时基变化,对于监视器和接收机尚可勉
强接受,但在电视中心则是绝对不允许的。电视中心对视频信号进行同步切换和特技处理,要求各信号源的时基都和同步机相一致。
  磁头横向扫描录像机采用精密的电机伺服系统,并与电视中心的行、场脉冲同步,可把时基误差减小到0.3us以内。但是,为了满足重放彩电视信号副载波相位误差不大于5°的要求,时基误差应不超过(1/4.43)×(5/360)≈0.003us。因此,仍然需要进行时基校正。
  因此时基校正器可以校正视频信号中的行和场的同步信号的时基误差,同时对同步信号的度、亮度、饱和度以及行场相位、负载波相位等进行校正,用于要求视频信号严格稳定同步的各种系统。
  帧同步机与时基校正器的区别
  帧同步器的工作原理与数字式时基校正器的工作原理是一样的,但其数字存储器的容量很大,可以存储一帧数字图像编码信号。如图1所示,外来视频信号经A/D转换器转换成数码信号,由外来视频信号的同步信号产生的写入脉冲送到A/D转换器和写入地址发生器,
后者控制数码信号顺序写入帧存储器中的特定地址。读出时,数码信号受本地基准时钟脉冲产生的读出脉冲控制,按读出地址顺序读出,然后经D/A转换器恢复成模拟信号。帧存储器在输入与输出之间起到缓冲、隔离的作用,写入与读出是彼此独立进行的,输出模拟视频信号完全和本地基准时钟同步,而与外来输入视频信号的同步时钟无关,这是帧同步机实现同步锁相的核心所在。
 在写入一侧,输入视频信号一路经同步选通电路选出同步信号,副载波振荡器与其锁相产生连续的副载波送到写入时钟脉冲发生器。写入时钟脉冲发生器产生3倍或4倍副载频作为A/D转换器的取样脉冲,并输入给写入地址发生器产生地址码。写入地址发生器是一个二进制计数器,由写入时钟控制把PCM数字信号写入帧存储器中的指定地址。为了保证每帧图像的各个像素在帧存储器中的位置是固定不变的,每个特定位置的像素必须与某一个写入地址相对应。这要求写入地址发生器每帧清零一次,逐帧循环,清零时的地址就是每帧编址的基准点(也称为零地址)。提供清零脉冲的是写入清除脉冲发生器,该发生器由同步分离得到的场同步脉冲。由于行同步脉冲与副载波之间的相位关系不确定,写入清除脉冲发生器的清零时刻会产生误差,由此将引起图像的水平跳动。因此,行同步脉冲在送入写入清除脉冲发生器之前,首先经过调相器与副载波进行相位比较,并对行同步
脉冲调相,使写入清除脉冲与写入时钟脉冲之间确立恒定的相位关系,从而保证写入地址发生器能够在每帧规定的时刻准确清零。帧同步器输入的电视信号常需要在非同步信号源之间进行切换,采用写入禁止控制电路可以检测出这种非同步切换,禁止PCM数字信号写入帧存储器,直到新的视频信号帧脉冲(零地址)到达之后,再开始写入过程。在禁写期间,读出电路照常工作,读出的信号就是存储器在禁写控制之前所存的信号。这样,写入禁止控制电路就消除了非同步切换引起的输出信号扰动,使输出图像如同在同步信号源之间切换一样。
  读出一侧与写入一侧的结构大致相同。基准副载波与基准同步信号之间的相位关系是一定的,它们分别控制读出时钟脉冲发生器和读出清零脉冲发生器,进而控制读出地址发生器,使帧存储器内的PCM数字信号完全按本地基准时钟逐渐顺序读出。这样,经过D/A转换器输出的视频信号就完全与本地基准时钟同步,解决了同步锁相的问题。
  帧同步机是用来使外来同步信号与本地同步信号同步,以防止在外来信号与本地信号切换时产生度、亮度丢失、以及图像抖动。本机结合了时基校正器和帧同步机的主要功能,同时还具备时钟、台标的发生功能。既可解决信号在大范围同步的问题,如场同步;又可
解决信号在小范围的同步问题,如行同步。同时还可以在输出信号上叠加上时钟和台标显示,实现多功能化。
  数字时基校正器/帧同步器的性能指标
  a.校正窗口(也称校正范围或补偿范围)
  这是表示时基校正范围宽窄的参数,主要由时基校正器(数字式)存储器容量的大小来决定。存储器容量越大,时基校正的范围越宽。一般数字式时基校正器的校正窗口在1行到32行之间,对于有帧存储容量的时基校正器,校正窗口是无限的。 吸油烟机止回阀
  b.剩余时基误差
  这是表示时基校正精度的参数。经时基校正后的视频信号仍然存在残余的时基误差,这个误差越小,说明时基校正的精度越高。数字式时基校正器在1行(64us)内的典型剩余时基误差为3mus。
  c.频率特性(也称带宽)
  这是反映时基校正器通道带宽的参数,它是根据所使用的录像机的类型来设计的。适用于直接彩记录式录像机的时基校正器,带宽一般在5MHz以上;适用于外差彩记录式录像机的时基校正器,带宽一般在3MHz左右
  d.信噪比
  这是反映时基校正器通道噪波性能的参数。数字式时基校正器的噪波主要由A/D转换电路量化产生。时基校正器的信噪比一般在53dB到60dB之间。分集接收
  e.微分增益(DG)、微分相位(DP) 厕所除臭机
  DG和DP主要造成饱和度失真。这两个参数的值越小,说明通道产生的度信号非线性失真越小。
典型的数字时基校正器的DG和DP值分别为2%与2°。
  3 时基校正器的社会效益和经济效益
螺钉加工  时基校正器的采用,不仅提高了图像质量,而且满足了电视中心切换的要求。随着人民物
质文化水平的提高,时基校正器/帧同步机的应用领域将有可能向家用化方向发展。目前,录像机是唯一可以收录电视节目的家用电器,且其价格对广大消费者也是可以接受的,只是其信号质量不太另人满意。若在普通录像机内加入时基校正电路,即使不使用专业和广播指标也可以大大提高其输出信号的质量,同时还可以省去许多伺服部分的精密控制电路,以及走带部分的机械精度。可以相信若此产品大规模生产其价格不会比现在的录像机高很多,对广大消费者来说也是可以接受的。
  尤其是在实现我国广大农村的村村通广播电视方面。在MMDS加扰前使用时基校正器对加扰信号进行时基校正,这样就可提高其节目的信号源质量。实现许多中小电视台、有线台既享受高质量电视节目,同时又降低了成本价格,从而提高我国广电网的覆盖面。为广大的众享受高质量的电视节目信号提供了保证。
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本文发布于:2024-09-22 15:26:02,感谢您对本站的认可!

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