【正文】 延時，調(diào)整各參數(shù)值，觀察監(jiān)視器圖像的變化（4）用示波器同時觀測視頻AD/DA模塊的視頻輸入信號（J13）與視頻輸出信號（J14），分別記錄兩個信號中的亮色的延時與參數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系四． 實驗要求1. 記錄不同參數(shù)值時圖像的變化，并分析結(jié)果。 (1) 選做實驗： 點擊“進(jìn)入”按鈕進(jìn)入主實驗界面（）。 MAX7000系列基于altera 第二代MAX架構(gòu)，高密度，高性能。C總線控制I178。主要由數(shù)據(jù)管理、編碼器、輸出接口、10bit D/A轉(zhuǎn)換器、同步時鐘和I178。該芯片廣泛應(yīng)用于VCD、DVD等影碟機中。A/D變換器TVP5147可編程器件MAX7128STC10010D/A變換器SAA7121 實驗電路總體框圖 視頻A/D變換電路模塊 (1) A/D芯片視頻ADC采用TVP5147芯片。其中H、V、F的不同取值，代表信息如下：H為行消隱標(biāo)志符，H=0表示為有效行開始（SAV）,H=1表示為有效行結(jié)束（EAV）V為垂直消隱標(biāo)志符，V=0表示為有效場期間,V=1表示為場消隱期間F為場標(biāo)志符，F(xiàn)=0表示為第一場（奇數(shù)場）,F=1表示為第二場（偶數(shù)場）表14中的P0、PPP3的值是可變的，它門的值取之于F、V和H的值，可對F、V和H的值進(jìn)行兩比特誤差檢測以及比特誤碼較正。這個特殊的比特組合符號，用來表示有效視頻行的開始（SAV）或結(jié)束（EAV）。對于625行/50場掃描標(biāo)準(zhǔn)，SAV的樣點位置是第1724號到1727號，EAV樣點的位置是第1440號到1443號。然而，它只代表起始的時刻，并無其他信息內(nèi)容。輸入的三路模擬分量信號E′Y、E′R、E′B，經(jīng)過前置濾波器之后，分別送入A/D變換器，變?yōu)閿?shù)字信號。根據(jù)前圖14的取樣分布情況，每個有效行的第一個取樣位置上有三個樣值，安排順序是CB→Y→CR，第二個取樣位置上只有Y一個樣值，第三個取樣位置上安排順序也是CB→Y→CR，以此類推，其余各行方式相同。 PAL制數(shù)字場與模擬場的關(guān)系(2)數(shù)字亮度信號與色差信號的時分復(fù)用在數(shù)字分量情況下，有一路亮度信號和兩路色差信號，如果各自單獨并行傳送則需要三條多芯電纜。，則表示出PAL制數(shù)字場與模擬場的關(guān)系。第二行之后也均與第一行相同。4：2：2 數(shù)字分量標(biāo)準(zhǔn)取樣點的行場分配:現(xiàn)以4：2：2數(shù)字分量標(biāo)準(zhǔn)為例來說明行、場定時關(guān)系。儲備電平范圍也同亮度信號。(b)示出CR分量的模擬電平與8比特和10比特量化電平之間的關(guān)系。3AC(10進(jìn)制數(shù)為940)為白峰值的數(shù)字電平.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)字電平留有很小的余量:底部電平余量為004~040(10進(jìn)制數(shù)為4~64),頂部電平余量為3AC~3FB(10進(jìn)制數(shù)為940~1019).值得注意的是,通過濾波器和校正電路產(chǎn)生的過沖都會擴大模擬視頻信號的動態(tài)范圍,所以在消隱電平以下和峰值白電平以上都留有余量,Headroom。圖中示出了8比特量化和10比特量化兩種情況下的對應(yīng)樣值，每個樣值都分別以10進(jìn)制數(shù)表示其量化級數(shù)（亦稱量化電平或數(shù)字電平）。3．?dāng)?shù)字分量4：2：2標(biāo)準(zhǔn)舉例現(xiàn)以數(shù)字分量4：2：2為例說明如下。抽樣比例有以下幾種。在1982年的CCIR第15次全會上通過了CCIR601號建議書，確定了能實現(xiàn)625行/50場和525行/60場兼容的分量編碼4：2：2標(biāo)準(zhǔn)，以后又作了若干補充修正。因此，內(nèi)插低通濾波器之后，又加入零階保持補償電路，用于提升模擬信號的高頻成分，使輸出信號更接近原來的模擬信號。用于把數(shù)字信號還原為模擬信號的設(shè)備、稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換器或D/A變換器 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器方框圖，主要有數(shù)字解碼、內(nèi)插低通濾和零階保持補償?shù)热糠蛛娐方M成。 量化比特567891041dB47 dB53dB59dB65dB71dB 3．編碼 A/D轉(zhuǎn)換器中的編碼，是把代表特定量化電平等級的比較器的輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)組合，變換成以n比特表示的二進(jìn)制數(shù)碼，即每一組二進(jìn)制數(shù)碼代表一個取樣值的量化電平等級。截尾量化誤差比舍入量化誤差大一倍，因此，一般只采用舍入量化而不采用截尾量化。以便能用有限長度的碼字來表示抽樣點的幅度。對于625行制式行頻為fH= MHz，對于525行制式行頻為fH=，為了滿足兼容兩種制式的要求。 A/D轉(zhuǎn)換器示意圖1．分量編碼中取樣頻率的選擇分量編碼是指對亮度信號（Y）和兩個色差信號（RY）、（BY）分別進(jìn)行取樣、量化和編碼。 下面分別介紹視頻A/D、D/A變換器的工作原理，參數(shù)選擇，國際標(biāo)準(zhǔn)，以及各實驗的內(nèi)容，要求，方法等。l 可編程設(shè)置僅視頻編碼，音頻不編碼工作方式。l 可編程設(shè)置GOP結(jié)構(gòu)：I、B、P幀的組合，包括I、IP、IBP、IBBP等。其中各個模塊既可以獨立進(jìn)行分塊實驗，又可以綜合組成數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸實驗JH8000DTV（包括視音頻A/D模塊、視音頻信源編解碼模塊，TS流形復(fù)用與解復(fù)用模塊和DVB SPI傳輸接口模塊）完成系統(tǒng)總體實驗二．系統(tǒng)實驗1．系統(tǒng)總體實驗在實驗中我們使用JH8000DTV實驗箱搭建系統(tǒng)總體實驗環(huán)境，并緊密結(jié)合系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，通過親手對系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置和測試，讓試驗者初步建立數(shù)字電視系統(tǒng)總體概念。音頻A/D模塊板音頻信源編碼TS流的形成DVB SPI TX模塊傳輸信道DVB SPI RX模塊TS流的解碼視頻信源解碼音頻信源解碼D/AD/ATV監(jiān)視器視頻A/D模塊板視頻信源編碼圖1 為JH8000系統(tǒng)原理框圖：圖1 JH8000DTV系統(tǒng)框圖各部分的組成及功能簡述如下：1） 視音頻A/D、D/A模塊：采用專用的集成芯片，按照國際標(biāo)準(zhǔn)采樣時鐘和采樣格式將模擬輸入的視音頻信號變成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視音頻信號。一．系統(tǒng)描述 JH8000DTV系統(tǒng)主要由視音頻A/D,D/A模塊,視音頻信源編碼、解碼模塊,TS流形成與解復(fù)用模塊,DVB SPI 收發(fā)接口等模塊組成。4） DVB SPI 收發(fā)接口模塊：將MPEG2的TS流按DVB SPI的國際接口標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)編解碼之間的碼流傳輸。整個實驗系統(tǒng)可以分成：直接視頻、音頻的ADDA閉環(huán)實驗裝置和接入后續(xù)編解碼模塊以及傳輸模塊的開環(huán)實驗裝置，可以進(jìn)行的實驗?zāi)K有：（1）視頻源參數(shù)設(shè)置模塊（開環(huán)）l 亮度設(shè)置l 色度設(shè)置l 對比度設(shè)置l 輸入信號源選擇設(shè)置l 信號源制式設(shè)置l 場信號標(biāo)識行設(shè)置l 行有效像素數(shù)設(shè)置（2）視頻編碼參數(shù)設(shè)置模塊（開環(huán)）l 系統(tǒng)模式設(shè)置，可以設(shè)置MPEG1或MPEG2 編碼方式l 系統(tǒng)編碼碼流模式設(shè)置，可以設(shè)置編碼碼流輸出格式：節(jié)目碼流(PS)或傳輸碼流(TS)。l 可編程設(shè)置數(shù)字參考時鐘標(biāo)識碼：PCRPID。因此，通過視頻A/D、D/A實驗，更好的掌握視頻A/D、D/A的原理，技術(shù)參數(shù)，國際標(biāo)準(zhǔn)等就顯的十分必要。取樣，是實現(xiàn)時間軸上的離散化；量化，是實現(xiàn)幅度軸上的離散化；編碼，是實現(xiàn)把離散化了的數(shù)據(jù)用二進(jìn)制碼型表示，進(jìn)而變?yōu)橐幌盗械碾娒}沖。綜合上述諸條要求，~6 MHz，取樣頻率可選為fs==12~ MHz。2．量化量化是使幅度連續(xù)的抽樣值進(jìn)一步在幅度上離散化的過程。截尾量化即把高于預(yù)置量化級數(shù)電平的尾數(shù)部分全部舍去?！鰽，N=2n （以二進(jìn)制表示）電視信號（單極性信號）的量化信噪比定義：量化信噪比= （n為量化比特數(shù)） 用分貝表示：可以得出結(jié)論：量化比特數(shù)n每增加1bit，則信噪比上升6dB；反之，每下降1bit；信噪比降低6dB。最后，當(dāng)與其他模擬信號設(shè)備聯(lián)結(jié)時，需要重新還原為模擬信號。由于內(nèi)插濾紙不可能具有理想的門函數(shù)頻率特性，又因編碼時的取樣脈沖也不可能是理想的 沖擊函數(shù)序列而是具有一定寬度的脈沖，這都會使恢復(fù)的模擬信號高頻成分受到損失。1．電視信號數(shù)字化的國際標(biāo)準(zhǔn)分量電視信號的數(shù)字編碼有利于國際間的電視節(jié)目交換。 CR=（EREY） CB=（EBEY）2．?dāng)?shù)字分量各信號的取樣頻率比例根據(jù)在前邊已介紹過取樣頻率的選擇原則，各信號取樣頻率之間應(yīng)滿足一個固定的比例。，圖中代表亮度取樣點，而○代表色差 CR和CB的取樣點。(1)亮度分量 亮度分量的模擬信號電平與其相對應(yīng)的數(shù)字信號樣值（即量化電平）。040(10進(jìn)制數(shù)64)為消隱的數(shù)字電平。1~(16進(jìn)制數(shù)為10),白峰值數(shù)字電平定為235(16進(jìn)制數(shù)為FB).值得注意的是：8比特字的數(shù)字信號可以通過10比特字的數(shù)字設(shè)備和數(shù)字通路,只要在8比特的最低位后加兩位0即可,在輸出端再將兩位0去掉,恢復(fù)8比特字?jǐn)?shù)字信號.(2)色度分量應(yīng)該注意到,色度信號是雙級性的,而A/D變換器需要單級性信號,因此,將100%彩條的色度信號電平上移350mv,以適合A/D變換器的要求.（a）CB分量的模擬電平與量化電平之間的關(guān)系（b）CR分量的模擬電平與量化電平之間的關(guān)系(a)示出CB分量的模擬電平與8比特和10比特的量化電平之間的關(guān)系。所規(guī)定的頂部電平余量為3CA~3FB（10進(jìn)制數(shù)960~1019），底部電平余量為004~040（10進(jìn)制數(shù)為4~64），其作用同亮度信號的電平余量。在數(shù)字分量并行傳輸中，可以用亮度數(shù)據(jù)與色差數(shù)據(jù)分別傳送，也可以把亮度與色差及其他輔助數(shù)據(jù)先進(jìn)行時分復(fù)用，然后再進(jìn)行并行傳輸，通常采用后者。第一行的第一個樣點位置上存在有亮度（Y）和色差CR及CB共三個樣值，而第二個樣點位置上則只有亮度（Y），以后按此規(guī)律排列，即在Y的奇數(shù)位置有三個樣值，而偶數(shù)位置只有Y一個值。數(shù)字消隱樣點數(shù)為144個，編號從第720號到863號。其差別設(shè)在場消隱區(qū)，如圖中所示，第一場（奇數(shù)場）的場消隱期為有效行的24行，而第二場（偶數(shù)場）的場消隱期為有效行前的25行。以625行/50場 標(biāo)準(zhǔn)（PAL制）的4：2：2數(shù)字分量信號為例，三路復(fù)用之后每行的樣點在一行內(nèi)的分配如圖19所示。兩個色差信號的樣值速率均為：，復(fù)用后的總樣值速率為：++ 4：2：2格式時分復(fù)用并行輸出方框圖如果按10比特量化，則碼率達(dá)到270Mb/s。(3)數(shù)字分量標(biāo)準(zhǔn)定時基準(zhǔn)信號的形成在模擬視頻信號中的行、場同步信號是十分重要的，用它來保證收發(fā)兩端掃描的一致性。數(shù)字分量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不傳送行消隱期間的樣值，而是在每個有效行數(shù)據(jù)開始之前，即每行的第一個樣值（編號為0）之前安排4個樣值數(shù)據(jù)，用于表示每個有效行的開始，稱為SAV信號；并在每個有效行數(shù)據(jù)結(jié)束之后，即每個有效行的最后一個樣值（編號為1439）之 625/50標(biāo)準(zhǔn)分量時分復(fù)用及定時基準(zhǔn)位置后也安排4個樣值數(shù)據(jù)，用于表示每個有效行的結(jié)束，稱為SAV信號?？梢钥闯?，每一個字節(jié)是10個比特1（即3FF），后面2個字節(jié)是20個比特0（即2個為0的10比特字）?？梢?，第1個字節(jié)為全1，第第3個字節(jié)為全0，但第4個字節(jié)XYZ的比特0位和1位規(guī)定為0，以便與8比特量化接口相兼容，第9位規(guī)定為1，第8位為可變二進(jìn)制數(shù)，分別用H、V、F表示相應(yīng)的信息，而其余的第5各經(jīng)特位用于進(jìn)行誤碼糾正。 EAV SAV (H=1) (H=2) 第1行（V=1） 行 場消隱 第23行（V=0） 第一場（F=0） 第1場有效視頻數(shù)據(jù) 奇 第311行（V=1） 第313 場消隱 第336行（V=0） 第二場（F=1） 第2場有效視頻數(shù)據(jù) 偶 第624行（V=1）第625行 625/50標(biāo)準(zhǔn)XYZ數(shù)據(jù)與圖像時基位置關(guān)系 實驗電路 實驗電路總體框圖實驗電路由A/D變換器，可編程器件，D/A變換器組成。該芯片可用于數(shù)字視頻的多種設(shè)備，如： DLP 投影儀、數(shù)字電視、DVD 錄制設(shè)備LCD電視接及監(jiān)視器、PVR、PC視頻卡、視頻捕捉/視頻編緝、會議電視（2）TVP5147主要的功能模塊包括：l 對微弱，混有噪聲信號以及VCR trick model的同步檢測 l 通過2D 5線自適應(yīng)梳狀濾波器和色度陷波濾波器實現(xiàn)Y/C分量分離l 兩個10bit 30MSPS （兆采樣每秒）A/D轉(zhuǎn)換器，具有對模擬信號預(yù)處理（自動增益控制）l 模擬視頻輸出l 亮度預(yù)處理l 色度預(yù)處理l 時鐘/時序預(yù)處理以及待機模式l 輸出格式選擇l I2c總線接口l VBI 數(shù)據(jù)預(yù)處理l Macrovision 防拷貝檢測電路l I/ 耐壓（3）芯片詳細(xì)功能介紹：l 兩個可編程增益控制30MSPS，10BitA/D l 支持NTSC（J, M ,）,PAL(B, D, G, H ,I, M, N, Nc ,6