【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)輸出 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 A/D轉(zhuǎn)換器 （ 4）采樣保持過(guò)程 ① 模擬開(kāi)關(guān)在采樣脈沖的作用下對(duì)輸入信號(hào)采樣 ，t1～ t3為采樣時(shí)間 （ S） ， 一般不宜過(guò)長(zhǎng) ② 模擬開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)刻開(kāi)始為保持一直到下一次接通為止 （ H） (5)采樣保持后的波形：階梯信號(hào) ,而不是脈沖信號(hào) 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 A/D轉(zhuǎn)換器 2. A/D轉(zhuǎn)換器：量化 、 編碼電路又稱(chēng)為 A/D轉(zhuǎn)換器 (1) A/D種類(lèi) 并聯(lián)比較型 、 反饋比較型 、 逐次漸近型 、 VT變換型 、VF變換型 …… (2) 并聯(lián)比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 以 3 bit并聯(lián)比較型 A/D轉(zhuǎn)換器為例說(shuō)明其電路結(jié)構(gòu)和工作原理 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 A/D轉(zhuǎn)換器 ① 電路結(jié)構(gòu)組成：它由電壓比較器、寄存器和代碼轉(zhuǎn)換器（也稱(chēng)為譯碼器）三部分電路組成。 輸入信號(hào)的參考電壓： VREF應(yīng)大于 、 等于輸入模擬信號(hào) Vi的最大值 輸出：為三位二進(jìn)制數(shù)碼 d d d0 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 A/D轉(zhuǎn)換器 ② 工作原理 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 A/D轉(zhuǎn)換器 并聯(lián)比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 電路的代碼轉(zhuǎn)換表 ③ 電路特點(diǎn) 轉(zhuǎn)換速度快 ， 目前 ， 輸出為 8位的并聯(lián)比較型 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時(shí)間可以達(dá)到 50 ns以下 ,這是其他類(lèi)型 A/D轉(zhuǎn)換器都無(wú)法做到的 可不加取樣保持電路 ， 因?yàn)楸容^器和寄存器也兼有取樣 保持功能 ④ 電路缺點(diǎn)：比特?cái)?shù)越多電路越復(fù)雜 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 A/D轉(zhuǎn)換器 將數(shù)字信息模擬化的過(guò)程稱(chēng)為數(shù) /模（ D/A） 轉(zhuǎn)換。 1. D/A轉(zhuǎn)換器的 種類(lèi) 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型 D/A轉(zhuǎn)換器 倒梯形電阻網(wǎng)絡(luò)型 D/A轉(zhuǎn)換器 權(quán)電流型 D/A轉(zhuǎn)換器 開(kāi)關(guān)樹(shù)型 D/A轉(zhuǎn)換器 權(quán)電容網(wǎng)絡(luò)型 D/A轉(zhuǎn)換器 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 D/A轉(zhuǎn)換 2. D/A轉(zhuǎn)換的時(shí)間要求 : D/A轉(zhuǎn)換的位數(shù)的選擇 D/A轉(zhuǎn)換的比特?cái)?shù)必須與 A/D一致 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 D/A轉(zhuǎn)換 ， A/D和 D/A的轉(zhuǎn)換時(shí)間必須要小于采樣周期 T， 對(duì)音頻信號(hào)的采樣頻率為 kHz (Ts =23μs) 時(shí) ， 一般要求 D/A轉(zhuǎn)換的變換時(shí)間不大于 10μs D/A轉(zhuǎn)換器 (1)電路組成 ① 權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) ② 4個(gè)模擬開(kāi)關(guān) ③ 一個(gè)反相求和放大器 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 D/A轉(zhuǎn)換 (2)工作原理 ① S3,S2,S1,S04個(gè)電子開(kāi)關(guān) ， 它們分別受輸入代碼 d dd d0的控制 di=1時(shí) ， 開(kāi)關(guān)接到參考電壓 VREF上 ， 即 : Ui= VREF（ VREF等于輸出模擬信號(hào)的最大值 ） di=0時(shí) ， 開(kāi)關(guān)接地 ， 即 Ui=0 因此可表示為 : Ui= VREF di 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 D/A轉(zhuǎn)換 ② 理想的求和運(yùn)算放大器的輸出電壓公式為： ③ 在此電路中 ,由于 di的取值決定了 ui的存在 ,所以上式可改為 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 D/A轉(zhuǎn)換 設(shè) RF=R/2且取 VREF為負(fù)值 ,則有 : 所以上式為 : 結(jié)論： D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓 uo與二進(jìn)制數(shù)值成正比 。從而達(dá)到了把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的目的 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 D/A轉(zhuǎn)換 (3)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型 D/A轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)： ① 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 ， 所用的電阻元件數(shù)很少 。 ② 缺點(diǎn)：各個(gè)電阻的阻值相差較大 。 (4)改進(jìn)：倒 T形電阻網(wǎng)絡(luò) D/A轉(zhuǎn)換器 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 音頻信號(hào)及數(shù)字化 D/A轉(zhuǎn)換 1. 模擬黑白視頻信號(hào) 由于彩色電視技術(shù)是在黑白電視技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 ， 而且目前世界上實(shí)際采用的各種制式的彩色電視都與相應(yīng)制式的黑白電視兼容 ， 因此我們先介紹一些有關(guān)黑白電視信號(hào)方面的基礎(chǔ)知識(shí) ， 由于我國(guó)在電視廣播中一直采用 PAL制 ， 所以本文以介紹 PAL制為主 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) 2. 黑白電視的掃描方式 (1)電影放映活動(dòng)圖像原理：每一張 35 mm膠片均為靜止圖片 ， 在相鄰兩張圖片中只有很小的動(dòng)作變化 ， 每秒中變換 24張圖片 ， 利用人眼的錯(cuò)覺(jué) ， 以達(dá)到播放活動(dòng)圖像的效果 。 ★ 特點(diǎn)：整幅畫(huà)面一次呈現(xiàn) （ 每幅畫(huà)面中要遮光一次 ，以提高閃爍頻率 ） 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) (2)視頻圖像的幀及幀頻 ① 幀：在視頻圖像中 ， 一幅完整的靜止的圖像稱(chēng)為一“ 幀 ” 。 ② 幀頻：與電影放映類(lèi)似 ， PAL制的幀頻為： 25幀 /s (幀周期為 40 ms)NTSC制的幀頻為： 30幀 /s ★ 特點(diǎn)：整幅畫(huà)面掃描呈現(xiàn) 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) (3)掃描及每幀掃描行數(shù) ① 掃描：按一定規(guī)律做周期性的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為掃描 。 ② 行掃描與幀 （ 或場(chǎng) ） 掃描：電子束在水平方向的掃描運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為行掃描 ， 在垂直方向的掃描為幀 （ 或場(chǎng) ） 掃描 。 ③ 一幀圖像的形成：在視頻圖像的傳送中 ， 是將一幀圖 像 的每一個(gè) 像 素按從左到右 ， 從上到下的順序逐點(diǎn)掃描傳送的 ， 在每一時(shí)刻 ， 電子束只打在屏幕的一個(gè)像素點(diǎn)上 。 而全屏效果是通過(guò)人眼的惰性 ， 和熒光粉的余輝而產(chǎn)生的 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) ④ 掃描正程與逆程：電子束自左往右掃描稱(chēng)為行掃描正程 ， 自右回到左為行掃描逆程 。 自上而下掃描稱(chēng)為幀（ 或場(chǎng) ） 掃描正程 ， 自下回到上為幀 （ 或場(chǎng) ） 掃描逆程 。 注：掃描正程時(shí)間長(zhǎng) ,逆程時(shí)間短 ， 回掃 ， 應(yīng)消隱 。逆程是為下一個(gè)正程做準(zhǔn)備 。 ⑤ 一幀圖像的掃描行數(shù)： PAL制中 1 幀分 625個(gè)掃描行 。 NTSC制中 1 幀分 525個(gè)掃描行 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) （ 4） 逐行掃描與隔行掃描 ① 逐行掃描：在一幀圖像中 ， 各掃描行按次序掃描的方式為逐行掃描 （ 顯示器一般都采用逐行掃描 ） 。 ② 隔行掃描：在一幀圖像中 ， 分別按奇數(shù)或偶數(shù)掃描行掃描的方式為隔行掃描 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) （ 5） 視頻圖像的場(chǎng)：為提高活動(dòng)圖像的閃爍頻率 ， 使人們觀看時(shí)比較舒適 ， 將一幀圖像分為 “ 奇 ” 、 “ 偶 ” 兩場(chǎng) ， 分別傳送信號(hào) ， 其中 奇數(shù)場(chǎng)掃描一幀中 1， 3， 5， … ， 奇數(shù)行 。 偶數(shù)場(chǎng)掃描該幀的 2， 4， 6， … ， 偶數(shù)行 。 ① 奇偶兩場(chǎng)的掃描行數(shù)：把原來(lái)一幀 625掃描行分為每場(chǎng) 行 。 ② 奇數(shù)場(chǎng)掃描過(guò)程：奇數(shù)場(chǎng)掃描以整行開(kāi)始 ， 以半行結(jié)束 。 ③ 偶數(shù)場(chǎng)掃描過(guò)程：偶數(shù)場(chǎng)掃描以半行開(kāi)始 ， 以整行結(jié)束 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) （ a) (b) (c) 隔行掃描原理圖 隔行掃描圖像再現(xiàn)示意圖 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) (6)場(chǎng)頻與場(chǎng)周期 ① PAL制幀頻為 :25 Hz,而一幀分為兩場(chǎng) ,所以 場(chǎng)頻為 :fv=50 Hz, 場(chǎng)周期為 :Tv=1/fv=20 ms ② NTSC制幀頻為 :30 Hz,所以 場(chǎng)頻為 :fv=60 Hz 場(chǎng)周期為 :Tv=1/fv= ms (7)行周期與行頻 :由于場(chǎng)周期為 20 ms ,而每場(chǎng)有 行 ,所以有行周期為 : 行頻為 : T s T V H m 64 5 . 312 = = 1 Hz T f H H 15625 = = 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) 3. 行同步信號(hào) （ PAL） 行視頻信號(hào) =圖像信號(hào) +消隱信號(hào) +同步信號(hào) 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 模擬黑白視頻信號(hào) （ 1） 一行全電視信號(hào)組成： 圖像信號(hào) 、 消隱信號(hào) 、 同步信號(hào) 如上圖 （ a） 。 （ 2） 負(fù)極性圖像信號(hào)：圖像的亮暗與信號(hào)