視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng),屬于從圖像信號分離同步信號技術(shù)領域。系統(tǒng)包括分別由分離元器件構(gòu)成的低通濾波器、帶通濾波器和反相器電路，低通濾波器的輸出端連接帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端與反相器的輸入端連接，視頻信號從所述低通濾波器的輸入端進入，低通濾波器的輸出端輸出行同步信號，反相器的輸出端輸出場同步信號。本系統(tǒng)的功能模塊都是由分立元器件構(gòu)成，具有低成本、低功耗，系統(tǒng)可靠，性能穩(wěn)定的優(yōu)點。
【專利說明】
視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及從圖像信號分離同步信號技術(shù)領域，具體涉及一種低成本分離出行同步信號和場同步信號的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]攝像頭采集的信號(頻率在O?8MHz)中除了有行同步信號和場同步信號之外，還包括行消隱信號、場消隱信號、復合消隱信號以及圖像信號。行同步信號又稱為“水平掃描頻率”，指電子槍每秒在熒光屏上掃描過的水平線數(shù)量，等于“垂直分辨率X場頻”(畫面刷新次數(shù))，頻率大概在50KHz左右。場同步信號又稱為“垂直掃描頻率”，指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)，以Hz (赫茲)為單位，頻率在50Hz?85Hz。
[0003]處理視頻信號時往往需要先分離出這兩種視頻信號，現(xiàn)有技術(shù)中一般通過采用專門的芯片從視頻信號中分離出行同步信號和場同步信號。如公告號為CN102025890B、名稱為〃一種恢復視頻行同步信號的方法和系統(tǒng)〃的專利，以及公開號為CN104243931A、名稱為〃一種基于ARM相機接口的視頻采集顯示系統(tǒng)〃都是采用了同步分離器即專門芯片的方式。但是這種專門芯片的價格比較昂貴，而且功耗也很大，在提倡環(huán)保、低能耗發(fā)展的時代，迫切需要研究出一款低功耗的視頻分離電路作為替代方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本、容易實現(xiàn)的從視頻信號中分離出行、場同步信號的分離系統(tǒng)。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明的解決方案是提供一種視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng)，其包括分別由分離元器件構(gòu)成的低通濾波器、帶通濾波器和反相器電路，低通濾波器的輸出端連接帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端與反相器的輸入端連接，視頻信號從所述低通濾波器的輸入端進入，低通濾波器的輸出端輸出行同步信號，反相器的輸出端輸出場同步信號。
[0006]前述低通濾波器包含一個PNP晶體管，視頻信號從所述低通濾波器的輸入端進入，分成三路，其一連接到第一電阻Rl再到地，其余二路分別連接第一電容Cl、第二電容C2，第一電容Cl經(jīng)過串聯(lián)第二電阻R2后到達PNP晶體管的基極，再從該基極引一個第四電阻R4后接地，第二電容C2經(jīng)過串聯(lián)第三電阻R3和PNP晶體管的發(fā)射極相連，發(fā)射極接VCC，PNP晶體管的集電極接第五電阻R5到地，行同步信號從PNP晶體管的集電極輸出。
[0007]前述帶通濾波器包含一個NPN晶體管，所述低通濾波器的輸出信號經(jīng)由第三電容C3進入，連接NPN晶體管的基極，第六電阻R6連接該基極到VCC，該基極同時還經(jīng)第七電阻R7到地，NPN晶體管的發(fā)射極接第九電阻R9再到地，NPN晶體管的集電極接第八電阻R8再到VCC，第八電阻R8上再并聯(lián)一個第四電容C4。
[0008]前述反相器電路中，所述帶通濾波器的輸出信號經(jīng)由第五電容C5進入，連接NPN晶體管的基極，第十電阻Rl O連接該基極到VCC，該基極同時還經(jīng)第i^一電阻Rl I到地，NPN晶體管的發(fā)射極接第十三電阻R13再到地，NPN晶體管的集電極接第十二電阻R12再到VCC，集電極再并聯(lián)一個第六電容C6接地，場同步信號從與集電極連接的第七電容C7另一端輸出。
[0009]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著的優(yōu)點:
[0010]1、功耗低:本發(fā)明中系統(tǒng)的電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，元器件簡易，都屬于低功耗器件，主要元件為晶體三極管9012和9011，他們在工作電壓為3V，所以工作電流很低，最終使整個系統(tǒng)的功耗降低。
[0011]2、成本低:成本低主要體現(xiàn)在本系統(tǒng)所用到的元器件的成本，電路系統(tǒng)主要元件是一個晶體三極管9012，兩個晶體三極管9011，以及幾個無源元件(電阻和電容)，這些元件的價格都很低，所以整個系統(tǒng)的成本相對很低。
[0012]3、系統(tǒng)可靠，性能穩(wěn)定，效果良好，而且由分立元器件構(gòu)成的此電路系統(tǒng)簡單、易操作。
【附圖說明】
[0013]圖1是從攝像頭采集的視頻信號中分離出行同步信號的原理圖。
[0014]圖2是分離行同步信號的仿真波特圖。
[0015]圖3是從視頻信號中分離出場同步信號的原理圖。
[0016]圖4是分離場同步信號的仿真波特圖。
[0017]圖5是從攝像頭采集的視頻信號中分離出行、場同步信號的完整原理圖。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施做進一步詳細的說明。
[0019]下面提供一個具體的實施例:
[0020]本實施例中，主要以一個PNP三極管9012以及兩個NPN三極管9011分別構(gòu)成三個獨立電路，再通過輔助配置一些電容電阻形成的。圖1和圖3的所示分別是低通濾波器、帶通濾波器和反相器。圖中主要的元器件主要包括PNP三極管9012、NPN三極管9011還有不同阻值的電阻以及不同容量的電容。
[0021]圖1中，PNP管9012構(gòu)成的低通濾波器的主要作用是把行同步信號從攝像頭采集的視頻信號中分離出來，圖3中的兩個9011分別形成帶通濾波器和反相器，從而分離出來的場同步信號。
[0022]視頻同步信號從視頻輸入端輸入電路，經(jīng)過75 QRl的阻抗匹配電阻，進入到Cl、R2、R4構(gòu)成的微分電路(交流等效電路時)中形成同步行信號，從而加載同步分離晶體管9012的基極上，此時信號中負的同步脈沖部分使9012導通并工作在放大狀態(tài)，于是在晶體管9012的集電極負載R5上得到了放大了的同步脈沖信號。三極管9012導通時如圖基極箭頭所示，此電流流向電容C2充電，其充電極性為左-右+，充電電壓值為e2 <^2的大小幾乎與同步脈沖的峰值el相等，C2的充電電壓對于三極管9012的發(fā)射結(jié)相當于加了個反向偏壓，所以當同步信號過后晶體管9012截止(因為視頻信號的幅度小于同步信號的幅度)。在晶體管9012截止期間，C2的充電電壓將通過R4放電。由于R4的阻值大于R3的阻值，所以放電的速度會比較慢，直到下一個脈沖到來之前晶體管9012—直保持截止狀態(tài)。當下一個脈沖到來時，同步脈沖的峰值el重新使三極管9012導通處于放大狀態(tài)，C2又被重新充上電，上述過程周而復始即晶體管9012只是在同步信號的峰值到達時導通，而其它時刻均處于截止狀態(tài)，以此來達到幅度分離獲取行同步信號。
[0023]從9012后端出來的信號是0-50KHZ的視頻信號，經(jīng)過C3(隔直)電容，濾去其中的直流分量(提供靜態(tài)工作點的直流量)，再送到兩個NPN三極管9011構(gòu)成帶通濾波器中獲得場同步信號。第一個三極管9011采用的是分壓式直流電流負反饋偏置電路(此電路不僅能穩(wěn)定基極的輸入電流和電位而且當外界情況發(fā)生變化時，電路中引入的R9反饋機制，能夠及時的克服靜態(tài)工作點Q的漂移，從而使電路達到穩(wěn)定的狀態(tài))，R6、R7作為分壓電阻提供靜態(tài)工作點，而R9小電阻作為反饋電阻來穩(wěn)定電路，信號經(jīng)過三極管9011放大電路，再經(jīng)過R8、C4組成的積分電路獲得場同步信號，再進入到U3的反向放大電路(與U2—樣靜態(tài)工作點不會隨環(huán)境的改變改變)中，最后經(jīng)過電容C7濾除直流分量獲得交流信號的場同步信號。
[0024]如圖5所示，將攝像頭采集到的視頻信號從Rl左端的視頻輸入端輸入到電路中，經(jīng)過以9012為中心構(gòu)成的低通濾波電路分離出了頻率為50KHz左右的行同步信號，從9012后端出來的信號是0-50KHZ的視頻信號，經(jīng)過C3(隔直)電容，濾去其中的直流分量(提供靜態(tài)工作點的直流量)，再送到兩個NPN三極管9011構(gòu)成帶通濾波器中獲得場同步信號。第一個三極管9011采用的是分壓式直流電流負反饋偏置電路(此電路不僅能穩(wěn)定基極的輸入電流和電位而且當外界情況發(fā)生變化時，電路中引入的R9反饋機制，能夠及時的克服靜態(tài)工作點Q的漂移，從而使電路達到穩(wěn)定的狀態(tài))，R6、R7作為分壓電阻提供靜態(tài)工作點，而R9小電阻作為反饋電阻來穩(wěn)定電路，信號經(jīng)過三極管9011放大電路，再經(jīng)過R8、C4組成的積分電路獲得場同步信號，再進入到U3的反向放大電路(與U2—樣靜態(tài)工作點不會隨環(huán)境的改變改變)中，最后經(jīng)過電容C7濾除直流分量獲得交流信號的場同步信號。
[0025]需要說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的一個具體實施例，并不用以限制本發(fā)明，本實施例中所用的電路圖僅限于本實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng)，其特征在于:包括分別由分離元器件構(gòu)成的低通濾波器、帶通濾波器和反相器電路，低通濾波器的輸出端連接帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端與反相器的輸入端連接，視頻信號從所述低通濾波器的輸入端進入，低通濾波器的輸出端輸出行同步信號，反相器的輸出端輸出場同步信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng)，其特征在于:所述低通濾波器包含一個PNP晶體管，視頻信號從所述低通濾波器的輸入端進入，分成三路，其一連接到第一電阻Rl再到地，其余二路分別連接第一電容Cl、第二電容C2，第一電容Cl經(jīng)過串聯(lián)第二電阻R2后到達PNP晶體管的基極，再從該基極引一個第四電阻R4后接地，第二電容C2經(jīng)過串聯(lián)第三電阻R3和PNP晶體管的發(fā)射極相連，發(fā)射極接VCC，PNP晶體管的集電極接第五電阻R5到地，行同步信號從PNP晶體管的集電極輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng)，其特征在于:所述帶通濾波器包含一個NPN晶體管，所述低通濾波器的輸出信號經(jīng)由第三電容C3進入，連接NPN晶體管的基極，第六電阻R6連接該基極到VCC，該基極同時還經(jīng)第七電阻R7到地，NPN晶體管的發(fā)射極接第九電阻R9再到地，NPN晶體管的集電極接第八電阻R8再到VCC，第八電阻R8上再并聯(lián)一個第四電容C4。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻中行、場同步信號的分離系統(tǒng)，其特征在于:所述反相器電路中，所述帶通濾波器的輸出信號經(jīng)由第五電容C5進入，連接NPN晶體管的基極，第十電阻RlO連接該基極到VCC，該基極同時還經(jīng)第十一電阻Rll到地，NPN晶體管的發(fā)射極接第十三電阻Rl3再到地，NPN晶體管的集電極接第十二電阻R12再到VCC，集電極再并聯(lián)一個第六電容C6接地，場同步信號從與集電極連接的第七電容C7另一端輸出。
【文檔編號】H04N5/08GK105933574SQ201610341472
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】楊晶, 高波, 王金鑫, 葉磊, 王德波
【申請人】南京郵電大學