專利名稱：智能視頻采樣脈沖發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電視視頻監(jiān)測、科研及教學方面的電視視頻儀器。
在一幀電視信號中任意位置采樣是一種十分有用的技術(shù)，例如幅度測量、選行、實時時鐘在電視屏幕上顯示位置的確定、字幕、特技、文字廣播等技術(shù)都需要這種采樣脈沖。目前這一技術(shù)較好的方法是用微處理器實現(xiàn)在一幀電視信號中任意位置的定位，它一般由幅度分離部分、微處理器部分及定位予置部分組成，《電視技術(shù)》1986年第二期《用微處理器實現(xiàn)在一幀電視信號任意的定位》一文即是一例。但該視頻定位方法實際上只能在任意行的開始處產(chǎn)生定位脈沖，不能在任意行內(nèi)的任意位置產(chǎn)生采樣脈沖，因此不能滿足在任意位置采樣的需要。
本發(fā)明的目的在于產(chǎn)生一個用數(shù)字顯示出精確位置的可對應(yīng)于一幀電視信號中任意位置的采樣脈沖，且此脈沖的極性任選，寬度可調(diào)並可顯示。本發(fā)明可適應(yīng)于各種視頻采樣的需要。


圖1為本實用新型原理圖。
圖2為本實用新型電路原理圖。
圖3為本實用新型脈沖波形圖。
圖4為本實用新型軟件程序框圖。
圖5為本實用新型儀器面板顯示和控制元件位置圖。
本實用新型由同步分離部分；單片機部分；行予置顯示部分；采樣脈沖形成部分；微秒顯示部分部分組成，儀器面板上左側(cè)三位數(shù)碼管為LED2和LED3，右側(cè)兩位數(shù)碼顯示器為LED1，左側(cè)開關(guān)為K1，右側(cè)開關(guān)為K2，左側(cè)電位器為W1，右側(cè)電位器為W2，左側(cè)按鈕為AN1，右側(cè)按鈕為AN2。
根據(jù)圖2，電阻R1一端接輸入插座Z1，另一端接C1負端，C1正端接PNP型三極管BG基極和R2，R2另一端接地。BG發(fā)射極接＋5V電源，集電極經(jīng)R3接地。反相器IC1輸入端接BG的集電極，輸出端接反相器IC2輸入端。IC2輸出端經(jīng)R4接C2和反相器IC3輸入端，C2另一端接地。IC3輸出接單片機(MCS－51)IC10的T1端。IC2的輸出同時接D觸發(fā)器IC4和IC7的CP端，IC4的R端接IC10的P1.6端、Q端接IC10的P1.5端、D端接電源。IC7的R端接IC10的P1.7端、D端接電源、Q端接單穩(wěn)態(tài)IC6的B輸入端(上升沿觸發(fā))。IC6的Q端接單穩(wěn)態(tài)IC5的A輸入端(下降沿觸發(fā))和開關(guān)K2的被選擇端。IC5的Q與Q端分別接開關(guān)K1的被選擇端，K1的選擇端接輸出插座Z2。IC5的Q端接K2的被選擇端，K2的選擇端接與門IC8的輸入端，IC10的ALE端接IC8的另一輸入端、IC8的輸出端接兩位BCD碼計數(shù)器／鎖存器／譯碼器／驅(qū)動器IC9的計數(shù)端A，IC9的計數(shù)清零端R接IC10的P1.4端，IC9的鎖存啟動端L接IC10的P1.3端。
IC9的輸出端Q接兩位數(shù)碼顯示器LED1。電位器W1和C3、W2和C4分別為IC5和IC6的外接定時電阻和外接定時電容，外接電阻的一端接電源，另一端接單穩(wěn)態(tài)外接定時電阻電容公共端。外接電容接單穩(wěn)態(tài)的外接定時電容端和定時電阻電容公共端。按鈕AN1一端接地，另一端接IC10的INT0端和R5一端和R5另一端接電源。按鈕AN2一端接地，另一端接IC10的INT1端和R6的一端，R6的另一端接電源。
IC10的P2.6端接兩位BCD碼鎖存器／譯碼器／驅(qū)動器IC11的使能端G，IC10的P2.7端接一位BCD碼鎖存器／譯碼器／驅(qū)動器IC12的使能端G，IC10的P0端接IC11和IC12的輸入揣D，IC10的WR端接IC11和IC12的鎖存啟動端L。IC11的輸出端Q接兩位數(shù)碼顯示器LED3，IC12的Q端接一位數(shù)碼顯示器LED2。
電視視頻信號由輸入插座Z1輸入，經(jīng)BG同步分離和C2、R4積分產(chǎn)生場同步脈沖，作為單片機IC10的選行外中斷源。IC10根據(jù)通過按鈕予選出的行數(shù)從P1.7口輸出選行脈沖，經(jīng)IC7找出所選行的前沿位置，再經(jīng)IC6可對準被選行中的任意位置，最后經(jīng)IC5在所對準的位置上產(chǎn)生極性可選、寬度可調(diào)的采樣脈沖信號，經(jīng)K1選擇后由Z2輸出。顯示器LED2和LED3顯示所予選的行數(shù)，LED1可顯示輸出采樣脈沖的寬度或此脈沖在予選行所處的精確位置。
根據(jù)圖5，本儀器面板上的五位數(shù)碼顯示器中，左側(cè)的三位為LED2和LED3、顯示予選行數(shù)，右側(cè)兩位為LED1、顯示采樣脈沖寬度或在予選行所處的精確位置，當面板上右側(cè)開關(guān)K2置上端時顯示輸出采樣脈沖寬度、置下端時顯示采樣脈沖前沿在予選行所處的精確位置，都以微秒為單位。面板左側(cè)開關(guān)K1置上端時輸出正脈沖，置下端時輸出負脈沖。脈沖寬度由左側(cè)電位器W1調(diào)整，脈沖在予選行所處的精確位置由右側(cè)電位器W2調(diào)整。按下左側(cè)按鈕AN1可予選行遞增到所需行，按下右側(cè)按鈕AN2可將予選行遞減到所需行。另外還有電源開關(guān)及電源指示燈。機殼后側(cè)電源線右側(cè)設(shè)有整機＋5V電源的保險絲及輸入輸出插座。
根據(jù)圖2和圖3，同步分離部分由BG、IC1、IC2、IC3、R1R2、R3、R4、C2和C1及Z1組成。全電視信號由R1輸入，經(jīng)BG同步分離電路和IC1及IC2整形電路得到復合同步信號，如圖3－1波形。此信號經(jīng)積分電路R4和C2及IC3整形后得到場脈沖信號，如圖3－2所示。其前沿比原場脈沖前沿延后20us。
單片機部分由IC10組成，它是一片MCS－51系列單片機芯片，可用8751或8051。本系統(tǒng)中采用6兆晶體，用IC10兩個外中斷實現(xiàn)顯示數(shù)遞增予置和遞減予置，將定時器T1改做外中斷，用于實現(xiàn)選行功能。見圖4主程序框圖。
行予置顯示部分由R5、R6、AL1、AL2、IC10、IC11、IC12及LED2和LED3組成。開機后IC10在執(zhí)行主程序中將予選第一行並送顯示，接著置外中斷INT0和INT1為電平觸發(fā)工作方式。開中斷后，當AL1按下時，IC10將執(zhí)行顯示數(shù)遞增的功能，當加到625后，下一個顯示數(shù)回到1並重新開始遞增。當AL2按下時，IC10將執(zhí)行顯示數(shù)遞減的功能，當減到1后，下一個顯數(shù)回到625並重新開始遞減。見圖4遞增中斷子程和遞減中斷子程框圖。因此顯示行數(shù)可用遞增或遞減兩種方法予置在1－625行中的任意一行。當兩按鈕同時按下時，只執(zhí)行遞增操做。為了能快速地將顯示數(shù)予置到予定值，軟件中還設(shè)有變速加，減計數(shù)功能。當按鈕連續(xù)按下時，顯示數(shù)的加、減過程便會自動地加快，由開始的每秒遞增或遞減2次到最后每秒變化100次左右。若放開后再次按下，遞增或遞減又將從慢到快再次變化。送顯示的具體方法如下IC10的P2.6和P2.7輸出片選信號，使之能分別對個位、十位和百位送顯示。通過IC10的P0口將顯示數(shù)送出，並通過IC10的WR信號啟動鎖存器，實現(xiàn)予選行數(shù)的顯示。
采樣脈沖形成部分由IC4、IC5、IC6、IC7、IC10、W1和W2、C3和C4、K1及Z2組成。由于IC10的T1在主程序中已改為邊沿觸發(fā)外中斷入口，並接場脈沖信號、如圖3－2波形，中斷后經(jīng)350us延時后由P1.6產(chǎn)生一個32us寬的脈沖，如圖3－3所示。將此脈沖信號接入IC4清零端R，由于IC4的PC端接IC2輸出的復合同步信號、D端接電源，故Q端可得到前沿與第7行前沿對齊、寬度為18us的脈沖，如圖3－4波形。IC10在每次中斷的373us時經(jīng)P1.5對此波形進行測試，當測得高電平時可確定此次中斷為奇數(shù)場中斷，當測得低電平時可確定此次中斷為偶數(shù)場中斷。每幀的90－389行由奇數(shù)場中斷進行選行，而1－89行和390－625行由偶數(shù)場中斷進行選行。在IC10選行中斷子程序中，經(jīng)延時后由P1.7輸出一個前沿對準所予選行前14us處的32us方波。例如，設(shè)已予選320行，則P1.7輸出如圖3－5波形。具體過程見圖4選行中斷子程框圖。將此波形輸入IC7清零端R，由于IC7的D端接電源，CP端接復合同步信號，則Q輸出前沿與320行前沿對齊的寬18us的脈沖，如圖3－6所示。將此信號輸入IC6的B輸入端，選擇W2和C4，使之改變W2可從Q端產(chǎn)生一個前沿對準320行前沿，寬度從50ns到64us任意可調(diào)的脈沖，如圖3－7所示。也就是說改變W2可將此脈沖后沿對準第320行內(nèi)的任意位置。將此脈沖信號輸入IC5下降沿觸發(fā)輸入端A，選擇W1和C3可從Q和Q端輸出一個寬度可從50ns到99us間任意可調(diào)的正脈沖或負脈沖，如圖3－8和圖3－9所示。當K1指向Q時輸出正采樣脈沖，當K1指向Q時輸出負采樣脈沖。此采樣脈沖前沿可對準一幀電視信號中的任一位置。
微秒顯示部分由IC10、IC8、IC9、LED1和K2組成。當K2指向IC6的Q端時，圖3－7波形做IC8的門控信號，在脈沖到來其間，IC10的ALE端的微秒脈沖信號經(jīng)過IC8加入IC9的計數(shù)端A，所得的計數(shù)值即為采樣脈沖前沿所對應(yīng)的被采樣行的具體位置。此數(shù)值經(jīng)鎖存、譯碼、驅(qū)動后顯示于2位顯示器LED1上。當K2指向IC5的Q端時，圖3－8的波形做IC3的門控信號，同上所述，LED1上將顯示采樣脈沖的寬度。IC9的計數(shù)清零信號及鎖存啟動信號由IC10用軟件經(jīng)P1.4和P1.3提供，見圖4選行中斷子程框圖。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電視波形監(jiān)測，教學和科研。例如當本發(fā)明與普通示波器聯(lián)合使用時，可在普通示波器上穩(wěn)定的觀察任意一行中的任意部分的電視波形，這樣就擴展了普通示波器的功能，使之能代替價格昂貴的專用設(shè)備，分場按行顯示視頻波形。使用方法簡單，只需給本發(fā)明接入被測視頻信號並將其輸出端接在普通示波器的外觸發(fā)端即可使用。
權(quán)利要求1.智能視頻采樣脈沖發(fā)生器是一種帶有同步分離電路的有殼體的電視視頻儀器，其特征在于a，儀器面板上左側(cè)三位數(shù)碼管為LED2和LED3，右側(cè)兩位數(shù)碼顯示器為LED1，左側(cè)開關(guān)為K1，右側(cè)開關(guān)為K2，左側(cè)電位器為W1，右側(cè)電位器為W2，左側(cè)按鈕為AN1，右側(cè)按鈕為AN2，b，單片機部分由IC10組成，是一片MCS-51系列單片機芯片，可采用8051或8751，其元件聯(lián)接關(guān)系是同步分離部分的場同步輸出端(IC3輸入端)接IC10的T1端，c，行予置顯示部分由IC10、按鈕AL1、AL2、R5和R6、兩位BCD碼鎖存器/譯碼器/驅(qū)動器IC11、一位BCD碼鎖存器/譯碼器/驅(qū)動器IC12、兩位數(shù)碼顯示器LED3和一位數(shù)碼顯示器LED2組成，其元件聯(lián)接關(guān)系是IC10的P2.6端接IC11的使能端G，IC10的P2.7端接IC12的G，IC10的P0端接IC11和IC12的輸入端D，IC10的WR端接IC11和IC12的鎖存啟動端L，IC11輸出端Q接LED3，IC12的Q端接LED2，d，采樣脈沖形成部分由IC10、D觸發(fā)器IC4和IC7、單穩(wěn)態(tài)IC5和IC6、電位器W1和W2、電容C3和C4、開關(guān)K1及插座Z2組成，其元件聯(lián)接關(guān)系是同步分離部分的復合同步輸出端(IC12輸出端)同時接IC4和IC7的PC端，IC4的R端接IC10的P1.6、Q端接IC10的P1.5端、D端接IC7的R端接IC10的P1.7端、D端接電源、Q端接IC6的B輸入端，IC6的Q端接IC5的A輸入端，IC5的Q與Q端分別接開關(guān)K1的被選擇端，K1的選擇端接Z2，W1和C3、W2和C4分別為IC5和IC6的外接定時電阻和外接定時電容，外接電阻的一端接電源，另一端接單穩(wěn)態(tài)外接定時電阻電容公共端，外接電容接單元穩(wěn)態(tài)的外接定時電容端和定時電阻電容公共端，e，微秒顯示部分由IC10、與門IC8、兩位BCD碼計數(shù)器/鎖存器/譯碼器/驅(qū)動器IC9、兩位數(shù)碼顯示器LED1及開關(guān)K2組成，其元件聯(lián)接關(guān)系是IC5的Q端和IC6的Q端分別接K2的被選擇端，K2的選擇端接IC8的輸入端，IC10的ALE揣接IC8的另一輸入端，IC8的輸出端接IC9的計數(shù)端A，IC9的計數(shù)清零端R接IC10的P14端，IC9的輸出端Q接LED1。
專利摘要智能視頻采樣脈沖發(fā)生器屬于電視視頻監(jiān)測、科研和數(shù)學方面的視頻儀器。由同步分離部分、單片機部分、采樣脈沖形成部分、行予置顯示部分和微秒顯示部分組成。它能輸出一個可在一幀電視信號的第1行至第625行之內(nèi)的任意位置定位的采樣脈沖，并由數(shù)碼管顯示脈沖所處行數(shù)及行內(nèi)精確位置。此脈沖正極性或負極性可任選，且寬度可調(diào)，并可用數(shù)碼管顯示。這種智能視頻采樣脈沖發(fā)生器對電視視頻波形監(jiān)測、教學與科研等工作具有實用價值。
文檔編號H04N17/00GK2092171SQ9120434
公開日1992年1月1日 申請日期1991年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月20日
發(fā)明者胡元申 申請人:吉林省星火技術(shù)開發(fā)服務(wù)中心, 吉林省廣播電視研究所