CN106412382A - 一种电子信息信号处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子信息信号处理系统，包括输入接口、滤波器、解码器、运算放大器、同步分离模块和编码器，所述输入接口分别连接滤波器和解码器，滤波器还分别连接解码器、运算放大器和同步分离模块，运算放大器还通过隔离模块连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接晶振和CPLD模块，CPLD模块还分别连接同步分离模块、晶振和编码器，编码器还连接输出接口。本发明采用DSP的片上ADC实现图像采集，不需要专业的视频解码芯片，具有电路简单、成本低、易于维护和升级的特点，更重要的是其可以适应不同标准电子信号的采集，用DSP和CPLD搭建数据采集系统时，不必外接专业的图像采集芯片，避免了复杂的硬件设计，同时提供了足够的处理能力。

Description

一种电子信息信号处理系统
技术领域
本发明涉及一种采集系统，具体是一种电子信息信号处理系统。
背景技术
快速发展的汽车产业为车载电子产品提供了广阔的应用市场，如车载的“红外监视”、“倒车雷达”等视频监视设备，为驾驶员既带来了方便，也带来了安全。这些监视设备离不开视频图像采集，而视频图像采集的关键环节就是电子信号的AD转换。传统的电子信息信号处理系统一般采用专门的图像采集芯片，如SAA7110视频解码芯片，自动完成图像的采集；缺点是电路复杂、成本高，不方便对其进行软件编程和升级，进而其采集图像的精度和速度也受到制约，对非标准电子信号适应性不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用DSP的片上ADC实现图像采集的电子信息信号处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电子信息信号处理系统，包括输入接口、滤波器、解码器、运算放大器、同步分离模块和编码器，所述输入接口分别连接滤波器和解码器，滤波器还分别连接解码器、运算放大器和同步分离模块，运算放大器还通过隔离模块连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接晶振和CPLD模块，CPLD模块还分别连接同步分离模块、晶振和编码器，编码器还连接输出接口，所述A/D转换器采用TMS320F2812；所述隔离模块包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C1、MOS管T1和三极管T2，所述二极管D1正极连接控制信号Vi，二极管D2正极连接三极管T4基极，三极管T4集电极分别连接电阻R1、电容C3和MOS管T1的G极，电阻R1另一端分别连接二极管D2负极、电容C3另一端、电阻R2、三极管T2集电极、电容C1和电源VCC，电阻R2另一端分别连接三极管T2基极、三极管T3基极和MOS管T1的D极，MOS管T1的S极分别连接三极管T4发射极、三极管T3集电极和电容C2，电容C2另一端连接电容C1另一端并接地，所述三极管T2发射极分别连接三极管T3发射极和电阻R3，电阻R3另一端连接IGBT管的G极，IGBT管的E极接地，IGBT管的C极通过电阻R4连接输出端Vo。
作为本发明进一步的方案：所述滤波器采用TDA9181。
作为本发明进一步的方案：所述解码器采用TDA9143。
作为本发明进一步的方案：所述编码器采用TMS320C6416T。
作为本发明再进一步的方案：所述同步分离模块采用LM1881。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用DSP的片上ADC实现图像采集，不需要专业的视频解码芯片，具有电路简单、成本低、易于维护和升级的特点，更重要的是其可以适应不同标准电子信号的采集，用DSP和CPLD搭建数据采集系统时，不必外接专业的图像采集芯片，避免了复杂的硬件设计，同时提供了足够的处理能力。
附图说明
图1为电子信息信号处理系统的结构框图；
图2为电子信息信号处理系统中隔离模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种电子信息信号处理系统，包括输入接口、滤波器、解码器、运算放大器、同步分离模块和编码器，所述输入接口分别连接滤波器和解码器，滤波器还分别连接解码器、运算放大器和同步分离模块，运算放大器还通过隔离模块连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接晶振和CPLD模块，CPLD模块还分别连接同步分离模块、晶振和编码器，编码器还连接输出接口，所述A/D转换器采用TMS320F2812；所述隔离模块包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C1、MOS管T1和三极管T2，所述二极管D1正极连接控制信号Vi，二极管D2正极连接三极管T4基极，三极管T4集电极分别连接电阻R1、电容C3和MOS管T1的G极，电阻R1另一端分别连接二极管D2负极、电容C3另一端、电阻R2、三极管T2集电极、电容C1和电源VCC，电阻R2另一端分别连接三极管T2基极、三极管T3基极和MOS管T1的D极，MOS管T1的S极分别连接三极管T4发射极、三极管T3集电极和电容C2，电容C2另一端连接电容C1另一端并接地，所述三极管T2发射极分别连接三极管T3发射极和电阻R3，电阻R3另一端连接IGBT管的G极，IGBT管的E极接地，IGBT管的C极通过电阻R4连接输出端Vo。滤波器采用TDA9181。解码器采用TDA9143。编码器采用TMS320C6416T。同步分离模块采用LM1881。
本发明的工作原理是：首先对获取的电子信号进行同步信号分离，将分离出来的同步信号连接至CPLD模块。电子信号在经过电平钳位、幅度调整等预处理后，将其连接到TMS320F2812的ADC输入端。TMS320F2812通过XINTF将其片上ADC的结果输出至CPLD模块，CPLD模块根据分离出的同步信号的时序关系将视频亮度信号通过HPI传输给图像处理器TMS320C6416T进行图像处理。
模拟电子信号中包含有视频亮度信号、视频色度信号、视频同步信号。电子信号的峰峰值为1V，并且其同步信号电平低于零电平，而TMS320F2812采用的ADC量程为0～3V，因此在视频转换之前，需要对其进行Y/C分离、同步分离、电平钳位、幅度放大等预处理。
Y/C分离和电平钳位：本系统采用TDA9181和TDA9143芯片进行Y/C分离，TDA9181是多标准动态梳状滤波器，由延时、加法器、减法器、带通滤波器组成，支持PALB、G、H、D、I、M、N及NTSC M标准的梳整，可以为其相关制式的电子信号进行Y/C分离，TDA9181还能对输入的信号进行电平钳位。TDA9143是一种由I2C总线控制的PAL/NTSC/SECAM解码器，可以为TDA9181提供Y/C分离所需要的沙堡脉冲信号和色副载频信号。
运算放大器：由于电子信号的峰峰值为1V，而TMS320F2812的ADC量程为0～3V，所以为了更好的进行视频采样，需要对电子信号放大3倍，系统采用的AD8066是高压、高速、低功耗和大电流的轨对轨输出的单路和双路运算放大器，其微分增益误差和微分相位误差分别为0.01% 和0.02%，7MHz带宽的增益均匀性为0.1dB，非常适合视频缓冲应用。
同步分离模块：同步分离采用NS公司的LM1881芯片，LM1881能够从峰峰值为0.5～2V的PAL、NTSC和SECAM电子信号分离出各种同步信号此外，LM1881还可应用于非标准电子信号的同步分离。
A/D转换模块：TMS320F2812为32位定点可编程处理器芯片，最高频率为150MHz，可以方便地与其他处理器连接，片上12位ADC最高采样带宽可达12.5MHz，拥有相当于16级的FIFO，使片上ADC能达到上限工作速率,实现每80ns采集1个数据。此外，TMS320F2812可以方便的进行软件编程，以适应不同标准的电子信号，故采用TMS320F2812用作AD转换。将输入的PAL/NTSC制式的模拟电子信号通过TDA9181和TDA9143进行Y/C分离和电平钳位后，一路给TMS320F2812变成数字信号，另一路给LM1881分离出同步信号。
将TMS320F2812采集后的图像数据通过其XINTF传输至CPLD模块；将LM1881分离出奇偶场信号和复合同步信号也交给CPLD模块进行逻辑控制，由CPLD模块根据奇偶场信号和复合同步信号来决定是采集奇场图像还是偶场图像，或者采集一帧完整的图像。
当场同步信号到来时，CPLD模块根据奇偶场信号决定是采集奇场图像还是偶场图像，或者采集一帧完整的图像；当复合同步信号到来时，CPLD模块判断是哪一行。CPLD模块会根据这些逻辑时序来控制TMS320F2812的采集，以及提供同步时序给外扩的图像处理器，用户也可以根据自己的需要处理这些同步信号，比如用外扩的图像处理器代替CPLD模块来判断图像的行、场。
图2为隔离模块电路图，隔离模块包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C1、MOS管T1和三极管T2，所述二极管D1正极连接控制信号Vi，二极管D2正极连接三极管T4基极，三极管T4集电极分别连接电阻R1、电容C3和MOS管T1的G极，电阻R1另一端分别连接二极管D2负极、电容C3另一端、电阻R2、三极管T2集电极、电容C1和电源VCC，电阻R2另一端分别连接三极管T2基极、三极管T3基极和MOS管T1的D极，MOS管T1的S极分别连接三极管T4发射极、三极管T3集电极和电容C2，电容C2另一端连接电容C1另一端并接地，所述三极管T2发射极分别连接三极管T3发射极和电阻R3，电阻R3另一端连接IGBT管的G极，IGBT管的E极接地，IGBT管的C极通过电阻R4连接输出端Vo，当控制信号Vi使发光二极管D1有电流流过时，光敏二极管D2导通，R1上有电流流过，MOS管T1关断，在电源VCC的作用下， 经电阻R2、三极管T2的基极-发射极有了偏流，T2迅速导通，经电阻R3，IGBT管得到正偏而导通；当控制信号Vi没有脉冲电压时，发光二极管D1不发光，作用过程相反，T1导通使T3导通，电源VCC经栅极电阻R3加在IGBT管，使IGBT管迅速关断。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种电子信息信号处理系统，包括输入接口、滤波器、解码器、运算放大器、同步分离模块和编码器，其特征在于，所述输入接口分别连接滤波器和解码器，滤波器还分别连接解码器、运算放大器和同步分离模块，运算放大器还通过隔离模块连接A/D转换模块，A/D转换模块还分别连接晶振和CPLD模块，CPLD模块还分别连接同步分离模块、晶振和编码器，编码器还连接输出接口，所述A/D转换器采用TMS320F2812；所述隔离模块包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、电容C1、MOS管T1和三极管T2，所述二极管D1正极连接控制信号Vi，二极管D2正极连接三极管T4基极，三极管T4集电极分别连接电阻R1、电容C3和MOS管T1的G极，电阻R1另一端分别连接二极管D2负极、电容C3另一端、电阻R2、三极管T2集电极、电容C1和电源VCC，电阻R2另一端分别连接三极管T2基极、三极管T3基极和MOS管T1的D极，MOS管T1的S极分别连接三极管T4发射极、三极管T3集电极和电容C2，电容C2另一端连接电容C1另一端并接地，所述三极管T2发射极分别连接三极管T3发射极和电阻R3，电阻R3另一端连接IGBT管的G极，IGBT管的E极接地，IGBT管的C极通过电阻R4连接输出端Vo。
2.根据权利要求1所述的电子信息信号处理系统，其特征在于，所述滤波器采用TDA9181。
3.根据权利要求1所述的电子信息信号处理系统，其特征在于，所述解码器采用TDA9143。
4.根据权利要求1所述的电子信息信号处理系统，其特征在于，所述编码器采用TMS320C6416T。
5.根据权利要求1所述的电子信息信号处理系统，其特征在于，所述同步分离模块采用LM1881。
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