CN104219464B - 一种采样位置自适应调整的ccd视频信号处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统,实时监测CCD视频信号的相位变化,并根据监测得到的相位关系变化,对采样时钟的相位关系进行调整,以补偿CCD视频信号由于外部温度或器件老化引起的相位畸变。本发明提出的CCD视频信号处理系统将CCD驱动信号进行分压与整形处理后,发送至相位监测及采样位置调整模块。该模块能实时监测视频信号相对于内部基准信号的相位变化,并根据监测得到的相位变化计算获得对应的采样位置参数,产生相应的前采样时钟SHP及后采样时钟SHD,从而完成对CCD视频信号采样位置的自适应调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统,用于补偿CCD相机在外界温度变化或器件老化引起的延迟偏差,保证CCD视频信号采样点位置的稳定性。
背景技术
信噪比是空间遥感CCD相机的一个重要指标,而采样点位置是影响CCD图像信噪比的一个重要因素。采样点位置选择不合适,不仅会造成图像信噪比的下降,而且在一些情况下,图像数据甚至不能正常显示。特别是,随着空间遥感相机的CCD像元频率逐步提高,CCD视频信号采样点位置受外界温度变化或器件老化因素影响的程度愈来愈大。
传统方式采用全采样位置扫描定标得到相应的信噪比,通过比较各采样点位置时的信噪比,将信噪比相对平缓的采样点簇的中间位置作为最终确定的采样点位置参数,并将该位置参数进行固化,作为相机整个生命周期中的采样位置参数。传统的模拟信号采样位置参数一旦设定,就无法改变,而由于器件延迟特性不仅会随着温度变化而变化,而且也会随着器件老化而发生改变,这样就会造成,通过定标设定的最佳采样点位置发生了相位偏移,从而影响了图像的信噪比。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供了一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统。采用本发明可以补偿CCD相机由于外界温度变化或器件老化引起的采样位置相位偏差,保证模拟信号采样位置的稳定,从而保证了图像的信噪比稳定。
本发明的技术解决方案是:一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统,包括时序基准控制器、CCD时序控制器、CCD驱动电路、CCD电路、滤波及预放电路、采样及AD转换电路、相位监测及采样位置调整模块以及分压与整形电路;时序基准控制器在基准时钟的控制下,产生焦面时钟信号以及信号处理基准时钟;CCD时序控制器根据焦面时钟产生CCD工作所需的时序信号;CCD驱动电路根据产生的时序信号生成满足CCD工作所需的驱动信号,并驱动CCD电路对外部光信号进行采集;CCD电路将采集到的光信号转换为电信号后,将该电信号作为初始视频信号发送给滤波及预放电路进行滤波及预放大处理,获得视频信号并发送给采样及AD转换电路;分压与整形电路采集由CCD驱动电路产生的驱动信号,将该驱动信号进行电平转换获得初始相位信号,使该初始相位信号的电平幅值满足相位监测及采样位置调整模块的输入电平要求,之后对初始相位信号进行整形,使整形获得的相位信号的沿变化率满足阈值要求;相位监测及采样位置调整模块根据时序基准控制器产生的信号处理基准时钟对相位信号进行采样并测量相位信号的相位变化,产生采样时钟并发送给采样及AD转换电路;采样及AD转换电路根据采样时钟对滤波及预放电路发送来的视频信号进行采集,将其转换为数字信号后向外输出。
所述分压与整形电路包括电阻R1、电阻R2和施密特触发器;电阻R1的一端接至CCD驱动电路产生的驱动信号,另一端与电阻R2的一端相连;电阻R2的另一端接地;电阻R1与电阻R2的公共端接至施密特触发器的输入端,施密特触发器的输出端接至相位监测及采样位置调整模块。
所述相位监测及采样位置调整模块包括相位监测模块、单周期时钟延迟环节测量模块、参数存储模块、相位关系计算模块和采样位置调整模块;相位监测模块测量接收到的相位信号的延迟相位参量以及相位监测模块内部基准信号的延迟相位参量;单周期时钟延迟环节测量模块测量在单个信号处理基准时钟周期内,信号处理基准时钟在延迟链中传输的延迟节点数L;参数存储模块用于存储分频参数k,像元周期采样点数M,默认粗调参数以及默认细调参数,基准SHP位置参数及基准SHD位置参数;相位关系计算模块同时接收参数存储模块存储的相关参数、相位监测模块测量得到的延迟相位参量以及单周期时钟延迟环节测量模块测量得到的延迟节点数L,获得采样位置调整量;采样位置调整模块将计算得到的采样位置相位调整量进行采样时钟的相位调整,产生相应的采样时钟SHP和SHD,并发送给采样及AD转换电路。
所述相位监测模块包括两路相位测量延迟链、计数器、分频器;所述的相位测量延迟链包括延迟链、寄存器以及编码器;第一路相位测量延迟链的延迟链对输入的相位信号进行延迟,并将每一个延迟抽头的信号输入到对应的寄存器,并在相位信号有效后的第一个时钟沿进行锁存,锁存的数据发送给对应的编码器后得到相位信号的延迟参数Tf1;同样,将信号处理基准时钟信号通过分频器进行分频,得到与相位信号相同频率的内部基准信号,内部基准信号通过第二路相位测量延迟链的延迟链进行延迟,并将每一个延迟抽头的信号输入到对应的寄存器,并在内部基准信号有效后的第一个时钟沿进行锁存,锁存的数据发送给对应的编码器后得到内部基准信号的延迟参数Tf2;同时,信号处理基准时钟信号通过计数器进行内部计数,计数器值输入到两个寄存器中,其中一个寄存器在相位信号有效后的第一个信号处理基准时钟信号上升沿进行锁存,另一个寄存器在内部基准信号有效后的第一个信号处理基准时钟信号上升沿进行锁存,分别得到相位信号的延迟计数值Tcnt1和内部基准信号的延迟计数值Tcnt2;将Tf1和Tcnt1作为相位信号的延迟参量,将Tf2和Tcnt2作为内部基准信号的延迟参量。
所述单周期时钟延迟环节测量模块包括延迟链、D触发器、寄存器以及单时钟周期延迟环节数计算模块;内部基准信号经过D触发器进行延迟后,一路作为延迟链的输入延迟信号,另一路再经过一个D触发器后,作为各延迟节点寄存器的工作时钟,在该工作时钟的上升沿,延迟链各延迟节点的状态锁存至各节点对应的寄存器;单时钟周期延迟环节数计算模块基于对锁存的延迟链各延迟节点的数据状态进行判断,若该寄存器组成的N位向量数据满足下列条件,即:低n1位为全’1’,高(N-n1)位全为’0’,则在单个信号处理基准时钟周期内,延迟信号在延迟链中传输通过的节点数为n1,即L=n1;所述的N为延迟链总节点数。
所述相位关系计算模块计算获得采样位置调整量的具体方法为:
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)本发明将CCD驱动信号进行分压和整形后作为CCD视频信号的相位信号,去除了驱动器件由于温度和老化引起的相位变化对采样位置的影响,减小了模拟信号相位变化程度。
(2)传统方法在高像元频率的应用则受到极大限制。而本发明中用于监测相位信号相变的相位监测模块,其对相位测量的精度非常高,可以达到100ps。适用于更高像元频率的应用。
(3)本发明提出的一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统的方法,比传统方法增加的硬件成本很小,分压与整形电路,只需相应的电阻和小规模集成电路组成;相位监测及采样位置调整模块易于集成,可以通过通用的FPGA或专用集成芯片ASIC实现。
(4)本发明提出的通过模拟信号相位监测,并实时调整采样点位置的方法,不仅适用于可见光CCD视频信号的采样应用,对于类似于红外CCD视频信号的S/H采样应用情况,也同样适用。
附图说明
图1为本发明一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统的原理框图;
图2为本发明CCD视频信号、相位信号及采样点位置时序示意图;
图3为本发明分压与整形电路图;
图4为本发明相位监测与采样位置调整模块原理框图;
图5为高精度延时测量原理时序示意图;
图6为相位监测模块原理示意图;
图7为高精度延迟链单环节延迟参数测量原理示意图;
图8为CCD视频信号单周期采样点示意图;
图9为本发明视频处理AD芯片寄存器配置指令格式示意图;
图10为本发明采样点位置调整模块示意图;
图11为本发明模拟信号采样位置自适应调整流程图。
具体实施方式
如图1所示,为本发明提出的一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统的结构框图,包括时序基准控制器、CCD时序控制器、CCD驱动电路、CCD电路、滤波及预放电路、采样及AD转换电路、相位监测及采样位置调整模块以及分压与整形电路。其中,时序基准控制器、CCD时序控制器、CCD驱动电路、CCD电路、滤波及预放电路、采样及AD转换电路、信号处理控制器均为传统CCD视频信号处理电路的基本电路,本发明是在传统CCD视频信号处理电路的基础上,利用分压与整形电路对CCD驱动信号进行分压整形处理,产生表征CCD视频信号相位的相位信号,发送至相位监测及采样位置调整模块,利用该模块,对相位信号的相位变化量进行测量,并计算出采样位置的对应调整量,实现对采样位置在线调整。
本发明提出的一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统涉及到两个电路的设计,其一为分压与整形电路,其二为相位监测及采样位置调整模块。其中分压与整形电路用于对CCD驱动信号进行分整形处理,分压使其幅值电平满足相位监测及采样位置调整模块的输入电平要求,整形用于提高信号的沿变化率,使其沿变陡,利于提高相位关系的测量精度。相位监测及采样位置调整模块,用来监测相位信号的相位变化,并计算出,为了补偿相位关系的变化,采样位置需要的调整量,并以此对采样位置进行相应的调整。
一、关键模块设计
1、分压与整形电路
分压与整形电路,由电阻分压网络和沿变化率增强器组成。本发明实例中的具体电路设计如图3所示,电阻分压网络通过两个电阻串联分压的方式实现,其主要功能是将CCD驱动信号的电平进行幅值转换,以满足后续相位监测及采样位置调整模块的输入电平要求。一般而言,CCD驱动信号的幅值要求是由CCD器件特性决定的,即不同的CCD对于驱动信号的幅值要求是有差异的。同样,不同的相位监测及采样位置调整模块对于输入电平幅值要求也存在差异,电阻分压网络实现的功能就是在驱动信号幅值和相位监测及采样位置调整模块的输入电平要求实现匹配处理。
例如,CCD驱动信号的幅值为:0-10V,而相位监测及采样位置调整模块的输入电平要求为0-3.3V,需要通过选取合适的电阻R1及R2,即满足:
同时考虑到功耗,R1及R2不应选取过小,可以选取R2=1k,R1=2k,即可满足上述要求。
对于沿变化率增强器,是将经过分压后的信号进行沿整形处理,本发明实例中采用高速施密特触发器,使分压后的信号的沿变陡,其沿变化率达到2kv/us即可满足相位测量精度要求。
2、相位监测及采样位置调整模块
如图4所示,相位监测及采样位置调整模块是由5个模块组成,分别是:相位监测模块,用于测量CCD模拟相位信号以及内部基准信号的的相位;单周期时钟延迟环节测量模块,用于测量信号处理基准时钟单周期经过延迟链的环节数L,在已知信号处理基准时钟周期T的情况下,可以得到单个延迟环节的平均延迟时间δ,即参数存储模块,用于存储包括默认粗调参数、默认细调参数、分频参数k、像元周期采样点数M、基准SHP位置参数以及基准SHD位置参数的各类参数;相位关系计算模块,通过相位监测模块测量得到的相位信号及内部基准信号的相位量、单周期时钟延迟环节测量模块测量得到的信号处理基准时钟单周期经过延迟链的环节数L以及参数存储模块存储的各个参数,计算得到采样位置需要调整的延迟量;采样位置调整模块,用于将相位关系计算模块计算得到的采样位置调整量,直接调整采样时钟的相位关系,产生CCD视频信号采样时钟SHP及SHD。下文将详细介绍各个模块的设计。
2.1相位监测模块
如图5所示,为相位监测模块工作原理示意图。要测内部基准信号与相位信号之间的相位关系Δt,采用粗细结合的测量方法进行。“粗测”方式,是以高频时钟计数器作为测量尺度,其计时分辨率为单个时钟周期。图5中所示的Tcnt即为“粗测”时间量,为计时时钟周期的整数倍。对于小于计时时钟周期的时间量,如图5所示的,内部基准时钟到下一个计时时钟上升沿的延迟Ta以及相位信号到下一个计时时钟上升沿的延迟TP,必须采用“精细”测试法进行测量。经过粗细结合的方式得到的各时间延迟量,可以通过以下计算公式得到内部基准信号与相位信号之间的相位关系Δt,即:Δt=Tcnt+Ta-TP。
如图6所示,为相位监测模块的组成示意图。相位监测模块包括两路相位测量延迟链、计数器、分频器;所述的相位测量延迟链包括延迟链、寄存器以及编码器;第一路相位测量延迟链的延迟链对输入的相位信号进行延迟,并将每一个延迟抽头的信号输入到对应的寄存器,并在相位信号有效后的第一个时钟沿进行锁存,锁存的数据发送给对应的编码器后得到相位信号的延迟参数Tf1;同样,将信号处理基准时钟信号通过分频器进行分频,得到与相位信号相同频率的内部基准信号,内部基准信号通过第二路相位测量延迟链的延迟链进行延迟,并将每一个延迟抽头的信号输入到对应的寄存器,并在内部基准信号有效后的第一个时钟沿进行锁存,锁存的数据发送给对应的编码器后得到内部基准信号的延迟参数Tf2;同时,信号处理基准时钟信号通过计数器进行内部计数,计数器值输入到两个寄存器中,其中一个寄存器在相位信号有效后的第一个信号处理基准时钟信号上升沿进行锁存,另一个寄存器在内部基准信号有效后的第一个信号处理基准时钟信号上升沿进行锁存,分别得到相位信号的延迟计数值Tcnt1和内部基准信号的延迟计数值Tcnt2;将Tf1和Tcnt1作为相位信号的延迟参量,将Tf2和Tcnt2作为内部基准信号的延迟参量。
编码器实现的作用是对锁存的延迟环节数据进行判断,并得到相应的延迟时间量。其具体实现过程如下:寄存器组成的数据为N位向量,若锁存的数据全为’0’,则认为所测的信号上升沿与信号处理基准时钟上升沿对齐,即对应的延迟参数Tf=0。若出现低n1位全为’1’,高(N-n1)位全为’0’,则可以推算,所测的信号上升沿到信号处理基准时钟上升沿的延迟参量为Tf=n1。通过上述判断方法,可以通过编码器1得到相位信号有效到下一个信号处理基准时钟的延迟时间量Tf1,同样,通过编码器2得到内部基准信号有效到下一个信号处理基准时钟的延迟时间量Tf2。
2.2单周期时钟延迟环节测量模块
如2.1节所述,相位监测模块测量得到的延迟时间量为两类,一类为粗测时间量,即以信号处理基准时钟为尺度,其物理意义为若干个信号处理基准时钟周期;另一类为精细时间量,是以延迟链节为尺度,其物理意义为若干个延迟链节。因此,必须知道信号处理基准时钟的周期以及单个延迟链节的延迟时间,才能将相位监测模块测量得到的延迟时间量转化为真正的时间参数。
单周期时钟延迟环节测量模块,其作用就是测量信号处理基准时钟在单个周期内,经过高精度延迟链所传输通过的延迟节链,在已知信号处理基准时钟周期的条件下,可以得到单个延迟节链的平均延迟时间量。
如图7所示,为单周期时钟延迟环节测量模块组成示意图。其由高精度延迟链、寄存器以及单时钟周期延迟环节数计算模块组成。内部基准信号经过D触发器进行延迟后,作为高精度延迟链的输入延迟信号,同时再经过一个D触发器后,作为各延迟节点寄存器的工作时钟,用于锁存高精度延迟链各延迟节点的状态。单时钟周期延迟环节数计算模块通过锁存的各延迟节点的数据状态,进行判断,并计算得出单时钟周期的延迟环节数。
单时钟周期延迟环节数计算模块基于对锁存的延迟链各延迟节点的数据状态进行判断,若该寄存器组成的N位向量数据满足下列条件,即:低n1位为全’1’状态,高(N-n1)位全为’0’,则可以推算,在单个信号处理基准时钟周期内,延迟信号在高精度延迟链中传输通过的节点数为n1,即L=n1。
2.3参数存储模块
参数存储模块,用于存储包括分频参数k、像元周期采样点数M、默认粗调参数、默认细调参数、基准SHP位置参数以及基准SHD位置参数在内的参量数据。
分频参数k,定义为信号基准时钟频率与像元时钟频率(等于相位信号频率)的倍数关系,即
像元周期采样点数M,如图8所示,将像元周期平均分为M等分,采样位置SHP及SHD,各在M等分中选取一个位置,分别作为前采样位置和后采样位置;
默认粗调参数及默认细调参数,是定标测量时得到的基准粗调时间量和基准精细时间量。如图2所示,CCD驱动信号经过分压整形后得到的相位信号表征了CCD视频信号的相位特征。可知,采样点位置量tSHP及tSHD仅受到内部基准信号与相位信号的相位差Δt影响。因此,在定标测试确定了最佳采样点位置后,仅需测量Δt的变化量,并根据该变化量可以计算得出最佳采样点位置相对于定标时采样点位置的调整量,将定标测量时得到的Δt时间参量,分成粗调时间量和细调时间量作为默认粗调参数及默认细调参数存储在参数存储模块之中
基准SHP位置参数与基准SHD位置参数,就是在定标测量得到的最佳采样点位置,由上述分析可以得到,由于前采样位置与相位信号的延迟时间t2(t,a),后采样位置与前采样位置的延迟时间τ均为固定,前采样点位置SHP及后采样点位置SHD的变化均可以通过Δt的变化量推算得到,而基准SHP位置参数与基准SHD位置参数,就是定标时得到的最佳采样点位置,当相位关系Δt发生变化时,对应的采样点位置就是在基准采样点的基础上发生调整。
参数存储模块可以为外部EEPOM、EPROM、FLASH等掉电非易失器件,本发明实例中,采用了外部EEPOM存储相关参数。
2.4相位关系计算模块
相位关系计算模块,通过测量得到上述各延迟时间量以及参数存储模块中的各参数,计算采样点位置需要调整的时间量。
相位关系计算模块所要实现的算法可以描述为:
2.5采样位置调整模块
采样位置调整模块,利用相位关系计算模块计算得到的采样位置调整量,对采样时钟的相位关系进行调整。
目前,视频处理专用AD芯片均集成了采样位置调整功能,只需对AD内部的控制采样位置的寄存器进行指令刷新,即可实现对采样位置的调整。
本发明实例中,采用某款视频处理AD芯片,作为AD转换芯片,其指令协议定义如图9所示。采用三线通信协议,在三线使能低电平有效器件,三线时钟下降沿的驱动下,使三线数据串行移位输出。
如图10所示,为本发明实例采样位置调整模块的组成示意图,其是由两个加法器、指令拼接模块、三线指令发送模块以及视频处理AD器件组成。其中两个加法器,分别将基准SHP位置参数与相位关系计算模块计算得到的采样位置调整量进行加运算,得到调整后的前采样位置量,将基准SHD位置参数与相位关系计算模块计算得到的采样位置调整量进行加运算,得到调整后的后采样位置量。计算得到的SHP位置量和SHD位置量按照器件手册中的指令数据格式进行拼接,得到完整的配置指令,其功能由指令拼接模块完成。拼接完成的并行指令,发送到三线指令发送模块,该模块按照三线指令协议,产生相应的三线使能、三线时钟以及三线数据信号,实现并行指令的串行移位输出,从而实现了对视频处理AD器件的采样位置寄存器控制。视频处理AD器件根据接收到的采样位置寄存器指令,进行采样位置的调整,产生对应的前采样时钟SHP和后采样时钟SHD。
二、工作流程
如图11所示,为采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统的工作流程。
第一步,分析技术要求;
第二步,根据技术要求,确定CCD相机的工作时钟频率、CCD视频信号像元频率、单像元周期采样点数M。上文描述的信号处理基准时钟,即为CCD相机工作时钟,如本发明实例中,信号处理基准时钟频率fS,像元时钟频率fP,采样点数M=48。根据以上条件,可以确定,从信号处理基准时钟到像元时钟的分频系数k,即
第三步,根据高精度延迟链的长度要求,其信号在延迟链上的延迟总时间必须大于一个信号处理基准时钟周期。根据延迟链的延迟精度,可以确定高精度延迟链的长度N。本发明实例中,一个信号处理基准时钟周期为10ns,单个延迟节点的延迟时间约为100ps,因此,其长度必须满足:一般而言,N设定需要一定裕量,例如N=120;
第四步,确定高精度延迟链的长度N后,在默认状态下(如室温)进行定标测试,根据相位监测模块测量,可以得到默认状态下的相位信号与内部基准信号的相位差,即粗测时间量和精细时间量,分别作为默认粗调参数和默认细调参数。然后对采样点进行全扫描,并分别得到各采样点设置下的信噪比,通过比较,得到信噪比最佳的采样点位置,分别作为基准SHP位置参事和基准SHD位置参数;
第五步,通过以上各步骤,对于模拟信号采样位置自适应调整方法所需要的各个参数,均确定完成。包括分频参数k、像元周期采样点数M、默认粗调参数及默认细调参数、基准SHP位置参数与基准SHD位置参数在内的各个参数存入参数存储模块;
第六步,完成参数存储,整个CCD视频信号处理电路就可以进入采样位置自适应调整工作模式。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (2)
1.一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统,其特征在于:包括时序基准控制器、CCD时序控制器、CCD驱动电路、CCD电路、滤波及预放电路、采样及AD转换电路、相位监测及采样位置调整模块以及分压与整形电路;时序基准控制器在基准时钟的控制下,产生焦面时钟信号以及信号处理基准时钟;CCD时序控制器根据焦面时钟产生CCD工作所需的时序信号;CCD驱动电路根据产生的时序信号生成满足CCD工作所需的驱动信号,并驱动CCD电路对外部光信号进行采集;CCD电路将采集到的光信号转换为电信号后,将该电信号作为初始视频信号发送给滤波及预放电路进行滤波及预放大处理,获得视频信号并发送给采样及AD转换电路;分压与整形电路采集由CCD驱动电路产生的驱动信号,将该驱动信号进行电平转换获得初始相位信号,使该初始相位信号的电平幅值满足相位监测及采样位置调整模块的输入电平要求,之后对初始相位信号进行整形,使整形获得的相位信号的沿变化率满足阈值要求;相位监测及采样位置调整模块根据时序基准控制器产生的信号处理基准时钟对相位信号进行采样并测量相位信号的相位变化,产生采样时钟并发送给采样及AD转换电路;采样及AD转换电路根据采样时钟对滤波及预放电路发送来的视频信号进行采集,将其转换为数字信号后向外输出;
所述相位监测及采样位置调整模块包括相位监测模块、单周期时钟延迟环节测量模块、参数存储模块、相位关系计算模块和采样位置调整模块;相位监测模块测量接收到的相位信号的延迟相位参量以及相位监测模块内部基准信号的延迟相位参量;单周期时钟延迟环节测量模块测量在单个信号处理基准时钟周期内,信号处理基准时钟在延迟链中传输的延迟节点数L;参数存储模块用于存储分频参数k,像元周期采样点数M,默认粗调参数以及默认细调参数,基准SHP位置参数及基准SHD位置参数;相位关系计算模块同时接收参数存储模块存储的相关参数、相位监测模块测量得到的延迟相位参量以及单周期时钟延迟环节测量模块测量得到的延迟节点数L,获得采样位置调整量;采样位置调整模块将计算得到的采样位置相位调整量进行采样时钟的相位调整,产生相应的采样时钟SHP和SHD,并发送给采样及AD转换电路;
所述相位监测模块包括两路相位测量延迟链、计数器、分频器;所述的相位测量延迟链包括延迟链、寄存器以及编码器;第一路相位测量延迟链的延迟链对输入的相位信号进行延迟,并将每一个延迟抽头的信号输入到对应的寄存器,并在相位信号有效后的第一个时钟沿进行锁存,锁存的数据发送给对应的编码器后得到相位信号的延迟参数Tf1;同样,将信号处理基准时钟信号通过分频器进行分频,得到与相位信号相同频率的内部基准信号,内部基准信号通过第二路相位测量延迟链的延迟链进行延迟,并将每一个延迟抽头的信号输入到对应的寄存器,并在内部基准信号有效后的第一个时钟沿进行锁存,锁存的数据发送给对应的编码器后得到内部基准信号的延迟参数Tf2;同时,信号处理基准时钟信号通过计数器进行内部计数,计数器值输入到两个寄存器中,其中一个寄存器在相位信号有效后的第一个信号处理基准时钟信号上升沿进行锁存,另一个寄存器在内部基准信号有效后的第一个信号处理基准时钟信号上升沿进行锁存,分别得到相位信号的延迟计数值Tcnt1和内部基准信号的延迟计数值Tcnt2;将Tf1和Tcnt1作为相位信号的延迟参量,将Tf2和Tcnt2作为内部基准信号的延迟参量;
所述单周期时钟延迟环节测量模块包括延迟链、D触发器、寄存器以及单时钟周期延迟环节数计算模块;内部基准信号经过D触发器进行延迟后,一路作为延迟链的输入延迟信号,另一路再经过一个D触发器后,作为各延迟节点寄存器的工作时钟,在该工作时钟的上升沿,延迟链各延迟节点的状态锁存至各节点对应的寄存器;单时钟周期延迟环节数计算模块基于对锁存的延迟链各延迟节点的数据状态进行判断,若该寄存器组成的N位向量数据满足下列条件,即:低n1位为全’1’,高(N-n1)位全为’0’,则在单个信号处理基准时钟周期内,延迟信号在延迟链中传输通过的节点数为n1,即L=n1;所述的N为延迟链总节点数;
所述相位关系计算模块计算获得采样位置调整量的具体方法为:
2.根据权利要求1所述的一种采样位置自适应调整的CCD视频信号处理系统,其特征在于:所述分压与整形电路包括电阻R1、电阻R2和施密特触发器;电阻R1的一端接至CCD驱动电路产生的驱动信号,另一端与电阻R2的一端相连;电阻R2的另一端接地;电阻R1与电阻R2的公共端接至施密特触发器的输入端,施密特触发器的输出端接至相位监测及采样位置调整模块。
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