CN105245816A - 信号处理电路和信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号处理电路和信号处理方法，该信号处理电路包括：接口单元，接口单元被配置成连接于电源以对电源信号进行滤波；电源转换单元，电源转换单元被配置成连接于接口单元，以将滤波后的电源信号转换生成二次电源；时序控制单元，时序控制单元被配置成连接于电源转换单元，以对二次电源的输出时间进行电源时序控制；信号转换处理单元，信号转换处理单元被配置成连接于时序控制单元，以接收二次电源，并将图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出，同时，输出配合显示终端的伽马曲线。该信号处理电路和信号处理方法克服了现有技术工作温度范围窄的问题，可以实现复杂、低质量信号的处理能力。

Description

信号处理电路和信号处理方法

技术领域

本发明涉及显示器在特种环境下进行信号处理的领域，具体地，涉及信号处理电路和使用该信号处理电路的信号处理方法。

背景技术

目前，市场上有关平板显示领域的信号处理方案较多，成熟产品也广泛的应用在大型商场、楼宇建筑、手机等消费类电子上。

针对一种实现低电压差分信号(LVDS)到mini-LVDS之间转换的电路设计方案，经过详细检索和资料的阅读，联咏科技采用了一款专用芯片NT7系列的解决方案。

然而此方案的专用芯片存在着兼容性较差，较复杂低质量的信号输入会出现信号处理故障；工作温度范围窄(0℃～+80℃)，特种环境下(-45℃～+100℃)工作会出现转换的信号显示质量缺陷，尤其在-45℃～-25℃之间信号显示缺陷更加明显。在高质量、高分辨率的显示环境中，芯片的可靠性显得尤为重要。

因此，如何克服上述技术缺陷，设计一种在特种环境下都可以正常工作的信号处理电路成为一种亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种信号处理电路和信号处理方法，该信号处理电路和信号处理方法克服了现有技术工作温度范围窄的问题，可以实现复杂、低质量信号的处理能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种信号处理电路，该信号处理电路包括：接口单元，接口单元被配置成连接于电源以对电源信号进行滤波；

电源转换单元，电源转换单元被配置成连接于接口单元，以将滤波后的电源信号转换生成二次电源；

时序控制单元，时序控制单元被配置成连接于电源转换单元，以对二次电源的输出时间进行电源时序控制；

信号转换处理单元，信号转换处理单元被配置成连接于时序控制单元，以接收二次电源，并将图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出，同时，输出配合显示终端的伽马曲线。

优选地，信号转换处理单元包括：解码芯片，解码芯片用于对接收的图像显示信号进行解码；

伽马电压芯片，伽马电压芯片生配合显示终端的伽马曲线；

主控芯片，主控芯片被配置成分别连接于解码芯片和伽马电压芯片，以将解码后的图像显示信号进行优化处理后输出，并将接收伽马曲线输出。

优选地，主控芯片为型号Spartan-6的现场可编程逻辑门阵列芯片；解码芯片为型号DS90系列的解码芯片。

优选地，电源转换单元包括：转换芯片、第一电容和第二电容，转换芯片的使能端连接于接口单元的输出端，且通过第一电容接地；转换芯片的输出端连接于时序控制单元的输入端，且通过第二电容接地。

优选地，转换芯片为型号EN5311QI的转换芯片。

本发明还提供一种信号处理方法，该信号处理方法使用上述的信号处理电路，该信号处理方法包括：

步骤1，接口单元接收电源信号并将电源信号进行滤波，通过电源转换单元将滤波后的电源信号转换成二次电源；

步骤2，通过时序控制单元对二次电源的输出时间进行电源时序控制；

步骤3，信号转换处理单元接收时序控制之后的二次电源，将图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出，同时输出配合显示终端的伽马曲线。

优选地，在步骤3中，将图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出的信号和同时输出配合显示终端的伽马曲线去除静电。

通过上述实施方式，本发明的信号处理电路和信号处理方法提高了复杂、低质量信号的处理能力，不会受到外界信号时序的变化而出现输出异常的故障现象，能够适应在宽温度范围下(-45℃～+100℃)工作，显示载体图像清晰，无瑕疵的特点。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是说明本发明的一种信号处理电路的结构框图；

图2是说明本发明的一种信号转换处理单元的结构框图；

图3是说明本发明的一种输入信号的解码原理图；以及

图4是说明本发明的一种转换芯片的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种信号处理电路，该信号处理电路包括：接口单元，所述接口单元被配置成连接于电源以对电源信号进行滤波；

电源转换单元，所述电源转换单元被配置成连接于所述接口单元，以将滤波后的电源信号转换生成二次电源；

时序控制单元，所述时序控制单元被配置成连接于所述电源转换单元，以对所述二次电源的输出时间进行电源时序控制；

信号转换处理单元，所述信号转换处理单元被配置成连接于所述时序控制单元，以接收二次电源，并将所述图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出，同时，输出配合显示终端的伽马曲线。

通过上述的实施方式，本发明的接口电路通过防静电和滤波处理将稳定的电源信号依次经过电源转换单元和时序控制单元，从而完成信号的优化以及电源的转换、时序控制。之后送至信号转换处理单元，信号转换处理单元中对解码芯片解码得到的信号进行优化处理，将伽马电压芯片产生显示终端所需的伽马曲线控制驱动显示终端，实现图像的显示。本发明的时序控制单元主要通过FPGA进行编程控制电源的供电时间顺序，实现对显示终端电源供电时序的有效控制，避免出现显示模糊、信号质量差等故障。本发明的接口单元负责整个设计的输入电压、信号、输出至显示终端的信号、电压等信息。

以下结合附图1-4对本发明进行进一步的说明，在本发明中，为了提高本发明的适用范围，特别使用下述的具体实施方式来实现。

其中，图3中的信号解码工作原理为：外部输入的差分信号(差分数据和时钟信号)，差分数据信号通道中包含了解码后所需的R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)信号；差分信号通过芯片处理后转换成TTL的R、G、B信号输出给FPGA可识别的电平信号。

图4中的电源转换单元主要负责各个功能单元的供电管理，产生+3.3V(伏特)、+2.5V(伏特)和+1.2V(伏特)次级电源。电源转换单元中的电源转换芯片工作效率可达95％。

在该种实施方式中，所述信号转换处理单元可以包括：解码芯片，所述解码芯片用于对接收的所述图像显示信号进行解码；

伽马电压芯片，所述伽马电压芯片生配合显示终端的伽马曲线；

主控芯片，所述主控芯片被配置成分别连接于所述解码芯片和所述伽马电压芯片，以将解码后的图像显示信号进行优化处理后输出，并将接收所述伽马曲线输出。

本单元为设计的核心单元，负责信号输入、处理和输出的工作。主控芯片采用Mini-LVDS信号输出压差裕量大的Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA，替代现有的专用信号处理芯片。信号抗干扰能力强，适应宽温度范围，可根据输出端信号时序进行可编程控制输出，通过FPGA内部程序实现信号的输入的采集处理和信号的二次加工，对输出信号进行时间、相位等控制，使输出至显示终端的画面无瑕疵和干扰。

在该种实施方式中，所述主控芯片优选为型号Spartan-6的现场可编程逻辑门阵列芯片；所述解码芯片为型号DS90系列的解码芯片。

在该种实施方式中，如图4所示，所述电源转换单元的主控芯片和外围电路包括：转换芯片、第一电容和第二电容，所述转换芯片的使能端连接于所述接口单元的输出端，且通过所述第一电容接地；所述转换芯片的输出端连接于所述时序控制单元的输入端，且通过第二电容接地。

在该种实施方式中，电源转换单元的主控芯片即所述转换芯片优选为图四所示的型号EN5311QI的转换芯片，且第一电容的电容值为4.7uF，第二电容的电容值为10uF。

本发明还提供一种信号处理方法，该信号处理方法使用上述的信号处理电路，该信号处理方法包括：

步骤1，接口单元接收电源信号并将电源信号进行滤波，通过电源转换单元将滤波后的电源信号转换成二次电源；

步骤2，通过时序控制单元对所述二次电源的输出时间进行电源时序控制；

步骤3，信号转换处理单元接收时序控制之后的二次电源，将所述图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出，同时输出配合显示终端的伽马曲线。

通过上述的方法，可以提高复杂、低质量信号的处理能力，避免了信号传递过程中受到外界信号时序的变化而出现输出异常的故障现象，在宽温度范围下(-45℃～+100℃)可以工作，可以显示载体图像清晰，无瑕疵的特点。

在该种实施方式中，在步骤3中，将所述图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出的信号和同时输出配合显示终端的伽马曲线去除静电。可以进一步保证信号传递过程中的稳定性，增加本发明的适用范围。

在该种实施方式中，在步骤3中，所述优化处理的步骤包括：步骤S101、主控FPGA芯片得到通过外部时钟产生的所需的时钟信号，并对输入的信号数据进行缓存处理；

步骤S102、产生显示终端所需的基准电压信号，并检测外部信号数据是否异常，若异常则输出固定的颜色信号，正常则直接输出原信号；

步骤S103、对数据缓存器中的信号进行读取操作，并将数据进行处理产生显示终端识别的mini-LVDS信号。FPGA通过对输入信号的处理并驱动显示终端，能够依据输入信号的时序差异、质量差别等进行实时的调整和监控，有效的解决了传统专用芯片兼容性差、抗干扰能力弱等缺点，实现画面的优良显示。

在该种实施方式中，在步骤2中，所述二次电源主要由产生显示终端的基准电压、伽马电压信号以及显示终端的+3.3V(伏特)工作电压信号三部分组成，FPGA对所述二次电源在外界信号出现错误时，进行如下控制输出：

步骤S201、FPGA通过控制信号，切断显示终端的基准电压、伽马电压信号以及开启和关断电压信号；

步骤S202、FPGA实时监测外界信号是否正常：若不正常，则回到步骤S201，若正常，则进入步骤S203；

步骤S203、FPGA通过控制信号首先打开显示终端的+3.3V(伏特)工作电压信号通道；

步骤S204，步骤S201和步骤S203之间的时间间隔为8～10毫秒；

步骤S205，在步骤S203后，FPGA通过另外一路控制信号打开显示终端的基准电压、伽马电压信号，此时显示终端处于工作的状态，正常显示画面；

步骤S206，步骤S201和步骤S205之间的时间间隔为130～180毫秒；

步骤S203和步骤S205之间的时间间隔有以下规定：

(步骤S201和步骤S203的时间间隔)小于(步骤S201和步骤S205的时间间隔)。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种信号处理电路，其特征在于，该信号处理电路包括：接口单元，所述接口单元被配置成连接于电源以对电源信号进行滤波；

电源转换单元，所述电源转换单元被配置成连接于所述接口单元，以将滤波后的电源信号转换生成二次电源；

时序控制单元，所述时序控制单元被配置成连接于所述电源转换单元，以对所述二次电源的输出时间进行电源时序控制；

信号转换处理单元，所述信号转换处理单元被配置成连接于所述时序控制单元，以接收二次电源，并将所述图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出，同时，输出配合显示终端的伽马曲线。

2.根据权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述信号转换处理单元包括：解码芯片，所述解码芯片用于对接收的所述图像显示信号进行解码；

伽马电压芯片，所述伽马电压芯片生配合显示终端的伽马曲线；

主控芯片，所述主控芯片被配置成分别连接于所述解码芯片和所述伽马电压芯片，以将解码后的图像显示信号进行优化处理后输出，并将接收所述伽马曲线输出。

3.根据权利要求2所述的信号处理电路，其特征在于，所述主控芯片为型号Spartan-6的现场可编程逻辑门阵列芯片；所述解码芯片为型号DS90系列的解码芯片。

4.根据权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述电源转换单元包括：转换芯片、第一电容和第二电容，所述转换芯片的使能端连接于所述接口单元的输出端，且通过所述第一电容接地；所述转换芯片的输出端连接于所述时序控制单元的输入端，且通过第二电容接地。

5.根据权利要求4所述的信号处理电路，其特征在于，所述转换芯片为型号EN5311QI的转换芯片。

6.一种信号处理方法，其特征在于，该信号处理方法使用上述权利要求1-5中任意一项所述的信号处理电路，该信号处理方法包括：

步骤1，接口单元接收电源信号并将电源信号进行滤波，通过电源转换单元将滤波后的电源信号转换成二次电源；

步骤2，通过时序控制单元对所述二次电源的输出时间进行电源时序控制；

步骤3，信号转换处理单元接收时序控制之后的二次电源，将所述图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出，同时输出配合显示终端的伽马曲线。

7.根据权利要求6所述的信号处理方法，其特征在于，在步骤3中，将所述图像显示信号依次进行解码和优化处理后输出的信号和同时输出配合显示终端的伽马曲线去除静电。