CN205510281U - 一种差分数字视频转pal制式视频的视频转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，包括与电源模块连接的差分转单端模块、驱动模块、隔离模块、FPGA和视频输出模块，所述差分转单端模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端与隔离模块的输入端相连，隔离模块的输出端与FPGA的输入端连接，FPGA的输出端与视频输出模块的输入端连接；本电路用于线阵红外热像仪成像显示，采用差分转单端芯片与FPGA软硬件技术，将红外热像仪输出的差分数字视频信号转换为标准PAL制的模拟视频信号，以便于视频显示，应用本电路可使热像仪的图像在远距离传输后在普通显示器上显示，无需专用的采集显示系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外热像仪成像技术，具体涉及一种将线阵红外热像仪输出的差分数字视频信号转换为PAL制信号的视频转换电路。
背景技术
线阵红外热像仪是一种是用光电设备来检测和测量辐射的仪器，是利用红外探测器和光学成像物镜接受到被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外光谱图像。通过查看红外图像，可以观察到被测物体的不同温度。随着光电技术的发展，线阵红外热像仪越来越广泛用于公安、消防、军事、医学、电力工业等领域。
由于模拟信号无法进行远距离的传输，线阵红外热像仪采用数字信号的图像输出方式，通过RS-422差分信号的方式进行图像数据的远距离传输，以确保传输的稳定性、可靠性。红外探测器可探测的动态范围与探测灵敏度较高，线阵红外热像仪的成像系统在数字化时使用12位数据来量化一个像素，较普通8位图像相比，它具有更高的动态范围和丰富的场景信息。普通的显示设备由于无法直接使用差分视频信号，且只支持显示VGA、PAL等视频格式，只能显示8位图像数据，12位红外图像无法直接显示在普通显示器上。因此，为了显示线阵红外热像仪视频图像，往往需要搭建专门的图像采集显示系统，给红外热像仪的使用带来了不便。
实用新型内容
为了克服现有线阵红外热像仪的图像信号需要远距离传输时，其信号格式无法在普通显示器显示的局限性，本实用新型的目的是提供一种低功耗、低成本、高稳定、易实现的差分数字视频转换为PAL格式视频的电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，包括电源模块，用于将外接电源转换为各个模块电路工作所需电源；差分转单端模块，用于将传输的RS-422视频差分信号转换为单端信号，便于后续电路处理；驱动模块，对输入信号进行放大，以满足电路要求；隔离模块，防止电路间的连接而引起干扰；FPGA，对输入的图像数据进行图像处理，并产生PAL视频格式的同步信号，与处理后的图像数据同步输出；视频输出模块，在PAL制对应的驱动信号驱动下，输出相应的PAL制的模拟视频；所述的差分转单端模块、驱动模块、隔离模块、FPGA和视频输出模块均与电源模块连接，所述差分转单端模块的输出端与驱动模块的输入端连接，驱动模块的输出端与隔离模块的输入端相连，隔离模块的输出端与FPGA的输入端连接，FPGA的输出端与视频输出模块的输入端连接。
所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其电源模块将外接电压转换为1.2V、3.3V和5V。
所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其差分转单端模块使用具有12路信号通道的高速CMOS芯片。
所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其驱动模块使用CMOS驱动芯片。
所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其隔离模块使用光耦隔离芯片。
所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其FPGA将进入的12位数字视频图像压缩为8位数并以固定时钟频率输出。
所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其视频输出模块使用三通道8位视频D/A转换芯片。
本实用新型的有益效果是：
1.使用FPGA做图像处理，采用并行处理与流水线操作的方式，图像处理速度快，不会对视频显示造成明显延时。
2.电路各个模块使用的都是低功耗的元器件，因此电路整体也具有功耗低的特点。
3.各模块电路构造简单，易于实现，相比于专用的视频采集显示系统，开发成本大大减少。
4.电路加入了光耦隔离技术，能避免电路上的连接而产生的干扰，增强了电路的稳定性。
5.电路输出的视频格式为PAL制，符合国家电视广播技术规范，在一般显示设备上都能进行视频显示。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型1.2V电源模块的电路原理图；
图3为本实用新型3.3V电源模块的电路原理图；
图4为本实用新型5V电源模块的电路原理图；
图5为本实用新型差分转单端模块的电路原理图；
图6为本实用新型驱动模块的电路原理图；
图7为本实用新型隔离模块电路的原理图；
图8为本实用新型视频输出模块的电路原理图。
各附图标记为：1—电源模块，2—差分转单端模块，3—驱动模块，4—隔离模块，5—FPGA，6—视频输出模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图1所示，本实用新型公开了一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，包括差分转单端模块2、驱动模块3、隔离模块4、FPGA 5和视频输出模块6，所述的差分转单端模块2、驱动模块3、隔离模块4、FPGA 5和视频输出模块6均与电源模块1连接，所述差分转单端模块2的输出端与驱动模块3的输入端连接，驱动模块3的输出端与隔离模块4的输入端相连，隔离模块4的输出端与FPGA 5的输入端连接，FPGA 5的输出端与视频输出模块6的输入端连接。
电源模块1用于将外接电源转换为各个模块电路工作所需电源，1.2V电源模块的电路原理图如图2所示，3.3V电源模块的电路原理图如图3所示，5V电源模块的电路原理图如图4所示。电源模块1给差分转单端模块2提供5V电压，给驱动模块3提供5V电压，给隔离模块4提供3.3V、5V电压，给FPGA 5提供1.2V，3.3V电压，给视频输出模块6提供3.3V、5V电压。
差分转单端模块2用于将传输的RS-422视频差分信号转换为单端信号，便于后续电路处理，电路原理图如图5所示。使用低功耗（240mW）的高速CMOS差分转单端功能的芯片，该芯片拥有12路信号通道，能同时处理12路信号，输出端能同时兼容TTL、CMOS电平，将经过本模块的RS-422差分信号还原为单路CMOS信号，输出进入驱动模块3，差分数字视频信号来自红外热像仪的图像输出，其中包含3位的同步信号、时钟和12位的图像数据，经差分输出后共30位信号输入至本实用新型电路。本实用新型电路采用多个多路差分信号转单端信号芯片对输入的差分信号进行转换，将差分信号还原为15位单路信号输出至驱动模块。
驱动模块3对输入信号进行放大，以满足电路要求，电路原理图如图6所示，使用5V电压供电的CMOS驱动芯片，能兼容CMOS与TTL电平，将输入的单端信号放大至5V的CMOS信号，输出至隔离模块，驱动模块3采用多个两路驱动芯片，将输入信号幅值提升至5V后输出，以满足后续电路对输入信号幅值的要求。
隔离模块4防止电路间的连接而引起干扰，电路原理图如图7所示，使用光耦隔离芯片，将输入的5V信号与输出的3.3V信号间相互隔离，信号输出至FPGA。隔离模块4采用多个4路光耦隔离芯片，输入端与驱动芯片直连，输出端与FPGA的信号输入管脚直连。
FPGA 5对输入的图像数据进行图像处理，并产生PAL视频格式的同步信号，与处理后的图像数据同步输出，FPGA 5使用1.2V和3.3V电压两种电压，将进入FPGA的12位数字视频图像经过图像处理，压缩为8位数据信号，FPGA内部根据“PAL-D制电视广播技术规范”（GB3174-1995）产生满足PAL制格式的同步信号、消隐信号，FPGA内部将同步信号、消隐信号、8位数据信号严格按照GB3174-1995规范中时序，以固定时钟频率输出。时钟信号、同步信号、12位图像数据输入FPGA，在其内部进行图像压缩，将12位图像压缩为8位图像，FPGA内部产生驱动信号，其中包含时钟、同步信号、消隐信号，3种信号时序按照PAL制视频信号格式输出。FPGA输出的时钟信号、同步信号、消隐信号、8位图像数据管脚直接与视频D/A芯片相应管脚连接。
视频输出模块6完成数字视频到模拟视频的转换，在PAL制对应的驱动信号驱动下，输出相应的PAL制的模拟视频，图8为视频输出模块6的D/A芯片电路原理图，所述的视频输出模块6使用3.3V和5V电压，采用三通道8位80Msps高速视频D/A转换芯片，在输入的同步信号驱动下，输出端连接75Ω同轴电缆，该芯片驱动将输出PAL制标准视频电压，视频输出模块核心为视频D/A芯片，该芯片接收FPGA输出的PAL格式的同步信号、消隐信号与图像数据，在时钟驱动下将产生PAL格式的模拟视频图像，视频D/A芯片的输出管脚可直接经过同轴电缆，连接至显示器的PAL图像端口。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其特征在于：包括
电源模块（1），用于将外接电源转换为各个模块电路工作所需电源；
差分转单端模块（2），用于将传输的RS-422视频差分信号转换为单端信号，便于后续电路处理；
驱动模块（3），对输入信号进行放大，以满足电路要求；
隔离模块（4），防止电路间的连接而引起干扰；
FPGA（5），对输入的图像数据进行图像处理，并产生PAL视频格式的同步信号，与处理后的图像数据同步输出；
视频输出模块（6），输出相应的PAL制的模拟视频；
所述的差分转单端模块（2）、驱动模块（3）、隔离模块（4）、FPGA（5）和视频输出模块（6）均与电源模块（1）连接，所述差分转单端模块（2）的输出端与驱动模块（3）的输入端连接，驱动模块（3）的输出端与隔离模块（4）的输入端相连，隔离模块（4）的输出端与FPGA（5）的输入端连接，FPGA（5）的输出端与视频输出模块（6）的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其特征在于，所述的电源模块（1）将外接电压转换为1.2V、3.3V和5V。
3.根据权利要求1所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其特征在于，所述的差分转单端模块（2）使用具有12路信号通道的高速CMOS芯片。
4.根据权利要求1所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其特征在于，所述的驱动模块（3）使用CMOS驱动芯片。
5.根据权利要求1所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其特征在于，所述的隔离模块（4）使用光耦隔离芯片。
6.根据权利要求1所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其特征在于，所述的FPGA（5）将进入的12位数字视频图像压缩为8位数并以固定时钟频率输出。
7.根据权利要求1所述的一种差分数字视频转PAL制式视频的视频转换电路，其特征在于，所述的视频输出模块（6）使用三通道8位视频D/A转换芯片。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107222704A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-29 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种视频制式切换方法及装置 |
| CN109688350A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-04-26 | 苏州长风航空电子有限公司 | 基于非制冷型红外热像仪的视频处理系统 |
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| CN107222704B (zh) * | 2017-06-21 | 2019-09-17 | 浙江大华技术股份有限公司 | 一种视频制式切换方法及装置 |
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