CN2097487U

CN2097487U - 八路电视字幕机

Info

Publication number: CN2097487U
Application number: CN 91219523
Authority: CN
Inventors: 帅明; 朱念麟; 李汉斌
Original assignee: Yunnan University YNU
Current assignee: Yunnan University YNU
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1992-02-26

Abstract

一种由输入检测电路、视频合成电路、内同步发生器、行场同步分离电路、振荡器和计算机组成的八路电视字幕机，特征是该字幕机还含有相位控制电路，用于控制振荡器产生输出给计算机CGA卡的时钟信号，使CGA卡产生行场锁相均同步信号；该字幕机还设有通道选择电路，使其具有多路功能，可将计算机产生的字幕信息在不中断正常收看电视节目的情况下，直接叠加到八个节目信号中，让收看不同节目的观众都能看到同一字幕信息。本实用新型结构简单，性能优良，适用于中、小型电视台、电教中心和闭路电视。

Description

本实用新型涉及一种计算机——视频接口，特别是一种将计算机产生的字幕信息转换成视频信号，在不中断正常收看电视节目的情况下，直接迭加到八个节目信号中的电视字幕机。

传统的字幕制作方法是用手在纸上写字，然后用一台摄像机将字幕转换成视频信号，再通过特技台进行字幕迭加，所用的设备包括摄像机、录像机及特技台必须严格实现同步锁相。对环境还有一定要求。整个字幕制作过程繁琐，每制作一种字幕都需要进行许多调整，花费时间很长。

中国专利CN2030781U提供的彩色图形字幕创作微机——视频接口；不用时基校准器而直接与录像机或摄像机锁相，可将彩色图形字幕信号与任何标准信号迭加，克服锁相环电路的误差积累问题。但只能接受单路频信号，不能同时将字幕信息迭加到多个视频信号中。由于闭路电视的特殊应用，当有重要消息经闭路电视进行通知时，就会造成只有收看特定节目的用户才能看到通知的信息。此外，该视频接口采用地址发生器清零来实现同步锁相，因而电路复杂，使用元器件多，对元器件的速度指标要求很高。

本实用新型的目的是提供一种性能优良、结构简单的八路电视字幕机；它可以接受八路输入信号，并通过简单的方法使计算机具有外同步能力，且直接将计算机产生的字幕信息迭加到与欲迭加字幕的视频信号中，让收看不同节目的观众均能看到同一字幕信息。

本实用新型的目的是这样实现的：通过对IBM PC／XT计算机产生视频信号的接口卡CGA的详细分析发现，它所产生的视频信号、行场频率及相位均会改变。这一点是本实用新型的目的能以实现的关键原理，也是使计算机具有外同步能力的基础。另外，IBM PC／XT计算机的场频是60HZ，而我国电视的标准场频是50HZ，为使两者场频一致，本实用新型采用等待法去补偿计算机场频与外接场频的频率和相位差别，即通过断开时钟信号一段时间来达到场同步的目的。

本实用新型行同步的原理是：利用CGA卡行同步信号与外接行同步信号进行相位比较，其误差信号控制压控振荡器的振荡频率，这样就可完成锁相过程，并直接使CGA卡输出锁相的行同步信号。在行同步期间，并未使振荡器停振，也未切断振荡时钟。

场同步的原理是利用强迫等待法来实现。工作过程是：CGA卡场同步周期为1／60S＝16.7ms，而外接场同步的周期为1／50S＝20ms，一旦CGA卡输出场同步信号；则使振荡器停振，一直等到外接场同步信号到来，才使振荡器重新恢复工作。这样，即可迫使CGA卡直接输出锁相的场同步信号。

以下通过附图和实施例详细说明根据本实用新型设计的八路电视字幕机的结构及工作原理。

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是通道选择电路U₈、多路开关U₁及输出选择U₄的原理框图；

图3是输入检测电路U₂；

图4是内同步发生器U₃的方框图；

图5是行场同步分离电路U₇；

图6是相位控制电路U₁₀和振荡器U₁₁；

图7是视频合成电路U₃。

实施例

一、结构原理

参见图1；本实用新型由输入检测电路U₂、视频合成电路U₃、输出选择电路U₄、内同步发生器U₅、多路开关U₁和U₆、行场同步分离电路U₇、通道选择电路U₈、计算机U₉、相位控制电路U₁₀和振荡器U₁₁组成。外接八路视频信号通过U₁进入字幕机，又通过U₄输出，由U₈选择迭加字幕的通道。所选择的那一路视频信号经过输入检测电路U₂和多路开关U₆后分成两路：一路送入视频合成电路U₃进行字幕迭加；另一路送入行场同步分离电路U₇。输入检测电路对输入视频信号的有无进行检测，若无输入视频信号则控制多路开关U₆将输出切换到内同步发生器U₅输出的黑场同步信号上；行场同步分离电路U₇将分离出来的行场同步信号与计算机输出的行场同步信号一起送入相位控制电路U₁₀进行比较，其输出的误差信号控制振荡器U₁₁的工作，使振荡器U₁₁产生计算机CGA卡的外部时钟信号。振荡器U₁₁的输出就是已锁相的时钟输出，它本身已包含行场同步所需的信息。所以，若将CGA卡的时钟输入端与计算机总线时钟断开，改接振荡器U₁₁的输出端，使CGA卡产生行场均锁相的同步信号，就可实现使计算机具有外同步能力的要求。计算机U，输出的视频信号还送入视频合成电路U₂与所选择的视频信号进行迭加，迭加后又送入输出选择电路U₄，由通道选择电路U₈选择将迭加有字幕的信号输出，未选中的通道则直接将U₁送来的信号经过U₄输出。

二、工作原理

1、通道选择

参见图2，外部八路视频信号经过缓冲放大电路D₀₀、D₀₁、…D₀₇后进入到八选电路D₁及8组二选一电路D₃₀、D₃₁、…D₃₇中；由D₁选中某一路视频信号进行同步分离和视频合成。迭加字幕后的视频信号又送入这8组二选一电路D₃₀、D₃₁、…D₃₇中，8组二选一电路的输出又经过缓冲放大电路D₄₀、D₄₁、…D₄₇作为字幕机的八路输出信号。由阻容元件和一个按钮开关组成单脉冲发生器，其产生的信号输入到单稳态电路D₅的A端进行整形，整形后的输出送给二进制计数器D₆的时钟输入端，D₆产生的输出Q_A、Q_B、Q_C送给八选一电路D₁的选择输入端和3～8译码器D₂。于是，D₁可在D₆输出的控制下；选择一路视频信号输出。D₂的输出可控制8组二选一电路D₃₀、D₃₁、…D₃₇，使其输出要么选择D₀₀、D₀₁、…D₀₇的输出或选择迭加字幕后的视频信号。D₆的输出还送给显示电路LED以方便操作。这样，每按一次开关K₉可使计数器D₆的输出变化一位数字，从而就可依次选择某一路视频信号进行字幕迭加。根据需要，该电路还可进行扩展，或减少可控制的通道数。

2、输入信号检测

参见图3，输入字幕机的视频信号经过晶体管下缓冲后；再经过RC电路和同步分离集成电路J₁输出，又经过T₂及阻容元件积分检测出输入视频信号中是否存在场同步信号，若有则表示输入视频信号存在。该场同步信号就可触发单稳态集成电路J₂；再由单稳态集成电路J₂输出控制多路开关U₆的控制电平。J₁可采用集成块LA7801，J₂可选用集成块74LS123。

3、内同步发生器电路方框图原理

参见图4，C₁组成振荡电路，由C₁产生8MHZ的振荡频率输给分频器C₂，由C₂分频产生32μS为一个周期的方波，再经过整形电路C₃整形，产生脉冲宽度为2.3μS，周期为32μS的波形Q₁和Q₂。其中Q₂分两路：一路送入分频整形电路C₄产生脉冲宽度为4.7μS、周期为64μS的脉冲信号，该信号作为行同步信号送入多路选择电路C₈；Q₂的另一路送入分频器C₅产生20ms的方波，再经过整形电路C₆产生周期为20ms、宽度为2.5个行周期的脉冲；该脉冲也送入C₈。分频器C₇的作用是产生2.5个行周期的脉冲；提供给C₈作控制脉冲使用。C₈可以在控制脉冲的作用下，选择不同的输入信号作为它自己的输出。在多路选择电路C₈中；当无场同步信号到来时；它选中C₄输出的64μS为周期的行同步信号；当场同步信号到来之前后2.5个行周期时，它选中C₃输出的周期为32μS的脉冲作为均衡脉冲；当场同步信号到来时，它选中C₃输出的脉冲Q₁作为开槽的场同步信号。这样，就可以产生出符合我国电视标准的黑场同步信号，该信号就作为内同步发生器的输出。

4、行场同步分离

参见图5，由晶体管T₃基极输入的视频信号经过T₃缓冲后，再经过RC电路输入到同步分离集成电路J₃中；分离出来的行场同步信号又经晶体管T₄、T₅缓冲后，分别输出行同步信号（HorSyn）和场同步信号（Ver Syn）。同步分离集成电路J₃可选用LA7801集成块。

5、位相控制

参见图6，计算机输出的行同步信号Hsyn与同步分离电路输出的行同步信号Horsyn分别经过门电路I₁、I₂和I₃、I₄进入相位检测电路I₅中，I₅比较输入信号的相位；其输出送到压控振荡器I₉控制其输出频率。若Hsyn相位超前于Horsyn；则相位检测电路I₅输出的控制电压降低；压控振荡器I₉输出频率随之降低，最后引起Hsyn的相位滞后，使之向Horsyn的相位接近。为使计算机同步信号Vsyn与同步分离电路输出的场同步信号Versyn保持锁相关系，同时不影响行同步电路的工作，本系统设计了一种等待／启动电路，见图4下半部分。当Versyn的电平变高时，触发单稳态集成电路I₆；I₆的 Q使D触发器I₇的Q端为零，I₆的Q端电平变高，经过一段时间的延迟后，I₆的Q端电平变低，此时门电路I₈的两个输入端均为零；于是I₈输出为零；使得压控振荡器I₉正常工作；行同步电路也正常工作。经过一场时间后，计算机将输出一个场同步信号Vsyn；该信号将使I₇的Q端电平变高；此变高的信号使I₈输出电平为高。于是，使压控振荡器I₉停止工作，这时就处于等待状态。I₈的输出同时也封锁了行同步信号的输入，等待工作状态一直要持续到下一个Versyn到来为止。因为Vsyn的周期为1／60S；而Versyn的周期是1／50S；所以每一场等待的时间约为1／60S－1／50S＝3.4mS。

6、视频合成

参见图7；外接视频信号经过晶体管T₁₁的发射极输出；计算机输出的三基色视频信号为R、G、B，其中R、G在门电路H₁中合成后经过电位器W加到晶体管T₇的基极；再经T₉、T₁₀与外接视频信号迭加；B经过电位器W加到晶体管T₈的基极。门电路H₂、H₃和二极管D构成抠相电路。当产生字幕信号时，该字幕信号经过H₂和D切断了外接视频信号；使T₁₁输出为零；当无字幕信号时，H₂、H₃输出电平为高，D不导通，于是T₁₁可正常输出外接视频信号。H₁可选用集成电路74LS32；H₂、H₃可选用集成电路74LS06。

本实用新型相对现有字幕机的优点在于：

1、未采用传统的使地址发生器清零来实现行场同步，而是通过改变计算机中CGA卡的时钟信号频率来同时达到行场同步的目的。因此；电路简单；成本低，锁相误差比现有技术更小；

2、可以接受八路输入信号，将字幕信息在不中断正常收看节目的情况下迭加到这八路视频信号中，解决了收看不同节目的观众都能看到同一字幕信息的问题；

3、利用电视行场处理集成电路来分离行场同步信号，其效果明显优于分离元件组成的行场同步分离电路。

本实用新型适用于中、小型电视台、电教中心和闭路电视。

Claims

1、一种由输入检测电路、视频合成电路、内同步发生器、行场同步分离电路、振荡器和计算机组成的八路电视字幕机，其特征在于所述的字幕机还包含有：

(1)、相位控制电路，该电路控制振荡器产生计算机中CGA卡的外部时钟信号；

(2)、通道选择电路，用于依次选择八路中的某一路视频信号，并将这一路视频信号分别送入行场同步分离电路和视频合成电路进行同步、迭加，使字幕机具有多路功能。

2、根据权利要求1所述的字幕机，其特征是计算机中CGA卡的时钟输入端与计算机总线时钟断开，改接振荡器输出端，使CGA卡产生行场均锁相的同步信号。