TV信号 Audio:各种种音乐的组合,频带为20Hz~ 20KHz,人耳能听到的范围 , 普通人能听到的范围大围 100Hz ~16KHz。
Video:随着科学技术的发展,视频信号不断创新,主要体现在数字化和高分辨率上。 AV:复合视频广播信号 CVBS(复合视频信号) 由左右声道组成 有AV IN(输入)和AV OUT(输出)两种接口,黄色为CVBS,白色是左声道,红色是右声道。 CVBS:复合视频基带信号表示Color、Video、Blanking、Sync,或者Composite Video Baseband Signal) 最原始的Video包含亮度的信号格式(Y)、色度(C)信号、行同步信号(HSYNC)、场同步信号(VSYNC)和市场消隐信号。 同步扫描信号,又称行逆程 在行消隐期间发送,低电平有效(对于正电视信号),每次行同步信号都意味着行扫描结束,新一行即将开始。 同步场扫描的信号也被称为场逆程 在场之间发生的脉冲序列,用于通知完成垂直重跟踪,准备扫描下一场,低电平有效(对于正电视信号而言),每次场同步信号都意味着扫描结束,新场将开始。 场消隐,行消隐 当一行扫描到屏幕的最右侧或底部时,必须返回下一行或下一行,然而,人们看不到它,所以一个隐藏的和线性隐藏的信号诞生了。在此期间,虽然扫描设备也在扫描,但它不包含有效的视频信号,就像隐藏一样。 CVBS 的制式 复合视频信号主要根据行频、场频和色度信号的编码方法PAL、NTSC 制式,而SECAM主要见于信号发生器。 PAL:Phase Alteration Line,意思是逐行倒相。 PAL50制供电频率Hz,每秒50场,帧频25帧,扫描线625行,行速15625线/秒。奇场在前,偶场在后。标准分辨率为720*576,24比特色位深。 NTSC:National Television Standards Committee,意思是(美国)国家电视标准委员会。 NTSC制电视的供电频率为60Hz,每秒60场,帧频30帧,扫描线525行,行速15734线/秒。采用隔行扫描法,偶场在前,奇场在后。标准分辨率为720*色位深度为480,24比特。 图像信号带宽为6.2MHz。 SECAM:又称塞康制,是法文SequentielCouleurAMemoire(顺序传送彩色与存贮)缩写 SECAM每秒25帧,每帧625行,行速为15625线/秒。隔行扫描,在信号传输过程中,亮度信号每行传输,两个色差信号依次传输,即错开传输时间,避免同时传输时产生的串色和色失真,但兼容性较差。分辨率为720*576。 AV的声音信号 通常声音频带为20Hz~ 20KHz,但是人耳可以听到的范围 , 普通人能听到的范围大围 100Hz ~16KHz,所以在截取 audio信号时 , 根据奈奎斯特采样定律,用约大于20KHz音频采样信号的两倍。 CD Audio Sampling Rate : 44.1 KHz DTV Audio Sampling Rate : 48 KHz ATV Audio Sampling Rate : 32 KHz Mstar Audio ADC input Sampling Rate : 48 KHz Mstar模拟音频系统架构主要是INPUT MUX(开关) ADC DSP DAC OUTPUT组成. Mstar IC Line-in Input 最大电平为1.1 Vrms(1 Vrms = 2.828 Vp-p ),DAC最大输出电平为0.66 Vrms (无失真);但是DVD player或是SCART输出的Audio signal为2Vrms,超出Mstar最大容忍度为1.1Vrms的范围。因此,在信号输入端和IC input pin中间加分压电路,2Vrms降至1.1Vrms。 Mstar Audio line out最大输出为0.66 Vrms(目前,一些新芯片已更新到最大不失真.84Vrms,具体以APN说明为准)。 S-VIDEO:又称Y/C,也称S端子 S指的是“SEPARATE(分离)(Y)和色度分离(C)传输避免了混合视频信号传输过程中亮度和色度的相互干扰 。同AV 接口相比,由于它不再进行Y/C混合传输,因此无需进行明亮的颜色分离和解码工作,使用独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备中信号串扰造成的图像失真,大大提高了图像的清晰度 。 YPBPR:称为色差分量接口 色差输出将S-VIDEO色度信号C分解为色差PB和PR,这避免了混合解码和重新分离两路色差的过程,也保持了色度通道的最大带宽。 PB蓝色差信号模拟重量;PR模拟分量红差信号;Y即亮度信号,YPBPRY负责传输图像;PBPR传输颜色 只接Y时,TV黑白信号显示。CVBS信号一样,YPBPR同步信号信号含同步信号(HSYNC)、场同步信号(VSYNC)和市场消隐信号。 YPBPR信号格式 标准清晰度(SD):NTSC的480i和PAL的576i; 带宽为Y:6.75MHz,PB、PR:3.375MHz。 &bsp; 增强型清晰度(ED):NTSC的480p和PAL的576p; 带宽为Y:12MHz,PB、PR:6MHz。 高清晰度(HD):720p、1080i 以及 1080p; 720p及1080i 的带宽为Y:30MHz,PB、PR:15MHz; 1080p的带宽为Y:60MHz,PB、PR:30MHz。 YCBCR的采样格式 模拟YPBPR视频信号的数字化形式 YCBCR的采样格式有4:4:4、4:2:2、4:1:1、4:2:0。 4:4:4格式 每条扫描线上每一个采样点都取一个Y、CB、CR样点值,每一个采样点为8比特(消费领域)或10比特(专业视频领域),所以一个采样点需要24比特(消费领域)或30比特(专业视频领域) 4:2:2格式 每条扫描线上每两个Y采样点,取一个CB、CR样点值,每一个采样点为8比特(消费领域)或10比特(专业视频领域),所以一个采样点需要16比特(消费领域)或20比特(专业视频领域) 4:1:1格式 也叫YUV12,每条扫描线上每四个Y采样点,取一个CB、CR样点值,每一个采样点为8比特,所以一个采样点需要12比特,用于消费类和DV视频压缩应用。 4:2:0格式 在4:2:2格式只在水平方向上作2:1 CB、CR压缩基础上,在垂直方向上也作了2:1的压缩,它经常用来压缩视频。 YPBPR的声音信号 YPBPR的声音信号规格与AV信号一致,可以参考AV信号部分 VGA(Video Graphics Array 视频图形阵列) 也叫D-SUB 15(D-subminiature)接口 具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点 采用模拟分量传输方式,将视频信号分解为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色和同步信号(水平和垂直信号)。VGA SOURCE=VGA(视频)+PC AUDIO(音频)。 RGB模拟视频信号 RGB 色彩模式是工业界的一种颜色标准,是通过R、G、B三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色 VESA制定的VSIS(Video Signal Standard)标准中有对RGB信号做出了相应规定: 1) 最大亮度输出数据电压0.7V+0.07V/-0.035V。 2) 最小亮度输出数据电压0.000V。 3) 上升沿/下降沿时间最大为最小象素时钟周期的25%。 4) 信号输出的偏差最大为最小像素时钟周期的50%。 5) 过冲电压/下冲电压最大为标称幅值的±12%。 RGB信号波形定义 a. 发送前的最小稳态幅值 b. 视频信号上升时间Delta(t)(取10%~90%) (最大为25%最小像素时钟周期,使用100像素黑色和100像素白每扫描线交替模式测量) c. 过冲幅值 (最大为标称幅值的±12%) d. Undefined. e. 超调时间(过冲末端至±5%稳定幅值处) (最大为100个超出5%最终满刻度值波形的最小像素时钟周期平均值的30%) f. Undefined. g. 视频信号下降时间Delta(t)(取90%~10%) (同上升时间b) h. Undefined i. 超调时间(过冲末端至±5%稳定幅值处) (同e) j. 发送后的最小稳态幅值 视频信号与同步信号发射端与接收端的阻抗要求 1) 同步信号发送端为50欧姆的驱动阻抗,需要上拉最小2.2K电阻到+Vcc;接收端下拉最小电阻为2.2K,需要高阻态,小负载电容。 2) 模拟视频信号需要75欧姆阻抗匹配。 同步信号 VSIS(Video Signal Standard)标准中有对同步信号做出了相应规定: 1) 输出逻辑电平“高”最小2.4V,最大5.5V。 2) 输出逻辑电平“低”最小0.0V,最大0.5V。 3)上升沿/下降沿时间最大为最小像素时钟周期的80%。 4)上升/下降电压单调性范围0.5V~2.4V。 5)过冲电压/下冲电压最大值为高电平值的30%,且不允许在0.5V~2.4V范围内抖动。 6)同步信号的Jitter要求在全频域内(一般取100000个cycle),(最大单脉冲周期-最小单脉冲周期)/2的值要小于最小像素时钟周期的15%. DDC信号 DDC通道SCL/SDA,读取EDID信息。DDC是显示器与电脑主机进行通信的一个总线标准,其全称是:DISPLAY DATA CHNNEL(显示数据通道),DDC以+5V作为逻辑高电平,VESA制定的上拉电阻如下 主要的DDC总线标准类别 1) DDC1:最初的DDC标准,规定了数据传输格式,由VESA组织颁布。主机与显示设备单向通讯,以V-Sync为Clock,连续 向主机传输128 BYTE EDID 标准数据信息。 2) DDC2B:可以使主机读取显示器扩展显示信息的双向数据交换通道,只有主机向显示器发出需求信号,并得到显示器的响应后,显示器才送出EDID资料,支持PnP。 3) DDC2B+:允许主机和显示器进行双向代码交换,主机对显示器发布显示控制命令。 4) DDC2AB:允许主机对显示器进行遥控双向数据通道。通信带宽更大,甚至可以连接其他外设(比如游戏杆,鼠标)。 EDID: Extended Display Identification Data(扩展显示标识数据) 是一种VESA标准数据格式, EDID数据包含有关监视器及其性能的参数,包括供应商信息、最大图像大小、颜色设置、厂商预设置、频率范围的限制以及显示器名和序列号的字符串。 EDID 由128个字节组成 0-7:头信息,8个字节,由00 FF FF FF FF FF FF 00组成 8-9:厂商ID 10-11: 产品ID 12-15: 32-bit序列号 16-17: 制造日期 18-19: EDID 版本 20-24: 显示器的基本信息(电源,最大高度,宽度) 25-34: 显示器的颜色特征 35-37: 显示器的基本时序,定时,分辨率 38-53: 显示器的标准时序及定时 54-125: 显示器的详细时序及定时 126: 扩展标志位,EDID-1.3版本需要忽略,设置为0 127: 求和验证值 VGA的波形时序定义 VGA接口信号为模拟信号。其关键信号有5个 Horizontal Sync水平同步信号(行同步信号) 垂直同步信号Vertical Sync(也叫场同步信号) Red红色,Green绿色和Blue蓝色 电子枪从左至右,从上至下地进行扫描,每行结束时,用行同步信号进行同步;扫描完所有行后用场同步信号进行场同步。因电子枪偏转需要时间,所以扫完回转中,要对电子枪进行消隐控制:在每行结束后的回转过程中进行行消隐;在每场结束后的回转过程中进行场消隐。(消隐过程中不发送电子束) 实际测量波形 SCART接口是一种专用的音视频接口 欧洲强制要求用于卫星电视接收机、电视机、录像机及其它音视频设备上的互连互通接口,标准的SCART接口为21针连接器 。 视频信号传输方式 CVBS、RGB、Y/C。 传输信号有两种类型 Full Scart:包括CVBS IN、CVBS OUT、RGB、音频输入输出、FB、FS FB‐‐ FAST BLANKING (Pin‐16 输入信号是RGB 还是CVBS):0V‐0.4V:CVBS input,1V‐3V:RGB input FS‐‐ FUNCTION SEL (Pin‐8 输入信号状态及外观比例): 0V‐2V:TV MODE signal(此时从SCART 切换到本机的TV 画面),5V‐8V:16:9 AV MODE,9.5V‐12V:4:3 AV MODE。 Half Scart USB:Universal Serial Bus,通用串行总线 连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。 HDMI 的全称High Definition Multimedia Interface,即高清多媒体接口 这是一种数字化视频/音频接口技术,是适合影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影像信号,且无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。 完整的HDMI 系统 发送端(source),数据链路(link),接收端(sink),热插拔信号(HPD),控制信号(I2C,CEC)以及可选的ARC 通道。TV 上使用的是HDMI Type A 接口,19 针。 数据链路(link):VBY1 的数据链路采用交流耦合不一样,HDMI 的数据链路采用的是直接耦合的,差分阻抗需要控制在100Ω。一共包含3 组数据差分对以及一组时钟差分对,只能通过提高传输速率来提高传输的分辨率。 4 TMDS:最小化传输差分信号(TMDS:Transition Minimized Differential signal) :1 对时钟+3 对数据,TMDS 通道0 传输B 信号,同时H 信号和V 信号也嵌入该通道,TMDS 通道1 传输G 信号,TMDS 通道2 传输R 信号,R 和G 通道的多余位置用来传输音频信号, 热插拔信号(HPD):热插拔信号,即Hot Plug Detect Signal, HPD 用于指示发送端与接收端的链接。在发送端作为输入,需要使用下拉电阻确保HDMI 接口未接入时为低电平状态。在接收端则作为输出,当插入接收到5V 后会给HPD 输出高电平。 CEC 信号:Consumer Electronics Control,即消费电子控制通道, 通过这条通道可以控制HDMI CEC Network 上的设备之间相互交互和控制。 DDC I2C 信号:DDC 即Display Data Channel,显示数据通道,使用I2C 来读取相关的信息:例如分辨率,扫描频率以及音频所能支持的格式等。 ARC 信号:ARC 信号在HDMI1.4 的版本上开始使用,即Audio Return Channel,可用于外接音箱的使用。 HDMI 接口工作流程:Source 与Sink 通过link 连接后,Source 通过PIN18 提供5V 给Sink 使用,Sink识别5V 后把HPD 拉高,Source 端在无HDMI 连接的时候,HPD 表现为低电平,当识别到HPD 为高电平后,开始通过DDC_I2C 通道读取Sink 端的一些信息:比如分辨率以及音频所支持的格式等。最后开始传输音视频信号以及对应的控制信号。 RJ45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器 以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。 目前比较流行的传输速率分类 标准的以太网(10Mbit/s) :即最初的以太网版本,它只支持10Mbps的数据传输。 快速以太网(100Mbit/s) :也称百兆以太网,以100Mbps的速率进行数据传输,它和标准以太网有很多相似性,是的它能够很好的移植10M以太网已有的传输介质和电接口。 千兆以太网 :顾名思义,其最大传输速率可以达到1000Mbp,是一种新型高速局域网。 以太网PHY芯片在系统中应用如下:PHY主要负责从MAC层端口接收到数据,数据在PHY芯片中经过一系列的编码、解码和信号整形,最后通过电接口直接被送到传输介质上。同理,从物理介质上传过来的信号通过电接口被PHY芯片接收,通过时钟数据恢复最后将数据传送到MAC层。 Tuner 又称高频调谐器 电视机信号最前端的一个功能模块。它的主要作用是调谐所接收的电视信号,及对天线收到的电视信号进行选择、放大、变频。 电视平台上主流的tuner是硅tuner,硅tuner RF信号处理流程如下,RF信号先经过LNA(低噪声放大器)进行一次RF 信号放大,再经过本振和混频模块把高频RF信号变成低中频IF信号,然后经过选频电路模块得到所需的IF信号,最后再经过一下IF 信号放大器把IF信号放大送给后端Demod解调。 RF输入滤波:输入的为射频信号,但同时也会包含高频的/低频的一些干扰信号,为了去掉(衰减)这些干扰信号,我们使用带通滤波器来选择有用的信号,衰减干扰信号。 LNA:低噪声放大器,是噪声系数很低的放大器。一般中频前置放大器以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合,放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重,因此希望减小这种噪声。 CI卡: CI卡即数字电视智能卡 是一种能自动识别输入TS流中的加密内容并解密,然后把经过解密处理后的TS流送出来的一种集成模块。 CI卡信号流程 Demod 输出的TS 流,分别连接到了SOC 和CI 卡的TS 输入口,当没插入CI 卡的时候,TS 流直接从TS1 进入SOC 进行处理;当插入CI 卡时,软件识别到CI 卡后,就会把系统TS 输入口从TS1 切换到TS0,Demod 输出的TS 流从CI 卡的TS IN 输入到CI 卡,经过CI 卡处理后再从TS OUT 输出到SOC 的TS0 IN。 S/PDIF:SONY/PHILIPS Digital Interface Format 一种数字音频信号传输标准 传输(两种) (1)光纤 SPDIF 数字信号通过光纤发射模块转变为光信号,并通过光纤线送到外部数字设备的光信号输入口,后者再把光信号转变成电的信号去作进一步的处理。 (2)同轴 数字同轴接口采用特性阻抗为75Ω的同轴电缆为传输媒介, 常用的同轴接口有RCA 和BNC,TV上常见的是RCA 插头作同轴输出,颜色通常为橙色或黑色。