一種差分數字視頻轉pal制式視頻的視頻轉換電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，包括與電源模塊連接的差分轉單端模塊、驅動模塊、隔離模塊、FPGA和視頻輸出模塊，所述差分轉單端模塊的輸出端與驅動模塊的輸入端連接，驅動模塊的輸出端與隔離模塊的輸入端相連，隔離模塊的輸出端與FPGA的輸入端連接，FPGA的輸出端與視頻輸出模塊的輸入端連接；本電路用于線陣紅外熱像儀成像顯示，采用差分轉單端芯片與FPGA軟硬件技術，將紅外熱像儀輸出的差分數字視頻信號轉換為標準PAL制的模擬視頻信號，以便于視頻顯示，應用本電路可使熱像儀的圖像在遠距離傳輸后在普通顯示器上顯示，無需專用的采集顯示系統。
【專利說明】
一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及紅外熱像儀成像技術，具體涉及一種將線陣紅外熱像儀輸出的差分數字視頻信號轉換為PAL制信號的視頻轉換電路。
【背景技術】
[0002]線陣紅外熱像儀是一種是用光電設備來檢測和測量輻射的儀器，是利用紅外探測器和光學成像物鏡接受到被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外光譜圖像。通過查看紅外圖像，可以觀察到被測物體的不同溫度。隨著光電技術的發展，線陣紅外熱像儀越來越廣泛用于公安、消防、軍事、醫學、電力工業等領域。
[0003]由于模擬信號無法進行遠距離的傳輸，線陣紅外熱像儀采用數字信號的圖像輸出方式，通過RS-422差分信號的方式進行圖像數據的遠距離傳輸，以確保傳輸的穩定性、可靠性。紅外探測器可探測的動態范圍與探測靈敏度較高，線陣紅外熱像儀的成像系統在數字化時使用12位數據來量化一個像素，較普通8位圖像相比，它具有更高的動態范圍和豐富的場景信息。普通的顯示設備由于無法直接使用差分視頻信號，且只支持顯示VGA、PAL等視頻格式，只能顯示8位圖像數據，12位紅外圖像無法直接顯示在普通顯示器上。因此，為了顯示線陣紅外熱像儀視頻圖像，往往需要搭建專門的圖像采集顯示系統，給紅外熱像儀的使用帶來了不便。
【實用新型內容】
[0004]為了克服現有線陣紅外熱像儀的圖像信號需要遠距離傳輸時，其信號格式無法在普通顯示器顯示的局限性，本實用新型的目的是提供一種低功耗、低成本、高穩定、易實現的差分數字視頻轉換為PAL格式視頻的電路。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，包括電源模塊，用于將外接電源轉換為各個模塊電路工作所需電源；差分轉單端模塊，用于將傳輸的RS-422視頻差分信號轉換為單端信號，便于后續電路處理；驅動模塊，對輸入信號進行放大，以滿足電路要求;隔離模塊，防止電路間的連接而引起干擾;FPGA，對輸入的圖像數據進行圖像處理，并產生PAL視頻格式的同步信號，與處理后的圖像數據同步輸出；視頻輸出模塊，在PAL制對應的驅動信號驅動下，輸出相應的PAL制的模擬視頻;所述的差分轉單端模塊、驅動模塊、隔離模塊、FPGA和視頻輸出模塊均與電源模塊連接，所述差分轉單端模塊的輸出端與驅動模塊的輸入端連接，驅動模塊的輸出端與隔離模塊的輸入端相連，隔離模塊的輸出端與FPGA的輸入端連接，FPGA的輸出端與視頻輸出模塊的輸入端連接。
[0006]所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其電源模塊將外接電壓轉換為1.2V、3.3V和5V。
[0007]所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其差分轉單端模塊使用具有12路信號通道的高速CMOS芯片。
[0008]所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其驅動模塊使用CMOS驅動芯片。
[0009]所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其隔離模塊使用光耦隔咼芯片。
[0010]所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其FPGA將進入的12位數字視頻圖像壓縮為8位數并以固定時鐘頻率輸出。
[0011]所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其視頻輸出模塊使用三通道8位視頻D/A轉換芯片。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]1.使用FPGA做圖像處理，采用并行處理與流水線操作的方式，圖像處理速度快，不會對視頻顯示造成明顯延時。
[0014]2.電路各個模塊使用的都是低功耗的元器件，因此電路整體也具有功耗低的特點。
[0015]3.各模塊電路構造簡單，易于實現，相比于專用的視頻采集顯示系統，開發成本大大減少。
[0016]4.電路加入了光耦隔離技術，能避免電路上的連接而產生的干擾，增強了電路的穩定性。
[0017]5.電路輸出的視頻格式為PAL制，符合國家電視廣播技術規范，在一般顯示設備上都能進行視頻顯示。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型原理框圖；
[0019]圖2為本實用新型1.2V電源模塊的電路原理圖；
[0020]圖3為本實用新型3.3V電源模塊的電路原理圖；
[0021 ]圖4為本實用新型5V電源模塊的電路原理圖；
[0022]圖5為本實用新型差分轉單端模塊的電路原理圖；
[0023]圖6為本實用新型驅動模塊的電路原理圖；
[0024]圖7為本實用新型隔離模塊電路的原理圖；
[0025]圖8為本實用新型視頻輸出模塊的電路原理圖。
[0026]各附圖標記為:I一電源模塊，2—差分轉單端模塊，3—驅動模塊，4一隔尚模塊，5—FPGA，6—視頻輸出模塊。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0028]參照圖1所示，本實用新型公開了一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，包括差分轉單端模塊2、驅動模塊3、隔離模塊4、FPGA 5和視頻輸出模塊6，所述的差分轉單端模塊2、驅動模塊3、隔離模塊4、FPGA 5和視頻輸出模塊6均與電源模塊I連接，所述差分轉單端模塊2的輸出端與驅動模塊3的輸入端連接，驅動模塊3的輸出端與隔離模塊4的輸入端相連，隔離模塊4的輸出端與FPGA 5的輸入端連接，FPGA 5的輸出端與視頻輸出模塊6的輸入端連接。
[0029]電源模塊I用于將外接電源轉換為各個模塊電路工作所需電源，1.2V電源模塊的電路原理圖如圖2所示，3.3V電源模塊的電路原理圖如圖3所示，5V電源模塊的電路原理圖如圖4所示。電源模塊I給差分轉單端模塊2提供5V電壓，給驅動模塊3提供5V電壓，給隔離模塊4提供3.3V、5V電壓，給FPGA 5提供1.2V，3.3V電壓，給視頻輸出模塊6提供3.3V、5V電壓。
[0030]差分轉單端模塊2用于將傳輸的RS-422視頻差分信號轉換為單端信號，便于后續電路處理，電路原理圖如圖5所示。使用低功耗(240mff)的高速CMOS差分轉單端功能的芯片，該芯片擁有12路信號通道，能同時處理12路信號，輸出端能同時兼容TTL、CM0S電平，將經過本模塊的RS-422差分信號還原為單路CMOS信號，輸出進入驅動模塊3，差分數字視頻信號來自紅外熱像儀的圖像輸出，其中包含3位的同步信號、時鐘和12位的圖像數據，經差分輸出后共30位信號輸入至本實用新型電路。本實用新型電路采用多個多路差分信號轉單端信號芯片對輸入的差分信號進行轉換，將差分信號還原為15位單路信號輸出至驅動模塊。
[0031]驅動模塊3對輸入信號進行放大，以滿足電路要求，電路原理圖如圖6所示，使用5V電壓供電的CMOS驅動芯片，能兼容CMOS與TTL電平，將輸入的單端信號放大至5V的CMOS信號，輸出至隔離模塊，驅動模塊3采用多個兩路驅動芯片，將輸入信號幅值提升至5V后輸出，以滿足后續電路對輸入信號幅值的要求。
[0032]隔離模塊4防止電路間的連接而引起干擾，電路原理圖如圖7所示，使用光耦隔離芯片，將輸入的5V信號與輸出的3.3V信號間相互隔離，信號輸出至FPGA。隔離模塊4采用多個4路光親隔離芯片，輸入端與驅動芯片直連，輸出端與FPGA的信號輸入管腳直連。
[0033]FPGA 5對輸入的圖像數據進行圖像處理，并產生PAL視頻格式的同步信號，與處理后的圖像數據同步輸出，FPGA 5使用1.2V和3.3V電壓兩種電壓，將進入FPGA的12位數字視頻圖像經過圖像處理，壓縮為8位數據信號，FPGA內部根據“PAL-D制電視廣播技術規范”(GB3174-1995)產生滿足PAL制格式的同步信號、消隱信號，FPGA內部將同步信號、消隱信號、8位數據信號嚴格按照GB3174-1995規范中時序，以固定時鐘頻率輸出。時鐘信號、同步信號、12位圖像數據輸入FPGA，在其內部進行圖像壓縮，將12位圖像壓縮為8位圖像，FPGA內部產生驅動信號，其中包含時鐘、同步信號、消隱信號，3種信號時序按照PAL制視頻信號格式輸出。FPGA輸出的時鐘信號、同步信號、消隱信號、8位圖像數據管腳直接與視頻D/A芯片相應管腳連接。
[0034]視頻輸出模塊6完成數字視頻到模擬視頻的轉換，在PAL制對應的驅動信號驅動下，輸出相應的PAL制的模擬視頻，圖8為視頻輸出模塊6的D/A芯片電路原理圖，所述的視頻輸出模塊6使用3.3V和5V電壓，采用三通道8位80Msps高速視頻D/A轉換芯片，在輸入的同步信號驅動下，輸出端連接75 Ω同軸電纜，該芯片驅動將輸出PAL制標準視頻電壓，視頻輸出模塊核心為視頻D/A芯片，該芯片接收FPGA輸出的PAL格式的同步信號、消隱信號與圖像數據，在時鐘驅動下將產生PAL格式的模擬視頻圖像，視頻D/A芯片的輸出管腳可直接經過同軸電纜，連接至顯示器的PAL圖像端口。
[0035]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，以及部分運用的實施例，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其特征在于:包括 電源模塊(I )，用于將外接電源轉換為各個模塊電路工作所需電源； 差分轉單端模塊(2)，用于將傳輸的RS-422視頻差分信號轉換為單端信號，便于后續電路處理； 驅動模塊(3)，對輸入信號進行放大，以滿足電路要求； 隔離模塊(4)，防止電路間的連接而引起干擾； FPGA(5)，對輸入的圖像數據進行圖像處理，并產生PAL視頻格式的同步信號，與處理后的圖像數據同步輸出； 視頻輸出模塊(6)，輸出相應的PAL制的模擬視頻； 所述的差分轉單端模塊(2 )、驅動模塊(3 )、隔離模塊(4 ) ,FPGAC 5 )和視頻輸出模塊(6 )均與電源模塊(I)連接，所述差分轉單端模塊(2)的輸出端與驅動模塊(3)的輸入端連接，驅動模塊(3)的輸出端與隔離模塊(4)的輸入端相連，隔離模塊(4)的輸出端與FPGA(5)的輸入端連接，FPGAC 5 )的輸出端與視頻輸出模塊(6 )的輸入端連接。2.根據權利要求1所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其特征在于，所述的電源模塊(I)將外接電壓轉換為1.2V、3.3V和5V。3.根據權利要求1所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其特征在于，所述的差分轉單端模塊(2)使用具有12路信號通道的高速CMOS芯片。4.根據權利要求1所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其特征在于，所述的驅動模塊(3)使用CMOS驅動芯片。5.根據權利要求1所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其特征在于，所述的隔離模塊(4)使用光耦隔離芯片。6.根據權利要求1所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其特征在于，所述的FPGA(5)將進入的12位數字視頻圖像壓縮為8位數并以固定時鐘頻率輸出。7.根據權利要求1所述的一種差分數字視頻轉PAL制式視頻的視頻轉換電路，其特征在于，所述的視頻輸出模塊(6)使用三通道8位視頻D/A轉換芯片。
【文檔編號】H04N7/18GK205510281SQ201620174888
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月8日
【發明人】朱祥路, 丁捷, 郭良賢, 黃瑜侃, 唐培
【申請人】湖北久之洋紅外系統股份有限公司