近年來，隨著3D電視市場的高速發(fā)展，作為3D電視配套關(guān)鍵器件之一的3D快門眼鏡也呈高速發(fā)展態(tài)勢。實現(xiàn)3D眼鏡與3D電視的準(zhǔn)確、穩(wěn)定、高效同步不僅成為該類產(chǎn)品的核心技術(shù)之一，還成為影響該類產(chǎn)品3D效果的關(guān)鍵因數(shù)之一。

    快門3D眼鏡的工作原理：3D電視的每一幀3D圖像均包含左、右兩幅不同角度拍攝的畫面，左、右兩幅畫面切換的同步信號通過紅外線、射頻或者藍牙的方式傳輸出去。3D眼鏡接收到電視端的同步信號后，同步切換左、右眼LCD的開通和關(guān)斷時間，使左畫面通過3D眼鏡的左鏡片，右畫面通過3D眼鏡的右鏡片。左、右畫面按照一定頻率（一般為60 Hz或者50 Hz）快速切換，觀眾便看到了立體影像。
    鎖相環(huán)（PLL）是一種常用的信號處理方法，廣泛應(yīng)用于時間同步、頻率合成等領(lǐng)域[1]。鎖相環(huán)分為模擬鎖相環(huán)、數(shù)字鎖相環(huán)和軟件鎖相環(huán)[1]。本文結(jié)合3D快門眼鏡產(chǎn)品的特點，僅從軟件鎖相環(huán)的角度，建立數(shù)字化可實現(xiàn)模型，詳述具體的實施過程，并分析關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)選擇方法。本方法基于鎖相環(huán)（PLL）的基本原理，易于實現(xiàn)，具有很好的信號捕獲和跟蹤性能，實現(xiàn)了3D眼鏡與3D電視的準(zhǔn)確、穩(wěn)定、高效同步，在快門3D眼鏡產(chǎn)品中已得到了成功應(yīng)用。
1 軟件鎖相環(huán)原理
1.1 鎖相環(huán)工作原理
    鎖相環(huán)是一個相位反饋自動控制系統(tǒng)，由鑒相器(PD)、環(huán)路濾波器（LPF）、壓控振蕩器（VCO）3個部件組成，如圖1所示[1-3]。

    鎖相環(huán)路有多種形式，圖1是鎖相環(huán)的一種基本環(huán)路，其他環(huán)路形式（包括各類軟件鎖相環(huán)）均由基本環(huán)路變化而來。
    鎖相環(huán)工作原理：當(dāng)有頻率為fi的Vi（t）輸入時，輸入信號Vi（t）和輸出信號Vo（t）同時加到鑒相器進行鑒相；如果二者的頻率和相位相差不大，則鑒相器輸出一個與二者相位差成正比的誤差電壓Vd（t），再經(jīng)過環(huán)路濾波器濾去Vd（t）中的高頻成分，輸出一個直流控制電壓Vc；Vc將使壓控振蕩器的頻率fv和相位發(fā)生變化，向輸入信號頻率fi靠攏，最后使輸出信號頻率fv和輸入信號頻率fi相等，即fv=fi且兩者相位差保持固定，這時的環(huán)路狀態(tài)稱為環(huán)路鎖定狀態(tài)。
    需要指出的是，環(huán)路鎖定是針對輸入信號頻率和相位都不變而言的，如果環(huán)路輸入信號的頻率和相位不斷變化，那么環(huán)路也能使壓控振蕩器的頻率和相位不斷地跟蹤輸入信號的頻率和相位變化，這時的環(huán)路狀態(tài)稱為環(huán)路跟蹤狀態(tài)。
1.2 軟件鎖相環(huán)工作原理
    軟件鎖相環(huán)與硬件鎖相環(huán)的工作原理是一致的，實現(xiàn)方法卻靈活多樣。針對被跟蹤信號的不同特點，設(shè)計不同的軟件算法，可以更加高效地提高信號跟蹤精度。
    在快門3D眼鏡軟件系統(tǒng)的設(shè)計過程中，根據(jù)不同協(xié)議下的3D電視同步信號特點，使用軟件鎖相環(huán)來捕獲并跟蹤3D電視紅外同步信號，可以更加高效地實現(xiàn)快門眼鏡左、右眼鏡片導(dǎo)通起始相位分別與3D電視左幀、右?guī)嬅媲袚Q起始相位的準(zhǔn)確同步。
    本文介紹的基于紅外傳輸?shù)目扉T3D眼鏡的軟件鎖相環(huán)系統(tǒng)由相位跟隨、相差反饋、相位調(diào)整3個核心部件構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

    相位跟隨模塊首先需要識別同步信號，然后通過持續(xù)累加一定數(shù)量的有效同步周期跟隨同步信號，對一定數(shù)量的有效同步周期進行累加后求平均就可以獲得一個相位和周期都非常近似于標(biāo)準(zhǔn)同步周期的開通周期。
    相位反饋模塊將開通周期與3D眼鏡標(biāo)準(zhǔn)同步周期(一般為8.33 ms或10 ms)做對比，計算出開通周期誤差，并將誤差值反饋到相位跟隨模塊，相位跟隨模塊按照上次開通周期誤差對本次開通周期進行相位補償。
    相位調(diào)整模塊計算本次同步信號的開通周期，并將計算出的開通周期誤差補償?shù)奖敬伍_通周期上，使眼鏡導(dǎo)通相位實時動態(tài)逼近電視同步信號。
    實際上，由于3D電視同步信號在傳輸過程中會受到紅外光干擾，導(dǎo)致同步信號局部失真，甚至在3D電視信號發(fā)射端自身就存在一定的相位抖動誤差，也就是說該軟件鎖相環(huán)的環(huán)路輸入信號的頻率和相位是在不斷變化的，所以本軟件鎖相環(huán)就是不斷地跟隨3D電視的同步信號并不斷調(diào)整眼鏡導(dǎo)通相位，使眼鏡導(dǎo)通相位實時動態(tài)逼近電視同步信號，同時達到紅外抗干擾的目的，也就是說該軟件鎖相環(huán)一直處于環(huán)路跟蹤狀態(tài)。

    試驗結(jié)果表明，在快門3D眼鏡產(chǎn)品中，本軟件鎖相環(huán)在動態(tài)跟隨3D電視同步信號相位的過程中，達到了很好的信號跟隨、相位同步和紅外抗干擾的目的。在佩戴3D眼鏡觀看3D電視的過程中，3D效果明顯。
    鎖相環(huán)不僅能分別使輸出信號頻率和相位與輸入信號頻率和相位嚴(yán)格同步，而且還具有信號、頻率跟蹤特性，所以它在電子技術(shù)的各個領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用[4]。軟件鎖相環(huán)擺脫了模擬鎖相環(huán)和數(shù)字鎖相環(huán)中復(fù)雜的硬件電路設(shè)計和電子元器件的非線性對跟蹤精度的影響，具有結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)設(shè)計靈活等優(yōu)點[2]。利用軟件方式實現(xiàn)信號處理，使軟件鎖相環(huán)比硬件鎖相環(huán)具有更好的靈活性和通用性。
參考文獻
[1] 柳慧超，明軍.一種軟件鎖相環(huán)的實現(xiàn)方法[J].電子技術(shù)研發(fā)，2011，38(6)：10-12.
[2] 屈強，劉東華，楊君，等.軟件鎖相環(huán)的設(shè)計與應(yīng)用[J].遙測遙控，2007，28(1)：10-14.
[3] 劉翔，張愛玲.一種基于TMS320F2812的軟件鎖相環(huán)實現(xiàn)方法[J].電力電子技術(shù)，2010，44(8)：60-61.
[4] 龔錦霞，解大，張延遲.三相數(shù)字鎖相環(huán)的原理及應(yīng)用[J].電工技術(shù)學(xué)報，2009，24(10)：94-99