隨著多媒體視頻技術(shù)的發(fā)展，教育、商務(wù)演示、游戲娛樂、視頻監(jiān)控、機載視頻顯示等領(lǐng)域均要求將PC輸出的VGA視頻信號轉(zhuǎn)化成適合普通電視標準的電視信號。目前，VGA視頻大多采用逐行掃描技術(shù)，而模擬電視信號則采用隔行掃描技術(shù)，且各自的行頻和場頻不同。因此，設(shè)計專門的VGA／TV視頻轉(zhuǎn)換器顯得非常必要和迫切。VGA／TV視頻轉(zhuǎn)換器的基本原理是通過幀存儲器用一種制式的時序?qū)憥?，而用另一種制式的時序讀幀存，并用增減行場的方法調(diào)整掃描頻率，直至形成標準的電視信號格式。
我國許多飛機使用類似彩色電視的PAL制顯示器。在顯示圖形分辨率要求不苛刻的情況下，完全可以利用這些現(xiàn)有設(shè)備作為機載計算機的顯示終端。但一般計算機的顯示接口并不直接支持PAL制式，需要在VGA接口和PAL制式之間進行適當?shù)霓D(zhuǎn)換。為實現(xiàn)顯示控制器VGA信號到模擬TV視頻信號的轉(zhuǎn)換，兼容多功能顯示器的模擬視頻的顯示方式，筆者設(shè)計了一種基于VXl937的VGA／TV視頻轉(zhuǎn)換器。該視頻轉(zhuǎn)換器將通用VGA信號轉(zhuǎn)換為廣播質(zhì)量級的PAL制視頻信號，無需軟件支持，運行可靠，操作簡單，通過按鍵就可以調(diào)整色度、對比度等。
1 VXl937簡介
圖1為VXl937內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，圖中所示為采用VXl937視頻轉(zhuǎn)換器處理標準VGA的模擬R、G、B信號，并將其轉(zhuǎn)換成NTSC或PAL制式的視頻信號。VXl937能夠?qū)?40×480(85Hz)、800×600(75 Hz)、1 024×768(60Hz)的真彩色逐行圖像轉(zhuǎn)換成NTSC或PAL制式的視頻信號。所有視頻信號均以數(shù)字方式處理。其內(nèi)部集成了4個10位D／A轉(zhuǎn)換器。VXl937的4個輸出引腳組合能同時輸出復合視頻和S-vide0(亮度與色度分離)信號，可通過硬件開關(guān)選擇輸出復合視頻、S-video(亮度與色度分離)、RGB或YUV共4種制式。VXl937有內(nèi)建的OSD(0nScreen Display)功能，由硬件直接控制，銳度、亮度、對比度、飽和度、色度可由按鍵調(diào)節(jié)。
VGA／TV視頻轉(zhuǎn)換器主要由電源電路、視頻轉(zhuǎn)換電路和視頻轉(zhuǎn)換控制電路組成，其硬件系統(tǒng)框圖如圖2所示。機載顯示器輸出的VGA信號輸入到VXl937內(nèi)。VXl937根據(jù)輸入VGA信號的刷新頻率對一幀VGA逐行掃描視頻信號進行A／D采樣，并經(jīng)過緩沖、箝位，緩存在外部的SDRAM中經(jīng)奇偶場重組和場內(nèi)的數(shù)據(jù)插值處理后，在輸出端經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號。
VGA信號輸入可通過3個8 bit A／D轉(zhuǎn)換器對R、G、B信號的每一個通道以27 MHz的采樣率進行A／D轉(zhuǎn)換。HSYNC和VSYNC由施密特觸發(fā)器緩沖。A／D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換參考電壓可以自己設(shè)定。所設(shè)計的RGB信號電平范圍是0～0．85 V，給定的外部參考電壓VK不能低于RGB信號電平的最大值。數(shù)字視頻處理是利用YUV色彩分量來進行的，因此，利用VXl937中的RGB-YUV矩陣將輸入的RGB信號轉(zhuǎn)換為4：2：2格式的YUV分量信號。其中，YUV每個分量輸出長度為8 bit。
2．2 數(shù)字視頻編碼
VXl937的核心是編碼器部分，主要用于從外部存儲設(shè)備中讀入4：2：2格式的YUV數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，然后進行編碼處理。由于輸入的信號分為亮度和色度2種信號分量，色度信號通過復合數(shù)字副載波調(diào)制，所以可將亮度和色度信號分別插值為像素速率的2倍，并通過2個10 bit D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬合成視頻信號，再通過第3個通道的10 bit轉(zhuǎn)換器輸出，必須注意調(diào)整VXl937格式控制腳，選擇不同的時鐘參數(shù)，將視頻轉(zhuǎn)換器的輸出設(shè)置為機載多功能顯示器兼容的PAL制式標準電視信號輸出。
2．3 硬件控制部分
VXl937上電后會有一個缺省的顯示模式。當按下OSD菜單按鍵時，就會出現(xiàn)如圖3所示的畫面。這表示OSD硬件控制功能已使能，用紅色字體表示那一項被選中(圖3中第2項)。可以通過按鍵進行水平和垂直偏移、亮度、對比度、色彩度、飽和度、銳度等功能的調(diào)節(jié)。其他功能如畫面凍結(jié)、畫面放大、畫面縮小、TV模式、輸出模式和省電模式可通過特定的管腳控制。
在設(shè)計過程中，考慮到設(shè)備對外部的適應性，主要采取以下措施：1)機殼采用金屬鋁件，機殼的金屬部分良好接地，具有防止電磁干擾的作用。2)為了保證各組件地線的接線端之間能長期、可靠連接，采用鍍錫的銅接線片，同時，將接線片用螺釘固定在機座上，保證長期接地良好，并對整個組件進行防潮處理。3)按鍵面板通過銅質(zhì)導線與機殼良好接觸，防止外界電磁波干擾設(shè)備的正常工作。4)在電源輸出端并接高、低頻濾波電容器，避免電源高、低頻噪聲對元器件的影響。在PCB設(shè)計中還需要注意：數(shù)字地與模擬地分離，應采用EMI濾波裝置以減少VDDA的電源噪聲；LPF到VXl937的整體電路引腳長度應小于0．5英寸；VDDA和VSSA端應接O．1μF的旁路電容以減少噪音。
4 結(jié)束語
該VGA／TV轉(zhuǎn)換器用于對采用逐行掃描方式微機輸出的視頻信號進行轉(zhuǎn)換，可以得到廣播電視級的PAL制式電視視頻信號。實驗中獲得了效果很好的PAL制式標準電視視頻信號，具有較高的應用價值。