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用低速A/D变换器取样高速图像的技术

发布时间:2007/8/23 0:00:00 访问次数:639

需要高速A/D变换器的一个明显领域是PC图像数字代。虽然一般TV图像具有相当低带宽,并且可以在13.5MHz取样合成YUV信号或在子载波频纺的倍数(4×)取样PAL或NTSC复合视频,但PC图像数字化需要更高速率。惯用的CRT监视器接收模拟信号,但LCD监视器提供像素显示并且为了产生满屏图像需要由与平板显示相同分辨率的数字信号驱动,虽然直载了当的方案是采用相同或比最大像素率高的时钟率的A/D变换器,但本文给出采用较低速度变换器的两种方法。

取样率

表1列出VESA所规定的一些显示格式的速率。例如,虽然XGA标准高达94.5MHz,但大多数显示板可处理屏刷新率只有75Hz,所以在XGA分辨率限制到78.5MHz像素率。

表1 流行的PC图像格式

  刷新率(Hz) 像素率(MHz)
SVGA(800×600) 72 50.000
75 49.500
85 56.250
XGA(1024×768) 70 75.000
75 78.750
85 94.500
SXGA(1280×1024) 60 108.000
75 135.000
85 157.500

在这种情况下,配置PC图像适配器产生85Hz输出时感觉必须用LCD监视器模拟输入接口上的帧率变换电路来降低速率。系统设计为员不用花费额外线财在模拟前端上使能85Hz输入,因为它不是推荐的工作模式。

假定用80MHz变换器处理95MHz输入信号。其性/价比比采用更昂贵的95MHz ADC合算。为了帮助理解如何设计一个系统能接受高速输入,本文将以典型的LCD监视器模拟前端的结构加以说明。

模拟前端结构

模拟前端包括:PGA(可编程增益放大器),用于三彩色组分(R,G,B)的A/D变换器,从线速率产生像素时钟的PLL、产生LCD板定时控制信号(称之为"显示定时产生器")的功能单元,框图示于图1。为保证低分辨率图像(即在XGA板上的VGA)的全屏显示,图像需要放大。通常用图像处理器ASIC执行所需的实时图像定标。二维定标至少要有一个行存储器和完全外部帧缓冲器用于存储数据。假若在系统中有帧速率变换(例如85Hz~75Hz刷新率),则也需要一个完全帧缓冲器。这种帧缓冲器为数据采集功能提供很好的灵活性。存储器消除显示像素频率与模拟前(数据变换器)像素频率间的相互影响。

需要高速A/D变换器的一个明显领域是PC图像数字代。虽然一般TV图像具有相当低带宽,并且可以在13.5MHz取样合成YUV信号或在子载波频纺的倍数(4×)取样PAL或NTSC复合视频,但PC图像数字化需要更高速率。惯用的CRT监视器接收模拟信号,但LCD监视器提供像素显示并且为了产生满屏图像需要由与平板显示相同分辨率的数字信号驱动,虽然直载了当的方案是采用相同或比最大像素率高的时钟率的A/D变换器,但本文给出采用较低速度变换器的两种方法。

取样率

表1列出VESA所规定的一些显示格式的速率。例如,虽然XGA标准高达94.5MHz,但大多数显示板可处理屏刷新率只有75Hz,所以在XGA分辨率限制到78.5MHz像素率。

表1 流行的PC图像格式

  刷新率(Hz) 像素率(MHz)
SVGA(800×600) 72 50.000
75 49.500
85 56.250
XGA(1024×768) 70 75.000
75 78.750
85 94.500
SXGA(1280×1024) 60 108.000
75 135.000
85 157.500

在这种情况下,配置PC图像适配器产生85Hz输出时感觉必须用LCD监视器模拟输入接口上的帧率变换电路来降低速率。系统设计为员不用花费额外线财在模拟前端上使能85Hz输入,因为它不是推荐的工作模式。

假定用80MHz变换器处理95MHz输入信号。其性/价比比采用更昂贵的95MHz ADC合算。为了帮助理解如何设计一个系统能接受高速输入,本文将以典型的LCD监视器模拟前端的结构加以说明。

模拟前端结构

模拟前端包括:PGA(可编程增益放大器),用于三彩色组分(R,G,B)的A/D变换器,从线速率产生像素时钟的PLL、产生LCD板定时控制信号(称之为"显示定时产生器")的功能单元,框图示于图1。为保证低分辨率图像(即在XGA板上的VGA)的全屏显示,图像需要放大。通常用图像处理器ASIC执行所需的实时图像定标。二维定标至少要有一个行存储器和完全外部帧缓冲器用于存储数据。假若在系统中有帧速率变换(例如85Hz~75Hz刷新率),则也需要一个完全帧缓冲器。这种帧缓冲器为数据采集功能提供很好的灵活性。存储器消除显示像素频率与模拟前(数据变换器)像素频率间的相互影响。

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