多路视频信号和音频信号的传输系统及其控制方法与流程

本发明涉及一种多路视频信号和音频信号的传输系统及其控制方法，属于网络及数据通信领域。

背景技术：

在多媒体应用系统中，往往需要把dvi视频信号、vga模拟视频信号等音、视频信号进行远距离传输，使用远程光纤传输技术解决了使用普通的电缆长距离传输时，会出现信号差、易受干扰、图像拖尾等现象，不能满足多媒体信息发布等场合长距离传输等问题，以及提高国内高质量的数字视频光纤传输技术具有重大的理论意义和现实意义。

近年来，国内外科学技术的迅猛发展，数字信号的采集和光纤传输技术在很多领域都得到了广泛的推广和应用，如在军事上的目标追踪系统和非军事上的交通领域和建筑大厦中的监控系统中等，光纤凭借其宽频带，低衰减，较强的抗干扰能力等优点，使得在数字视频信号传输过程中数据量大的问题得到了很好的解决，因此，光纤传输技术被广泛的应用于数字视频的传输系统中。因此，设计一种多路视频信号和音频信号的传输系统及其控制方法，显得很有意义。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，从而提供一种多路视频信号和音频信号的传输系统及其控制方法，进一步提高系统的功能，提高工作稳定性，增强实时传输效果。

本发明的技术解决方案是：一种多路视频信号和音频信号的传输系统，包括传输模块、光纤和接收模块，传输模块包括各路摄像头、各路麦克风，a/d转换电路、系统主控核心fpga、并串转换器和光收发器，所述各路摄像头和各路麦克风均通过a/d转换电路与系统主控核心fpga的输入端相连接，所述系统主控核心fpga的输出端并串转换器的输入端相连接，并串转换器的输出端与光收发器相连接，所述光收发器和光纤其中一端连接；所述接收模块包括各路vga、各路麦克风，d/a转换电路、系统主控核心fpga、串并联转换器和光收发器，所述各路vga和各路麦克风均通过d/a转换电路与系统主控核心fpga的输出端相连接，所述系统主控核心fpga的输入端串并转换器的输出端相连接，所述并串转换器的输入端和光收发器相连接，所述光收发器和光纤另一端相连接。

进一步地，上述多路视频信号和音频信号的传输系统，其中：所述各路摄像头和a/d转换电路之间，各路vga和d/a转换电路之间设有调整电路，所述调整电路包括视频放大电路、钳位电路和滤波电路。

进一步地，上述多路视频信号和音频信号的传输系统，其中：所述滤波电路包括电阻r6、电阻r7、电感l1、电感l2、电感l3、电容c7、电容c8、电容c9和电容c10，电阻r6、电感l1、电感l2、电感l3依次串联于电路输入口和输出口之间，电容c7一端连接于电阻r6和电感l1之间，电容c8一端连接于电感l1和电感l2之间，电容c9一端连接于电感l2和电感l3之间，电容c10一端连接于电感l3和电感l输出口之间，电容c7、电容c8、电容c9和电容c1的另一端接地，电阻r7一端与输出口相连接，另一端接地。

进一步地，上述多路视频信号和音频信号的传输系统，其中：所述视频信号的a/d转换电路采用模数转换芯片adc9280芯片及其外围电路实现；所述视频d/a转换电路采用da9708芯片及其外围电路实现。

所述音频信号的a/d电路采用cs5340芯片及其外围电路实现；所述音频信号的d/a转换采用cs4344芯片及其外围电路实现

本法明还公开了一种多路视频信号和音频信号的传输系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）在发送端，将各路摄像机采集到的模拟视频信号经过调整电路和a/d转换成数字信号，同时，将各路麦克风采集到的音频信号经过放大、滤波、a/d转换为数字信号；（2）在采样时钟的控制下，将数字视频和音频信号送入系统主控核心fpga进行时分复用；（3）将复用的信号送入并串转换芯片进行并串转换，串接后的信号经光收发器发送到光纤上；（4）在接收端，光收发器将光纤中送来的光信号转换成电信号，通过串并转换器进行串并转换；（5）将转换的并行信号经系统主控核心fpga转换成各路视频和各路路音频；（6）把数字音、视频信号进行d/a转换，经调整电路将数字音、视频信号又变成原来的模拟音、视频信号。

本发明突出的技术效果主要体现在：本发明可将多路音、视频信号通过光纤传输，传输过程中信号失真小，工作稳定可靠，实时传输效果好，进一步提高系统的功能，可广泛应用于营业大厅监控、仓库监控、自动提款机及自助银行监控等，应用范围光，能更好的满足实际需要。

附图说明

图1是本发明多路视频信号和音频信号的传输系统示意图；

图2是滤波电路示意图。

具体实施方式

以下通过附图结合具体实施方式，对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明多路视频信号和音频信号的传输系统包括传输模块、光纤和接收模块，传输模块包括各路摄像头、各路麦克风，a/d转换电路、系统主控核心fpga、并串转换器和光收发器，所述各路摄像头和各路麦克风均通过a/d转换电路与系统主控核心fpga的输入端相连接，所述系统主控核心fpga的输出端并串转换器的输入端相连接，并串转换器的输出端与光收发器相连接，所述光收发器和光纤其中一端连接；所述接收模块包括各路vga、各路麦克风，d/a转换电路、系统主控核心fpga、串并联转换器和光收发器，所述各路vga和各路麦克风均通过d/a转换电路与系统主控核心fpga的输出端相连接，所述系统主控核心fpga的输入端串并转换器的输出端相连接，所述并串转换器的输入端和光收发器相连接，所述光收发器和光纤另一端相连接。

所述各路摄像头和a/d转换电路之间，各路vga和d/a转换电路之间设有调整电路，调整电路包括视频放大电路、钳位电路和滤波电路，在a/d转换前放大输入的模拟视频信号使其电压幅值满足模数转换器的电压输入范围以提高模数转换精度。

放大电路通过el5166及其相关外围电路实现，具体外围电路可参照el5166的芯片手册，属于现有技术，这里不再赘述。视频信号中除了包含图像信号之外还包括了行同步信号、行消隐信号、场同步信号、场消隐信号以及槽脉冲信号、前均衡脉冲、后均衡脉冲等。因此，若要对视频信号进行采集就必须准确地把握各种信号间的逻辑关系。具体钳位电路通过lm1881芯片及其外围电路实现，lm1881芯片是美国国家半导体公司生产的针对电视信号的视频同步分离芯片它是行场同步信号分离的专用集成电路可以提取复合视频的行同步场同步时钟信息。

中国电视的相关标准规定视频信号的频率范围是0.6mhz。因此采用低通滤波器lpf可使视频频带范围内的信号顺利通过抑制其他带外高频信号干扰和噪声信号避免抽样后信号频谱的混迭。电路选择七阶切比雪夫型低通滤波器，并且截止频率设定为6mhz。

具体电路如图2所示，低通滤波电路包括电阻r6、电阻r7、电感l1、电感l2、电感l3、电容c7、电容c8、电容c9和电容c10，电阻r6、电感l1、电感l2、电感l3依次串联于电路输入口和输出口之间，电容c7一端连接于电阻r6和电感l1之间，电容c8一端连接于电感l1和电感l2之间，电容c9一端连接于电感l2和电感l3之间，电容c10一端连接于电感l3和电感l输出口之间，电容c7、电容c8、电容c9和电容c1的另一端接地，电阻r7一端与输出口相连接，另一端接地。

视频信号的a/d转换电路通过模数转换芯片adc9280芯片及其外围电路实现，具体可采用a/d转换芯片adc9280及其外围电路实现，把lm1881的同步信号连接到adc9280的clamp引脚，滤波输出的信号输入ain引脚。adc9280的8位并行输出送入fgpa数字进行时分复用处理。视频d/a转换电路是视频a/d转换电路的反变换，可将8bit的数字视频信号恢复为模拟视频信号。具体可采用da9708芯片及其外围电路实现。

音频系统传输中的音频信号也要进行a/d转换和d/a转换。音频信号的a/d转换采用的是cs5340芯片及其外围电路实现，cs5340芯片采用先进的delta-sigma模数转换结构支持所有的音频采样频率24位的采样精度。音频信号的d/a转换采用的是cs4344芯片及其外围电路实现，cs4344芯片支持多位d/a转换，内部还有用于音频输出信号的模拟滤波器.cs4344芯片包含有一个自动速率调节器，可以通过检测当前采样率和芯片时钟频率，在2~200khz范围内自动调节采样率。

本发明的控制方法如下：（1）在发送端，将各路摄像机采集到的模拟视频信号经过调整电路和a/d转换成数字信号，同时，将各路麦克风采集到的音频信号经过放大、滤波、a/d转换为数字信号；（2）在采样时钟的控制下，将数字视频和音频信号送入系统主控核心fpga进行时分复用；（3）将复用的信号送入并串转换芯片进行并串转换，串接后的信号经光收发器发送到光纤上；（4）在接收端，光收发器将光纤中送来的光信号转换成电信号，通过串并转换器进行串并转换；（5）将转换的并行信号经系统主控核心fpga转换成各路视频和各路路音频；（6）把数字音、视频信号进行d/a转换，经调整电路将数字音、视频信号又变成原来的模拟音、视频信号。

通过以上描述可以看出，本发明可将多路音、视频信号通过光纤传输，传输过程中信号失真小，工作稳定可靠，实时传输效果好，进一步提高系统的功能，可广泛应用于营业大厅监控、仓库监控、自动提款机及自助银行监控等，应用范围光，能更好的满足实际需要。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。