视频中行、场同步信号的分离系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了视频中行、场同步信号的分离系统,属于从图像信号分离同步信号技术领域。系统包括分别由分离元器件构成的低通滤波器、带通滤波器和反相器电路，低通滤波器的输出端连接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端与反相器的输入端连接，视频信号从所述低通滤波器的输入端进入，低通滤波器的输出端输出行同步信号，反相器的输出端输出场同步信号。本系统的功能模块都是由分立元器件构成，具有低成本、低功耗，系统可靠，性能稳定的优点。
【专利说明】
视频中行、场同步信号的分离系统
技术领域
[0001]本发明涉及从图像信号分离同步信号技术领域，具体涉及一种低成本分离出行同步信号和场同步信号的技术。
【背景技术】
[0002]摄像头采集的信号(频率在O?8MHz)中除了有行同步信号和场同步信号之外，还包括行消隐信号、场消隐信号、复合消隐信号以及图像信号。行同步信号又称为“水平扫描频率”，指电子枪每秒在荧光屏上扫描过的水平线数量，等于“垂直分辨率X场频”(画面刷新次数)，频率大概在50KHz左右。场同步信号又称为“垂直扫描频率”，指每秒钟屏幕刷新的次数，以Hz (赫兹)为单位，频率在50Hz?85Hz。
[0003]处理视频信号时往往需要先分离出这两种视频信号，现有技术中一般通过采用专门的芯片从视频信号中分离出行同步信号和场同步信号。如公告号为CN102025890B、名称为〃一种恢复视频行同步信号的方法和系统〃的专利，以及公开号为CN104243931A、名称为〃一种基于ARM相机接口的视频采集显示系统〃都是采用了同步分离器即专门芯片的方式。但是这种专门芯片的价格比较昂贵，而且功耗也很大，在提倡环保、低能耗发展的时代，迫切需要研究出一款低功耗的视频分离电路作为替代方案。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、容易实现的从视频信号中分离出行、场同步信号的分离系统。
[0005]为解决上述问题，本发明的解决方案是提供一种视频中行、场同步信号的分离系统，其包括分别由分离元器件构成的低通滤波器、带通滤波器和反相器电路，低通滤波器的输出端连接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端与反相器的输入端连接，视频信号从所述低通滤波器的输入端进入，低通滤波器的输出端输出行同步信号，反相器的输出端输出场同步信号。
[0006]前述低通滤波器包含一个PNP晶体管，视频信号从所述低通滤波器的输入端进入，分成三路，其一连接到第一电阻Rl再到地，其余二路分别连接第一电容Cl、第二电容C2，第一电容Cl经过串联第二电阻R2后到达PNP晶体管的基极，再从该基极引一个第四电阻R4后接地，第二电容C2经过串联第三电阻R3和PNP晶体管的发射极相连，发射极接VCC，PNP晶体管的集电极接第五电阻R5到地，行同步信号从PNP晶体管的集电极输出。
[0007]前述带通滤波器包含一个NPN晶体管，所述低通滤波器的输出信号经由第三电容C3进入，连接NPN晶体管的基极，第六电阻R6连接该基极到VCC，该基极同时还经第七电阻R7到地，NPN晶体管的发射极接第九电阻R9再到地，NPN晶体管的集电极接第八电阻R8再到VCC，第八电阻R8上再并联一个第四电容C4。
[0008]前述反相器电路中，所述带通滤波器的输出信号经由第五电容C5进入，连接NPN晶体管的基极，第十电阻Rl O连接该基极到VCC，该基极同时还经第i^一电阻Rl I到地，NPN晶体管的发射极接第十三电阻R13再到地，NPN晶体管的集电极接第十二电阻R12再到VCC，集电极再并联一个第六电容C6接地，场同步信号从与集电极连接的第七电容C7另一端输出。
[0009]有益效果:与现有技术相比，本发明具有以下显著的优点:
[0010]1、功耗低:本发明中系统的电路系统结构简单，元器件简易，都属于低功耗器件，主要元件为晶体三极管9012和9011，他们在工作电压为3V，所以工作电流很低，最终使整个系统的功耗降低。
[0011]2、成本低:成本低主要体现在本系统所用到的元器件的成本，电路系统主要元件是一个晶体三极管9012，两个晶体三极管9011，以及几个无源元件(电阻和电容)，这些元件的价格都很低，所以整个系统的成本相对很低。
[0012]3、系统可靠，性能稳定，效果良好，而且由分立元器件构成的此电路系统简单、易操作。
【附图说明】
[0013]图1是从摄像头采集的视频信号中分离出行同步信号的原理图。
[0014]图2是分离行同步信号的仿真波特图。
[0015]图3是从视频信号中分离出场同步信号的原理图。
[0016]图4是分离场同步信号的仿真波特图。
[0017]图5是从摄像头采集的视频信号中分离出行、场同步信号的完整原理图。
【具体实施方式】
[0018]现结合附图对本发明的具体实施做进一步详细的说明。
[0019]下面提供一个具体的实施例:
[0020]本实施例中，主要以一个PNP三极管9012以及两个NPN三极管9011分别构成三个独立电路，再通过辅助配置一些电容电阻形成的。图1和图3的所示分别是低通滤波器、带通滤波器和反相器。图中主要的元器件主要包括PNP三极管9012、NPN三极管9011还有不同阻值的电阻以及不同容量的电容。
[0021]图1中，PNP管9012构成的低通滤波器的主要作用是把行同步信号从摄像头采集的视频信号中分离出来，图3中的两个9011分别形成带通滤波器和反相器，从而分离出来的场同步信号。
[0022]视频同步信号从视频输入端输入电路，经过75 QRl的阻抗匹配电阻，进入到Cl、R2、R4构成的微分电路(交流等效电路时)中形成同步行信号，从而加载同步分离晶体管9012的基极上，此时信号中负的同步脉冲部分使9012导通并工作在放大状态，于是在晶体管9012的集电极负载R5上得到了放大了的同步脉冲信号。三极管9012导通时如图基极箭头所示，此电流流向电容C2充电，其充电极性为左-右+，充电电压值为e2 <^2的大小几乎与同步脉冲的峰值el相等，C2的充电电压对于三极管9012的发射结相当于加了个反向偏压，所以当同步信号过后晶体管9012截止(因为视频信号的幅度小于同步信号的幅度)。在晶体管9012截止期间，C2的充电电压将通过R4放电。由于R4的阻值大于R3的阻值，所以放电的速度会比较慢，直到下一个脉冲到来之前晶体管9012—直保持截止状态。当下一个脉冲到来时，同步脉冲的峰值el重新使三极管9012导通处于放大状态，C2又被重新充上电，上述过程周而复始即晶体管9012只是在同步信号的峰值到达时导通，而其它时刻均处于截止状态，以此来达到幅度分离获取行同步信号。
[0023]从9012后端出来的信号是0-50KHZ的视频信号，经过C3(隔直)电容，滤去其中的直流分量(提供静态工作点的直流量)，再送到两个NPN三极管9011构成带通滤波器中获得场同步信号。第一个三极管9011采用的是分压式直流电流负反馈偏置电路(此电路不仅能稳定基极的输入电流和电位而且当外界情况发生变化时，电路中引入的R9反馈机制，能够及时的克服静态工作点Q的漂移，从而使电路达到稳定的状态)，R6、R7作为分压电阻提供静态工作点，而R9小电阻作为反馈电阻来稳定电路，信号经过三极管9011放大电路，再经过R8、C4组成的积分电路获得场同步信号，再进入到U3的反向放大电路(与U2—样静态工作点不会随环境的改变改变)中，最后经过电容C7滤除直流分量获得交流信号的场同步信号。
[0024]如图5所示，将摄像头采集到的视频信号从Rl左端的视频输入端输入到电路中，经过以9012为中心构成的低通滤波电路分离出了频率为50KHz左右的行同步信号，从9012后端出来的信号是0-50KHZ的视频信号，经过C3(隔直)电容，滤去其中的直流分量(提供静态工作点的直流量)，再送到两个NPN三极管9011构成带通滤波器中获得场同步信号。第一个三极管9011采用的是分压式直流电流负反馈偏置电路(此电路不仅能稳定基极的输入电流和电位而且当外界情况发生变化时，电路中引入的R9反馈机制，能够及时的克服静态工作点Q的漂移，从而使电路达到稳定的状态)，R6、R7作为分压电阻提供静态工作点，而R9小电阻作为反馈电阻来稳定电路，信号经过三极管9011放大电路，再经过R8、C4组成的积分电路获得场同步信号，再进入到U3的反向放大电路(与U2—样静态工作点不会随环境的改变改变)中，最后经过电容C7滤除直流分量获得交流信号的场同步信号。
[0025]需要说明的是，以上所述仅为本发明的一个具体实施例，并不用以限制本发明，本实施例中所用的电路图仅限于本实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.视频中行、场同步信号的分离系统，其特征在于:包括分别由分离元器件构成的低通滤波器、带通滤波器和反相器电路，低通滤波器的输出端连接带通滤波器的输入端，带通滤波器的输出端与反相器的输入端连接，视频信号从所述低通滤波器的输入端进入，低通滤波器的输出端输出行同步信号，反相器的输出端输出场同步信号。2.根据权利要求1所述的视频中行、场同步信号的分离系统，其特征在于:所述低通滤波器包含一个PNP晶体管，视频信号从所述低通滤波器的输入端进入，分成三路，其一连接到第一电阻Rl再到地，其余二路分别连接第一电容Cl、第二电容C2，第一电容Cl经过串联第二电阻R2后到达PNP晶体管的基极，再从该基极引一个第四电阻R4后接地，第二电容C2经过串联第三电阻R3和PNP晶体管的发射极相连，发射极接VCC，PNP晶体管的集电极接第五电阻R5到地，行同步信号从PNP晶体管的集电极输出。3.根据权利要求1所述的视频中行、场同步信号的分离系统，其特征在于:所述带通滤波器包含一个NPN晶体管，所述低通滤波器的输出信号经由第三电容C3进入，连接NPN晶体管的基极，第六电阻R6连接该基极到VCC，该基极同时还经第七电阻R7到地，NPN晶体管的发射极接第九电阻R9再到地，NPN晶体管的集电极接第八电阻R8再到VCC，第八电阻R8上再并联一个第四电容C4。4.根据权利要求1所述的视频中行、场同步信号的分离系统，其特征在于:所述反相器电路中，所述带通滤波器的输出信号经由第五电容C5进入，连接NPN晶体管的基极，第十电阻RlO连接该基极到VCC，该基极同时还经第十一电阻Rll到地，NPN晶体管的发射极接第十三电阻Rl3再到地，NPN晶体管的集电极接第十二电阻R12再到VCC，集电极再并联一个第六电容C6接地，场同步信号从与集电极连接的第七电容C7另一端输出。
【文档编号】H04N5/08GK105933574SQ201610341472
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】杨晶, 高波, 王金鑫, 叶磊, 王德波
【申请人】南京邮电大学