一种用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器的制作方法

本实用新型涉及电子器件技术领域，更具体地说，涉及一种用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器。

背景技术：

伴随着多媒体显示和传输技术的发展，人们获得了越来越高的视听享受。从传统的标清视频到高清、全高清，与显示技术发展结伴而行的是显示接口技术的发展，从模拟AV、CVBS、VGA接口到数字SDI、HDMI接口，技术上也经历了一个从模拟到数字、从低速到高速的发展过程。其中SDI接口是目前广电行业应用最广泛的接口之一，但高清接口转换普及度尚不高，SDI接口以其小巧的外形、高速的传输速率以及在一根传输缆线上可同时传输音频和视频信号的优势而倍受追捧。同样HDMI高清接口作为可以同时传输音视频的接口也广泛使用。但SDI接口及HDMI面临的同样缺点就是传输距离有限；另一问题就是各接口的转换使得诸多视频设备尚难较好的兼容。

现有技术中普通的视频信号接收及发送设备接口冗余度不足，视频传输清晰度尚不高，如大多数设备只能传输SD-SDI、HD-SDI信号，尚不具备传输3G-SDI信号能力；现有HDMI信号传输距离约十米左右，在某些特定场合远远达不到使用要求，如轨道交通行业等；现有视频信号转换接收板输入输出视频信号格式单一、多元化不足、灵活性不够；相对于SDI等高清无压缩高清图像传输，IP网络传输视频的实时性欠佳，且图像易失真、清晰度不够；而且IP传输的压缩封包过程，使得视频数据安全性受损，可操作性难度大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器，解决了现有技术中尚不具备传输3G-SDI信号能力以及SDI和HDMI传输距离有限的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器，包括：用于接收3G-SDI信号并将3G-SDI信号转换为YUV视频信号及IIS音频信号以及对3G-SDI信号进行中继加强处理的3G-SDI信号接收器、用于将接收的YUV视频信号及IIS音频信号进行处理以转换成HDMI信号的HDMI信号接收器、用于将中继加强的3G-SDI信号驱动输出多路3G-SDI信号的3G-SDI信号线缆驱动器、以及用于控制所述3G-SDI信号接收器、HDMI信号接收器和3G-SDI信号线缆驱动器的MCU主控制器；所述HDMI信号接收器和所述3G-SDI信号线缆驱动器分别与所述3G-SDI信号接收器相连接，所述MCU主控制器分别与所述3G-SDI信号接收器、HDMI信号接收器和3G-SDI信号线缆驱动器相连接；所述接收转换器还包括用于接收光纤信号并转换成电信号发送至所述3G-SDI信号接收器的SFP光纤接收器，所述SFP光纤接收器与所述3G-SDI信号接收器相连接。

在本实用新型的接收转换器中，所述接收转换器还包括用于防止静电干扰的SDI信号保护电路，所述SDI信号保护电路与所述3G-SDI信号接收器相连接。

在本实用新型的接收转换器中，所述接收转换器还包括电源管理单元，所述电源管理单元分别与所述3G-SDI信号接收器、HDMI信号接收器、3G-SDI信号线缆驱动器、MCU主控制器和SFP光纤接收器相连接。

在本实用新型的接收转换器中，所述3G-SDI信号接收器选用GV7704芯片。

在本实用新型的接收转换器中，所述HDMI信号接收器选用ADV7611芯片。

在本实用新型的接收转换器中，所述3G-SDI信号线缆驱动器选用GS2989芯片。

在本实用新型的接收转换器中，所述MCU主控制器选用STC90C51单片机。

在本实用新型的接收转换器中，所述SFP光纤接收器选用SMC-R-297SDI-L2x接收模块。

在本实用新型的接收转换器中，所述电源管理单元选用AMS1117稳压芯片。

实施本实用新型的用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器，具有以下有益效果：本实用新型的用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器可接收高清3G-SDI信号，并转换成高清HDMI数字信号；可接收高清3G-SDI信号，并扩展多路3G-SDI信号；可采用兼容设计接收光信号并转换成电信号，进而转换成标准的HDMI信号；实时性强，视频信号无延迟；清晰度高，能够提供无压缩高清图像，图像不失真；安全性高，视频不经IP网络传输，使得视频数据安全性更高。

附图说明

图1为本实用新型的用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器的结构框图；

图2为本实用新型的用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器中3G-SDI信号转换为HDMI信号的框图；

图3为本实用新型的用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器中光纤信号转换为电信号的框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器的结构和作用原理作进一步说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

随着视频信号的不断发展，视频信号已经由模拟信号迎来了数字信号时代，因模拟信号的低清晰度及短距离传输，现使用范围亦越来越受限。目前视频播放的场合越来越广泛，小到家庭，大至公共场所，如地铁站台、地铁、车辆、楼宇大厦、学校、广场等，应运而生的是各视频信号转换与接收器的使用，而无压缩高清视频传输及超远距离视频传输技术使用更为重要，本实用新型可有效解决以上技术难题，实现无压缩视频传输及转换，并且实现高清视频信号的超远距离传输，通过光纤传输技术将光纤信号转换成电信号至播放终端，可实现20KM距离的传输。具体优点是实时性强，视频信号无延迟；清晰度高，能够提供无压缩高清图像，图像不失真；安全性高，视频不经IP网络传输，使得视频数据安全性更高；可操作性强，安装调试操作与传统模拟监控系统基本一样，无需重新进行培训。

如图1-3所示，本实用新型的较佳实施例提供了一种用于3G-SDI和光纤信号的接收转换器，其包括：3G-SDI信号接收器1、HDMI信号接收器2、3G-SDI信号线缆驱动器3、MCU主控制器4、SFP光纤接收器5、电源管理单元6和SDI信号保护电路7。

其中，HDMI信号接收器2和3G-SDI信号线缆驱动器3分别与3G-SDI信号接收器1相连接，MCU主控制器4分别与3G-SDI信号接收器1、HDMI信号接收器2和3G-SDI信号线缆驱动器3相连接，SFP光纤接收器5与3G-SDI信号接收器1相连接，电源管理单元6分别与3G-SDI信号接收器1、HDMI信号接收器2、3G-SDI信号线缆驱动器3、MCU主控制器4和SFP光纤接收器5相连接，SDI信号保护电路7与3G-SDI信号接收器1相连接。

需要说明的是，3G-SDI信号接收器1、HDMI信号接收器2、3G-SDI信号线缆驱动器3、MCU主控制器4、SFP光纤接收器5、电源管理单元6和SDI信号保护电路7等均是现有技术中存在的硬件，并不依赖于对算法的改进，其算法均是已有公开的算法。

3G-SDI信号接收器1主要功能是接收3G-SDI信号，并将3G-SDI信号转换为YUV视频信号及IIS音频信号，同时对3G-SDI信号进行中继加强处理。3G-SDI信号接收器1选用GENNUM公司3G-SDI信号接收专用芯片GV7704，GV7704是一款支持标清、高清的串行数字视频发送器，内嵌电缆驱动器，可传输270MB/s、1.485Gb/S及3Gb/S的数字信号，为逐行和隔行数字视频提供了完整的传输方案，支持BT.656、BT.1120标准的视频输入，与CEA-861标准时序兼容，GV7704是高清分量视频四通道串行数字视频接收器，集成的高性能电缆均衡器技术。该GV77704芯片功能很强大，支持相当多的格式，包括Full HD:1080p50/59.94/60fps、HD:1080p25/29.97/30fps、HD:720p25/29.97/30/50/59.94/60fps等高清视频格式。GV7704集成的高清视觉无损编解码器技术，可有效降低SDI信号对传输同轴电缆的损耗要求，对信号传输有较大益处。需要说明的是，3G-SDI信号接收器1也可以接收SD-SDI、HD-SDI等信号。

HDMI信号接收器2主要功能是将接收的YUV视频信号及IIS音频信号进行处理以转换成标准的TMDS差分信号，即HDMI信号，因HDMI信号同时嵌入视频、音频信号，所以传输可靠。HDMI信号接收器2输出的信号为标准的HDMI信号。HDMI信号接收器2选用ADI专用HDMI信号接收器ADV7611，ADV7611支持高清多媒体接口(HDMI)1.4a功能，支持所有强制性和附加3D视频格式，扩展色度包括sYCC601、Adobe RGB，TMDS时钟频率达到165MHz，具备24位输出像素总线，支持SPDIF(兼容IEC 60958)数字音频，支持HDMI音频提取，可提供两个中断输出的中断控制器，支持高带宽数字内容保护(HDCP)-1.4。ADV7611是一款高质量、单输入HDMI接收器，内置HDMI兼容型接收器，支持HDMI 1.4a规定的所有强制性3D电视格式，它集成一个CEC控制器，支持能力发现和控制(CDC)特性。ADV7611具有一个音频输出端口，用于输出从HDMI流提取的音频数据。HDMI接收器具有高级静音控制器，可消除音频输出中的外来声频噪声，可以访问下列音频格式：来自I2S串行器的音频流(两个音频通道)、来自S/PDIF串行器的音频流(两个未压缩通道或N个压缩通道，例如AC3)、DST音频流。该HDMI接收器还集成一个均衡器，用于确保与长电缆的接口具有鲁棒性，可延长信号传输距离。ADV7611内置一个主分量处理器(CP)，用于处理来自HDMI接收器的视频信号，它提供的功能包括：对比度、亮度和饱和度调整、STDI检测模块、自由运行以及同步对准控制等。ADV7611采用先进的CMOS工艺制造，提供64引脚、10mm×10mm LQFP_EP表贴封装，符合RoHS标准；额定温度范围为-40℃至+85℃。

3G-SDI信号线缆驱动器3主要功能是接收双端差分SDI信号，也可接收单端SDI信号，将接收的SDI信号进行中继加强及驱动可输出为两路差分SDI信号或者四路单端SDI信号，具备一路SDI信号扩展四路SDI信号的功能。3G-SDI信号线缆驱动器3选用GENNUM专用SDI线缆驱动器GS2989，该GS2989是广电级SDI信号处理芯片，性能高可靠性强。GS2989兼容SMPTE424M、SMPTE 292M和SMPTE 259M视频格式，数据传输速率从270Mb/s至2.97Gb/s。传输线具备单端75欧姆，差分100欧姆特性，支持双路SDI差分信号输入，双路SDI差分信号输出，可扩展为四路3G-SDI信号输出，该芯片价格低廉，性能稳定，具有极高的性价比。

MCU主控制器4主要功能是通过IIC总线协议对HDMI信号接收器2ADV7611进行控制使其将接收的YUV视频信号及IIS音频信号转换为HDMI信号，以及GSPI及电平控制对3G-SDI信号接收器1GV7704进行控制使其将接收的3G-SDI信号转换成YUV格式视频及IIS音频信号。MCU主控制器4选用STC90C51，高可靠STC90C516RD+系列单片机是宏晶科技推出的新一代超高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，内部集成MAX810专用复位电路，时钟频率在12MHz以下时，复位脚可直接接地超强抗干扰、超强抗静电，抗干扰能力比89系列更强，复位效果更好直接取代89系列，软硬件无需改动。工作电压：5.5V-3.8V(5V单片机)/3.8V-2.4V(3V单片机)；工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0～80MHz；用户应用程序空间4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/61K/字节；片上集成1280字节/512/256字节RAM；通用I/O口(35/39个)，复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O口)；P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程)，无需专用编程器/仿真器；可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序，8K程序3-5秒即可完成一片；具备EEPROM功能；内置看门狗；共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用；外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；通用异步串行口(UART)，鉴于STC90C516RD+单片机强大的功能，正适合3G-SDI和光纤信号的接收转换器的MCU主控。

SFP光纤接收器5主要功能是将接收的光信号转换成电信号，电信号经3G-SDI信号接收器1GV7704接收转换为标准的YUV格式视频信号及IIS音频信号。SFP光纤接收器5选用科创光接收模块SMC-R-297SDI-L2x，SMC-R-297SDI-L2x支持SD-SDI、HD-SDI以及3G-SDI视频格式，兼容SFP MSA和SFF-8472，该SFP光纤接收器5可支速率50Mbps至2.97Gbps，采样频率SMPTE259M、SMPTE 344M、SMPTE 292M和SMPTE 424M，完全兼容SMPTE 297M-2006，采用SMC-R-297SDI-L2x外围电路简单，成本低。

电源管理单元6主要功能是通过不同电压输出等级的芯片为3G-SDI信号接收器1、HDMI信号接收器2、3G-SDI信号线缆驱动器3、MCU主控制器4、SFP光纤接收器5提供DC1.2V、DC1.8V、DC3.3V电压，使各芯片电路正常工作。电源管理单元6选用LDO AMS1117，AMS1117是一款正电压输出的低压降三端线性稳压电路，在1A输出电流下的压降为1.2V，其分为两个版本，固定电压输出版本和可调电压输出版本。固定输出电压1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、5.0V和可调版本的电压精度为1％；固定电压为1.2V的产品输出电压精度为2％内部集成过热保护和限流电路，适用于各类电子产品。本发明的3G-SDI和光纤信号的接收转换器使用GV7704及ADV7611、GS2989等芯片，对电源要求如纹波等较高，而LDO可满足此要求，因此选用AMS1117。

SDI信号保护电路7主要功能是防止静电干扰，RTC及空气放电管主要功能是防雷击浪涌对电路及信号接口损害等。SDI信号保护电路7采用TVS、RTC、空气放电管等保护器件，其中TVS选用GENNUM专用SDI静电保护器件rclamp0531t，rclamp0531t支持IEC 61000-4-2(ESD)±20kV(air)、±12kV(contact)、IEC 61000-4-4(EFT)40A(tp＝5/50ns)，具有0.8pF的低容抗，适合SDI接口静电保护。

本实用新型的3G-SDI和光纤信号的接收转换器可兼容接收3G-SDI、HD-SDI、SD-SDI信号并使之转换为HDMI信号，及扩展为四路3G-SDI、HD-SDI、SD-SDI信号，主要通过3G-SDI信号接收器1、HDMI信号接收器2、3G-SDI信号线缆驱动器3及、MCU主控制器4、SFP光纤接收器5等实现。其中，MCU主控制器4的单片机采用IIC及GSPI通信接口对3G-SDI信号接收器1、HDMI信号接收器2、3G-SDI信号线缆驱动器3等进行控制，其中HDMI信号接收器2采用标准IIC接口控制，此接口可以通过单片机自带的硬件SMbuS功能实现，3G-SDI信号接收器1的芯片GV7704通信接口采用了4位串行通信接口GSPI以及电平控制接口，GSPI需要单片机程序通过GPIO进行模拟实现，电平控制也是直接使用单片机的GPI0来实现。另外，3G-SDI和光纤信号的接收转换器还可通过兼容设计接收光纤信号进而转换成标准的HDMI信号，HDMI信号可接至LCD显示器等播放终端，具体实现过程为光纤信号经SFP光纤接收器5接收后转换成SDI差分信号，SDI差分信号经过3G-SDI信号接收器1接收转换成10位YUV格式视频及IIS音频信号，YUV格式视频及IIS音频信号经HDMI信号接收器2处理转换成标准的HDMI信号，HDMI信号可接至后级显示设备，采用此信号转换一方面实现了高清无压缩视频信号的超远距离传输，另一方面实现了高清视频信号的接收及播放，大大提高了视觉效果。

应当理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，但这些改进或变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围之内。