Описание функциональной схемы видеотракта

4.2. Описание функциональной схемы видеотракта.

Видеосигнал с выхода ПЗС матрицы поступает одновременно на входы PG и DATA микросхемы CXA1390, упрощенная функциональная схема которой показана на рис. 4.16.

Функциональная схема микросхемы CXA1390.

CCD OUT

Рисунок 4.16.

Входная часть этой микросхемы содержит схему ДКВ (CDS). Эта схема предназначена для выравнивания трехуровневого выходного сигнала с ПЗС матрицы. Трехуровневость получается в результате влияния импульсов сброса.

На выходе схемы CDS получается широкополосный видеосигнал YH, который подается на управляемый усилитель схемы АРУ (AGC). Его усиление зависит от напряжения АРУ. Затем сигнал YH подается на выход микросхемы YH OUT и одновременно на схему разделения, которая построена на устройствах выборки-хранения (sample-and-hold ( S/H)). Разделение на два канала осуществляется путем выборки по разным импульсам XSHP и XSHD, поступающим на S/H. Данное разделение является предварительным и полученные в итоге сигналы можно описать как:

n line (n + l) line (n + 2) line

S1 : (Mg + Cy) / (G + Cy) / (Mg + Cy) / …

S2: (G + Ye) / (Mg + Ye) / (G + Ye) / …

Полученные сигналы S1 и S2 подаются соответственно на выходы S1 OUT и S2 OUT, а затем на входы микросхемы CXA1391 S1 IN и S2 IN соответственно. Одновременно сигналы S1 и S2 подаются на схему подавления цветности, туда же поступает и видеосигнал после схемы CDS. Основным элементом этой схемы является элемент ИЛИ (OR), на выходе которого образуется сигнал CS. Это управляющий сигнал для подавления цветности объектов, имеющих слишком большую яркость. Этот управляющий сигнал поступает на вход микросхемы CS OUT.

Следующее звено в видеотракте – микросхема CXA1391, которая является видеопроцессором. Ее упрощенная функциональная схема приведена на рисунке 4.17.

Функциональная схема микросхемы CXA 1391.

Рисунок 4.17.

 Входными сигналами для нее являются S1, S2, прошедший через фильтр нижних частот (ФНЧ, или LPF) и линию задержки (ЛЗ, или DL) широкополосный сигнал YH, а также управляющий сигнал CS. Таким образом, можно рассмотреть три тракта:

1)       тракт обработки сигналов S1 и S2;

2)       тракт обработки широкополосного сигнала яркости YH;

3)       тракт обработки управляющего сигнала CS.

Отдельным внутренним трактом является тракт образования сигнала вертикальной апертурной коррекции (VAP). Рассмотрим эти тракты по отдельности.

1. Тракт обработки сигналов S1 и S2.

Входная часть микросхемы CXA1391 является схемой предварительного выделения цветов, состоящей из сумматора и вычитателя. В результате этих действий с сигналами S1 и S2 получаются сигналы C0 и Y0:

Y0 = (S2 + S1) / 2 : (G + Ye) + (Mg + Cy) / (Mg + Ye) + (G + Cy) / …,

иначе сигналы C0 и Y0 можно расписать как:

C0 = - (2B – G) / 2R – G / ...

Y0 = 2R + 3G + 2B / 2R + 3G + 2B / …,

следовательно, сигнал Y0 повторяется от строки к строке.

Сигналы C0 и Y0 являются узкополосными, так как образованы они из узкополосных сигналов S1 и S2. Сигнал C0 содержит информацию о цвете, а сигнал Y0 – о яркости. Эти сигналы поступают на выходы микросхемы CXA1391 Y0 OUT и C0 OUT и затем подаются на микросхему CXL1517, на которой собраны линии задержки. Здесь сигналы задерживаются на длительность одной строки (1H-DL) и поступают снова в видеопроцессор.

Упрощенная функциональная схема микросхемы CXL 1517 приведена на рисунке 4.18.

Функциональная схема микросхемы CXL 1517.

Рисунок 4.18.

Теперь они называются Y1 и C1. После усиления сигнал цветности C1 поступает на мультиплексор (MPX), куда также поступает сигнал C0. Поскольку

(G + Ye) - (Mg + Cy) = - Cb и

(Mg + Ye) – (G + Cy) = Cr,

то можно записать сигналы C0 и C1 как

C0: - Cb / Cr / -Cb / Cr / …

C1: Cr / -Cb / Cr / -Cb / …

На выходе MPX в результате коммутации чередующихся сигналов Cr и –Cb получаем сигналы Cr и –Cb, несущие информацию о красном и синем цветах соответственно:

Cr / Cr / Cr / Cr / …

-Cb / -Cb / -Cb / -Cb / …

Далее сигналы Cr и –Cb поступают на матрицу первичных цветов. Также туда поступает узкополосный сигнал яркости Y, необходимый для матрицирования. Его образование будет рассмотрено далее.

Y = 2R + 3G + 2B = (Cy + G) + (Ye + Mg)

Cr = 2R – G = (Mg + Ye) – (G + Cy)

-Cb = - (2B – G) = (Ye + G) – (Cy + Mg)

На выходе матрицы первичных цветов образуются узкополосные сигналы основных цветов R, G и B. Матрицирование производится по следующему алгоритму:

R 1 4 -1 Y

G = 1/10 2 -2 -2 Cr

B 1 -1 4 Cb

Сигналы R, G и B усиливаются в усилителе баланса белого (WB) до необходимых значений и подаются на цветовой g-корректор с коэффициентами коррекции g = 0,45 для всех трех цветов. На выходе g-корректора получаются сигналы R - g, B - g и G - g.

Затем все три сигнала поступают на матрицу цветоразностных сигналов MTX, где происходит образование двух цветоразностных сигналов R – Y и B – Y. Эти сигналы получаются по следующему алгоритму:

R – Y 0,70 -0,59 -0,11 R

= G

Эти сигналы подаются на выходы микросхемы R – Y OUT и B – Y OUT.