视频系统与重建

摘要：

...

总字数：1817

摘自《海南加宸》~

视频格式大小在线计算器

视频格式数据在线查询

视频传输系统通常采用单电源供电，这需要对视频信号进行交流耦合，从而可能降低视频质量。例如，在数字模拟转换器（DAC）中，通过电平转换确保输出在0电平以上的动态范围，而不是直接在地电平以下重现信号。正确的做法是采用集成的单电源原理图方案。交流耦合视频信号会导致信号的直流电平需要在设定图像亮度后重建，并确保信号位于下一级的线性工作区内，这个过程称为偏置。对于视频信号的不同波形，偏置方法也各不相同，如S视频中的色度信号接近正弦波，而亮度、复合信号和RGB信号则为复杂波形。

视频信号的交流耦合通过耦合电容来存储信号的平均值以及信号源与负载之间的直流电势差。交流耦合对不同信号偏置点的稳定性产生影响。正弦波和脉冲通过耦合电容后会得到不同的结果，正弦波围绕半幅值点变化，而脉冲则与占空比相关联，导致动态范围的差异。因此，对于占空比变化的脉冲信号，最好采用直流耦合以保持动态范围。在视频信号中，亮度、复合信号和RGB信号更适合直流耦合。

常见的视频信号及其接口标准，包括S视频、分量视频和复合视频信号。色度、Pb和Pr信号类似于正弦波围绕基准点变化，而亮度、复合信号和RGB则在0V至+700mV之间正向变化。这些信号都是复杂波形，具有同步间隔，尽管这些间隔可能未定义或未使用。RGB信号在NTSC和PAL制式下使用同步头。在PC应用中，同步是单独的信号，不与RGB叠加。在单电源应用中，如DAC输出，同步间隔内静态电平可能不同，影响偏置选择。

在视频信号交流耦合时，耦合电容存贮了信号的平均值之和以及信号源与负载之间的直流电势差。不同信号偏置点在交流耦合时的稳定性差异。正弦波围绕半幅值点变化，而脉冲则与占空比成函数关系，导致动态范围的差异。因此，对于占空比变化的脉冲信号，应采用直流耦合以保持动态范围。视频信号与脉冲波形类似，适合采用直流耦合。

视频信号的交流耦合存在一定的问题，需要解决。在直流耦合连接两个不同电源的电路中存在安全风险，因此视频设备制造商通常遵循规则，将视频信号的输入采用交流耦合，而视频输出则直流耦合到下一级，重新建立直流成分。然而，如何选择合适的耦合电容是一个关键问题。电容大小应根据RC乘积大于信号的最小周期来确定，以确保准确的平均值。例如，在S视频中，色度信号为相位调制的正弦波，其最低频率约为2MHz，需要0.1μF的电容。然而，亮度、复合信号和RGB信号的频率响应可能向下扩展到视频帧频（25Hz至30Hz），需要大于1000μF的电容。使用过小的电容会导致显示图像从左到右、从上到下变暗，并可能使图像在空间上产生失真。

双电源供电的交流耦合在共模抑制和电源抑制方面比单电源方法更好，但需考虑具体应用。视频箝位技术用于调整亮度、复合信号和RGB信号在黑色（0V）参考电平与带有同步头（-300mV）的最大值（+700mV）之间的变化。与占空比变化的脉冲类似，交流耦合的视频信号会导致偏置电压随视频内容而变化，从而丢失亮度信息。需要一个电路将黑色电平保持为常数，不随视频信号或同步头幅度的变化而变化。

不同形式的视频箝位技术：二极管箝位、带基准电压的键控箝位、黑色电平箝位以及直流恢复。二极管箝位试图通过二极管来实现箝位，将视频信号的大部分负向电压和水平同步头强制为地电平。键控箝位使用外部控制信号实现同步箝位，可以在同步间隔的任意位置使能，而不仅仅在同步头。直流恢复技术通过比较第一级的直流输出和某个电压（Vref），并施加负反馈来强制输出跟踪该电压，实现接近±1 LSB的黑色电平精度。

在视频会议中，视频信号干扰主要来自供电、设备本身、接地和连接线。地电位差视频信号干扰是系统常见的干扰，产生于存在两个以上互相冲突的地，导致地间电压差通过信号电缆的外屏蔽网形成干扰电流，影响图像质量。地电位差视频信号干扰的处理方法包括隔离前端设备与地、使用具有隔离功能的抗干扰设备等。电磁辐射视频信号干扰则需要避免干扰源，选择屏蔽性能好的电缆，以及增加抗干扰设备。

视频会议视频信号干扰处理通常包括地电位差和电磁辐射的解决策略。地电位差干扰通过将前端设备与地隔离或使用具有隔离功能的抗干扰设备来解决。电磁辐射干扰则需要避开干扰源、选择屏蔽性能好的电缆，以及增加抗视频信号干扰设备。总的来说，对于视频信号干扰问题，需要根据具体情况选择合适的处理方法，以确保视频信号的高质量传输。