数字电视实验指导.docx
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数字电视实验指导.docx
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数字电视实验指导
前言
自从1982年CCIR颁布了电视信号数字化的601规范以来,巳经有25年了,在这四分之一的世纪中,数字电视的发展真是日新月异,数字电视的新技术、新产品如雨后春筍、舖天蓋地而来。
从2007年3月1日起,美国出产的电视机抛弃传统的模拟信号,转为只接收数字信号。
从全世界范围来看,数字取代模拟已成大势,英国已宣布到2010年全部转为数字电视广播信号,而我国的时间表是到2015年停播模拟电视广播信号。
《数字电视与图像通信》已成为高等院校有关通信、信息处理、电子技术、电子工程等专业的必修课。
本实验及实训指导书是紧密配合教学需要而编写的。
《ASTV-2数字电视实验系统和实验实训指导书》是按照数字电视国际标准设计和编写的,数字电视信号接收、解码与显示实验系统,可以提供数字电视课程所需的若干实验,同时可以作为数字电视有关课程培训时的实训装置。
ASTV-2数字电视实验系统共分五大部分十四个实验。
第一部分为数字电视实验系统的总体功能(一个实验),第二部分为模拟电视接收通道及视音频信号数字化(七个实验),第三部分为数字电视接收通道及信道解码(一个实验),第四部分为MPEG图像解码及格式转换(三个实验),第五部分为LCD显示屏接口及屏体特性(一个实验)。
使用本教材时可根据专业培养目标及教学计划的需要选做有关实验。
本实验实训指导书由许志祥教授主编,参加本书编写工作的还有王征、柴成梁等。
由于编著水平有限,对书中存在的缺点和错误,殷切希望广大读者批评指正。
编者
2007.12
目录
实验一V数字电视实验系统的总体功能5
实验二V一体化高频调谐器的性能研究10
实验三视频信号A/D变换以及量化位的改变对图象的影响14
实验四模拟视频信号A/D变换,ITU601(656)信号18
实验五视频图象质量参数的调整实验21
实验六亮度延迟对视频质量的影响23
实验七模拟音频信号数字化25
实验八数字音频参数的调整29
实验九QAM解调及信道解码的研究31
实验十MPEG编码节目专用信息(PSI)分析37
实验十一MPEG参数调整对图象质量的影响45
实验十二视音频编码延迟的研究48
实验十三LCD显示格式研究50
实验十四DVB-C数字高频调谐器单片机控制实验52
集中电视信号源的配置
本实验基本配置连接(建议)
图一
实验一数字电视实验系统的总体功能
一.实验准备
1.熟悉数字电视实验系统的基本构成
2.结合教材了解其基本功能
3.实验所需要仪器
(1)数字电视实验箱
(2)DVB-CQAM调制器
(3)S305E彩色电视模拟信号源
(4)4IN1MPEG2编码器(包含复用器)
(5)DVD播放器(选配)
(6)计算机(选配)
(7)USB传输流适配器(选配)
(8)60MHz双踪示波器
二.实验目的
1.熟悉数字电视实验系统的工作原理
2.熟悉数字电视实验系统各个接口的原理,以及连接方式
3.观察彩色电视信号输入输出端的波形。
4.了解LCD显示和CVBS,SVIDEO,Y/PB/PR显示格式的不同
三.系统总体功能图
1.数字电视实验系统主要包括以下5个模块:
●模块A:
主处理板(用以TS流的解复用,以及对ITU601/656信号的压缩以及编码)
●模块B:
模拟A/D变换处理板(接收模拟RF,CVBS,SVIDEO,Y/Cr/Cb,AUDIO-in信号,并做A/D变换,输出ITU601/656视频信号以及I2S的声音数据)
●模块C:
数字高频调谐器(用以接收MPEG2的TS流信号)
●模块D:
测试点
●模块E:
键盘控制
●功能按键:
F键可切换模拟射频与数字射频接收的节目栏
F2键:
按一次F2键可切换至外接监视器输出(CVBS,S-VIDEO),再按一次可切换至Y/Pb/Pr输出,按第三次切换回LCD显示;VGA显示可直接连接,无需切换。
VGA,CVBS,S-VIDEO,YCRCB,YPBPR均为模拟信号;LVDS为数字信号。
图1.1
四.实验原理
1.本实验包含5种输入方式,4种输出方式
输入方式:
模拟RF,CVBS,S-VIDEO,Y/CR/CB,数字RF(TS)
输出方式:
CVBS,S-VIDEO,Y/PB/PR,VGA,LVDS(低压差分数字信号直接输出到LCD显示器)
五.实验步骤
1.开启“数字电视实验系统软件”平台的电源,约10S左右后将在LCD显示屏上出现“欢迎”界面,“欢迎使用ASTV-2数字电视实验系统”,如图1.9所示。
按键盘控制器上的OK键按钮后,便进入主菜单,如图1.10所示。
然后用↑或↓键选择你要做的实验。
本节选择〔第一章数字电视实验系统总体功能〕,单击选中,即进入主菜单,如图1.11所示。
再按OK键,进入信号选择菜单。
图1.9图1.10
2.进入信号选择菜单,如图1.11.
●TV:
进入TV栏,我们可以接收到模拟射频电视信号(模块B的模拟高频调谐器接收)以及数字射频的TS流信号(模块C的数字高频调谐器接收)
●VIDEO:
进入VIDEO栏,我们可以接收复合视频信号(模块B的CVBS输入口接收)
●SVIDEO:
进入SVIDEO栏,我们可以接收Y,C分量信号(模块B的S-VIDEO输入口接收)
●YCrCb:
进入YCrCb栏,我们可以接收Y,CR,CB的信号(模块B的YCrCb输入口接收)
是要在DVD中设置的,一般默认情况下DVD输出为S-Video和CVBS
图1.11
3.首先,选择电视集中信号源S305E输出彩条复合视频信号(或者DVD播放影音)作为信源,进入MPEG2编码器,然后通过QAM调制器形成数字射频信号,它和模拟射频信号混合后,经分配网络送至电视实验系统的模块C的数字高频调谐器.
4.数字电视射频接收信号(MPEG2TS)播放:
首先选择TV栏,按OK键进入下一级菜单,如图1.12,在射频源选择上用←或→键可以选择DVB-C(数字射频)或者ATV(模拟射频).首先我们选择DVB-C.然后我们把频率,符号率,调制方式的参数设置成与DVB-CQAM调制器相同.确认正确后按下OK键.此时系统进入节目扫描菜单,如图1.13当扫描进度到100时,再按OK键,则可以进入播放界面,选择播放的节目,按OK播放.此时观看LCD屏上所播放的影象.
要求:
a.改变QAM调制器频率:
500MHz,300MHz,100MHz
观察数字高频调谐器接收情况.
b.改变QAM调制器符号率:
6900KMS,6500KMS,6000KMS
观察数字高频调谐器接收情况.
c.改变QAM调制器的调制方式:
16QAM,32QAM,64QAM,128QAM,256QAM
观察数字高频调谐器接收情况.
图1.12图1.13
5.返回图1.11界面,电视集中信号源S305E输出彩条射频信号。
6.模拟电视射频信号接收播放:
如图1.11界面中选择TV栏,进入图1.12界面,此时在射频源选择栏中选择ATV项(默认为DVB-C),进入模拟射频信号接收界面,此时出现电视标准和频道号2个可选的选项,电视标准PAL_DK,PAL_BG,PAL_I,NTSC_M,频道号:
1~57。
按照模拟电视信号源上的电视标准和频道号,调整实验系统上这两个参数,使其相同,然后按OK键,进入扫描界面,扫描完成后按OK键进入播放界面,按F键,此时在节目栏中可找到接收的模拟射频节目,按OK键可播放.
实验要求:
改变如下参数
a.改变S305E电视标准:
PAL_BG,PAL_I,NTSC_M;
b.改变S305E频道号:
10,16,30;
c.改变S305E输出信号:
COLOURBAR,GRAY等。
7.CVBS输入信号播放
8.S-VIDEO输入信号播放
9.YCRCB输入信号播放
10.按F2键切换至外接监视器,按一次F2键可切换至CVBS、S-VIDEO输出,再按一次可切换至Y/Pb/Pr输出,按第三次切换回LCD显示;VGA输出可直接连接,无需切换。
11.模块D测试点波形:
4TP1.1(CVBS)
4TP1.2(S-VIDEO-Y)
4TP2.2(S-VIDEO-C)4TP1.3(Pb),4TP1.4(Y),4TP1.5(Pr)
六.实验报告以及要求
1.掌握数字电视实验系统个接口的连接播放以及设置。
2.详细说明数字高频调谐器接收与模拟高频调谐器接收的信号的区别。
3.了解数字电视实验系统几大模块的基本功能。
4.说明LVDS与CVBS输出信号的格式区别。
5.记录测试点波形。
补充实验波形截图:
我们前端S305E送彩条信号到实验箱中实验结果
4TP1.1(CVBS输出)4TP1.2(S-VIDEO输出Y信号)4TP2.2(S-VIDEO输出C信号)
4TP1.4(YPbPr输出Y信号)4TP1.3(YPbPr输出Pb信号)4TP2.3(YPbPr输出Pr信号)
实验二一体化高频调谐器的性能研究
一实验准备
1.熟悉模拟接收A/D转换模块的工作原理.
2.熟悉模拟高频调谐器引脚的作用,以及工作原理
3.实验所需要仪器
(1)数字电视实验箱
(2)DVB-CQAM调制器
(3)S305E彩色电视模拟信号源
(4)4IN1MPEG2编码器(包含复用器)
(5)DVD播放器(选配)
(6)计算机(选配)
(7)USB传输流适配器(选配)
(8)60MHz双踪示波器
二.实验目的
通过本实验了解高频调谐器的功能,工作原理,利用键盘进行选台的方法,一体化高频调谐器的通道频谱特性。
三.模拟高频调谐器引脚分布表(图1.2)
四.模拟接收实验模块电路图
五.实验步骤:
1.开启“数字电视实验系统软件”平台的电源,约10S左右后将在LCD显示屏上出现“欢迎”界面,“欢迎使用ASTV-2数字电视实验系统”,如图1.9所示。
按键盘控制器上的OK键按钮后,便进入主菜单,如图1.10所示。
2.选择第二章“模拟电视接收通道及视音频信号数字化”,按OK键,进入“模拟电视接收通道及视音频信号数字化”菜单,如图1.14,选择第一个实验,“一体化高频调谐器的性能研究”,按OK键进入,出现图1.15菜单。
3.首先,设置电视制式,设置为PAL-DK,节目频道号为10(与模拟电视信号源上的电视标准和频道号一致),然后按确认键,确认LCD上是否接收到模拟射频信号,调节前端信号源输出的幅度和图象信号,观察LCD上显示的变化。
4.本实验的电视标准除了PAL-DK外,还可设置成PAL-BG,PAL-I,NTSC-M等,重新设置后按上述步骤进行相似的实验。
5.调节节目频道号,从10频道转到32频道,32频道的图像载波663.25MHz,然后重复上述实验。
6.S305E彩色模拟电视信号源产生彩条信号,然后在系统中输入频率偏移值,当频率偏移∆f1=XMHz时消色,当频率偏移∆f2=XMHz时图像消失,记录这两个频率偏移值,并同时按F2键(测试板测试点分布请参考实验指导书最后一页)观测4TP1.1CVBS测试点,随频率偏移彩条波形所发生的变化。
图1.14图1.15
六.实验报告以及要求
1.记录上述实验步骤中测试所得的数据及波形,并分析之。
2.通过实验请说明本实验系统一体化高频调谐器的基本功能。
补充实验波形截图:
我们前端S305E送彩条信号到实验箱中实验结果
信
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