專利名稱：視頻信號處理卡的制作方法
專利說明 本實用新型涉及一種用于微小物體幾何參數測量的視頻信號處理裝置。
一般對微小物體的幾何量的測量，如光纖幾何參數的測量，集成芯片線寬的測試等，都需經過顯微放大，攝象后，對圖象進行處理，現有該類測量儀，采用數字圖象處理法，數據處理量大，測量速度較慢，而且對測量樣品的要求較高，價格昂貴。
本實用新型目的是提供一種可實現自動測量，測量樣品制備容易，數據處理量少，價格低，配以光學系統，計算機，監視器，繪圖儀等，即可實現對微小物體的幾何參數進行自動測量的視頻信號處理卡。
本實用新型提供的視頻信號處理卡，采用圖象掃描法，并通過閥電平比較和脈沖計數方法獲得被測物體的邊緣信息，再利用計算機數據處理和曲線擬合實現快速、高分辨率的自動測量。

附圖1是本實用新型總原理框圖 附圖2是掃描產生電路原理框圖 附圖3是幅度產生電路原理框圖 附圖4是計數電路原理框圖 附圖5是信號混合電路原理框圖 附圖6是計數電路波形圖 附圖7是A／D轉換電路原理框圖 附圖8－16為本實用新型視頻信號處理卡的一種具體電路結構圖；其中 附圖8是行、場同步分離電路結構圖，圖中⑩

為行，場同步分離信號 附圖9是三角波及強度指示信號產生電路結構圖 附圖10是信號箝位緩沖電路結構圖 附圖11是光標發生電路結構圖 附圖12是計數電路結構圖 附圖13是采樣信號的濾波及控制電路結構圖 附圖14是A／D，D／A轉換電路結構圖 附圖15是信號混合與采保放大電路結構圖 圖中⑦⑧為采樣后的放大信號 附圖16是接口和譯碼電路結構圖
以下結合附圖對本實用新型視頻信號處理卡作詳細的描述。
參見附圖1.本實用新型視頻信號處理卡，由箝位緩沖(1)，信號混合(2)，低通濾波(3)，比較電路(4)，行、場同步分離電路(5)，采保電路(6)，數模和模數轉換器(7)、(8)，掃描發生電路(9)，幅度產生電路(10)、計數電路(11)和三態門開關電路(12)依次聯接在電路板上而成。
(一)視頻信號經交流耦合，輸入箝位緩沖，經緩沖放大，利用行同步對視頻信號箝位，它有二個作用，一是抑制交流市電的干擾，二是實現不同信號電平的不同處理，且不影響前級，輸出信號接混合電路(2)和采保電路(6)。
(二)視頻信號同步分離電路(5)，利用行同步信號和場同步信號的頻率不同，通過適當阻值的電容器將其二者分開，行同步直接利用視頻信號與給定的電平比較，經緩沖，放大獲得，場同步由RC積分效應，選擇一定的RC時間常數，再經電平比較器獲得。行、場同步信號為整個測量系統提供了基準信號，行、場同步分離電路(5)輸出接掃描產生電路(9)，幅度信號產生電路(10)，場同步輸出還接計數電路(11)和三態門(12)。
(三)、掃描產生電路(9)，參見附圖(2)，由RS觸發器(14)，單穩態觸發器(15)、(16)，與門(17)，計數器(18)，鎖存器(19)構成，電路通過軟件對場信號的檢測，在場同步時送光標位置至鎖存器(19)，行同步觸發RS觸發器(14)，高電平輸出，與門(17)打開，同時將鎖存器(19)位置值預置于計數(18)，預置值的不同，溢出時間也不同，計數器(18)計數，直到溢出，溢出信號一方面關RS觸發器(14)，關計數器(18)，另一方面形成光標和掃描信號，計數器的工作等下一行同步觸發啟動，掃描產生電路(9)，輸出接采保器(6)，信號混合電路(2)。
(四)、幅度信號發生電路(10)，參見附圖(3)，RC電路(20)，比較器(21)，單穩觸發器(22)，為了使監視器上直觀地指示獲取信號強度，特設幅度信號發生電路(10)，行同步信號經RC電路(20)產生三角波，與采保電路(6)輸出信號經比較器(21)，產生行同步為基準的方波信號經比較器(21)，產生行同步為基準的方波信號，利用方波信號觸發單穩(22)，經混合電路(6)，產生一光點信號，采保輸出不同，光點位置也不同，由此可構成與光標位置相對應的強度分布圖形。
(五)計數電路(11)，參見圖(1)，圖(4)和圖(6)，采保(6)輸出為一臺階形信號圖(6)a，經低通濾波(3)產生平滑波形圖(6)b，將平滑后的信號與D／A(8)輸出的閥電平經比較器(4)比較得到一方波信號圖(6)C，該方波信號規定了計數器的工作區間，在矩形波的高電平區間，與門(24)通，計數器(27)開始脈沖計數，脈沖計數區間圖(6)d，比較輸出下降沿觸發，單穩(25)進入鎖存器(26)，記錄前一部分計數值，計數器(27)請零。
(六)信號混合電路(2)，參見附圖(5)，利用二極管的單向性將掃描信號，幅度信號，視頻信號，通過運放相加至監視器顯示。
(七)A／D數據轉換電路，參見附圖(7)，本實用新型可配有高速A／D轉換芯片(32)和快速字節DMA方式傳數的數據電路，利用掃描信號脈沖啟動A／D轉換，等轉換結束，產生一脈沖信號去觸發D(31)觸發器，使DRQ1信號為高電平，DMA請求，當DMA應答信號時清D觸發器。
本實用新型提供的視頻信號處理卡，配上光學系統、監視器、計算機、繪圖儀等，可靈活地實現在任一位置對圖象的模數轉換，控制方法顯示直觀，數據獲取速度快，精度高，可實現對圖象的自動掃描，也可實現全部圖象的數模轉換。
實施例。
本實用新型提供的實施例是應用于光纖幾何參數測量儀中的一種視頻信號處理卡，附圖8－16是具體電路結構圖，
以下結合附圖對本實施例作進一步的說明。
附圖8是本實施側的行、場同步信號分離部分，由TR4，u7，u8等構成，視頻信號經電容C7耦合后，由TR4對視頻信號進行電平切割，分割出行同步信號，在TR4的集電極輸出，經u8A，u8B整形，濾波獲得行同步信號⑩，場同步信號利用R25，C10積分特性，切割出場同步比較寬的場同步低電平，由u7比較獲得，經u8Du8E輸出場同步信號

，u9，u10構成單穩電路，輸出即圖1中(3)(4)(2)產生所需的不同脈寬波形。
附圖9是本實施例的幅度信號產生部分，由u10，u11，u12及TR5，TR6等構成，三態門開關(12)行同步信號，經u11A單穩觸發，與TR5，TR6構成三角波產生電路，再通過比較器u12與采保電路(6)放大后輸出信號⑧產生方波，經單穩u10B產生一幅度指示信號。
附圖10是信號箝位緩沖部分，緩沖級由u1，u2，u3，TR1，TR2以及相加的電阻電容構成，待處理的視頻信號通過u1與直流恢復三極管TR2，箝位，u2為信號緩沖，TR3控制來自混合電路(2)的信號亮度，u3為隔離緩沖，輸出至混合電路(2)和采保電路(6)。
附圖11是光標發生部分，即掃描產生電路部分，由u16，u17，u18，u19，u20，u21，u23等構成，u16，u17，u18為計數器，光標發生電路為電路的關鍵部分，時鐘信號來自機內振蕩信號DSC，行同步信號⑩觸發u16，u17，u18構成12位計數器置光標位置數值，并觸發RS觸發器u23，計數電路開始計數，u15，u19為光標預置值鎖存器，光標溢出通過u14C至單穩電路u20A，u20B，分別產生不同脈寬的光標指示信號⑨和采保請求信號⑤如果要進行A／D轉換，還產生轉換起動信號

，光標溢出，同時清RS觸發器，關計數器。

為采保請求，

光標信號。
附圖12是計數電路部分，由u29，u30，u31，u32，u34等構成，u33，u34為鎖存器，鎖存器鎖存一次躍變的計數值。u29，u30，u31，u32，構成16位計數器，記錄每一場計數值，

為場同步信號，

為輸入時鐘信號，

為計數鎖存信號。
附圖13是采保信號的濾波及控制部分，采保放大信號⑦經D4和R54，R55，C21，C22組成低通濾波，u25A為緩沖級，經u48比較器與D／A閥值電平比較，產生方波信號，

信號控制時鐘信號，K開關可用中斷或詢問方式計數，u27A，u27B組成單穩電路(21)控制計數器的鎖存觸發信號。

為閥值電平。

片選。
附圖14是A／D，D／A轉換部分，閥值電平

是由u35和u25組成的D／A轉換而獲得，D／A轉換電路采用DMA方式轉換起動信號

，觸發A／D轉換器u37工作，轉換結束經D觸發器產生DRQ1請求信號，⑦為輸入模擬信號，

為讀信號，

譯碼線，

片選。
附圖15是信號混合與采保放大部分，信號混合由D2，D3，R10和u4構成信號相加電路，u5是采保器，輸入模擬信號④，采保請求信號⑨，u6及u47等構成采保放大電路，輸出⑦、⑧。
附圖16是接口，譯碼與微機相連接的電路，提供各種控制信號，為不與微機沖突，必須設計成用戶使用地址，本實施例端口地址為300H－31FH，由u38，u39，u40，u41，u43，u60等構成，D0為數據總線，

為采保請求，⑥為光標信號，⑦采保放大信號，

讀信號，

時鐘信號，

鎖存信號，

控制時鐘信號

控制鎖存信號。
本實施例提供的視頻信號處理卡，配以顯微攝象光學系統、監視器、計算機、繪圖儀構成幾何參數測量儀，對光纖幾何參數測量，分辨率為0.02μm，測量重復性為0.1μm，測量時間為45秒鐘，測量范圍5μm－150μm。
權利要求1、一種應用于微小物體幾何參數測量的視頻信號處理卡，由箝位緩沖(1)，信號混合(2)，低通濾波(3)，比較電路(4)，行、場同步分離電路(5)，采保電路(6)，數模和模數轉換器(7)、(8)，掃描發生電路(9)，幅度產生電路(10)，計數電路(11)和三態門開關電路(12)等部分依次聯接在電路板上構成，其特征在于所述行，場同步分離電路(5)，利用行同步信號和場同步信號的不同，通過電容器將其分開，視頻信號經電容C7耦合后，由TR4對視頻信號進行電平切割，分割出行同步信號，經u8∶A，u8∶B整形，濾波獲得，場同步信號利用R25，C10的積分特性，再經u7電平比較經u8∶D，u8∶E整形濾波獲得，行，場同步信號為整個測量系統提供了基準信號，輸出接掃描產生電路(9)，幅度信號產生電路(10)，場同步輸出還接計數電路(11)和三態門開關(12)；所述掃描產生電路(9)，由RS觸發器(14)，單穩觸發器(15)，(16)與門(17)，鎖存器(19)構成，場同步時送光標位置至鎖存器(19)，行同步觸發RS觸發器(14)，與門(17)打開，(19)預置于(18)，計數器(18)計數，直到溢出，溢出信號一方面關RS觸發器，關計數器，另一方面形成光標和掃描信號，(9)輸出接采保器(6)，信號混合電路(2)。
2、根據權利要求1所述的處理卡，其特征是所述幅度信號發生電路(10)，由RC電路(20)，比較器(21)，單穩觸發器(22)構成，行同步信號經RC電路(20)產生三角波，與采保電路(6)輸出信號經比較器(21)產生方波信號，觸發單穩(22)接混合電路(2)。
3、根據權利要求1所述的處理卡，其特征是所述計數電路由與門(24)、單穩(25)，鎖存器(26)計數器(27)，緩沖器(28)依次連接構成，比較器(4)獲得方波信號及場同步信號，經與門(24)相與，計數器(27)計數，比較輸出下降沿觸發單穩(25)，進入鎖存器(26)，記錄前一部分計數值、計算器(27)請零。
專利摘要一種應用于微小物體幾何參數測量的視頻信號處理卡，由箝位緩沖(1)，信號混合(2)，低通濾波(3)，比較電路(4)，行、場同步分離電路(5)，采保電路(6)，數模和模數轉換器(7)、(8)，掃描發生電路(9)，幅度產生電路(10)，計數電路(11)和三態門開關電路(12)依次聯接在電路板上構成。該處理卡配以光學系統、監視器、計算機、繪圖儀等即可實現自動、快速的微小物體幾何參數測量。
文檔編號H04N5/14GK2145978SQ9223253
公開日1993年11月10日 申請日期1992年9月7日 優先權日1992年9月7日
發明者聶秋華, 胡龍飛, 白貴儒, 楊高波, 俞建定 申請人:寧波大學