基于VXl937的VGA／TV转换器的设计与实现
作者：郭 平 李要锋
随着多媒体视频技术的发展，教育、商务演示、游戏娱乐、视频监控、机载视频显示等领域均要求将PC输出的VGA视频信号转化成适合普通电视标准的电视信号。目前，VGA视频大多采用逐行扫描技术，而模拟电视信号则采用隔行扫描技术，且各自的行频和场频不同。因此，设计专门的VGA／TV视频转换器显得非常必要和迫切。VGA／TV视频转换器的基本原理是通过帧存储器用一种制式的时序写帧存，而用另一种制式的时序读帧存，并用增减行场的方法调整扫描频率，直至形成标准的电视信号格式。
我国许多飞机使用类似彩色电视的PAL制显示器。在显示图形分辨率要求不苛刻的情况下，完全可以利用这些现有设备作为机载计算机的显示终端。但一般计算机的显示接口并不直接支持PAL制式，需要在VGA接口和PAL制式之间进行适当的转换。为实现显示控制器VGA信号到模拟TV视频信号的转换，兼容多功能显示器的模拟视频的显示方式，笔者设计了一种基于VXl937的VGA／TV视频转换器。该视频转换器将通用VGA信号转换为广播质量级的PAL制视频信号，无需软件支持，运行可靠，操作简单，通过按键就可以调整色度、对比度等。
1 VXl937简介
图1为VXl937内部结构框图，图中所示为采用VXl937视频转换器处理标准VGA的模拟R、G、B信号，并将其转换成NTSC或PAL制式的视频信号。VXl937能够将640×480(85 Hz)、800×600(75 Hz)、1 024×768(60 Hz)的真彩色逐行图像转换成NTSC或PAL制式的视频信号。所有视频信号均以数字方式处理。其内部集成了4个10位D／A转换器。VXl937的4个输出引脚组合能同时输出复合视频和S-vide0(亮度与色度分离)信号，可通过硬件开关选择输出复合视频、S-video(亮度与色度分离)、RGB或YUV共4种制式。VXl937有内建的OSD(0n Screen Display)功能，由硬件直接控制，锐度、亮度、对比度、饱和度、色度可由按键调节。
2 转换器设计与工作原理
VGA／TV视频转换器主要由电源电路、视频转换电路和视频转换控制电路组成，其硬件系统框图如图2所示。机载显示器输出的VGA信号输入到VXl937内。VXl937根据输入VGA信号的刷新频率对一帧VGA逐行扫描视频信号进行A／D采样，并经过缓冲、箝位，缓存在外部的SDRAM中经奇偶场重组和场内的数据插值处理后，在输出端经D／A转换为模拟视频信号。
2．1 视频前端处理
VGA信号输入可通过3个8 bit A／D转换器对R、G、B信号的每一个通道以27 MHz的采样率进行A／D转换。HSYNC和VSYNC由施密特触发器缓冲。A／D转换器的转换参考电压可以自己设定。所设计的RGB信号电平范围是0～0．85 V，给定的外部参考电压VK不能低于RGB信号电平的最大值。数字视频处理是利用YUV色彩分量来进行的，因此，利用VXl937中的RGB-YUV矩阵将输入的RGB信号转换为4：2：2格式的YUV分量信号。其中，YUV每个分量输出长度为8 bit。
2．2 数字视频编码
VXl937的核心是编码器部分，主要用于从外部存储设备中读入4：2：2格式的YUV数字视频数据，然后进行编码处理。由于输入的信号分为亮度和色度2种信号分量，色度信号通过复合数字副载波调制，所以可将亮度和色度信号分别插值为像素速率的2倍，并通过2个10 bit D／A转换器转换为模拟合成视频信号，再通过第3个通道的10 bit转换器输出，必须注意调整VXl937格式控制脚，选择不同的时钟参数，将视频转换器的输出设置为机载多功能显示器兼容的PAL制式
