專利名稱：一種電視特技掃換波形發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬電視技術領域，它涉及一種電視節(jié)目制作中所用的特技掃換波形發(fā)生器。
眾所周知，掃換是電視節(jié)目制作過程中用得非常多的一種特技手段，具隨一條(或多條)曲線掃過以后，電視畫面的一幅圖象逐漸過渡到另一幅圖象的過程。其產(chǎn)生原理是將兩路電視信號通過電子開關合成一路電視信號，電子開關何時接通那路電視信號，則受掃換波形的控制，掃換波形為與行場同步的脈沖形號形式，電子開關在掃換波形為低電平時接通一路電視形號，而在掃換波形為高電平時接通另一路電視信號。目前國內(nèi)外最常用的產(chǎn)生掃換波形的方法是三基波法，這種方法通過控制對三角波、鋸齒波和拋物波三個基本的波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形進行不同組合和切割來實現(xiàn)。這種方法除了需要三個基本的波形發(fā)生器外，每產(chǎn)生一種掃換播形都需要一套波形合成和切割電路，造成電路系統(tǒng)十分復雜，需調(diào)節(jié)的元器件特別多，從而使系統(tǒng)成本高，生產(chǎn)不便，穩(wěn)定性差，操作煩鎖，修改或擴充掃換波形需要修改電路。另一方面，這種方法還很難產(chǎn)生如旋轉(zhuǎn)類等掃換圖形。
本發(fā)明旨在設計一種電路簡單，操作方便，工作穩(wěn)定可靠，性能好，價格低，體積小，便于生產(chǎn)，而且掃換波形的產(chǎn)生、修改或擴充十分方便的掃換波形發(fā)生器。
本發(fā)明是一種用微機直接產(chǎn)生掃換波形的特技設備，由掃換圖形選擇器(1)、微機系統(tǒng)(2)、掃換波形形成電路(3)和電視同步時鐘源(4)組成，如圖一所示。其原理是用戶選擇掃換圖形后，掃換圖形選擇器產(chǎn)生相應的代碼送至微機系統(tǒng)，微機系統(tǒng)隨即逐行計算出所選擇的掃換圖形相應的掃換波形每行中高電平的起點值和終點值并逐行輸出到掃換波形形成電路，由它將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需的掃換波形去控制電子開關。電視同步時鐘源由視頻信號S0分離出行同步信號S1和場同步信號S2，使時鐘φ與電視信號同步，這三個信號分別送至微機系統(tǒng)和掃換波形形成器，使本發(fā)明滿足與電視系統(tǒng)同步的要求。
本發(fā)明的掃換圖形選擇器對不同的掃換圖形選擇發(fā)生不同的代碼送至微機系統(tǒng)。在此基礎上必要時還可以控制掃換圖形的某些參數(shù)，如掃換速度，掃換圖形的中心位置等等。這些參數(shù)可以通過在操作面板上設置操作桿，將其值送至微機系統(tǒng)。
本發(fā)明的微機系統(tǒng)由運算控制器CPU(5)，存貯器(6)，輸出接口(7)，輸入接口(8)，必要時再加上A/D變換器(9)組成，如圖二所示，各部分之間通過數(shù)據(jù)、地址和控制總線相連接。輸入接口用以輸入掃換圖形選擇器所產(chǎn)生的代碼，A/D變換器用以輸入掃換圖形選擇電路上各操作桿的值，輸出接口則將計算結果由微機送至掃換波形形成器。在CPU的選擇上，由于電視信號一行只有64μs，要在這么短的時間內(nèi)又完成運算，由完成數(shù)據(jù)的數(shù)出，因此應選擇工作時鐘高，指令執(zhí)行時間短的CPU芯片。為了使微機系統(tǒng)很方便地與電視信號同步，要求CPU最好具有兩個中斷輸入口，以便輸入行同步信號S1和場同步信號S2。目前市場上的單片機51系列，TM320系列都能滿足上述要求。存貯器用于存貯系統(tǒng)軟件和作為運行過程中的隨機存貯。微機系統(tǒng)的工作過程是CPU收到場同步信號后就通過輸入接口去檢查是否有掃換圖形的代碼輸入，若設有操作桿，則選通過A/D變換器讀回操作桿上的值，隨之起動相應的軟件程序計算出掃換波形的有關數(shù)據(jù)并通過輸出接口至掃換波形形成電路，數(shù)據(jù)的計算和輸出都與行同步信號同步進行。
本發(fā)明的掃換波形形成電路由二組計數(shù)器和一個觸發(fā)器(12)構成，如圖三所示，兩組計數(shù)器中，一組作為起點計數(shù)器(10)，一組作為終點計數(shù)器(11)。CPU算出的掃換波形在每行中高電平出現(xiàn)的起點值和終點值，被分別送入起點計數(shù)器和終點計數(shù)器，起點計數(shù)器計數(shù)到時輸出一負脈沖給觸發(fā)器，觸發(fā)器輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，而終點計數(shù)器計數(shù)到時觸發(fā)輸出則由高電平變?yōu)榈碗娖?，形成所需的掃換波形信號。計數(shù)器所需的時鐘φ由電視同步時鐘源產(chǎn)生。時鐘φ的頻率的選擇受電視分辨率的限制，同時還應考慮到計算中的取舍誤差。
本發(fā)明的電視同步時鐘源(4)，由同步分離電路(13)，同步信號處理器(14)，計數(shù)器時鐘源(15)組成，如圖四所示。同步分離電路從全電視信號S0中分離同步信號送入同步信號處理器后，產(chǎn)生三路信號，其中兩路-場同步信號S2和行同步信號S1作為CPU的同步信號，另一路送入計數(shù)器時鐘源，使該時鐘源振蕩產(chǎn)生的時鐘φ與電視信號同步。
本發(fā)明首次采用微機產(chǎn)生特技掃換波形，使掃換波形的產(chǎn)生軟件化，因次本發(fā)明的電路簡單，操作方便，對掃換波形的修改和擴充只需修改和編寫程序而不必再改變電路。本發(fā)明能產(chǎn)生現(xiàn)有設備不能產(chǎn)生或很難產(chǎn)生的掃換圖形，如風車型等旋轉(zhuǎn)類的掃換圖形，還可以根據(jù)程序員的想象力產(chǎn)生各種的掃換圖形。本發(fā)明本身就是一個微機系統(tǒng)，工作穩(wěn)定可靠，易于和其它計算機系統(tǒng)聯(lián)機，實現(xiàn)操作的自動化。本發(fā)明價格低，體積小，便于生產(chǎn)，可以滿足大量市、縣級電視臺、電教中心、CATV和CCTV中心對普通特技設備的要求，還可以用到錄像機的功能，更進一步簡化小型電視臺的設備。
本發(fā)明有如下附圖

圖一為一種電視特技掃換波形發(fā)生器原理中1為掃換圖形選擇器、2為微機系統(tǒng)、3為掃換波形形成電路、4為電視同步時鐘源。
圖二為微機系統(tǒng)結構中5為運算控制CPU、6為存貯器、7為輸出接口、8為輸入接口、9為A/D變換器。
圖三為掃換波形形成電路結構中10為起點計算器、11為終點計算器、12為觸發(fā)器。
圖四為電視同步時鐘源示意中13為同步分離電路、14為同步信號處理器、15為計數(shù)器時鐘源。
圖五為本發(fā)明的微機系統(tǒng)的一個實施例。
本發(fā)明的一個實施方式是選用一個計算機鍵盤作為掃換圖形選擇器，微機系統(tǒng)、掃換波形形成電路和電視同步時鐘源如圖五、圖三和圖四所示。CPU為單片機8031，因為單片機8031具有4個8位I/O口，一個串口和128字節(jié)RAM這對節(jié)省外圍器件，降低成本十分有利。最主要的是它的時鐘可工作到12MHZ，大部分指令的執(zhí)行時間只有一個機器周期，具有乘除法指令。ROM27256用于存貯系統(tǒng)軟件。輸入接口是一路16位的并行輸入口，輸出接口是二路12位的并行輸出口。由于8031的低8位地址與數(shù)據(jù)線公用，所以選用了一片鎖存器74LS373來鎖存地址。兩組計數(shù)器均為12位的計數(shù)器。計數(shù)器時鐘φ選為20MHZ。下面說明當掃換圖形為水平拉幕時本發(fā)明的系統(tǒng)軟件的運行過程。水平拉幕即一幅電視畫面從左到右由另一幅電視畫面替代。本發(fā)明開機后，微機系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，收到場同步信號后，就去讀掃換圖形選擇器，若無圖形選擇則繼續(xù)處等待狀態(tài)，若有則讀入鍵盤譯碼。由于水平拉幕時每行掃換波形中起點值為0，終點值逐場增加，一場中每行起點值、終點值都一樣，設終點值每場的增大因子為X0。則第一場時起點值為0，終點值為X0，微機系統(tǒng)逐行輸出到掃換波形形成器形成第一場時的掃換波形。第二場時起點值不變，終點值增加X0，至直終點值大于某一個值即一幅電視畫面完全被另一幅畫面代替時的值時本發(fā)明停止產(chǎn)生掃換波形，回到等待狀態(tài)。
權利要求
1.本發(fā)明為一種電視特技掃換波形發(fā)生器，其特征在于由掃換圖形選擇器(1)、微機系統(tǒng)(2)、掃換波形形成電路(3)和電視同步時鐘源(4)組成，微機系統(tǒng)收到掃換圖形選擇器產(chǎn)生的圖形代碼和參數(shù)命令后，計算出掃換波形的有關數(shù)據(jù)，送至掃換波形形成電路形成相應的掃換波形，電視同步時鐘源產(chǎn)生相應的同步信號，使本發(fā)明與電視系統(tǒng)同步。
2.按權利要求1所述的一種電視特技掃換波形發(fā)生器，其特征在于所述的微機系統(tǒng)由運算控制器CPU(5)、存貯器(6)、輸出接口(7)、輸入接口(8)和A/D變換器(9)組成，CPU與其它部分之間由總線連接。
3.按權利要求1所述的一種電視特技掃換波形發(fā)生器，其特征在于所述的掃換波形發(fā)生電路由起點計數(shù)器(10)、終點計數(shù)器(12)和觸發(fā)器(13)組成，起點計數(shù)器計數(shù)到時觸發(fā)器輸出置為高電平，而當終點計數(shù)器計數(shù)到時觸發(fā)器輸出回到低電平。
4.按權利要求1所述的一種電視特技掃換波形發(fā)生器，其特征在于所述的電視同步時鐘源由同步分離電路(13)、同步信號處理器(14)和計數(shù)器時鐘源(15)組成，同步分離電路由電視信號分離出同步信號，送至同步信號處理器產(chǎn)生行同步信號和場同步信號，并使計數(shù)器時鐘源產(chǎn)生的時鐘φ與電視信號同步。
5.按權利要求1所述的一種電視特技掃換波形發(fā)生器，其特征在于所述的掃換波形的有關數(shù)據(jù)是每行中掃換波形高電平的起點值和終點值。
6.按權利要求1或2所述的一種電視特技掃換波形發(fā)生器，其特征在于所述的存貯器中存貯著與掃換圖形相對應的系統(tǒng)軟件。
7.按權利要求1或2所述的一種電視特技掃換波形發(fā)生器，其特征在于所述的微機系統(tǒng)由一片單片機8031，一片74LS373鎖存器，一路16位的輸入接口、二路12位的輸出接口和ROM27256組成。
全文摘要
本發(fā)明由掃換圖形選擇器、微機系統(tǒng)、掃換波形形成電路和電視同步時鐘源構成，使掃換波形的產(chǎn)生軟件化。能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)型、馬賽克型、曲線型、直線型和壓擴型等各種掃換圖形。本發(fā)明電路簡單，掃換波形的修改和擴充十分方便，工作穩(wěn)定可靠，易于和其它計算機系統(tǒng)聯(lián)接，實現(xiàn)操作自動化，而且價格低、體積小、可以替代現(xiàn)有設備，裝備大量的中小電視臺，電教中心，閉路電視中心和CATV中心。
文檔編號H04N5/262GK1056205SQ9010580
公開日1991年11月13日 申請日期1990年4月27日 優(yōu)先權日1990年4月27日
發(fā)明者張鑫鏡, 朱吉輝 申請人:電子科技大學