一种廉价的视频信号自动识别电路

随着人们对电视功能要求的提高，新研发的电视都开始增加了输入信号自动识别功能，使用户在节目源的选择上，只有有信号输入的通道，才在节目源列表上高亮显示。在电视机节目源输入较多的机型上，这个功能无疑方便了用户对节目源的选择。

目前，电视机的节目源一般有以下几种：VGA(Video Graphics Array)，HDMI(High Definition Multimedia Interface)，DVI，(Digital Visual Interface)，USB(Universal Serial BUS)，YPBPR模拟分量视频信号输入，CVBS(Composite Video BroadcaN：Signal)复合视频信号输入，S-Video(separate Video)信号输入。其中VGA信号可通过其信号本身自带的行、场信号来判断有无信号输入，HDMI、DVI和USB信号都是数字接口信号，可通过接口有无数据流来判断有无信号输入，而YPBPR、CVBS和S-Video都是模拟信号，信号本身不带可以用来判断有无信号输入的判断电平，所以需将信号进行处理，来实现信号有无时呈现不同的电平，输入到CPU进行信号自动识别。

目前市场上已有具有视频信号自动识别功能的集成电路，像HPS02，它具有视频输入信号自动识别功能，同时含有多路输入信号的多选一开关，但是此颗集成电路价格比较高，而且若整机系统的其他模块已经包含了视频输入信号多选一开关，那此种芯片的多选一开关功能就有点多余了。下面介绍一种以分立元件搭建的视频信号自动识别电路，该电路只使用了一些价格比较低的分立元件，实现在有视频信号输入时，输出低电平，没有信号输入时，输出高电平。

电路组成及工作原理

视频信号自动识别电路的基本思路是：先从视频信号中提取出同步信号，然后利用同步信号，滤波成直流信号，从而达到有无输入信号，输出不同电平的目的，其电路组成如图l所示。

图1中，C1、R1、R2、R3、R4、Q1组成的射随电路，因射随电路具有高输入阻抗特性，使后面的电路对前级信号不会产生影响，起到隔离作用。其中C1是隔直电容，去除信号的直流成分。R2、R3是分压电阻，分压值给Q1基极提供直流偏置，因视频信号连同步头一起，最大信号幅度为1V左右，而Q1的射级电压有12V，所以，Q1基极的偏置电压取6V左右就可以了。

R5和C2组成视频信号选通网络，RC并联电路转折频率公式为f=1/(2πRC)，当视频信号上叠加有其他频率成分的脉冲干扰信号时，信号经过选通网络时，对转折频率的视频信号呈现较低阻抗，对非视频信号频率成分呈现较高阻抗，由此拉开信号成分的电平，以便后续电路可靠地提取出同步信号。

R6、R7、R8、Q2组成共发射极放大电路，对视频信号进行放大，R7给Q2基极提供弱上拉，调节R7阻值的大小，使视频信号在放大时出现削顶失真，留下需要的同步头部分。R7参数值的确定可使用可调电阻来调试，输入信号图谱选择亮点信号、亮场信号、暗场信号等，输入信号格式选择目前现行的所有格式进行测试，调整R7的值，使所有信号格式的亮点、亮场、暗场图谱信号经过Q2后，都出现削顶失真，仅留下经过放大的同步头信号。

Q3工作于开关状态，用于信号整形。因Q2的E级电压是12V，有着足够大的动态范围，所以，Q2集电极的信号经C3隔直后，信号的高电平大于Q3的导通门限，信号的低电平小于Q3的截止门限。

C4和D1组成倍压检波电路，这样不管是什么图谱的信号，经C4隔直后，信号的低电平都嵌位在－0.7V，使信号在高电平时，Q4能可靠导通，信号在低电平时，Q4能可靠截止。

R11、Q4、C5先对信号进行反向，然后滤波，使同步信号转换成为直流信号，供CPU检测。

各节点的测试波形

我们以CVBS的PAL制灰阶图谱信号及无信号输入状态下为例，介绍视频信号通过该电路各个节点的波形，以便更好地理解电路原理。

1　CVBS的PAL制信号

输入信号波形如图2所示。

信号到电路图A处，因为其只经过了一个射随电路，所以A处的波形同输入信号波形，只是直流电平不一样。

信号到B处，经过了视频通路选通网络，当视频信号上叠加有其他频率成分的脉冲干扰信号时，干扰会被虑除，因为测试用的信号源没有叠加脉冲干扰，所以B电波形仍然同输入信号波形，只是因为后级影响，直流电平不一样。

信号到C处，经过共发射级放大电路，信号被放大，且信号的图像部分被切掉，只留下同步头部分，C处的波形如图3所示。

信号到D处，经过一反向电路，其波形反向，并整形成标准的方波信号，信号波形如图4所示。

信号到E处，经过倍压检波电路，信号的低电平被嵌位在－0.7V，波形如图5所示。

信号到输出端，因E处的波形大部分处于高电平状态，所以经反向滤波后，输出低电平，波形如图6所示。

2　无信号输入状态下

无信号输入时，信号经过A处时，因射随电路的偏置电压，使信号为高电平，因为无信号输入时，各处的波形均为直流电乎，比较简单，就不再显示波形图了。

信号到B、C处，仍为高电平。

信号到D处，经过C3隔直电容，变为零电平，然后经Q3反向，变为高电平。

信号到E处，经C4隔直，变为低电平。

信号到输出端，经Q4反向，变为高电平输出。

可靠性测试

我们选用了一些比较典型的图谱，包含谱灰阶信号、暗场信号、亮场信号、亮点信号等进行测试，图谱的波形如图7-图10所示。

测试图像格式选用目前现行的所有格式，其中YPBPR信号格式有：720x480i(480i)、720x480p(480p)、720×576i(5761)、720×576p(576p)、1920×1080i(1080/50i)、1980×1080i(1080/60i)、1280×720p(720/60p)、1280×720p(720/50p)、1920×1080p(1080/50p)、1920×108019(1080/6019)；CVBS信号格式有NTSC制和PAL制；SVideo信号格式有NTSC制和PAL制。

经过测试，凡是有信号输入的状态，电路都能输出低电平，凡是无信号输入的状态下，电路都能输出高电平，说明此电路能可靠地用高低电平来区分有无输入信号。

结束语

该电路能可靠地用高低电平来区分有无输入信号，且价格低廉，对于成本压力比较大的消费类电子，采用此电路，能有效降低成本，提高整机的价格竞争力。