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电视模拟量设计参考 [复制链接]

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2008-09-10
楼主    rongwei1984 发表于: 2008-09-10 23:44:56 
在进行一个电视方案的研发时,我们需要对包括亮度,对比度,色饱和度,音量线性,音量大小等许多模拟量进行设定,以使电视达到最佳效果。但因为各机芯方案对这些模拟量参数的设定标准各不相同,导致各产品最终效果差异较大,因此特拟制此文供大家参考。
一、图像模拟量设置
为了让用户简单快捷的选择自己喜欢的图象模式,我们通常在用户菜单中设好3组默认的模拟量参数:“自然”、“亮丽”、“柔和”。这样用户不需要去细调亮度对比度,只需要在这3中模式中切换就能快速找到自己喜欢的观看模式。
1、“自然”(也可以叫标准)模式的设定:
“自然”模式相当于推荐用户使用的观看模式,此模式下图象的亮度,对比度,色饱和度都达到观看的最佳效果。通常情况下我们将此时亮度,对比度,色饱和度对应用户菜单的值分别设置成50,50,50。
2、“亮丽”(也可以叫鲜艳)模式的设定:
通常情况下我们将此模式亮度,对比度,色饱和度对应用户菜单的值分别设置成50,75,70,适用于喜欢图象明亮鲜艳的客户。
3、柔和模式的设定:
通常情况下我们将此模式亮度,对比度,色饱和度对应用户菜单的值分别设置成40,40,40,适用于夜间或周围环境较昏暗时观看,以免图象刺眼。
同时我们还设置一组“用户”模式,当用户通过用户菜单对亮度,对比度,色饱和度进行手动调节时,调节后的参数将自动存入此模式,下次用户只需要切到该模式就可调出上次设好的参数。
最终设置参数如下表:

表1
模拟量参数设定:
1、亮度、对比度的中间值(50):
输入一个从左到右从暗到亮渐变的32灰阶图谱,先调节亮度寄存器,设一个较小的值,使最左边的几阶全都变成最暗。然后慢慢提高亮度,当最暗的两阶恰好分开时,取此时的亮度寄存器的值为用户菜单中亮度50的值。
再调节对比度寄存器,设一个较大的值,使最右边的几阶全都饱和变成最亮。然后慢慢降低对比度,当最亮的两阶恰好分开时,取此时的对比度寄存器的值为用户菜单中对比度50的值。
原理:调节亮度相当于调节截距(OFFSET),它的变化对亮阶亮度的影响很小,基本可以忽略不计;调节对比度相当于调节斜率(GAIN),它的变化对暗阶亮度的影响很小,基本可以忽略不计。以对比度调节为例,当将对比度调的较大,最右边的几阶全都饱和最亮时,这时这几阶均已达到了屏可设置的最大亮度,然后慢慢减小对比度值,一直到最亮的两阶恰好分开,此时最右边那阶的亮度仍保持在最大亮度,而倒数第2阶比最大亮度稍低一些,相当于我们找到了能让最亮阶达到屏的最大亮度而又不会超出削顶饱和的那一点。亮度最小值的确定方法也是同理。
检验:如果测量此时100%全白场或是8灰阶(32阶的话太密了不好测量)的最右一阶的亮度,应该接近于屏的最大亮度,如果测量此时全黑场或是8灰阶的最左一阶的亮度,应该接近于0。

图1:亮度、对比度置中时的图象和信号波形。
注:为了简单起见,图片中都以8灰阶作说明,图片中的图象及波形仅为让大家形象的理解设置方法,并非准确值。
2、亮度最小值(0):输入16级灰阶信号,将对比度置中(50),调整亮度寄存器,当暗区最后4阶都为最暗,无法分辨开时,取此时寄存器值为亮度最小值(0)。

图2:亮度设置得很小时的图象和信号波形
3、 对比度最大值(100):输入16级灰阶信号,将亮度置中(50),调整对比度寄存器,当亮区最高4阶都为最亮,无法分辨开时,取此时寄存器值为对比度最大值(100)。

图3:对比度设置得很大时的图象和信号波形。
4、亮度最大值(100):输入16级灰阶信号,将对比度置中(50),调整亮度寄存器,当亮区最高3阶都为最亮,无法分辨开时,取此时寄存器值为亮度最大值(100)。

图4:亮度设置得很大时的图象和信号波形。
5、对比度最小值(0):输入16级灰阶信号,将亮度置最小(0),输入16级灰度信号,将亮度置中,将对比度调到最小,此时16灰阶依然可分辨,最亮阶的亮度相当于对比度置中时从暗阶数过来第4阶的亮度;

图5:对比度设置得很小时的图象和信号波形。
6、色饱和度设定:
色饱和度最小值(0),此时彩色关死,图象无彩色。
色饱和度中间值(50),此时主观感觉色彩鲜艳且彩色无溢出,可通过播放VIDEO BOOK固定图片目测,也可与进口机或我司量产机对比确认。
色饱和度最大值(100),此时主观感觉色彩偏浓且有部分彩色溢出。
7、清晰度标准值(50)设定:清晰度标准值(50)应使多波群画面最高频率和最低频率的亮度基本一致。清晰度一般和噪声程度成反比,因此可适当在HDMI,YUV等通道设置的高些(60),而在TV,VIDEO等通道设置得低些(40)。
8、色调标准值(50)设定:色调标准值(50)一般为芯片默认状态,无须调整,但需保证人物肤色自然。
备注:
• 以上参数调整最好是在HDMI通道下进行,之后再对各其它通道设置偏移量,使每个通道都满足以上要求。对TV,AV,YUV,VGA等模拟通道进行设置前,必须确认芯片输入口上的信号幅度是否标准,一般来说标准信号由0.3V的同步头加上0.7*(1±4%)Vpp的图象信号组成。
• 现在许多芯片有类似动态对比度,动态色饱和度等功能,要求在调整模拟量前将这些功能关闭,或是根据芯片具体要求进行调整。
• 尽量将芯片最后级(例如SCALER的COLOR SPACE)的寄存器开放给用户调整即用作用户菜单中对应的调整项。











二、伴音模拟量设置:
1、伴音功放增益设定:目前大多数的D类功放都有几档的增益设定可选,我们设定的原则应该是,在满足最大功率的前提下,要使伴音IC输出信号幅度尽量大,伴音功放的增益尽量小.影响伴音信噪比的一个很大的因素就是由伴音IC至伴音功放的走线上所受的干扰,如果传输的信号越大,那么相对应的信噪比就越高。
2、音量控制曲线的设定:
喇叭最大输出功率按屏幕尺寸大小要求如下:

表2
 
音量线性设定要求如下:

表3
注:必须注意的是,为防止音量在1-10的时候音量太大,设计时可以考虑将这一段的音量设置降的更低一些。
3、TV通道音量线性设定:
N制机:频道选择A21(1k,54%调制度),伴音制式设为M/N,关闭AVC,SRS,BBE等各种音效开关,高低音,均衡置中。调整音量寄存器,按表3分别确定音量为100,75,50,25,0时的寄存器值,写入软件。
最好在工厂菜单中做出这几个寄存器的列表,这样方便调试更改。
非NTSC机:频道选择D8(1k,100%调制度), 伴音制式设为DK,其余步骤同上。
4、VIDEO/VGA等SCART IN通道音量设定:
以VIDEO通道为例,左右伴音通道同时输入1.5Vpp的1KHz信号,调节该通道的PRE-SCALER使同样音量刻度下喇叭的输出功率同TV通道(A21/D8)的输出功率相同。
5、HDMI通道音量设定:
采用VG849或其他可以设置成以下要求的HDMI信号源:声音设置为L=1KHz, R=1KHz, 输出幅度为-11.5dBFs,采样率选择自己伴音芯片能支持的(对结果不产生影响)。调节HDMI通道的PRE-SCALER使同样音量下喇叭的输出功率同TV通道(A21/D8)的输出功率相同。
6、DTV通道音量设定:
先由SCART IN,输入200mVrms (566mVp-p) 1KHz的单音信号,测试喇叭的输出功率。
切换到DTV通道,输入标准幅度-20dBFs单音的测试码流(例如中心信号源美国标准的Cable 30频道),调节此通道的PRE-SCALER(或其他类似寄存器),使喇叭输出功率与上述SCART IN通道的相同。
7、SCART OUT伴音幅度设定:
SCART OUT伴音幅度应保持与SCART IN输入幅度相同,不做衰减.设置方法:TV输入D8/A21信号或SCART IN输入1.5Vpp 1K Hz信号,SCART OUT输出幅度应该也是1.5Vpp。
8、耳机的输出功率:耳机的匹配电阻为32欧,最大功率要求不小于5mW,也就是0.4Vrms. 但最大功率也不建议超过10mW,以免音量过大。
三、ADC校正介绍:
我们目前采用的ADC多是8位的,它的数字输出的最大值是固定的(0xFF),所以要求输入的模拟量的最大值也是恒定的,但是由于输入信号不同(RGB为0.7Vpp,Pb,Pr为0..3Vpp),且ADC器件存在离散性,所以ADC内部有一个运算放大器,将输入的模拟信号幅度锁定为满足后端ADC模块需要的恒定的值。由于是器件离散性的原因造成GAIN 和OFFSET不同,所以每台机器的GAIN 和OFFSET在生产时都要单独调节。最终目的其实和设置亮度对比度的中间置很类似:使得信号输入为最暗时,ADC输出的值为0x00,当输入信号为最亮时,输出为0xFF。
对于目前大多数的ADC芯片,这个过程除了手动输入信号图谱外,其他过程都是自动完成的。其原理如下:手动将输入信号设置为全黑信号,由软件从大到小调节OFFSET寄存器,读取后端SCALER的RGB MIN寄存器的值,使其刚好等于0,确定OFFSET,再将输入信号设置为全白信号,从小到大调节GAIN 读取RGB 的MAX寄存器的值使其刚好等于0xFF,确定GAIN值。将得到的值存入EEPROM中。
由于Ypbpr的信号的幅值,不同于RGB信号,所以Ypbpr要单独做,且要增加输入品红信号,用于确定Pb,Pr信号的OFFSET和GAIN,并且要在EEPROM中保留一组单独的值。
以上所做的关于电视模拟量的推荐设计,因为各方案芯片不同,仅作参考,具体的设计标准还必须根据实际情况或是客户的特殊要求进行调整。