专利名称：图像采集和数字电视接收的教学实验装置的制作方法
技术领域：
图像采集和数字电视接收的教学实验装置
所属技术领域本实用新型涉及一种教学的实验装置，尤其涉及一种用于图像采集和数字电视接 收教学实验的教学实验装置。
背景技术：
电子教学有利于教学的形象直观性，增加动手和体验，因此，电子教学实验装置得 到广泛的应用。图像采集和数字电视作为当前的主流的技术发展趋势，也日益成为重要的 教学内容。然而，若仅仅通过理论的学习，不便于形象认识和加深体验。因此，当前的图像采集和数字电视的理论教学亟需一种使用方便，低成本的图像 采集和数字电视接收的教学实验装置。
实用新型内容本实用新型提供一种图像采集和数字电视接收的教学实验装置，使用方便。为解决上述的技术问题，本实用新型提供一种图像采集和数字电视接收的教学实 验装置，包括设置电路板上的图像采集模块，包括图像传感模块、图像处理模块以及用以 图像采集的教学实验的图像故障装置，所述的图像故障装置连接图像传感模块和图像处理 模块；和数字电视接收模块，包括电视信号源、编码处理模块、数字信号处理模块以及用以 数字电视的教学实验的数字电视故障装置，所述的电视信号源连接编码处理模块，所述的 数字电视故障装置连接编码处理模块和数字信号处理模。如上所述，本实用新型通过设置的图像故障装置和数字电视故障装置，方便实验 操作，通过对图像采集和数字电视接收的现象认识，增加实验的趣味性，有效实现教学实验 目的。
图1是本实用新型图像采集和数字电视接收的教学实验装置的原理框图。图2是本实用新型教学实验装置的图像采集模块的原理图。图3是本实用新型教学实验装置的数字电视接收模块的原理图。
具体实施方式为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型图像采集和数字电视接收的教学实验装置的具体实施方式
、结构 特征及其功效，详细说明如下。本实用新型图像采集和数字电视接收的教学实验装置，方便教学实验使用，与计 算机连接后，可以通过计算机的显示器显示实验的内容，实现教学的形象化认识，深化理论 学习的实践，增加实验的趣味性，符合电子教学的发展趋势。如图1所示，本实用新型图像采集和数字电视接收的教学实验装置包括图像采集模块1和数字电视接收模块2、提供该教学实验装置1的工作电源的电源模块3以及用于进行教学实验的故障装置。图像采集模块1和数字电视接收模块2可以通过USB数据口连 接旨外部的计算机，可以通过计算机显示器进行教学实验的现象观察。在本实用新型中，故 障装置分别设置于图像采集模块1和数字电视接收模块2中，用以分别针对图像采集模块 2和数字电视接收模块3进行故障的实验设置，进而达到实现教学的实践认识目的。图像采集模块1包括图像传感模块11、图像处理模块12以及用于教学实验的图像 故障装置13。图像传感模块11获取外部的影像并转换为电信号，进而传输至图像处理模块 12处理生成数字的图像，并转换为USB标准协议数据，通过USB接口输出至计算机，同时在 计算机显示器上显示。图像故障装置13用于图像采集模块1的图像采集教学实验，实验时 可通过对图像故障装置13的设置实验，进而观察实验现象，通过实验而加深图像采集理论 的认识。如图2所示，在具体实施例中，图像传感模块11可以采用具有1. 30M像素的CXD 摄像头的芯片MI1300进行图像的采集，图像处理模块12可以采用芯片EM2750接收芯片 MI1300的电信号输出，进而处理生成数字影像的数据，同时EM2750的USB模块转换功能可 以将数字影像的数据处理成USB协议数据，通过USB接口的数据线输出至外部的计算机。图像故障装置13可以采用跳帽(Jumper)元件，图像故障装置13设置于图像传 感器11传输至图像处理模块12的连接线路之间。图像故障装置13包括第一图像故障点 131、第二图像故障点132和第三图像故障点133。具体实施例中，第一图像故障点131(在图中标记为故障点1)分别连接MI1300的 图像数据输出线路和EM2750的图像数据输入线路。为便于进行实验测试，在EM2750的图 像数据输入线路端设置测试点，用以测试故障实验中的信号状态。在教学实验中，断开第一 图像故障点131的线路，即，将第一图像故障点的任一个或多个线路断开，图像传输的数据 丢失，传输至图像处理模块12的图像数据处理输出至计算机显示时出现花屏现象，由此， 实现数据丢失原因是图像采集出现花屏的现象的形象化实验教学目的。第二图像故障点132(在图中标记为故障点2)是用以实现图像采集实验的黑屏实 验教学的故障设置，MI1300的时钟电路的连接线连接第二图像故障点132，在教学实验中， 断开第二图像故障点132，由于图像传输没有时钟周期，进而在显示屏上的实验现象出现黑 屏的现象。第三图像故障点133(在图中标记为故障点3)是用以实现图像采集实验的死机实 验教学的故障设置，EM2750的晶振电路的线路连接第三图像故障点133，在断开第三故障 点133的情况下，晶振电路不能提供图像采集模块工作的频率导致数据传输错误，由此，出 现死机的实验现象。参阅图1所示，本实用新型的数字电视接收模块2包括电视信号源21、编码处理模 块22以及数字信号处理模块23。数字电视故障装置24设置于编码处理模块22与数字信 号处理模块23之间。再参阅图3，在具体实施例中，电视信号源21采用采用工业摄像头所摄取的模拟 影像作为电视的模拟信号源，具体地，该工业摄像头可采用具有S-Video接口输出数字电 视信号源，当然，也可以采用其他的视频信号源用于实验中的电视的模拟信号源，比如，可 以通过RCA连接线连接其他的视频输出作为信号源。在本实用新型的电视信号源中采用模拟的信号源的电路装置，实现教学的数字电视的认识目的的同时，降低本实用新型的成本。编码处理模块22接收电视信号源的图像的模拟信号，进行编码处理进而转换为数字信号，同时进行格式转换，将图像信号转换为YUV格式的数字电视格式的数据，输出到 数字信号处理模块23。在具体实施例中，编码处理模块22采用SAA7113芯片进行模拟信号 转换并进行编码转换为YUV格式的数字电视格式的数据并输出。数字信号处理模块33可以采用数字信号处理芯片EM2820，包括数据接口、视频流 水线模块、缓存器和USB处理模块。数据接口接收编码处理模块22输出的8位的图像数据 及同步信号，经过视频流水线模块将图像数据处理生成完整桢图像，存入缓存器，在传输至 外部的计算机时，USB处理模块将缓存器中的图像数据转换为USB协议标准的数据，进而通 过USB数据接口传输给计算机并通过显示器显示输出。数字电视接收模块2的数字电视故障装置24用以数字电视的教学实验，通过操作 数字电视故障装置24可以现象地认识和观察到数字电视接收的故障现象，深化数字电视 的理论认识进而实现数字电视的教学目的。在具体实施例中，数字电视故障装置24可以采 用跳帽作为故障装置的元件，包括第一数字电视故障点241、第二数字电视故障点242和第 三数字电视故障点243。第一数字电视故障点241 (在图中标记为故障点4)分别连接SAA7113的8位的图 像信号输出线和EM2820的图像信号输入线，为便于通过信号测试以观察实验中的信号状 态，EM2820得图像信号输入线还可以连接测试点。在教学实验中，断开第一数字电视故障 点241的任一个或多个数据线路，可以通过连接外部的显示器观察到花屏的实验现象。第二数字电视故障点242 (在图中标记为故障点5)连接SAA7113的晶振电路的线 路，实验操作时，断开第二数字电视故障点242，通过外部连接的显示器，可以观察到死机的 实验现象。第三数字电视故障点243(在图中标记为故障点6)连接EM2820的晶振电路的线 路，实验操作时，断开第三数字电视故障点243，通过外部连接的显示器，进而可以观察死机 的实验现象。综上所述，本实用新型图像采集和数字电视接收装置通过故障装置实现图像采集 和数字电视教学实验的目的，分别通过图像采集模块1的图像故障装置131、132、133和数 字电视接收模块2中的数字电视故障装置241、242、243，可以进行死机故障、黑屏故障、花 屏故障的教学实验，并可通过显示器观察到故障的实验现象，获得形象化认识，增加实验的 趣味性，从而加深对图像采集的理论认识，并实现教学的实验目的。同时，还可以通过对测 试点进行信号测试，进而获知图像的信息状态，也可以更深入地形象化认识实验现象。当 然，在本实用新型连接至外部的计算机后，可以配合计算机的操作，进行其软件的摄像装置 的驱动安装等实验，也可以根据需要在其他的线路中设置故障点的设计，以实现教学实验 的多种需求。本实用新型结构简单，采用图像传感器和摄像装置分别设置为图像采集源和数字 电视信号源，从而节省成本，有利于教学器材的普及化推广和实验教学，也使得本实用新型 组装入实验箱体内后，体积小巧，方便携带和使用。
权利要求一种图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其特征在于，包括设置电路板上的图像采集模块，包括图像传感模块、图像处理模块以及用以图像采集的教学实验的图像故障装置，所述的图像故障装置连接图像传感模块和图像处理模块；和数字电视接收模块，包括电视信号源、编码处理模块、数字信号处理模块以及用以数字电视的教学实验的数字电视故障装置，所述的电视信号源连接编码处理模块，所述的数字电视故障装置连接编码处理模块和数字信号处理模。
2.如权利要求1所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的图像 故障装置包括连接于图像传感模块和图像处理模块之间的第一图像故障点。
3.如权利要求2所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的第一 图像故障点连接于所述的图像传感模块的图像数据输出线路和图像处理模块的图像数据 输入线之间。
4.如权利要求2或3所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的图 像故障装置还包括与图像传感模块的时钟电路连接的第二图像故障点以及与图像处理模 块的晶振电路连接的第三图像故障点。
5.如权利要求4所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的图像 处理模块为芯片EM2750。
6.如权利要求5所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的图像 传感模块为芯片MI1300。
7.如权利要求1所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的数字 电视故障装置包括连接于编码处理模块与数字信号处理模块之间的第一数字电视故障点。
8.如权利要求7所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的第一 数字电视故障点连接于编码处理模块的图像输出数据线与数字信号处理模块的图像输入 数据线之间。
9.如权利要求6或7所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的数 字电视故障装置还包括与编码处理模块的晶振电路连接的第二数字电视故障点以及与数 字信号处理模块的晶振电路连接的第三数字电视故障点。
10.如权利要求9所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的数字 信号处理模块采用芯片EM2820。
11.如权利要求10所述的图像采集和数字电视接收的教学实验装置，其中，所述的编 码处理模块采用芯片SAA7113。
专利摘要本实用新型公开一种图像采集和数字电视接收的教学实验装置，包括图像采集模块、数字电视接收模块以及分别设置于图像采集模块的图像故障装置和设置于数字电视接收模块的数字电视故障装置。在教学实验时，仅需通过对图像采集模块和数字电视故障装置的操作，可以通过对实验现象观察，形象化认识图像采集和数字电视接收原理的黑屏，花屏等实验现象，增加实验的趣味性，达到教学实验的有益目的，方便教学的推广使用。
文档编号G09B23/18GK201570160SQ200920107779
公开日2010年9月1日 申请日期2009年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者刘威, 周朝晖, 李莉, 杨薇, 王颖, 陈海燕, 黄磊 申请人:北京电子科技职业学院;北京华旗资讯数码科技有限公司