专利名称：视频信号处理卡的制作方法
专利说明 本实用新型涉及一种用于微小物体几何参数测量的视频信号处理装置。
一般对微小物体的几何量的测量，如光纤几何参数的测量，集成芯片线宽的测试等，都需经过显微放大，摄象后，对图象进行处理，现有该类测量仪，采用数字图象处理法，数据处理量大，测量速度较慢，而且对测量样品的要求较高，价格昂贵。
本实用新型目的是提供一种可实现自动测量，测量样品制备容易，数据处理量少，价格低，配以光学系统，计算机，监视器，绘图仪等，即可实现对微小物体的几何参数进行自动测量的视频信号处理卡。
本实用新型提供的视频信号处理卡，采用图象扫描法，并通过阀电平比较和脉冲计数方法获得被测物体的边缘信息，再利用计算机数据处理和曲线拟合实现快速、高分辨率的自动测量。
附图1是本实用新型总原理框图 附图2是扫描产生电路原理框图 附图3是幅度产生电路原理框图 附图4是计数电路原理框图 附图5是信号混合电路原理框图 附图6是计数电路波形图 附图7是A／D转换电路原理框图 附图8－16为本实用新型视频信号处理卡的一种具体电路结构图；其中 附图8是行、场同步分离电路结构图，图中⑩
为行，场同步分离信号 附图9是三角波及强度指示信号产生电路结构图 附图10是信号箝位缓冲电路结构图 附图11是光标发生电路结构图 附图12是计数电路结构图 附图13是采样信号的滤波及控制电路结构图 附图14是A／D，D／A转换电路结构图 附图15是信号混合与采保放大电路结构图 图中⑦⑧为采样后的放大信号 附图16是接口和译码电路结构图
以下结合附图对本实用新型视频信号处理卡作详细的描述。
参见附图1.本实用新型视频信号处理卡，由箝位缓冲(1)，信号混合(2)，低通滤波(3)，比较电路(4)，行、场同步分离电路(5)，采保电路(6)，数模和模数转换器(7)、(8)，扫描发生电路(9)，幅度产生电路(10)、计数电路(11)和三态门开关电路(12)依次联接在电路板上而成。
(一)视频信号经交流耦合，输入箝位缓冲，经缓冲放大，利用行同步对视频信号箝位，它有二个作用，一是抑制交流市电的干扰，二是实现不同信号电平的不同处理，且不影响前级，输出信号接混合电路(2)和采保电路(6)。
(二)视频信号同步分离电路(5)，利用行同步信号和场同步信号的频率不同，通过适当阻值的电容器将其二者分开，行同步直接利用视频信号与给定的电平比较，经缓冲，放大获得，场同步由RC积分效应，选择一定的RC时间常数，再经电平比较器获得。行、场同步信号为整个测量系统提供了基准信号，行、场同步分离电路(5)输出接扫描产生电路(9)，幅度信号产生电路(10)，场同步输出还接计数电路(11)和三态门(12)。
(三)、扫描产生电路(9)，参见附图(2)，由RS触发器(14)，单稳态触发器(15)、(16)，与门(17)，计数器(18)，锁存器(19)构成，电路通过软件对场信号的检测，在场同步时送光标位置至锁存器(19)，行同步触发RS触发器(14)，高电平输出，与门(17)打开，同时将锁存器(19)位置值预置于计数(18)，预置值的不同，溢出时间也不同，计数器(18)计数，直到溢出，溢出信号一方面关RS触发器(14)，关计数器(18)，另一方面形成光标和扫描信号，计数器的工作等下一行同步触发启动，扫描产生电路(9)，输出接采保器(6)，信号混合电路(2)。
(四)、幅度信号发生电路(10)，参见附图(3)，RC电路(20)，比较器(21)，单稳触发器(22)，为了使监视器上直观地指示获取信号强度，特设幅度信号发生电路(10)，行同步信号经RC电路(20)产生三角波，与采保电路(6)输出信号经比较器(21)，产生行同步为基准的方波信号经比较器(21)，产生行同步为基准的方波信号，利用方波信号触发单稳(22)，经混合电路(6)，产生一光点信号，采保输出不同，光点位置也不同，由此可构成与光标位置相对应的强度分布图形。
(五)计数电路(11)，参见图(1)，图(4)和图(6)，采保(6)输出为一台阶形信号图(6)a，经低通滤波(3)产生平滑波形图(6)b，将平滑后的信号与D／A(8)输出的阀电平经比较器(4)比较得到一方波信号图(6)C，该方波信号规定了计数器的工作区间，在矩形波的高电平区间，与门(24)通，计数器(27)开始脉冲计数，脉冲计数区间图(6)d，比较输出下降沿触发，单稳(25)进入锁存器(26)，记录前一部分计数值，计数器(27)请零。
(六)信号混合电路(2)，参见附图(5)，利用二极管的单向性将扫描信号，幅度信号，视频信号，通过运放相加至监视器显示。
(七)A／D数据转换电路，参见附图(7)，本实用新型可配有高速A／D转换芯片(32)和快速字节DMA方式传数的数据电路，利用扫描信号脉冲启动A／D转换，等转换结束，产生一脉冲信号去触发D(31)触发器，使DRQ1信号为高电平，DMA请求，当DMA应答信号时清D触发器。
本实用新型提供的视频信号处理卡，配上光学系统、监视器、计算机、绘图仪等，可灵活地实现在任一位置对图象的模数转换，控制方法显示直观，数据获取速度快，精度高，可实现对图象的自动扫描，也可实现全部图象的数模转换。
实施例。
本实用新型提供的实施例是应用于光纤几何参数测量仪中的一种视频信号处理卡，附图8－16是具体电路结构图，
以下结合附图对本实施例作进一步的说明。
附图8是本实施侧的行、场同步信号分离部分，由TR4，u7，u8等构成，视频信号经电容C7耦合后，由TR4对视频信号进行电平切割，分割出行同步信号，在TR4的集电极输出，经u8A，u8B整形，滤波获得行同步信号⑩，场同步信号利用R25，C10积分特性，切割出场同步比较宽的场同步低电平，由u7比较获得，经u8Du8E输出场同步信号
，u9，u10构成单稳电路，输出即图1中(3)(4)(2)产生所需的不同脉宽波形。
附图9是本实施例的幅度信号产生部分，由u10，u11，u12及TR5，TR6等构成，三态门开关(12)行同步信号，经u11A单稳触发，与TR5，TR6构成三角波产生电路，再通过比较器u12与采保电路(6)放大后输出信号⑧产生方波，经单稳u10B产生一幅度指示信号。
附图10是信号箝位缓冲部分，缓冲级由u1，u2，u3，TR1，TR2以及相加的电阻电容构成，待处理的视频信号通过u1与直流恢复三极管TR2，箝位，u2为信号缓冲，TR3控制来自混合电路(2)的信号亮度，u3为隔离缓冲，输出至混合电路(2)和采保电路(6)。
附图11是光标发生部分，即扫描产生电路部分，由u16，u17，u18，u19，u20，u21，u23等构成，u16，u17，u18为计数器，光标发生电路为电路的关键部分，时钟信号来自机内振荡信号DSC，行同步信号⑩触发u16，u17，u18构成12位计数器置光标位置数值，并触发RS触发器u23，计数电路开始计数，u15，u19为光标预置值锁存器，光标溢出通过u14C至单稳电路u20A，u20B，分别产生不同脉宽的光标指示信号⑨和采保请求信号⑤如果要进行A／D转换，还产生转换起动信号
，光标溢出，同时清RS触发器，关计数器。
为采保请求，
光标信号。
附图12是计数电路部分，由u29，u30，u31，u32，u34等构成，u33，u34为锁存器，锁存器锁存一次跃变的计数值。u29，u30，u31，u32，构成16位计数器，记录每一场计数值，
为场同步信号，
为输入时钟信号，
为计数锁存信号。
附图13是采保信号的滤波及控制部分，采保放大信号⑦经D4和R54，R55，C21，C22组成低通滤波，u25A为缓冲级，经u48比较器与D／A阀值电平比较，产生方波信号，
信号控制时钟信号，K开关可用中断或询问方式计数，u27A，u27B组成单稳电路(21)控制计数器的锁存触发信号。
为阀值电平。
片选。
附图14是A／D，D／A转换部分，阀值电平
是由u35和u25组成的D／A转换而获得，D／A转换电路采用DMA方式转换起动信号
，触发A／D转换器u37工作，转换结束经D触发器产生DRQ1请求信号，⑦为输入模拟信号，
为读信号，
译码线，
片选。
附图15是信号混合与采保放大部分，信号混合由D2，D3，R10和u4构成信号相加电路，u5是采保器，输入模拟信号④，采保请求信号⑨，u6及u47等构成采保放大电路，输出⑦、⑧。
附图16是接口，译码与微机相连接的电路，提供各种控制信号，为不与微机冲突，必须设计成用户使用地址，本实施例端口地址为300H－31FH，由u38，u39，u40，u41，u43，u60等构成，D0为数据总线，
为采保请求，⑥为光标信号，⑦采保放大信号，
读信号，
时钟信号，
锁存信号，
控制时钟信号
控制锁存信号。
本实施例提供的视频信号处理卡，配以显微摄象光学系统、监视器、计算机、绘图仪构成几何参数测量仪，对光纤几何参数测量，分辨率为0.02μm，测量重复性为0.1μm，测量时间为45秒钟，测量范围5μm－150μm。
权利要求1、一种应用于微小物体几何参数测量的视频信号处理卡，由箝位缓冲(1)，信号混合(2)，低通滤波(3)，比较电路(4)，行、场同步分离电路(5)，采保电路(6)，数模和模数转换器(7)、(8)，扫描发生电路(9)，幅度产生电路(10)，计数电路(11)和三态门开关电路(12)等部分依次联接在电路板上构成，其特征在于所述行，场同步分离电路(5)，利用行同步信号和场同步信号的不同，通过电容器将其分开，视频信号经电容C7耦合后，由TR4对视频信号进行电平切割，分割出行同步信号，经u8∶A，u8∶B整形，滤波获得，场同步信号利用R25，C10的积分特性，再经u7电平比较经u8∶D，u8∶E整形滤波获得，行，场同步信号为整个测量系统提供了基准信号，输出接扫描产生电路(9)，幅度信号产生电路(10)，场同步输出还接计数电路(11)和三态门开关(12)；所述扫描产生电路(9)，由RS触发器(14)，单稳触发器(15)，(16)与门(17)，锁存器(19)构成，场同步时送光标位置至锁存器(19)，行同步触发RS触发器(14)，与门(17)打开，(19)预置于(18)，计数器(18)计数，直到溢出，溢出信号一方面关RS触发器，关计数器，另一方面形成光标和扫描信号，(9)输出接采保器(6)，信号混合电路(2)。
2、根据权利要求1所述的处理卡，其特征是所述幅度信号发生电路(10)，由RC电路(20)，比较器(21)，单稳触发器(22)构成，行同步信号经RC电路(20)产生三角波，与采保电路(6)输出信号经比较器(21)产生方波信号，触发单稳(22)接混合电路(2)。
3、根据权利要求1所述的处理卡，其特征是所述计数电路由与门(24)、单稳(25)，锁存器(26)计数器(27)，缓冲器(28)依次连接构成，比较器(4)获得方波信号及场同步信号，经与门(24)相与，计数器(27)计数，比较输出下降沿触发单稳(25)，进入锁存器(26)，记录前一部分计数值、计算器(27)请零。
专利摘要一种应用于微小物体几何参数测量的视频信号处理卡，由箝位缓冲(1)，信号混合(2)，低通滤波(3)，比较电路(4)，行、场同步分离电路(5)，采保电路(6)，数模和模数转换器(7)、(8)，扫描发生电路(9)，幅度产生电路(10)，计数电路(11)和三态门开关电路(12)依次联接在电路板上构成。该处理卡配以光学系统、监视器、计算机、绘图仪等即可实现自动、快速的微小物体几何参数测量。
文档编号H04N5/14GK2145978SQ9223253
公开日1993年11月10日 申请日期1992年9月7日 优先权日1992年9月7日
发明者聂秋华, 胡龙飞, 白贵儒, 杨高波, 俞建定 申请人:宁波大学