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博碩士論文 etd-0812105-121940 詳細資訊
Title page for etd-0812105-121940
論文名稱
Title
NTSC數位影像解碼器與數位鎖相迴路
NTSC Digital Video Decoder and Digital Phase Locked Loop
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
58
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2005-06-10
繳交日期
Date of Submission
2005-08-12
關鍵字
Keywords
數位鎖相迴路、梳形濾波器、影像解碼器
Video Decoder, Digital Phase Locked Loop, Comb Filter
統計
Statistics
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中文摘要
本論文的第一個主題是NTSC數位影像解碼器的設計,係利用雙線延遲式梳形濾波器(Two Lines Delay Comb Filter)來解出亮度訊號(Y)及色差訊號(C)。在彩度解調器(Chroma Demodulator)裡,在不失原本特性之下,調整低通濾波器(Lowpass Filter)的係數,減少邏輯閘數的使用。

第二主題是我們提出了一種解決NTSC電視訊號裡的繫色訊號(color burst)與副載波訊號(sub-carrier)反相問題的方法與電路。其特徵為利用延遲的手段,將繫色訊號與副載波訊號變成同相位訊號,以便顏色解調器解出正確的顏色,因此無需額外加任何大型電路,並且可以快速鎖相。
Abstract
The first topic of the thesis presents an NTSC digital video decoder which is designed by using two lines delay comb filter to decode the luminance signal (Y) and the chrominance signal (C). The coefficients of the low pass filter are tuned properly to reduce the gate count without losing any original performance of the chroma demodulator.

The second topic of the thesis is to propose a method and a circuitry to resolve the out-of-phase problem between the color burst and the sub-carrier in NTSC TV
receivers. The feature of the method is that a delay means is inserted which leads to
the synchronization of the color burst and the sub-carrier such that the following
color demodulator is able to extract right color signals. Besides, the locking of the
two signals will be fastened without any extra large circuit cost.
目次 Table of Contents
目錄
摘要 i
Abstract ii
第一章 簡介 1
1.1 前言  1
1.2 文獻探討  1
1.3 論文目的  3
1.3.1 梳形滤波器  3
1.3.2 數位鎖相迴路  3
1.4 論文大綱  3
第二章 NTSC數位影像解碼器 5
2.1 概論  5
2.2 電路架構  9
2.2.1 亮度彩度分離器  9
2.2.2 彩度解調器  11
2.3 模擬分析  18
2.3.1 Matlab 模擬  18
2.3.2 Verilog RTL 模擬  23
2.3.3 閘級模擬  23
2.3.4 佈局後驗證模擬  23
2.3.5 晶片佈局  26
2.3.6 操作規格  26
2.4 量測結果與討論  28
第三章 數位鎖相迴路   32
3.1 簡介  32
3.2 原理說明  32
3.3 電路架構設計與方法  37
3.4 Matlab 模擬分析 37
第四章 結論 41
4.1 效能比較  41
4.2 相關成果  42
4.3 未來工作  42
參考文獻 45

圖目錄
圖2.1 NTSC訊號的組成  7
圖2.2 顏色測試畫面  7
圖2.3 NTSC 掃描線訊號  8
圖2.4 NTSC訊號頻譜圖  8
圖2.5 影像解碼器架構圖  10
圖2.6 Y/C 分離示意圖  10
圖2.7 雙線延遲式梳形濾波器  12
圖2.8 解碼水平同步示意圖  12
圖2.9 彩度解調器電路架構  14
圖2.10 Kaiser 20階, 30階, 40階濾波器在-3dB, 0.6 MHz
之原始係數比較圖  14
圖2.11 20階, 30階, 40階之原始係數取到小數點第二位比較圖  15
圖2.12 20階, 30階, 40階之原始係數取到小數點第三位比較圖  15
圖2.13 20階, 30階, 40階之原始係數取到小數點第四位比較圖 16
圖2.14 圖2.10之放大圖  16
圖2.15 圖2.12之放大圖  17
圖2.16 圖2.13之放大圖  17
圖2.17 測試圖形 19
圖2.18 測試圖形原始訊號圖  19
圖2.19 測試圖形訊號分段圖  20
圖2.20 測試圖形之亮度訊號分段圖  20
圖2.21 測試圖形之彩度訊號分段圖  21
圖2.22 測試圖形之Cr訊號分段圖  21
圖2.23 測試圖形之Cb訊號分段圖  22
圖2.24 轉換後之測試圖形  22
圖2.25 Verilog RTL 等級之測試圖形  24
圖2.26 Verilog RTL 等級之模擬結果  24
圖2.27 閘級模擬結果  25
圖2.28 閘級模擬轉換後之測試圖形  25
圖2.29 Nanosim模擬結果  27
圖2.30 晶片佈局圖  27
圖2.31 晶片照像圖  27
圖2.32 接腳的操作時序圖  29
圖2.33 各接腳的輸入輸出設定圖  29
圖2.34 量測結果(一)  30
圖2.35 量測結果(二) 30
圖3.1 Color Burst與HSYNC  34
圖3.2 數位鎖相迴路架構圖  34
圖3.3 相位頻率偵測器  34
圖3.4 迴路濾波器  35
圖3.5 直接數位頻率合成器架構圖  35
圖3.6 第1條線到第10條線鎖定狀態圖(藍色線為繫色訊號,紅色線為副載波訊號  36
圖3.7 第11條線到第20條線鎖定狀態圖(藍色線為繫色訊號,紅色線為副載波訊號  36
圖3.8 本論文提出之數位鎖相迴路架構  38
圖3.9 訊號延遲比較器之電路圖  38
圖3.10 第1條線到第10條線鎖定狀態圖(藍色線為繫色訊號,紅色線為副載波訊號  39
圖3.11 第11條線到第20條線鎖定狀態圖(藍色線為繫色訊號,紅色線為副載波訊號  40
圖3.12 第20條線放大圖  40
圖4.1 Cb和Cr 輸入LPF前與輸入LPF後比較  43
圖4.2 黑白畫面測試圖  43
圖4.3 使用2D梳形濾波器黑白畫面模擬圖  44
圖4.4 使用3D梳形濾波器黑白畫面模擬圖  44























表目錄
表2.1 圖2.17各訊號代表圖示意表 18
表2.2 實際量測結果列表 31
表4.1 效能比較表 41
參考文獻 References
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