CN201467372U - 一种数字高清*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数字高清***，包括发送机和接收机，所述发送机包括FPGA模块及与FPGA模块连接的光收发模块、SDI输入模块、数据接收模块、数据发送模块、音频ADC模块、音频DAC模块，数据接收模块、数据发送模块还与串口电平转换模块连接，FPGA模块接收来自SDI输入模块的SDI信号，将音频和通讯数据嵌入并行SDI信号，再将并行SDI信号转为串行SDI信号后发送给光收发模块，并由光收发模块发送；所述接收机的结构与发送机基本相同，数据流向相反。本实用新型能够实现单向SDI数字视频信号传输、双向音频信号传输、双向通讯数据传输，结构简单且成本更低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字高清***，更具体地说，是一种应用于数字高清民用闭路监视电视***(HDCCTV)中光纤传输SDI信号的数字高清***。
背景技术
民用闭路监视电视***(CCTV)采用复合视频的传输格式，75欧姆BNC连接器和75欧姆同轴电缆，***宜由摄像、传输、显示及控制等四个主要部分组成。当需要记录监视目标的图像时，应设置录像装置。在监视目标的同时，当需要监听声音时，可配置声音传输、监听和记录***。
民用闭路监视电视***(CCTV)技术不断发展，各种新方案，新技术陆续推出，传统的模拟监视***清晰度不高，远不能达到高清的标准。数字高清民用闭路监视电视***(HDCCTV)，是指清晰度达到高清标准，即指清晰度达到720P或者1080I&P，同时传输数字信号，高清化，数字化的监视***。
目前符合高清标准的接口有很多，例如HDMI接口，但如果应用于安防领域，则存在两个问题，一个是传输距离比较短，只有几米至十几米的传输距离；另一个是采用专用接口，不能与现有的模拟监控***BNC连接器相兼容。
SDI接口应用于广播电视领域，采用75欧姆BNC连接器和75欧姆同轴电缆，和现有模拟***一致，如果用在安防监控***，则可以互相兼容。SDI采用同轴电缆，可以传输100米的距离，传输距离相对较远，完全可以满足在一些小型***上的应用。但在一些比较大型的***，特别是传输距离远远超过100米，则不能满足应用的要求，所以，开发一种适用于安防领域的SDI***十分必要。
现在市面上的***，很多都是应用于通信领域的，并不能传输视频信号。而普通的视频***，如名称为“***”，专利号为“ZL200620007389.3”的中国专利，名称为“一种数字视频***”，专利号为“200520117066.5”的中国专利，均涉及一种***，其传输信号为普通清晰度的模拟视频，不涉及SDI数字高清视频信号的传输技术。
专利名为“光端发射机和光端接收机”，专利号为ZL200720195127.9的中国专利，涉及传输SDI信号的***，并采用将SDI/HDSDI矩阵技术和光传输技术相结合，赋予***多输入和多输出的结构，以满足用户潜在的对传输可靠性的要求。但该设备没有涉及音频、通讯数据的传输。
按照民用闭路监视电视***(CCTV)宜由摄像、传输、显示及控制等四个主要部分组成，需要时，还应设置录像设备、音频传输、监听、记录设备的要求，现有SDI***不能满足要求。
现有SDI***应用于HDCCTV***，存在以下问题：
1、现有SDI***不能实现控制信号的双向传输功能，不能满足HDCCTV***对前中后端所有设备的控制要求。
2、现有SDI***不能实现对音频的双向传输，不能满足HDCCTV***监听和双向对讲的要求.
3、现有SDI***价格高昂，不利于在民用闭路监视电视***上应用。
实用新型内容
针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种能够实现单向SDI数字视频信号传输、双向音频信号传输、双向通讯数据传输、结构简单的数字高清***。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种数字高清***，包括发送机和接收机，所述发送机包括第一FPGA模块及与第一FPGA模块连接的第一光收发模块、SDI输入模块、第一数据接收模块、第一数据发送模块、第一音频ADC模块、第一音频DAC模块，第一数据接收模块、第一数据发送模块还与第一串口电平转换模块连接，第一FPGA模块接收来自SDI输入模块的SDI信号，将音频和通讯数据嵌入并行SDI信号，再将并行SDI信号转为串行SDI信号后发送给第一光收发模块，并由第一光收发模块发送；
所述接收机包括第二FPGA模块及与第二FPGA模块连接的第二光收发模块、SDI输出模块、第二数据接收模块、第二数据发送模块、第二音频ADC模块、第二音频DAC模块，第二数据接收模块、第二数据发送模块还与第二串口电平转换模块连接，第二FPGA模块接收来自第二光收发模块的嵌有音频和通讯数据的串行SDI信号，将其转为并行SDI信号后进行解嵌，并将音频和通讯数据分别发送给第二音频DAC模块及第二数据发送模块，由SDI输出模块输出并行SDI信号。
SDI输入/输出模块为高清的HD-SDI并向下兼容标清的SD-SDI，兼容现有模拟CCTV***。
所述数字高清***是多路数字高清***，通过增加：FPGA模块、光收发模块、SDI输入模块、SDI输出模块、数据接收模块、数据发送模块、音频ADC模块、音频DAC模块、串口电平转换模块，以上一个或多个以及相应组合而实现多路数字高清***。
所述第一数据接收/发送模块嵌入在第一FPGA模块上，第二数据接收/发送模块嵌入在第二FPGA模块上。
所述第一FPGA模块包括数据分离模块，其接收第一光收发模块的反向音频和通讯数据，并将反向音频和通讯数据分离后分别发送至第一音频DAC模块及第一数据发送模块；
所述第二FPGA模块包括数据合成模块，其接收第二音频ADC模块的反向音频数据及第二数据接收模块的反向通讯数据，并将反向音频和通讯数据合成后发送至第二光收发模块。
所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接视频AD/DA实现带视频接口。
所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接DVI发送/接收芯片实现带DVI接口。
所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接VGA ADC/DAC芯片实现带VGA接口。
所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接以太网处理芯片实现带网络信号通道。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：
1、模块化设计，可通过扩展IO接口增减模块实现不同功能，结构更简单；
2、采用FPGA编程实现***功能，成本更低，性能更强；
3、在SDI嵌入了双向通讯数据传输功能，方便地实现对***前中后端的控制；
4、在SDI嵌入了双向音频信号传输功能，方便地实现了***前中后端对讲和监听。
5、SDI为高清的HD-SDI并向下兼容标清的SD-SDI，兼容现有模拟CCTV***。
附图说明
图1为本实用新型的发送机框图；
图2为本实用新型的接收机框图；
图3为发送机和接收机一体图；
图4为发送机***结构图；
图5为接收机***结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型发送机框图.其中，SDI输入模块、音频ADC模块、音频DAC模块、光收发模块、数据接收模块、数据发送模块分别与FPGA模块连接。串口电平转换模块与数据接收模块和数据发送模块连接。
如图2所示，本实用新型接收机框图。其中，SDI输出模块、音频ADC模块、音频DAC模块、光收发模块、数据接收模块、数据发送模块分别与FPGA模块连接。串口电平转换模块与数据接收模块和数据发送模块连接。
如图3所示，由于本实用新型接收机和发送机的核心均为FPGA模块通过软件编程实现，并且其它模块也基本相同，为方便生产，节省成本，将发送机和接收机在同一PCB上实现，根据需要烧录相应发送机或接收机程序，并贴装对应器件实现对应功能。图3揭示了发送机和接收机一体板的框图。
如图4所示，为本实用新型发送机实施例***结构图。SDI信号输入，首先通过SDI输入模块，该模块由包括75欧姆BNC连接器和相应SDI电缆均衡以及对应电路，SDI电缆均衡可以采用型号为LMH0034的芯片。经过均衡处理的SDI信号输入FPGA模块，在FPGA模块中由软件实现SDI串行转并行。
由于音频输入是模拟信号，所以设置了音频ADC模块，将音频转换为数字信号，可以采用型号为CS5343的芯片加以实现。转换后的音频为I2S信号，在FPGA模块中，通过软件将该音频信号嵌入到SDI信号中。
同样，通讯数据输入经过串口电平转换模块，转换为数字的TTL信号。所述串口电平转换模块可以采用型号为MAX232的芯片。转换后的TTL信号接入FPGA模块，在FPGA模块中，通过软件生成通讯的数据接收模块，接收并将该信号嵌入到SDI中。
嵌入了音频和通讯数据的并行SDI信号，还需要在FPGA模块中进一步还原为串行SDI信号，经过SDI并行转串行处理后的嵌入音频和通讯数据的SDI信号发送给光收发模块，并由光收发模块发送。光收发模块可以选用规格为双向，速率2.5G，SFP或1×9封装的通用器件。所述SDI是HD-SDI，并向下兼容SD-SDI。
本实用新型数字高清端端机的音频和通讯数据是双向的，在光收发模块，同时有反向的音频和通讯数据接入FPGA模块。在FPGA模块中，通过数据分离，还原数字的音频信号和通讯数据。音频信号经过音频DAC模块，还原为模拟音频信号输出。音频DAC模块可以选用型号为CS4334芯片。通讯数据通过FPGA模块生成通讯的数据发送模块，连接串口电平转换模块输出。串口电平转换模块可以选用型号为MAX232的芯片。
FPGA模块可以选用型号为LEF2M20SE的芯片。
如图5所示，为本实用新型接收机实施例***结构图，结构和发送机基本相同，数据流相反。
Claims (8)
1.一种数字高清***，包括发送机和接收机，其特征在于：所述发送机包括第一FPGA模块及与第一FPGA模块连接的第一光收发模块、SDI输入模块、第一数据接收模块、第一数据发送模块、第一音频ADC模块、第一音频DAC模块，第一数据接收模块、第一数据发送模块还与第一串口电平转换模块连接，第一FPGA模块接收来自SDI输入模块的SDI信号，将音频和通讯数据嵌入并行SDI信号，再将并行SDI信号转为串行SDI信号后发送给第一光收发模块，并由第一光收发模块发送；
所述接收机包括第二FPGA模块及与第二FPGA模块连接的第二光收发模块、SDI输出模块、第二数据接收模块、第二数据发送模块、第二音频ADC模块、第二音频DAC模块，第二数据接收模块、第二数据发送模块还与第二串口电平转换模块连接，第二FPGA模块接收来自第二光收发模块的嵌有音频和通讯数据的串行SDI信号，将其转为并行SDI信号后进行解嵌，并将音频和通讯数据分别发送给第二音频DAC模块及第二数据发送模块，由SDI输出模块输出并行SDI信号；
所述SDI是HD-SDI，并向下兼容SD-SDI。
2.根据权利要求1所述的数字高清***，其特征在于：所述数字高清***是多路数字高清***，通过增加：FPGA模块、光收发模块、SDI输入模块、SDI输出模块、数据接收模块、数据发送模块、音频ADC模块、音频DAC模块、串口电平转换模块，以上一个或多个模块以及相应组合而实现多路数字高清***。
3.根据权利要求1所述的数字高清***，其特征在于：所述第一数据接收/发送模块嵌入在第一FPGA模块上，第二数据接收/发送模块嵌入在第二FPGA模块上。
4.根据权利要求3所述的数字高清***，其特征在于：所述第一FPGA模块包括数据分离模块，其接收第一光收发模块的反向音频和通讯数据，并将反向音频和通讯数据分离后分别发送至第一音频DAC模块及第一数据发送模块；
所述第二FPGA模块包括数据合成模块，其接收第二音频ADC模块的反向音频数据及第二数据接收模块的反向通讯数据，并将反向音频和通讯数据合成后发送至第二光收发模块。
5.根据权利要求1所述的数字高清***，其特征在于：所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接视频AD/DA实现带视频接口。
6.根据权利要求1所述的数字高清***，其特征在于：所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接DVI发送/接收芯片实现带DVI接口。
7.根据权利要求1所述的数字高清***，其特征在于：所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接VGA ADC/DAC芯片实现带VGA接口。
8.根据权利要求1所述的数字高清***，其特征在于：所述发送机和接收机通过扩展IO接口外接以太网处理芯片实现带网络信号通道。
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