无线音视频收发系统

1、一种无线音视频收发系统，包括：
发射电路，用于将复合视频信号和音频信号进行调制和发射；
接收电路，用于接收发射电路发射的调制信号，输出还原为对应的复 合视频信号和音频信号；
视频转换电路，用于接收来自任何PC、笔记本电脑的VGA，SVGA或XGA 等数字视频信号，将其转换成NTSC或PAL制式的S-VHS视频信号和复合视 频信号，并将该复合视频信号经放大缓冲、滤波后送到所述发射电路发射；
其特征在于：所述视频转换电路包括输入接口电路、视频转换芯片、 复合视频信号滤波网络、S-VHS视频信号滤波网络和输出接口电路，复合 视频信号滤波网络至少包括第一LC滤波网络和第一Л型滤波网络，S-VHS 视频信号滤波网络至少包括第二LC滤波网络和第二Л型滤波网络，RGB 信号经输入接口电路后输入视频转换芯片，视频转换芯片将输入的RGB信 号转换成复合视频信号和S-VHS视频信号后，复合视频信号先后经第一 LC滤波网络和第一Л型滤波网络滤波后接相应的输出接口电路，S-VHS 视频信号先后经第二LC滤波网络和第二Л型滤波网络滤波后接相应的输 出接口电路。
2、根据权利要求1所述的无线音视频收发系统，其特征在于：所述发 射电路包括发射微处理器U1、发射电源电路和发射模块，发射电源电路包 括可控稳压电路和电源控制电路，电源经滤波后接可控稳压电路，可控稳 压电路的输出为发射电路提供所需的工作电压，可控稳压电路输出电压的 大小由电源控制电路控制，由发射微处理器U1发出的控制信号接电源控制 电路，用于当没有发射信号源时，由发射微处理器控制可控稳压电路处于 省电状态。
3、根据权利要求2所述的无线音视频收发系统，其特征在于：所述可 控稳压电路包括三端可调稳压芯片，所述电源控制电路包括三极管，电源 经滤波后接三端可调稳压芯片的电压输入端，由发射微处理器U1发出的控 制信号接三极管的基极，三极管的集极接所述三端可调稳压芯片的电压调 节端，三端可调稳压芯片的电压输出端为发射电路提供可调节的工作电压。
4、根据权利要求1-3任意一项所述的无线音视频收发系统，其特征在 于：所述发射电路包括视频信号切换电路和音频信号切换电路，视频信号 切换电路和音频信号切换电路由发射微处理器控制，视频信号切换电路对 经过视频转换的视频信号与外部接入的视频信号进行切换控制输出到所述 发射模块，音频信号切换电路对来自任何电脑的音频信号与外部接入的音 频信号进行切换控制输出到所述发射电路。

技术领域\n本发明涉及一种无线音视频收发系统，更具体地说，它涉及一种可 用于XGA-to-TV视频转换的无线音视频传输的发射和接收系统。\n背景技术\n近年来，市场上出现了形形式式的音视频传输产品，但大多是涉及 TV-to-TV同一视频制式(PAL-PAL，NTSC-NTSC)之间的无线传输，如果需要 PC-to-TV不同制式之间的无线传输，则须另外接驳VGA-to-TV视频转换器。 同理，视频转换器采用有线传输，受具体环境的限制较大，在有些场合就 必须接驳无线传输装置使用。\n目前，比较常用的TV-TO-TV无线音视频传输系统的工作频率有：0.9G、 1.2G、1.3G、2.4G等，其中0.9G系统的工作频率和GSM系统的频率接近， 而目前手机信号网络覆盖全世界的每一个角落，如果采用此频段附近的频 率将对传输装置造成干扰，因而直接影响到传输装置的作用，故此频段不 适合于目前的使用；1.2G系统应用最普及，而且亦有一定的穿透障碍物的 能力，但对环境有辐射和人体有一定危害；2.4G～2.4835GHz属于S频段， 这个频段也叫ISM(industry science medical)即工业科学医疗频段， 属于工业自由辐射频段，该频段更不受国际无线电委员会限制，不会对人 体健康造成伤害；这个工作频段干扰少，图像质量传输效果更好。\n目前应用的XGA-TO-TV视频转换器可接收来自任何PC、笔记本电脑的 VGA，SVGA或XGA信号，并转换成NTSC或PAL制式的视频信号，XGA-TO-TV 视频转换器将RGB模拟信号首先分别进行8BIT的A/D信号)转换，转换后 形成RGB的数字信号。VGA的同步信号同时生成相应的时序。然后进行 Flic-FreeTM滤波；经过Flic-Free□滤波器滤波后的数字视频信号再经过 D/A转化为模拟的视频信号。可以同时输出S-Video视频信号和Composite 复合视频信号。由于采用有线传输方式，传输距离、连接路线等受到较大 限制，拆装、移动不便，布线施工繁琐。\n由于不同产品的所要解决的问题不同，采取的技术方案不同，产品的 电气特性不同，缺少对系统性能的整体考虑，故视频转换和无线传输简单 的相连接就存在不同产品的匹配问题，其整体性能并不尽如人意；使用也 不方便。\n发明内容\n本发明的目的之一是为了克服上述现有技术的不足，提供一种能将计 算机VGA，SVGA或XGA视频信号转换成质量较高、稳定性好和高清晰的S-VHS 视频信号和复合视频信号的无线音视频传输系统。\n本发明的另一目的是提高发射电路的使用寿命和节约电能。\n本发明的又一目的是既能将计算机VGA，SVGA或XGA视频信号转换成 PAL/NTSC电视信号输出，又能将外部提供的PAL/NTSC电视信号直接进行 无线发射和接收的无线音视频传输系统。\n为实现上述发明目的，本发明采取以下的技术方案：\n一种无线音视频收发系统，包括：\n发射电路，用于将复合视频信号和音频信号进行调制和发射；\n接收电路，用于接收发射电路发射的调制信号，输出还原为对应的复 合视频信号和音频信号；\n视频转换电路，用于接收来自任何PC、笔记本电脑的VGA，SVGA或XGA 等数字视频信号，将其转换成NTSC或PAL制式的S-VHS视频信号和复合视 频信号，并将该复合视频信号经放大缓冲、滤波后送到所述发射电路发射。\n所述视频转换电路包括输入接口电路、视频转换芯片、复合视频信号 滤波网络、S-VHS视频信号滤波网络和输出接口电路，复合视频信号滤波 网络至少包括第一LC滤波网络和第一Л型滤波网络，S-VHS视频信号滤 波网络至少包括第二LC滤波网络和第二Л型滤波网络，RGB信号经输入 接口电路后输入视频转换芯片，视频转换芯片将输入的RGB信号转换成复 合视频信号和S-VHS视频信号后，复合视频信号先后经第一LC滤波网络 和第一Л型滤波网络滤波后接相应的输出接口电路，S-VHS视频信号先 后经第二LC滤波网络和第二Л型滤波网络滤波后接相应的输出接口电路。\n所述发射电路包括发射微处理器U1、发射电源电路和发射模块，发射 电源电路包括可控稳压电路和电源控制电路，电源经滤波后接可控稳压电 路，可控稳压电路的输出为发射电路提供所需的工作电压，可控稳压电路 输出电压的大小由电源控制电路控制，由发射微处理器U1发出的控制信号 接电源控制电路，用于当没有发射信号源时，由发射微处理器控制可控稳 压电路处于省电状态。\n所述可控稳压电路包括三端可调稳压芯片，所述电源控制电路包括三极管， 电源经滤波后接三端可调稳压芯片的电压输入端，由发射微处理器U1发出的控 制信号接三极管的基极，三极管的集极接所述三端可调稳压芯片的电压调节端， 三端可调稳压芯片的电压输出端为发射电路提供所需的工作电压。\n所述发射电路包括视频信号切换电路和音频信号切换电路，视频信号 切换电路和音频信号切换电路由发射微处理器控制，视频信号切换电路对 经过视频转换的视频信号与外部接入的视频信号进行切换控制输出到所述 发射模块，音频信号切换电路对来自任何电脑的音频信号与外部接入的音 频信号进行切换控制输出到所述发射电路。\n通过对上述各部分电路的优化设计，本发明突出的技术效果在于：\n1、通过设置至少包括第一LC滤波网络和第一Л型滤波网络的复合视 频信号滤波网络和设置至少包括第一LC滤波网络和第一Л型滤波网络的S -VHS视频信号滤波网络，能有效滤除外界信号中干扰进来的干扰杂波， 输出质量较高、稳定性好和高清晰的S端子信号和复合视频信号，视频转 换系统可将640×480(高达85Hz)，800×600(高达75Hz)1024×768(高达 60Hz)，高达16.7兆真彩色的图像转换成NTSC或PAL制式的视频信号。\n2、通过设置包括可控稳压电路和电源控制电路的发射电源电路，由发 射微处理器U1发出的控制信号接控制电路，当没有发射信号源时，由发射 微处理器控制可控稳压电路处于省电状态，控制整个视频转换系统处于低 功耗的节能模式，增加了发射电路的使用寿命和节约电能。\n3、通过设置视频信号切换电路和音频信号切换电路，可对经过视频转 换的视频信号与外部接入的视频信号进行切换控制输出到所述发射模块， 可对来自任何电脑的音频信号与外部接入的音频信号进行切换控制输出到 所述发射电路。\n附图说明\n图1是无线音视频收发系统的视频转换电路原理图；\n图2是视频转换电路中的转换芯片内部结构框图；\n图3是无线音视频收发系统的射频发射电路原理图；\n图4是无线音视频收发系统的接收电路原理图。\n具体实施方式\n下面结合附图1至4对本发明作进一步的说明：\n一种无线音视频收发系统，由无线音视频发射装置和无线音视频接收装 置组成。\n无线音视频发射装置包括视频转换电路和发射电路，接收装置包括：接 收电源电路和接收电路。\n图1是视频转换电路，包括输入接口电路、视频转换芯片、RGB_BUF 缓冲驱动、SDRAM缓存、功能扩展、复位电路SWITCH、复合视频信号滤波 网络、S-VHS视频信号滤波网络和输出接口电路。其中输入接口VGA-IN 是一8针的插座；视频转换芯片为AT2139，图2是视频转换电路中的转换 芯片内部结构框图，该芯片的作用是将输入的RGB信号转换成复合视频信 号和S-VHS视频信号；复合视频信号滤波网络由L103、C105构成的第一 LC滤波网络以及后面的由C114、C115、C116、C117、L108、L109组成的 第一Л型滤波网络组成；S-VHS视频信号滤波网络由两组同样结构的LC 滤波和Л型滤波组成，分别是由L101、C103构成的第二LC滤波网络以及 后面的由C106、C107、C108、C109、L104、L105组成的第二Л型滤波网络， 由L102、C104构成的另一个第二LC滤波网络以及后面的由C110、C111、 C112、C113、L106、L107组成的另一个第二Л型滤波网络；DRAM缓存 2402用来存储系统的参数；功能扩展电路能实现图像的放大，缩小，亮度 等方面的调节。\n电脑或其它设备上输出的VGA信号从VGA_IN输入，将信号分为RGB 信号和V、H同步信号，RGB信号送入RGB_BUF缓冲驱动进行放大处理，放 大等处理后输出两组信号，一组送入视频转换芯片(AT2139)，进行视频高 速换算转换处理，V、H同步信号则经R105，C101和R106，C102滤波后送入 视频转换芯片处理。视频转换芯片分别处理，高速换算后分别输出V、H同 步信号、S端子信号和复合视频信号。输出的V、H同步信号输出到VGA_OUT 接口。同时，RGB信号送入RGB_BUF缓冲驱动进行放大处理后的另一组模 拟RGB信号，直接输出，用于连接显示器、监控等终端显示设备。因各种 输入信号都是经过RGB_BUF和视频转换芯片进行放大、滤波等各种处理还 原，而不用担心经过放大处理后的VGA信号送到VGA显示器后会因分解而 衰弱。视频转换芯片输出的S端子信号和复合视频信号被送入高效的LC 滤波网络，进行第二次Л型滤波，滤除外界信号中干扰进来的干扰杂波后 输出，复合视频信号经L103、C105的LC滤波网络以及后面的C114、C115、 C116、C117、L108、L109组成的JI型滤波网络后输出到VEDIOA端；S端子 信号的Y、C信号则分别通过同样结构的LC滤波和Л型滤波两级滤波网络 后输出。同时SDRAM缓存进行配合视频转换芯片进行图像的处理。以能输 出质量较高、稳定性好和高清晰的S端子信号和复合视频信号。而SWITCH 则给视频转换芯片提供了电路中所需的复位信号.保证了用户开机时的电 源冲击而造成的死机等各种直接影响到机器性能的不良现象；SWITCH电路 亦提供了图像的缩小、放大、左移、右移、上移、下移和制式的转换功能。\n图2是视频转换芯片AT2139内部流程图，RGB模拟信号首先分别进行 8BIT的A/D(A/D为模拟信号转换为数字信号)转换，转换后形成RGB的 数字信号。VGA的同步信号同时生成相应的时序。RGB的数字信号先进行颜 色分离，然后进行Flic-FreeTM滤波。Flic-FreeTM是一种防闪烁的全数字 滤波器，它作用于防止显示设备在工作过程中所出现的图像闪烁现象，从 而降低眼睛的彼劳度，防止造成对眼睛的进一步伤害。本滤波器它能提供 4级不同的滤波状态。以及提供一种内建的彩色条测试模式，作为视频重 建和测试信号，并为滤波选择而提供参考点。经过Flic-Free□滤波器滤 波后的数字视频信号将其转换成NTSC或PAL制式的视频信号。扫描频率的 转换借助外部存储器EDO完成。数字视频信号再经过10BIT的D/A转化为 模拟的视频信号。由FB电感和电容形成的滤波电路进行滤波后，输出成模 拟的复合视频信号。\n视频转换系统可将640×480(高达85Hz)，800×600(高达 75Hz)1024×768(高达60Hz)，高达16.7兆真彩色的图像转换成NTSC或PAL 制式的视频信号。所有视频处理均以数字信号方式处理。由于在D/A转换 器中采用了超深度采样(Oversampling)技术，从而使模拟输出滤波器非 常简单。主芯片的三个输出引脚能同时组合输出复合视频信号。视频转换 系统支持VESA DPMS节能方式，同时通过主控系统控制整个视频转换系统 处于低功耗的节能模式。\n图3是射频发射电路原理图，发射电路包括信号切换电路、发射微处 理器U1、发射电源电路和发射模块VM_T2AS组成。\n发射电源电路包括电源经滤波后接可控稳压电路，可控稳压电路的输 出为发射电路提供所需的工作电压，可控稳压电路输出电压的大小由电源 控制电路控制，由发射微处理器U1发出的控制信号接电源控制电路，用于 当没有发射信号源时，由发射微处理器控制可控稳压电路处于省电状态。\n如图3所示，发射电源电路包括可控稳压电路、恒压电路和电源控制 电路，可控稳压电路采用三端可调稳压芯片U13(LM317)以达到可调节电 压的目的，电源控制电路包括三极管Q14，电源经滤波后接三端可调稳压 芯片U13(LM317)的电压输入端Vin，由发射微处理器U1发出的控制信号 接三极管Q14的基极，三极管Q14的射极接地，三极管Q14的集极接三端 可调稳压芯片U13的电压调节端ADJ，三端可调稳压芯片的电压输出端Vout 为无线音视频发射电路提供可调节的工作电压。恒压电路采用LM7805高稳 定性电源模块，由LM7805高稳定性电源模块为发射模块提供了所需的工作 电压。\n工作过程：电源VIN经电容C40、C32滤波后送入三端可调稳压芯片 U13的IN端，U13的OUT端经电容C31滤波后得到输出电压TAVCC，外部 控制电压DRtxvcc经电阻R95输入三极管Q14的基极，在U13的ADJ端 和OUT端间串接电阻R73，电阻R68的一端与三极管Q14的集电极共同接 U13的ADJ端，另一端与三极管Q14的射极共同接地，电压TAVCC受电阻 R68、R73以及三极管Q14的影响，发射微处理器电路通过控制电压DRtxvcc， 就能控制输出电压TAVCC；当未选择任何发射信号源时，发射微处理器电 路控制U13处于省电状态。从而增加了发射模块的使用寿命、节约电能。\n外部电源从J2接口接入经C40、C32、C35、C41滤除高频干扰信号， 送入LM7805稳压后输出高精度、高稳定性的5伏直流电压，再经C36、C42 滤波后送入发射模块第五脚，为内部电路提供了可靠的电源。\n现有技术忽视了电源的重要性，大大的减少产品的可靠性。给终端用 户带来了各种无法弥补的损失。本发明采用智能低功耗的可控稳压电路和 电源控制电路保证供电电源的可靠性。\n信号切换电路包括视频信号切换电路和音频信号切换电路，主要由三 极管Q8至Q13、反相器U7A至U7F组成，信号切换电路由发射微处理器控 制，视频信号切换电路对经过视频转换的视频信号与外部接入的视频信号 进行切换输出到所述发射电路，音频信号切换电路对来自任何电脑的音频 信号与外部接入的音频信号进行切换输出到所述发射电路。\n视频信号和由视频转换电路输出的视频信号输入到信号切换电路经放 大缓冲、滤波后送到发射电路。而发射微处理器电路输出两组信号CA5， CA6到信号切换电路，进行对音频信号、视频信号的控制，视频信号控制 部分，在中央处理器的控制端口CA5为低电平CA6为高电平的情况下，RGB 转换的视频信号VIDEOA经终端电阻R72和电容C8，电感L3组成的滤波电 路后，通过二极管D13经三极管Q9预放电路后输入发射模块的VIDEO.由 于CA6为高电平经一个非门U7B后，使Q8放大电路的输入端接地，从J3 输入的外部视频信号Video-in通过二极管D12接地，不能输入到视频发射 端VIDEO。同样的道理在CA5为高电平CA6为低电平的情况下，RGB转换的 信号VIDEOA通过二极管D13接地，外部输入的信号Video-in经二极管D12 和Q8组成的放大电路后输入到发射模块的发射端VEDIO。\n音频信号的输入切换采用了和视频信号电路相同的切换电路，其中音 频有两个发送通道。在控制信号CA5为低电平CA6为高电平的情况下，与 视频信号VIDEO同路的音频信号被发送。左声道音频信号(从J1输入)经 电阻R78，二极管D17以及Q12的放大电路后输入到发射模块的AUDIOL端， 右声道音频信号(从J1输入)经电阻R76，二极管D15以及Q11的放大电 路后输入到发射模块的AUDIOR端，此时从J2输入的与视频信号Video-in 同路的音频信号在CA6为高电平时被截止。\n同时微处理器U1识别通过扫描按键开关SW2的动作次数，来选择无线 发送系统的发送频道。电路最初始的频道是CH1，使用者通过SW2切换发 送频道，每个频道都有相应的指示灯，让使用者能明白当前的发射频道。\n在用户重新开关机时有掉电记忆功能，当用户重新开机时发射微处理 器电路将会读取数据存取芯片内部的系统设置信息，重新设置到系统上一 次关机时的设置，从而起到了掉电记忆功能。电源部份电路也起到了滤波、 稳压，各电路的电源分配、供给等作用。复位电路亦为发射微处理器电路 提供了可靠的复位信号，以减少在开关机时造成无图像传输等问题，CPU 的复位电路采用低电识别技术，增强了系统整体可靠性。\n无线发射系统采用2.4G频段，内部分隔屏蔽方式，合国际FCC的标准。\n技术参数如下：射频传送频率：Ch1-2414MHz；Ch2-2432MHz；Ch3 -2450MHz；Ch4-2468MHz。调制方式：调频\n音频信号分别从发射模块VM_T2AS的3脚和4脚输入，而视频信号从 J3输入后送到发射模块VM_T2AS的第一脚输入。音频信号和视频信号送入 发射模块后进行A/D转换成数字信号后进行滤波后发送到发射模块的末级 进行与2.4G频率合成后发送出去，而在发送通道的选择上用SW2来进行转 换。本产品中采用了微处理器来进行转换，当使用者按下SW2，微处理器 通过软件的方法消除抖动后，进行的频道的切换，SW2按下一次频道相应 的切换一次，而且微处理器存储当前发射模块的频道，当下次开机时，依 然使用该频道。\n图4是接收装置电路原理图，包括接收微处理器U11(AT89C2051)、接 收模块VM_R2AS、电源电路、数据存取电路U10等；\n接收装置采用发射装置相同的电源电路给所述无线音视频接收装置提 供工作电压，采用固定输出三端稳压器V5，用于为接收电路提供高稳定性 的工作电压；所述固定输出三端稳压器电路采用LM7805稳压芯片，从而 增加了接收电路的使用寿命、节约电能。\n双声道的音频信号分别从接收模块1脚、2脚输入途经三极管Q20，Q21 组成的放大电路后输出。视频信号从接收模块的第10脚输出经过三极管 Q22组成的放大电路后输出。\n在频道选择方面，收微处理器U11(AT89C2051)扫描外部按键SW3的 输入，经收微处理器U11(AT89C2051)分析后输出频道转换信号到接收模 块，让其进入频道互换功能，直到接收正确的信号。同时接收端的指示灯 能指示当前的接收频道，例如，现在处于第三频道，指示灯LED6会有节奏 的闪亮，三次间隔时间短，然后是熄灭一段稍长的时间，这样周期的循环。 接收电路也有一个存储芯片，当用户调好发射与接收的频道后，微处理器 存储发射频道和接收的频道。从而用户能使用自己设置的频道，避免了同 一地方使用而带来的相互交叉接收的问题。无线音视频接收装置的接收无 线频率范围：Ch1-2414MHz；Ch2-2432MH；Ch3-2450MHz；Ch4- 2468MHz。\n本发明由于可对来自任何计算机的SVGA、XGA、VGA视频信号转换成普 通电视机能识别的S-VEDIO信号，直接用PAL/NTSC输出；又能进行无线传 输，和接收，将经转换制式的计算机视频或外接的电视视频在一定距离外 的室内外的PAL/NTSC制式的显示装置(如电视机、投影仪等)上显示，还 可以直接用录像机进行录制；可广泛应用于商业简报演示、交互式培训、 电脑教室教学、婚纱录像带制作、家庭娱乐、玩游戏、上网、信息发布、 电视墙等。