視頻信號(hào)數(shù)字化光纖傳輸實(shí)驗(yàn)裝置的研制

AD9708的外圍電路如圖9所示。其中REFLO是轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)的參考地，此腳接地禁用內(nèi)部參考電壓。COMP1是噪聲衰減模式設(shè)置端，此處串接0．1 μF的電容能達(dá)到較好的轉(zhuǎn)換效果。R9是終端匹配電阻以消除高頻振蕩。C9和C10用以濾除數(shù)字電源紋波，C6、C7用以濾除模擬電源紋波。并行數(shù)據(jù)由DB0～DB7輸入，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)由IOUTA輸出。此處輸出的信號(hào)須經(jīng)運(yùn)放放大后，才能滿足通用性視頻顯示器的技術(shù)要求。
2．6．2 模擬放大及視頻信號(hào)輸出
采用AD8042實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大，如圖10所示。ULA將AD9708輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其中C1主要作用是去除高頻干擾。ULB作為電壓跟隨器，用于阻抗匹配。要求的輸出阻抗是75 Ω，電壓跟隨器使輸出阻抗為0，再串聯(lián)一個(gè)75 Ω(在ULB的7腳之后，圖中未標(biāo)出)，來滿足匹配要求。

3 程序設(shè)計(jì)及仿真
系統(tǒng)采用VerilogHDL語言進(jìn)行程序編寫，在QuartusⅡ環(huán)境下編輯仿真。FPGA內(nèi)部時(shí)鐘由32 MHz晶振提供。FPGA的工作是：1)提供D／A轉(zhuǎn)換芯片AD9708、A／D轉(zhuǎn)換芯片AD9280、并串轉(zhuǎn)換芯片LV1023的工作時(shí)鐘和串并轉(zhuǎn)換芯片LV1224的參考時(shí)鐘，都是16 MHz；2)發(fā)送端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行8B10B編碼，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳送給串化器；接收端獲取串并轉(zhuǎn)換后的十位數(shù)據(jù)，進(jìn)行解碼，還原為編碼前的八位數(shù)據(jù)，并將解碼后的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
3．1 8B10B編解碼
8B10B編碼是目前高速串行通訊普遍采用的編碼方式，8B10B編碼的目的是將八位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10位的數(shù)據(jù)，并使轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)流中“0”和“1”的數(shù)量平衡，避免發(fā)送過程中因過多重復(fù)的出現(xiàn)“0”或“1”而發(fā)生的錯(cuò)誤，提高線路傳輸的性能，有利于接收器更準(zhǔn)確的捕捉同步時(shí)鐘，而且采用特定的碼元可以使接受端更準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)碼元。
8B10B編碼可以看成是5B6B和3B4B編碼的組合，組合過后有些編碼可能有兩個(gè)值，“1”和“0”的差值稱為平衡度，用RD-表示平衡度為+2或0，RD+表示平衡度-2或0。將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)接平衡度分為RD-和RD+兩列。設(shè)變量DISPIN表示正在轉(zhuǎn)換的數(shù)的平衡度，DISPOUT表示下一個(gè)轉(zhuǎn)換的數(shù)的平衡度。初始時(shí)設(shè)DISPIN與DISPOUT相等，先從RD-中開始轉(zhuǎn)換，如果轉(zhuǎn)換后的數(shù)“0”和“1”的數(shù)量相等，繼續(xù)在RD-列中轉(zhuǎn)換下一個(gè)數(shù)，如果“0”和“1”的數(shù)不等，則轉(zhuǎn)到RD+列中轉(zhuǎn)換。同理在RD+列中，如果“0”、“1”個(gè)數(shù)相等則繼續(xù)在RD+中，否則換到RD-中。

解碼部分將10位數(shù)據(jù)的前六位和后四位分別按照5B6B和3B4B的列表解碼即可。
3．2 仿真
設(shè)計(jì)程序經(jīng)QuartusⅡ綜合器編譯綜合成功后，可以對(duì)輸入數(shù)據(jù)、中間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真。裝置采用的8B10B編碼方式，分為3B4B和5B6B進(jìn)行編碼。解碼部分依照編碼時(shí)相同的分發(fā)將十位數(shù)據(jù)分為4B和6B分別解碼。解碼后再按順序組合成8位數(shù)據(jù)。程序以4B3B、6B5B分別查表的方式實(shí)現(xiàn)。

程序仿真圖如圖12所示，adin是編碼之前的八位數(shù)據(jù)，設(shè)為逐次加一的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，為了方便比較，圖中用十進(jìn)制表示。編碼后的十位數(shù)據(jù)為data10b，adout是解碼后的數(shù)據(jù)?？梢钥吹诫m有延遲，解碼后數(shù)據(jù)仍為計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。因此程序可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)解碼功能。

4 結(jié)束語
全電視信號(hào)中除了視頻信號(hào)外，還包括音頻信號(hào)，其聲音信息的傳輸與轉(zhuǎn)換處理，是應(yīng)用領(lǐng)域中不可缺少的內(nèi)容與完備。除了單向通信外，收發(fā)設(shè)備之間相互進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)雙向通信、完成反向控制功能，在光纖通信應(yīng)用領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用和普及。這些課題的技術(shù)性拓展與轉(zhuǎn)換，移植到相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用中，一定有其積極的作用和意義。