【實作實驗室】AV 端子訊號解析，原來 Composite Video 訊號長這樣

Posted By StrongPiLab on 11 月 18, 2020 in 實作派StrongPiLab, 教學文 | 0 comments

影音產品一般都會有 AV 端子，分別有紅白黃三種顏色的梅花端子（RCA connector），其中黃色的 AV 端子是類比視頻訊號，紅色與白色的端子分別為右聲道與左聲道。

雖然 AV 端子已經要被 HDMI 給取代了，但是以通訊技術來說，AV 端子可說是類比通訊技術的大集合，（這邊我先給各位基本概念，詳細介紹請參考影音訊號-大解密-AV端子/色差端子/S 端子/VGA/HDMI）。

本篇要講的是黃色 RCA connector 裡的視訊訊號，它的電子訊號格式稱為 Composite video baseband signal（CVBS），這種訊號格式由於還沒經過 RF 射頻調變，因此稱為基頻訊號 Base band signal。

把 color bar 訊號的黃色 AV 端子接上電視後，可以看到如下畫面：

AV 端子的電視畫面—測試訊號（圖片來源：實作派提供）

AV 端子—畫面格式

實際上類比電視畫面是由映像管內的電子槍，射出一條電子束打在螢幕上發光而來的，並且是由左到右、由上到下，一條條掃描出來湊成一個畫面，每一條線稱為一個 Scan Line（雖然現在使用映像管的電視已經很少見了，但是解讀 composite 訊號的方式是相同的）。

這些 Scan Line 並不是每一條都是畫面的內容，有少部分是拿來當作同步用的，所以除了看得到的畫面訊號之外還包含了螢幕上看不見的水平同步（H sync）與垂直同步訊號（V Sync），其中 V Sync 包含在VBI（Vertical Blanking Interval）之內。這些同步訊號是用來讓電視機辨認哪裡是畫面的開頭，電視才能準確地把畫面從左上角開始掃描在映像管上，如此一來，畫面才會穩定，否則畫面會歪掉。

下面這張圖代表一個電視畫面，是由每條掃描線疊起來形成的，每條 scan line 都是從左邊的 H sync 開始，讓電視知道該準備畫線了，右邊接續的紅線與藍線波形是表示畫面內容，這段波形會顯示在螢幕上稱為 active video，直到畫面右方結束。

畫面上方有一條 VBI 的區間，這是屬於 Line 1~Line 21 的範圍，螢幕上看不到，因為它的功用是告訴電視該準備畫第一條線了，主要用來做垂直同步（V Sync），所以不會顯示在畫面上。