反馈补偿(SAG)视频输出方式的应用 - 视频传输技术中的连接芯片与技术特征

3.2反馈补偿(SAG)视频输出方式的应用

　　

 

　　随着具有视频输出功能的小型便携式设备的出现，基于空间和成本等因素的考虑，不允许使用大容量的交流耦合电容。SAG补偿(图5)在保持交流耦合的同时，减小了电路板空间并降低了成本。标准连接方式下的单个大电容用两个较小的电容替代，图5为反馈补偿(SAG)视频输出方式示意图.使用单个交流耦合电容的问题在于：频率低于极点频率时信号会被衰减，电容越小，极点频率越高。反馈补偿(SAG)可以降低交流耦合并提升了低频响应，从而可补偿低频衰减。低频时，电容器视为开路，输出Vout为0。高频时，电容器近似短路，输出Vout为2Vin。

　　3.3直流耦合的视频信号输出方式

　　在消费类电子行业中，降低成本的需求非常强烈，目前对于小型设备而言，将视频信号输出到媒体显示设备的最直接方法是选用是直流耦合视频连接方式(见图4b)。这免去了耦合电容使得信号，可以不被畸变地输送到媒体显示设备。

　　值得注意的是，采用直流耦合输出的主要区别是输出信号具有一个正的直流偏置，这是因为大多数系统都省去了负电源.放大器要保持在线性模式下，输出信号必须偏置在地和正电源之间.试图将交流耦合输出变为直流耦合输出时，设计工程师应考虑其兼容性。大多数设备与两种输出方式都兼容，但是仍有少数设备不兼容交流耦合输出，另有少数设备不兼容直流耦合输出。

　　这种方法的一个缺点就是接收电路必须预先知道输入直流电平的范围，以便它能够正确处理视频信号。直流耦合对于那些被设计成处理已知直流电平的设备而言，是能够很好工作的，但对于在差分参考点输入共模电平的设备连接时就会出现问题。

　　3.4 DiretDrive解决方案是交流耦合视频输出的创新技术

　　交流耦合视频输出采用DirectDrive技术省去了大尺寸隔直流输出耦合电容，节省空间，降低功。增益为6dB。而MAX9530是第一款整合DirectDrive技术的视频器件，图6为具有DirectDrive技术的MAX9530芯片用于视视频传输中输入与输出应用与波形图。从图6看出，其DirectDrive技术可将视频输出的黑电平置于地电位，而可将(DAC输出(视频输入)的同步头在地以上。MAX9530负电源在内部产生。该DirectDrive技术可广泛用于视频手机、 数码相机、数码摄像机、便携式视频媒体播放器及便携式DVD播放器之中。

　　

 

　　MAX9503对标清视频信号进行滤波和放大，增益为6dB。MAX9503的输入可直接与视频数数转换器(DAC)的输出相连。内部重建滤波器可平滑阶跃和减小DAC视频信号上的毛刺。MAX9503可将视频信号平移至较低电压，从而使输出端的消隐电平逼近地电平。DirectDrive需要一个集成的电荷泵和线性稳压器产生一个干净的负电源电压，从而将同步脉冲驱动至地电平以下。电荷泵在视频输出端注人的噪声极小，画面看起来毫无瑕疵。电荷泵又可以减小交流耦合电容，即在此可实现无输出电容。

　　由于采用交流耦合输出的原因之一就是当输出短路至地或电源电压时起到保护作用。而MAX9503的典型工作电压为3.3V。MAX9503应用电路中包括一个75Ω反向端接电阻，可在视频输出外部短路时限制短路电流。此外，MAX9503内部具有输出短路保护功能，可在放大器输出可能被短路的原型设计或系统中保护器件免受损害。因此，MAX9503在大多数常见的故障情况下非常坚固可靠。

　　DirectDrive技术的最大优势就是只需为电荷泵电路增加两个lμF的小电容，设计工程师省去了标准交流耦合视频输出的一个大尺寸输出耦合电容器，或省去了SAG网络中的两个中等尺寸输出耦合电容。由于消除了场失真，输出视频质量大大改善。

　　4、视频传输技术中的连接芯片与传输电缆

　　4.1单端至差分视频驱动器/接收器

　　视频传输要差分形式，值此看一下基本的差分线路驱动器-单端到差分转换电路结构，见图7(a)所示。

　　

 

　　而实际新型的差分线路驱动器己逐步问世，本文仅举一例。

　　MAX9546/MAX9547差分接口芯片组，可将单端(S/E)输入电压信号转换成差分电压进行传输，反过来将差分电压转换成S/E电压信号见图7(b)所示。该芯片组专为汽车应用中的复合模拟视频信号(PAL或者NTSC)传输进行了优化，这类应用需要具备诊断功能来指示故障情况。MAX9546视频驱动器的FAULT输出用于指示任何短路情况，包括与电池(VBAT=+16V)或地短路。MAX9547视频接收器具有信号丢失LOS引脚，用于指示输入开路或存在输入信号，从而完成自动选择功能。为差分输入和输出提供经过验证的、坚固的ESD保护，并可确保在严酷的环境下连续工作。MAX9546/MAX9547差分接口芯片特征如下。

　　诊断功能：故障和短路检测(MAX9546);输入信号丢失检测(MAX9547);

　　便捷的低成本方案：采用已有的低成本双绞线电缆发送信，替代同轴电缆传输信号;与单端方案相比，差分接口可降低EMI;

　　坚固性：提供±15kV ESD人体模型保护;可耐受信号源和负载之间±2V的地电平偏移;可承受对地、电源或电池(VBAT>VCC)的短路故障(16V)。

　　4.2可与DAC直接连接纤巧低功耗的视频缓冲器。

　　2mmx 2mm μDFN封装和10nA关断电流，使MAX9504成为驱动复合视频和S视频信号的理想选择。具有以下特征：

　　节省空间：直接与视频DAC输出直流耦合，无需输入电容;驱动多达三路负载(5V电源);用于复合视频和亮度信号的输入偏移版本(320mA偏移输出的MAX9504B);为DirectVriver输出。

　　省电：10nA关断电流;2.7V至5.5V低工作电压;6mA静态电源电流;

　　非常适合汽车应用、便携式媒体/DVD播放器及CCTV/安全照相机。

　　4.3具有直流恢复、滤波器和线路驱动器的视频驱动器ISL59110 (图8为应用连接示意图)

　　

 

　　具有3阶8MHz重建滤波器，低静态电流岁2mA，掉电电流小于1uA，工作电压范围为2.5V-3.6V;为轨到轨输出输入电压可低于VS-负0.15V，SAG可以减小耦合电容尺寸，直流恢复。

　　4.4单芯片标清音频/视频输出驱动器

　　MAX4079芯片在节省空间的24引脚下SSOP封装内整合了标清视频滤波器、视频线路驱动器和音频输出驱动器。其芯片特点为：内置标清电视视频重建滤波器，在13.5MHz频点具有20dB衰减，在27MHz频点具有40dB衰减;内置视频放大器，6dB固定增益，能驱动150Ω线路输出负载，双路CVBS输出;左/右声道立体声输出，内置混合器提供单声道输出;输入信号调理，色度信号(C)直流偏置，亮度信号(Y)和复合视频内部箝位(CVBS);差分或单端音频输入。

　　MAX4079芯片是理想的机顶盒后端方案，提供一路S视频和两路复合视频输出，均为CVBS和音频左右声道，见图9所示。