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1 ADV7120簡介 ADV7120是美國ADI公司出品的高速視頻數模轉換電路，根據應用系統的需要，其象素掃描時鐘頻率分別為30 MHz，50 MHz和80 MHz三個速度等級，有特殊要求時ADI公司還可以提供140 MHz時鐘頻率的產品。ADV7120在單芯片上集成了3個獨立的8位高速D／A轉換器，可以分別處理紅綠藍視頻數據，特別適用于高分辨率模擬接口的顯示終端和要求高速D／A轉換的應用系統。ADV7120采用5 VCMOS工藝制造，具有功耗低、結構簡單、成本低等特點。 ADV7120的輸入及控制信號非常簡單：3組8位的數字視頻數據輸入端，分別對應RGB視頻數據，數據輸入端采用標準TTL電平接口；4條視頻控制信號線包括復合同步信號、消隱信號白電平參考信號REFWHITE和象素時鐘信號CLOCK；外接一個1．23 V數模轉換參考電 壓源和一個輸出滿度調節。只有4條輸出信號線：模擬RGB信號采用高阻電流源輸出方式，可以直接驅動75Ω同軸傳輸線；同步參考電流輸出信號Isync用來在綠視頻模擬信號中編碼視頻同步信息。 圖1是ADV7120的原理框圖，從圖中可以看到，該電路有3個視頻數據寄存器和一個視頻控制寄存器。在每個時鐘周期的上升沿，數據寄存器鎖存紅綠藍各8位視頻數據，通過各自的DAC單元電路轉換成相應的模擬電流信號，同時控制寄存器根據輸入的消隱信號、同步信號和白電平參考信號控制3個DAC的輸出。 ADV7120的主要特點和典型參數如下： 芯片最大功耗：625 mW； 每通道DAC分辨率：8 b； 輸入端：RGB獨立輸入，TTL電平； 輸出端：高阻電流源輸出，兼容RS343A／RS170視頻標準； 速率等級：30 MHz，50 MHz，80 MHz。 2 ADV7120的應用 ADV7120適用于各種高分辨率視頻圖像顯示的場合，在平板顯示器系統，ADV7120可以完成RGB視頻數據的數模轉換，在60 Hz垂直刷新頻率的情況下，可以支持1080i或720p的HDTV分辨率（80 MHz等級），對于CRT顯示終端，ADV7120提供了消隱、同步和白電平參考控制信號編碼功能。 2．1 工作時鐘CLOCK ADV7120的工作時鐘就是顯示系統的象素時鐘，也叫做點時鐘。時鐘的頻率可以根據顯示屏的分辨率確定，一般計算方法如下： 其中： H是顯示器的行分辨率； V是顯示器的幀分辨率； f是顯示器幀刷新速率；R是回掃系數。 例如：對于60 Hz幀頻，1 280×720分辨率逐行掃描的顯示器，回掃系數R取0．8，那么所需要的象素時鐘頻率：F＝（1 280×720×60）／0．8＝69．12 MHz。 2．2 外接數模轉換參考電壓 ADV7120內置數模轉換電路需要一個1．14～1．26 V的外接參考電壓源，可以直接采用ADI公司的AD589，AD589是一個低成本的兩端器件，帶溫度補償的帶隙電壓源，偏 置電流在50μA～5 mA范圍內，可以穩定的輸出1．23 V的電壓，ADV7120內部集成了一個與電源相接的1 kΩ偏置電阻專門用于驅動外接的AD589。另外在COMP引腳和電源VAA之間需要外接一個0．1μF電容用于對內部參考放大器進行補償。內部參考放大器的同相輸入端外接，用來調節DAC輸出視頻電流信號的幅度，在FS-ADJUST引腳通過一個可調電位器接地可根據實際電路需要調節信號的輸出幅度，圖2所示為參考電壓和輸出控制電路原理圖。 其輸出視頻信號的最大值可由下式計算： 當同步信號ISYNC輸出信號與IOG相接時： 上式中的IOG，IOR和IOB分別表示綠紅藍視頻電流輸出信號。 2．3 輸入輸出信號 ADV7120有24條數據輸入線，分別對應RGB各8位視頻信號；有4條時鐘和同步控制信號線；有4條模擬視頻電流輸出線。視頻信號的輸入輸出時序關系如圖3所示，表1列出了圖中各相關時間參數在給定條件下的值。 所有輸入信號都是標準的TTL數字信號，在應用中所有的數字信號要盡量與模擬信號有效的隔離，特別是時鐘信號，建議采用74 F244進行緩沖驅動，為了減小噪聲干擾應盡量縮短時鐘線的長度。數字信號所有的上拉電阻要連到系統PCB板上的電源端，而不要連到ADV7120的模擬電源VAA。 ADV7120的模擬視頻信號輸出采用高阻電流源輸出方式，不需要外接緩沖器就可以直接驅動75Ω同軸電纜，兼容RS343A和RS170視頻標準。在設計系統PCB時，ADV7120應布置在盡量靠近模擬輸出端口，可以減小噪聲干擾，避免阻抗失配。 3 采用ADV7120的LCoS顯示系統 LCoS顯示器具有分辨率高、低成本等優點，隨著LCoS技術的不斷成熟，將是未來高端平板顯示器主流技術之一[2]。目前的LCoS芯片，主要有2種工作模式，一種是全數字模式，另一種是模擬視頻接口模式。全數字LCoS芯片具有速度高、抗干擾能力強的特點（如Aurora system公司的芯片），而模擬LCoS芯片具 有結構簡單、功耗低、視頻接口設計靈活的特點（如Three-five system公司的芯片）。對于模擬LCoS芯片的顯示系統，為了滿足高分辨率顯示的要求，必須把數字視頻信號在LCoS芯片外部進行D／A變換，然后再把合適的模擬視頻電壓信號送到LCoS顯示矩陣。在這樣的顯示系統中，ADV7120是一種理想的選擇。下面簡單介紹采用80 MHz的ADV7120設計720PHDTV視頻接口的電路方案如圖4所示。 ADV7120的視頻數據輸入端接收來自前端數據處理電路的RGB各8位數字視頻信號（如果要求10位精度可以采用ADV7121），其前端數據處理電路主要完成視頻信號的解碼、顯示分辨率的變換等。 由于LCoS與CRT顯示器不同，因此ADV7120的各控制信號可分別設置：在平板顯示器中G信號不需要同步信號編碼成分，因此可以把輸入信號固定接邏輯“0”，把同步輸出接模擬地；消隱控制信號可以結合行和場的同步信號來進行控制，可以使視頻信號在行同步和場同步信號有效期間沒有輸出，避免干擾信 號出現在屏幕上；而REFWHITE信號可以接邏輯“0”，或者引入測試信號。另外在本設計方案中，滿度調節FS接560Ω固定電阻，接入LCoS的視頻信號幅度由緩沖放大電路進行控制。 緩沖放大和反場處理單元電路對ADV7120輸出的模擬視頻信號進行進一步處理，以便滿足液晶顯示的需要，該單元電路分別輸出RGB3組模擬視頻信號，可以直接驅動3塊LCoS芯片，組成3片投影式HDTV顯示系統。掃描時序發生電路在輸入的視頻同步信號和時鐘信號的控制下完成LCoS芯片象素尋址所需要的各種使能和時序信號。 4 結 語 ADV712X是ADI公司推出的系列高性能視頻D／A轉換電路，可以應用在各種高分辨率彩色圖形、圖像處理系統、直接數字合成系統等。本文簡單介紹了ADV7120的主要性能特點，提出了采用ADV7120設計3片LCoS投影式HDTV的圖像接口方案，具有實用性。 |
