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1、1 高清电视 HDTV 高性能模拟信号处理的设计方案 随着高清电视（HDTV ）显示器技术的成熟，模拟视频和音频处理 的质量将最终使电视机之间产生差异性。HDTV中的数字处理（包括图 像扩缩、解交错和MPEG 解调）继续发挥着重要的作用，但这些功能将 很快变成标准化。HDTV中视频和音频信号的模拟处理直接影响用户的 “电视观看体验”，然而HDTV 制造商正在快速寻求其电视机模拟电路 设计的改进以提高销量和利润。 在液晶（ LCD ）电视和等离子（PDP ）电视中，平板显示器本身过 去在 HDTV电视的主要性能方面一直存在差异。第七代和第八代LCD平 板显示器开发成本竟然达到几十亿美元，但最近在
2、PDP显示器方面的 加强已经迫使一些公司形成合资以共享他们的资金资源和技术。目前， 几乎所有的LCD电视和 PDP电视领先制造商都在与其它主要生产显示 屏设计的电视制造商合资。这已经引起有关LCD和 PDP显示屏性能的 “公平竞争”。目前在几种来自不同电视制造商的具有竞争力的HDTV 型号采用了这些合资企业生产的显示屏。 为支持老设备需要模拟接口 即使在高清晰度数字广播新兴阶段，HDTV仍然需要模拟接口和数 字接口。我们需要复合、分量和RGB信号模拟接口支持老的标准清晰 度（ SD ）设备，例如录像机（VCR ）、便携式摄像机、DVD播放器和个 人计算机（ PC ）。由于用户期望其SD电视节目
3、具有与高清晰度（HD ） 电视节目同样的质量，因此必须设计高性能模拟接口。集成的多格式 2 视频解码器 （例如 ADI 公司的 ADV7403 ）包含用于复合视频信号的高性 能视频解码器以及用于数字分量模拟视频和RGB的三通道模数转换器 （ADC ）。 当设计模拟接口时，重要的是提供干净的低噪声电源并且从连接 器到器件输入端之间采用短的印制电路板（PCB ）连线。我们也推荐使 用一种完整接地层的PCB设计以最大程度减小总PCB噪声和反射。缩 短数字输出端（包括数据和时钟）印制线长度有助于减小高频信号反 射的可能性，这种反射作用能破坏信号的完整性。 由于 DVD电影中记录的模拟YUV信号具有10
4、bit分辨率（可表示 十亿多种不同的颜色），因此选择使用10bit （或更高）分辨率的ADC 精确再现颜色的模拟接口非常重要。例如，ADI 公司的 ADV7403多格式 视频解码器集成了12bit ，140MHzADC 以最大可能改善图像质量。 音频对 HDTV提出更多的挑战性 3 HDTV中的音频处理具有几个有趣的设计难题。趋于窄小的电视机 壳必然导致在减小放大器散热所需要的空间的同时减小扬声器的尺 寸。由于 HDTV 通常用作家庭影院，因此电视机里的音频电路必须支持 最新的环绕立体声和低音增强算法。HDTV必须完成这些SD音频方面的 重大改进同时达到低成本和早日投放市场的宏伟目标。阴极射线
5、管 （CRT ）显示器 SD电视只能再现立体声（2.0 音频）并且拥有易于放置 适当尺寸扬声器的宽大的电视机壳。采用LCD或等离子显示器的HDTV 具有窄小的电视机壳，只能采用较小尺寸的扬声器，因而限制了声学 性能。 HDTV电视节目采用环绕立体声（5.1音频）播放，因此音频设 计工程师必须设计出高品质音响产品，以使HDTV 在这些限制条件下工 作的同时仍然能够满足严格的成本要求。目前，设计工程师使用可编 程音频处理器能够开发一种单扬声器音频平台，能够将它整合到可以 使用各种尺寸的扬声器的不同型号HDTV产品。设计工程师利用最新的 心理声学研究成果已经开发出新的音频处理器算法，这种算法在HDT
6、V 中使用两个或三个扬声器为听众提供声音是来自完整多扬声器环绕立 体声系统的体验。 4 ADAV400可编程音频处理器框图 为了适当支持流行的第三方虚拟环绕和环绕立体声算法，音频处 理器必须包含音频编解码器和具有优良模拟性能的数模转换器（DAC ）。 例如， ADI 公司采用有源均衡技术的ADAV400 （用于补偿窄小扬声器） 支持流行的第三方算法和产生丰满、浑厚声音所需的模拟性能。图形 化软件工具（例如SigmaStudio ）允许完全控制整个声音环境。 5 扩展的音频算法库 6 最后，D类音频放大器可以最大程度减小散热片以及其它外部器件 的尺寸，从而使它们适合于新型HDTV产品的狭小空间。
7、CRT电视中使 用大的显象管为音频设计工程师留下了宽大的机箱空间，从而允许 CRT 电视音频设计工程师使用AB类放大器，这类放大器效率低并且通常需 要尺寸很大的散热片。设计工程师通过使用ADI 公司 AD1991（在全功 率下具有 85的效率）等高效的D 类音频放大器能够使其音频放大 电路适合其窄小的空间，无需折衷音频质量或功率输出。 HDMI是观看最新高清晰度DVD的接口 高清晰度多媒体接口（HDMI ）迅速成为连接HDTV和机顶盒、 DVD 播放器或录像机、音频和视频（A/V）接收器和个人媒体播放器的首选 数字接口。由于预计从模拟接口（复合、分量和RGB信号）向数字接 口（例如 HDMI
8、）过渡需要花费几年的时间，因此HDTV对这两种接口提 供支持是非常必要的。双接口产品（例如ADI 公司的 AD9380）是支持 老设备模拟接口和未来HDMI接口的一种节省成本的解决方案。 HDMI 接口以吉赫兹数据速率工作，因此系统设计工程师必须采 用高速模拟设计技术。为了满足HDMI兼容性测试规范的要求，必精心 控制 HDMI连接器与接收器输入端之间的PCB印制线以便使差分输入电 容小于限定值。HDMI连接器与器件输入端之间的PCB印制线长度应该 尽可能短以保持T_MDS 信号的完整性。 我们推荐使用适合任何具有HDMI 接口的PCB 板的一个接地层。使用多个接地层可能有害，因为小的独 立的接地层会产生长的接地环路。用于数字输出的印制线也应该尽可 能短，因为短的印制通常会减小反射的可能性。 7 使用高性能模拟器件设计在设计HDTV 中发挥着重要作用，因为在 图像和声音质量方面超越了相近解决方案。用户期望在下一代HDTV装 置中具有以下所有的功能：生动的画面、洪亮的声音以及合理的价格。 使用最新模拟接口和HDMI接口、 D类音频放大器和可编程音频处理器 设计的 HDTV 将满足用户对功能和性能的期望。请继续关注你所青睐的 零售电子产品商场并且留意所有的最新壁挂显示HDTV 装置。您将看到 并且听到高性能模拟设计能够带给您的电视观看体验与众不同！
