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1、模拟电路设计使模拟电路设计使 HDTVHDTVHDTVHDTV 体现出差异性体现出差异性随着高清电视(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。本文将讨论 HDTV中高性能模拟信号处理的一些问题和设计考虑。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
2、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 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(
3、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
4、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 bit 分辨率(可表示十亿多种不同的颜色)， 因此选择使用10 bit(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12 bit，140MHz ADC 以最大可能改善图像质量。ADV7403 12 bit 多格式视频解码器框图音频对音频对 HDTVHDTVHDTVHDTV 提出更多的挑战性提出更多的挑战性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
5、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
6、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 HDTV 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。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 S
7、igmaStudio)允许完全控制整个声音环境。扩展的音频算法库最后， 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。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。HDMIHDMIHDMIHDMI 是观看最新高清晰度是观看最新高清晰度 DVD
8、DVDDVDDVD 的接口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)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。AD9380 8 bit 双模拟接口和 HDMI 显示器接口框图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
9、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。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！
