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分析視頻濾波器選擇策略

2013-11-12 23:32:52  來源: 嵌入式開發 
集成式視頻濾波器在開始問世時價格非常昂貴是一種主要面向視頻廣播應用性能極高的元件後來才逐漸發展為適用於機頂盒等成本敏感的消費電子方案首款主流集成式視頻濾波器於年代初期面世首先用在定向廣播衛星機頂盒(direct broadcast satellite settop box)和有線機頂盒中
  那麼視頻濾波器的作用是什麼?其一是可以作為視頻處理器輸出端上數模轉換器之後的重建濾波器其二是在機頂盒和DVD設備中用作視頻處理器輸入端上的抗混疊濾波器(antialiasing filter)
  以往視頻濾波器的選擇十分容易只需考慮輸出數量既可一般復合視頻(CVBS)采用一個濾波器Svideo采用兩個濾波器DVD播放器采用三分量視頻輸出方案分別標注為YPb和 Pr這些已經成為視頻設備背面的標准配置這樣一來視頻設備用戶和設計人員必需考慮到的模擬輸出數目總和多達個(即CVBS Svideo (YC)分量視頻(YPbPr))
  不過隨著更高清晰度視頻的出現並因成本不斷降低而為消費者所接受形勢開始改觀 (以及其它非美國標准視頻)這些數字的後面開始出現字母ip這種奇怪的數字/字母組合也成為視頻領域中不斷增加的術語之一
  那麼它們代表什麼意思呢?ip等數字/字母組合是指視頻掃描的顯示行數以及是采用隔行掃描(i)還是逐行掃描顯示(p)隔行意味著各行交替掃描顯示逐行則是各行按序連續掃描顯示
  隔行掃描是從舊有CRT屏幕設計承傳下來的技術其目的是使玻璃面板上的熒光粉層(phosphors)發光讓頂部淡出同時底部替代從而使熒光粉層在圖像完成之前不會消隱熒光粉發光時間必需很長這樣才能不影響下一幀圖像逐行則是像素相繼發光這種掃描方式的空間分辨率更高視覺效果更好顯然對於只想觀看視頻並無意成為視頻工程專家的消費者來說這一切太過復雜
  因此為了便於理解同時便於銷售需要創造一套簡短易懂的術語於是在術語清晰度下面就形成了多種數字/字母組合類別主要用來描述圖像的細節表現能力清晰度越高圖像質量越好因為更多的行數意味著有更多的像素使得圖像的色彩和細節層次更加鮮明逼真
  關於信號的命名和清晰度類別的分類可以洋洋灑灑寫成一篇厚厚的專題論文而且可能在很長時間內都會成為視頻工程師的熱門討論話題鑒於討論實際視頻濾波器目的這裡粗略劃分如下p以下是標准清晰度(SD)p是增強清晰度(ED)p 和 i 則為高清晰度(HD)為方便起見這裡只討論美國標准此外在使用高清(HD)這個術語時許多視頻設備供應商開始有所寬松為了更加精確規范各視頻行業協會提出了HD readyHD ready p 和 Full HD等術語但此舉成敗參半甚至或許造成更多混亂為此視頻濾波器制造商決定采用術語SDEDHD和 p HD根據濾波器的截止頻率(對於低通濾波器則為通帶)對濾波器進行分類SD 濾波器截止頻率在MHz左右ED 在 MHz左右HD 在MHz左右p 截止頻率在 MHz之間利用截止頻率來分類就非常直接明了
  那麼所有這些視頻清晰度和視頻濾波器的選擇又有什麼關系呢?理解這些新的清晰度標准實際上揭示出視頻濾波器的選擇必須考慮兩方面因素設計人員必需同時考慮到通道數目和清晰度另外有兩種方法可實現集成電路濾波一種是采用濾波器IC組合另一種是使用能夠處理所有不同通道和清晰度的單個濾波器IC那設計人員應該如何抉擇呢?方法之一是設法找到多種能夠滿足各項要求的濾波器例如飛兆半導體公司就能夠提供滿足不同要求的廣泛的濾波器組合
  只要通道數目和清晰度得以確定設計人員就應該開始考慮產品選擇的其它關鍵因素比如ESD保護待機功耗要求電壓軌要求和封裝類型尤其是在移動視頻應用快速增長的趨勢下器件大小也至關重要
  至於ESD機頂盒制造商對於分立式濾波已經有標准化BAV保護二極管但另一方面集成式視頻濾波器不僅可以省去大量的分立式濾波元件也可以降低二極管使用數量對特定產品集成式濾波器能夠提供高達KV的ESD保護ESD保護確實是一個一個值得注意的問題為了避免昂貴的TV核心處理芯片受到損害設計人員不應該把毫無保護的視頻輸出產品推向市場
  還有一個日益受到關注的問題就是降低待機功耗待機功耗有時被稱為功率吸血鬼 (vampire power)它已成為一個主要的環境問題例如美國加州最近頒布了有關降低LCD TV待機功耗的法規其要求這類產品必須符合能源之星(Energy Star)標准飛兆半導體將提供帶有關斷模式的濾波器以更好地滿足能源之星的要求
  WLCSP 和 MicroPak MLP等針對移動產品的封裝現在也開始用於視頻濾波器對移動應用產品而言尺寸至關重要故而這些小型封裝特別有用事實上它們的尺寸已經小到足以輕松穿過鹽瓶蓋上的小篩眼
  對於視頻濾波器設計人員應該堅持謹慎認真的設計原則比如應該確保連線盡量短並且靠近實際輸出端口以減少電路板寄生效應這個概念在飛兆半導體的應用說明AV視頻濾波器/驅動器的PCB 版圖考慮事項中有更詳細的解釋
  只要了解到有哪些產品可用以及哪些是重要考慮事項其實選擇適當的濾波器已經變得相當容易飛兆半導體公司總是非常樂意為工程師提供其所需的各種協助畢竟幫助客戶成功就意味著視頻濾波器供應商自身的成功而且視頻工程師也喜愛探討視頻這個話題在您規劃下一個設計時飛兆半導體公司非常樂意為您提供及時和詳盡的支持
From:http://tw.wingwit.com/Article/program/qrs/201311/11073.html
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