2.3關于電視設計中的輸入級設計
圖3(b)給出了現代電視的一種輸入級電路. 視頻信號被交流耦合至直流恢復電路，因此，輸入視頻信號可以具有任意直流偏置。該輸人電路兼容交流耦合和直流耦合視頻信號源。
然而需要指出的是，在電視設計中的輸入級設計上從來沒有一個被普遍采納的解決方案。以往大量電視機都采用不同的輸入級，無論信號來自交流或直流耦合信號源，都可能使某些電視機出現問題．對于有這么多種不同類型的接收設備來說，要實現普遍兼容性是不可能的.基于成本考慮，占信號發送設備絕大多數的低端視頻信號源都采用直流耦合輸出。
3、視頻傳輸技術中接口的輸出技術
3.1交流耦合輸出與直流耦合輸出
是否對輸出進行交流耦合主要取決于技術和成本因素，交流耦合輸出電路包括一個串聯電容(圖4a)，而直流耦合輸出電路沒有這個電容(圖4b).由于在輸出通道增加一個電容將導致成本提高，空間增大以及視頻信號失真等問題，即會引起輸出波形相對于輸入波形會向上或向下“傾斜”。因此，這種場失真稱為“場傾斜”。而直流耦合輸出沒有場傾斜，因此視頻輸出電路的設計人員必須認真對待。
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既然交流耦合存在缺點，為什么還一直在使用呢？原因有二。.其一、就是為了起到保護作用，集成電路還沒有廣泛使用前所采用的一種簡單的NPN射極跟隨器驅動視頻輸出電路。萬一輸出連接器短路至地或電源電壓，電容器可防止NPN晶體管損壞。而當前的集成視頻放大器具有堅固的短路保護電路，因此發生短路時也不會損壞。其二、從技術特征出發，將視頻信號輸出到媒體顯示設備的最普遍方法是交流耦合(如圖4(c)所示)，這使得接收電路可以在自己的輸入端建立共模電平，該電平獨立于輸入視頻信號的直流電平。一個75Ω的串聯電阻應該盡可能近地放在靠近輸出端的位置，這有助于隔離從輸出端產生的下行寄生干擾，并提供最佳的信號條件，圖4(c)中MAX4090為濾波驅動器。
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對于交流耦合，應關注的問題之一是耦合電容通常比較大，即220μF或者更大。這是因為電容和150Ω負載(反向端接電阻和輸入端接電阻之和)形成的極點頻率應遠遠低于幀頻(25Hz或30Hz)。一只220μF的電容器形成5Hz的極點頻率，這很難滿足性能要求。廣播設備通常都使用470μF或1000μF的耦合電容。圖4(d)給出了采用220μF與22μF電容時交流耦合輸出的高通響應特性。交流耦合電容的最小容量應該是200μF，這是能夠用來取得可接受信號畸變的最小耦合電容。
3.2反饋補償(SAG" title="SAG">SAG)視頻輸出方式的應用
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隨著具有視頻輸出功能的小型便攜式設備的出現，基于空間和成本等因素的考慮，不允許使用大容量的交流耦合電容。SAG補償(圖5)在保持交流耦合的同時，減小了電路板空間并降低了成本。標準連接方式下的單個大電容用兩個較小的電容替代，圖5為反饋補償(SAG)視頻輸出方式示意圖.使用單個交流耦合電容的問題在于：頻率低于極點頻率時信號會被衰減，電容越小，極點頻率越高。反饋補償(SAG)可以降低交流耦合并提升了低頻響應，從而可補償低頻衰減。低頻時，電容器視為開路，輸出Vout為0。高頻時，電容器近似短路，輸出Vout為2Vin。
3.3直流耦合的視頻信號輸出方式
在消費類電子行業中，降低成本的需求非常強烈，目前對于小型設備而言，將視頻信號輸出到媒體顯示設備的最直接方法是選用是直流耦合視頻連接方式(見圖4b)。這免去了耦合電容使得信號，可以不被畸變地輸送到媒體顯示設備。
值得注意的是，采用直流耦合輸出的主要區別是輸出信號具有一個正的直流偏置，這是因為大多數系統都省去了負電源.放大器要保持在線性模式下，輸出信號必須偏置在地和正電源之間.試圖將交流耦合輸出變為直流耦合輸出時，設計工程師應考慮其兼容性。大多數設備與兩種輸出方式都兼容，但是仍有少數設備不兼容交流耦合輸出，另有少數設備不兼容直流耦合輸出。
這種方法的一個缺點就是接收電路必須預先知道輸入直流電平的范圍，以便它能夠正確處理視頻信號。直流耦合對于那些被設計成處理已知直流電平的設備而言，是能夠很好工作的，但對于在差分參考點輸入共模電平的設備連接時就會出現問題。
3.4 DiretDrive解決方案是交流耦合視頻輸出的創新技術
交流耦合視頻輸出采用DirectDrive技術省去了大尺寸隔直流輸出耦合電容，節省空間，降低功。增益為6dB。而MAX9530是第一款整合DirectDrive技術的視頻器件，圖6為具有DirectDrive技術的MAX9530芯片用于視視頻傳輸中輸入與輸出應用與波形圖。從圖6看出，其DirectDrive技術可將視頻輸出的黑電平置于地電位，而可將(DAC輸出(視頻輸入)的同步頭在地以上。MAX9530負電源在內部產生。該DirectDrive技術可廣泛用于視頻手機、數碼相機、數碼攝像機、便攜式視頻媒體播放器及便攜式DVD播放器之中。
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MAX9503對標清視頻信號進行濾波和放大，增益為6dB。MAX9503的輸入可直接與視頻數數轉換器(DAC)的輸出相連。內部重建濾波器可平滑階躍和減小DAC視頻信號上的毛刺。MAX9503可將視頻信號平移至較低電壓，從而使輸出端的消隱電平逼近地電平。DirectDrive需要一個集成的電荷泵和線性穩壓器產生一個干凈的負電源電壓，從而將同步脈沖驅動至地電平以下。電荷泵在視頻輸出端注人的噪聲極小，畫面看起來毫無瑕疵。電荷泵又可以減小交流耦合電容，即在此可實現無輸出電容。
由于采用交流耦合輸出的原因之一就是當輸出短路至地或電源電壓時起到保護作用。而MAX9503的典型工作電壓為3.3V。MAX9503應用電路中包括一個75Ω反向端接電阻，可在視頻輸出外部短路時限制短路電流。此外，MAX9503內部具有輸出短路保護功能，可在放大器輸出可能被短路的原型設計或系統中保護器件免受損害。因此，MAX9503在大多數常見的故障情況下非常堅固可靠。
DirectDrive技術的最大優勢就是只需為電荷泵電路增加兩個lμF的小電容，設計工程師省去了標準交流耦合視頻輸出的一個大尺寸輸出耦合電容器，或省去了SAG網絡中的兩個中等尺寸輸出耦合電容。由于消除了場失真，輸出視頻質量大大改善。
4、視頻傳輸技術中的連接芯片與傳輸電纜
4.1單端至差分視頻驅動器/接收器
視頻傳輸要差分形式，值此看一下基本的差分線路驅動器-單端到差分轉換電路結構，見圖7(a)所示。
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而實際新型的差分線路驅動器己逐步問世，本文僅舉一例。
MAX9546/MAX9547差分接口芯片組，可將單端(S/E)輸入電壓信號轉換成差分電壓進行傳輸，反過來將差分電壓轉換成S/E電壓信號見圖7(b)所示。該芯片組專為汽車應用中的復合模擬視頻信號(PAL或者NTSC)傳輸進行了優化，這類應用需要具備診斷功能來指示故障情況。MAX9546視頻驅動器的FAULT輸出用于指示任何短路情況，包括與電池(VBAT=+16V)或地短路。MAX9547視頻接收器具有信號丟失LOS引腳，用于指示輸入開路或存在輸入信號，從而完成自動選擇功能。為差分輸入和輸出提供經過驗證的、堅固的ESD" title="ESD">ESD保護，并可確保在嚴酷的環境下連續工作。MAX9546/MAX9547差分接口芯片特征如下。
- 診斷功能：故障和短路檢測(MAX9546)；輸入信號丟失檢測(MAX9547)；
- 便捷的低成本方案：采用已有的低成本雙絞線電纜發送信，替代同軸電纜傳輸信號；與單端方案相比，差分接口可降低EMI；
- 堅固性：提供±15kV ESD人體模型保護；可耐受信號源和負載之間±2V的地電平偏移；可承受對地、電源或電池(VBAT>VCC)的短路故障(16V)。
4.2可與DAC直接連接纖巧低功耗的視頻緩沖器。
2mmx 2mm μDFN封裝和10nA關斷電流，使MAX9504成為驅動復合視頻和S視頻信號的理想選擇。具有以下特征：
節省空間：直接與視頻DAC輸出直流耦合，無需輸入電容；驅動多達三路負載(5V電源)；用于復合視頻和亮度信號的輸入偏移版本(320mA偏移輸出的MAX9504B)；為DirectVriver輸出。
省電：10nA關斷電流；2.7V至5.5V低工作電壓；6mA靜態電源電流；
非常適合汽車應用、便攜式媒體/DVD播放器及CCTV/安全照相機。
4.3具有直流恢復、濾波器和線路驅動器的視頻驅動器ISL59110 (圖8為應用連接示意圖)
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具有3階8MHz重建濾波器，低靜態電流歲2mA，掉電電流小于1uA，工作電壓范圍為2.5V-3.6V；為軌到軌輸出輸入電壓可低于VS-負0.15V，SAG可以減小耦合電容尺寸，直流恢復。
4.4單芯片標清音頻/視頻輸出驅動器
MAX4079芯片在節省空間的24引腳下SSOP" title="SSOP">SSOP封裝內整合了標清視頻濾波器、視頻線路驅動器和音頻輸出驅動器。其芯片特點為：內置標清電視視頻重建濾波器，在13.5MHz頻點具有20dB衰減，在27MHz頻點具有40dB衰減；內置視頻放大器，6dB固定增益，能驅動150Ω線路輸出負載，雙路CVBS輸出；左/右聲道立體聲輸出，內置混合器提供單聲道輸出；輸入信號調理，色度信號(C)直流偏置，亮度信號(Y)和復合視頻內部箝位(CVBS)；差分或單端音頻輸入。
MAX4079芯片是理想的機頂盒后端方案，提供一路S視頻和兩路復合視頻輸出，均為CVBS和音頻左右聲道，見圖9所示。
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4.5 差分視頻傳輸-通過CAT-5電纜傳輸的RGB" title="RGB">RGB VGA" title="VGA">VGA視頻。
從CAT-5電纜與同軸電纜的優缺點比較就可以看出為何要用CAT-5電纜了。
CAT-5電纜其優點為：平衡同步可以降低EMI(電磁干擾)，可用同一電纜控制，經濟、靈活的單芯電纜；其缺點是高衰減(短距離)，帶寬受限制。
同軸電纜的優缺點：低衰減(長距離)，低串擾，可達1GHz帶寬，；缺點需要4根昂貴同軸電纜，發送困難。
4.6用均衡器MAX3815擴展DVI" title="DVI">DVI(數字視頻接口)/HDMI" title="HDMI">HDMI(高清晰多媒體接口)電纜的距離至36米。
現代的顯示器(LCD" title="LCD">LCD、DLP" title="DLP">DLP)和信號源(DVD播放器、PC)能夠以原始的數字模式發送和接收視頻信號，這是保持圖像完整性的最佳方式。DVI/HDMI接口取代了模擬分量視頻和VGA互連，但最長只能達到5米。MAX3815.DVI/HDMI數字視頻電纜均衡器突破了3米至5米的電纜長度限制，將電纜距離延長至36米。MAX3815特別適合于那些遠離信號源的數字顯示器，例如LCD/DLP投影儀和LCD/等離子顯示屏等。
MAX3815可以為三個TMDS" title="TMDS">TMDS(最少轉換差分信號)通道上、高達1.65Gbps每通道的信號加一路十分之一(0.1×)速率的時鐘提供最多40dB的損耗補償。MAX3815支持大多數視頻分辨率，即PC：VGA、SVGA、XGA和UXGA，以及HDTV" title="HDTV">HDTV：480p、720p和1080i。
特征：
- 可擴展TMDS接口長度為0至36米的DVI電纜，28AWG STP，0至30米的DVI電纜，30AWG STP，0至20米的CAT-5電纜，24 AWG GUTP。
- 高達40dB的全自動均衡，無需系統控制。
- 3.3V電源時0.6W功耗。
5、結束語
通過上述視頻傳輸技術中的連接芯片與技術，對設計人員而言，在今后的項目應用中采用何種視頻傳輸中的連接芯片及輸入/輸出類型或許可提供一個思路。