HDMI 1.4收發(fā)器在家庭影院和條形組合音箱中的應(yīng)用

由于體積和厚度的限制大部分平板高清電視音頻的質(zhì)量都不盡人意。配備一體式家庭影院(Home Theater in a Box 或HTiB) 和新興的條形組合音箱 (soundbars) 正成為克服這個(gè)問(wèn)題的比較流行的解決方案。 隨著平板高清電視尺寸的不斷增大以及價(jià)格的不斷降低，如何設(shè)計(jì)制造高質(zhì)量同時(shí)又是低成本的一體式家庭影院和條形組合音箱變成了消費(fèi)電子制造商的最大的挑戰(zhàn)。 在本文中，我們討論了一體式家庭影院和條形組合音箱 領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和一些像HDMI各個(gè)輸入之間快速切換等必配的功能。我們亦介紹和分析了應(yīng)用 Analog Devices (ADI) HDMI 1.4 收發(fā)器(HDMI Transceiver)去設(shè)計(jì)低成本高質(zhì)量的一體式家庭影院和條形組合音箱解決方案。

　　引言

　　在未來(lái)一到兩年中隨著價(jià)格的不斷走低大屏超薄的高清電視將會(huì)越來(lái)越普及。這將對(duì)電視廠商們帶來(lái)一個(gè)極大的技術(shù)挑戰(zhàn)：屏幕越大用戶對(duì)音響影院效果的要求就會(huì)越來(lái)越高。而機(jī)體越薄的話而喇叭的效果則會(huì)越差或者說(shuō)效果好而厚度薄的喇叭成本會(huì)很高。家庭影院，包括一體式家庭影院(HTiB)和新近幾年興起的條形音箱(soundbars)是解決此項(xiàng)難題的一個(gè)比較好的方案。由于相當(dāng)?shù)囊恍┣闆r下一體式家庭影院和條形組合音箱是和大屏高清電視配合使用所以從整體設(shè)計(jì)上要求設(shè)計(jì)時(shí)尚，安裝容易而且接線簡(jiǎn)單。我們下來(lái)將針對(duì)一體式家庭影院和條形組合音箱的音視頻主要要求和設(shè)計(jì)趨勢(shì)做些總結(jié)討論。

　　一體式家庭影院(HTiB)
　　家庭影院是指家用電影播放系統(tǒng)。一般由支持多聲道播放的音視頻播放機(jī)(DVD或blu-ray播放機(jī))，多聲道功率放大器(A/V receiver 或AVR)和含有多個(gè)揚(yáng)聲器的音箱系統(tǒng)組成。最基本的音箱系統(tǒng)應(yīng)為5.1聲道: 前左/右揚(yáng)聲器系統(tǒng)，位于前左和前右揚(yáng)聲器系統(tǒng)中間的中置揚(yáng)聲器系統(tǒng)，后左/右(環(huán)繞聲)揚(yáng)聲器系統(tǒng)，和一個(gè)超低音揚(yáng)聲器系統(tǒng).

　　一體式家庭影院則是將這三樣系統(tǒng)集成“捆綁“在一起銷售。它的特點(diǎn)是不需用戶自己花精力搭配，安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，有較好的DVD、功放和音箱互相之間的功率匹配，大多數(shù)一體式家庭影院體積小，價(jià)格比較便宜而且外觀設(shè)計(jì)時(shí)尚流暢。所以它是一般家用的最好選擇。

　　從家庭影院的重要方面是聽覺享受所以從設(shè)計(jì)特點(diǎn)來(lái)看，大部分的低價(jià)位的AVR(250美元以下)和HTiB都只做音頻而不帶有視頻處理功能。

　　圖1：典型的一體式家庭影院系統(tǒng)方框圖

　　條形組合音箱(Sound Bar)

　　隨著平面高清電視的大量普及條形組合音箱也在快速成長(zhǎng)。它使用安裝方便，性價(jià)比高， 外形設(shè)計(jì)時(shí)髦新穎并與平板電視外形十分搭配。這使得條形音箱成為與平面電視配套享受高品質(zhì)音效的最佳選擇。

　　先進(jìn)的條形組合音箱大都采用多個(gè)揚(yáng)聲器并整合環(huán)繞解碼功能。為了能夠支持藍(lán)光DVD播放器和游戲機(jī)新近的條形組合音箱一般都帶有數(shù)個(gè)HDMI的輸入和一個(gè)輸出。其系統(tǒng)方框圖則與一體式家庭影院基本相同

　　一體式家庭影院和條形組合音箱的視頻連接發(fā)展趨勢(shì)和設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)

　　一體式家庭影院和條形組合音箱由于主要是與高清電視配套結(jié)合使用所以將來(lái)它們的音視頻輸入輸出將主要是HDMI。從現(xiàn)在和發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看一體式家庭影院和條形組合音箱的HDMI應(yīng)具有下列功能和特性：

　　三到四個(gè)輸入端口以供多個(gè)HDMI源使用(高清攝像機(jī)，藍(lán)光DVD,高清機(jī)頂盒等)

　　一個(gè)輸出端連接高清電視

　　能夠支持HDMI1.4規(guī)范中的音頻回傳通道(Audio Return Channel)。

　　能夠支持HDMI1.4規(guī)范中的三維電視(3DTV)模式

　　能夠支持各個(gè)HDMI輸入端之間的快速切變以及接收器和發(fā)射器之間的快速再連接 – Repeater Fast-switching

　　設(shè)計(jì)中的最大挑戰(zhàn)是HDMI 中繼器(repeater)中繁復(fù)的軟件處理和接收器和發(fā)射器之間的兼容。另一個(gè)不僅只限于設(shè)計(jì)但很現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)是降低系統(tǒng)成本。這也是因?yàn)楦咔咫娨暤膬r(jià)格不斷降低而帶來(lái)的壓力。

　　為了幫助業(yè)界和客戶提供解決以上兩個(gè)問(wèn)題和挑戰(zhàn)，Analog Devices 最近推出了世界上第一個(gè)HDMI收發(fā)器 (HDMI transceiver) - ADV7623。圖2是HDMI 收發(fā)器 (ADV7623) 的簡(jiǎn)單原理圖。它集成了四個(gè)HDMI 1.4 輸入端和一個(gè)HDMI 1.4 HDMI 輸出端并將音頻信號(hào)從HDMI信號(hào)中解出供系統(tǒng)解碼處理。音頻信號(hào)解碼處理完畢后可被放大并送往揚(yáng)聲器或被送回ADV7623和原先的視頻重新組合成編碼成HDMI信號(hào)然后由ADV7623的HDMI輸出端送出。這樣集成了接收器和發(fā)射器并有四個(gè)輸入口所以ADV7623一顆芯片不但提供了原先由2-3顆芯片才能提供的功能，它也將原先由大量的軟件完成的工作改由硬件完成。加上向客戶提供完整的驅(qū)動(dòng)軟件程序。這使客戶系統(tǒng)工程師的設(shè)計(jì)工作量大為減輕。

　　圖2：HDMI 收發(fā)器簡(jiǎn)明原理圖