手持設(shè)備視頻輸出信號(hào)的質(zhì)量分析

人類是容易被視覺所引導(dǎo)的，所以存在一個(gè)高分辨率的等離子電視市場(chǎng)也就不奇怪了。盡管這些40英寸平面龐然大物的價(jià)格是陰極射線管(CRT)顯示設(shè)備的10倍，消費(fèi)者仍愿意為新技術(shù)帶來的分辨率和對(duì)比度的提升而付賬。

　　同樣的，消費(fèi)者對(duì)手持設(shè)備中的視頻和顯示器的預(yù)期也在逐步提高。手機(jī)、PDA，甚至像iPod這樣的MP3播放器也能提供像幾年前的大尺寸顯示設(shè)備那樣清晰的影像。今天的便攜設(shè)備配備了更明亮、更華麗、更好操作的顯示器，但是它們易受噪聲的干擾，因而降低了視頻信號(hào)的質(zhì)量。

　　當(dāng)視頻輸出信號(hào)的總體質(zhì)量穩(wěn)步提升的時(shí)候，由噪聲和電子干擾引起的顯示錯(cuò)誤也愈發(fā)明顯。同時(shí)，當(dāng)手機(jī)、微波爐和無線網(wǎng)絡(luò)的使用越來越廣泛，潛在的干擾源也變的越來越強(qiáng)大和普遍。使手機(jī)變得如此流行的便利性條件也同樣的對(duì)其他無線設(shè)備起作用。

　　這些趨勢(shì)給那些希望給便攜設(shè)備集成高質(zhì)量視頻的設(shè)計(jì)者帶來了很大的挑戰(zhàn)。消費(fèi)者的高預(yù)期，多種格式的兼容性，有限的電池壽命，用戶的不合理操作和多種的外部信號(hào)干擾，這些都意味著今天的視頻驅(qū)動(dòng)器必需要有多種特性和對(duì)抗多種干擾源的能力。

　　單芯片集成的趨勢(shì)使得手持設(shè)備變的小巧而可靠，并具備了多種功能?，F(xiàn)在的視頻驅(qū)動(dòng)器的尺寸已經(jīng)小于1mm3，但仍然能提供高質(zhì)量、無明顯干擾的視頻輸出信號(hào)。除了半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步之外，小尺寸的芯片和表面貼裝芯片的流行也意味著更多的高科技元件能做成最小的體積。表面貼裝芯片比過孔式模型有更多的優(yōu)勢(shì)，比如能用取放機(jī)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的自動(dòng)組裝，在節(jié)省空間的雙面電路板設(shè)計(jì)方面提供更多的靈活性。

　　采用較少的元件是另一個(gè)節(jié)省空間和能量的趨勢(shì)，它能使便攜設(shè)備在變小的同時(shí)延長(zhǎng)了電池壽命。片上全集成系統(tǒng)意味著外部的電阻、電容和電感都已對(duì)系統(tǒng)工作毫無幫助了。舉例來說，集成的濾波器可以節(jié)省一打外部元件，一個(gè)三階濾波器就能省下14個(gè)元件。此外，同多種視頻信號(hào)的兼容意味著多個(gè)濾波器要并存，它們要保持自己的操作模式。此外，集成濾波器的容差(tolerance)是分立器件的一半，使操作更可靠、更穩(wěn)定。

　　這些濾波器需要以一種對(duì)用戶來說切換過程就像是透明的或無痕跡的方式來切換。從8MHz的標(biāo)準(zhǔn)分辨率輸出到15MHz 逐行掃描或32MHz高分辨率輸出的轉(zhuǎn)換意味著視頻信號(hào)突然被置于一種完全不同的帶寬接口，因此，濾波器必須進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。像RGB這樣的3通道信號(hào)與Y/C這樣的2通道信號(hào)要求的濾波器就不同。市場(chǎng)上存在如此多的不同信號(hào)格式，目前的問題是芯片是否能支持客戶需要的所有這些格式，切換過程會(huì)不會(huì)存在問題。

　　交流耦合的視頻信號(hào)輸出方式

　　直流耦合的視頻信號(hào)輸出方式

　　由于存在大量需要支持的選項(xiàng)，因此，產(chǎn)品中一些不常用的功能也要消耗一部分能量，無論它是濾波器還是外置的同軸電纜驅(qū)動(dòng)器。再加上產(chǎn)品功能、產(chǎn)品特性以及消費(fèi)者的需求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電池技術(shù)的發(fā)展速度，因此，效率對(duì)于任何手持設(shè)備來說都是一個(gè)關(guān)鍵因素?，F(xiàn)在的鋰離子電池技術(shù)比過去的鎳氫和鎳鎘電池技術(shù)有了相當(dāng)?shù)奶岣?，但是誰會(huì)花大量時(shí)間討論手機(jī)還有多少電量剩余呢?用戶肯定對(duì)那些由于不能在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)持續(xù)供電而不得不再充電的現(xiàn)象不滿意。

　　對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，在選擇電池容量上他可能無能為力，但是他可以選擇效率更高的元器件。顯而易見，芯片在工作狀態(tài)時(shí)，需要關(guān)注它的功耗，但這些器件在待機(jī)狀態(tài)的功耗也同樣重要。眾多器件都存在待機(jī)功耗，即使單個(gè)器件的待機(jī)功耗很小，但加起來整個(gè)系統(tǒng)的待機(jī)功耗也會(huì)使電池使用時(shí)間大打折扣。幸運(yùn)的是，目前市場(chǎng)上的視頻驅(qū)動(dòng)器待機(jī)功耗非常低，在不工作時(shí)，電流只有250μA。

　　與其他便攜設(shè)備相比，手機(jī)由于在物理結(jié)構(gòu)上存在的問題而給其設(shè)計(jì)提出了額外的挑戰(zhàn)。盡管越來越多的新功能使手機(jī)更實(shí)用也更貴重，人們卻會(huì)毫不猶豫的在認(rèn)為不能使用MP3播放器和數(shù)碼相機(jī)的惡劣環(huán)境中使用手機(jī)。這就給穩(wěn)健度提出了比以前更高的要求。

　　電子產(chǎn)品的穩(wěn)健度的確更重要了。和從前相比，現(xiàn)在的便攜產(chǎn)品芯片密度更大、功耗更低、體積也更小，然而也更容易遭到電擊的破壞。一個(gè)人僅僅從地毯上走過就可能產(chǎn)生幾千瓦的電荷，這些電荷也很容易轉(zhuǎn)移到他拿著的移動(dòng)設(shè)備里。雖然可能產(chǎn)生的電火花電流很低，但其極高的電壓對(duì)小型設(shè)備是極其危險(xiǎn)的。因此，對(duì)于像視頻驅(qū)動(dòng)器芯片等和外界相連接的部件，帶有集成的保護(hù)功能或外加保護(hù)電路是非常必要的。具有高質(zhì)量的保護(hù)功能的設(shè)備至少要能夠承受12kV的高壓。

　　盡管對(duì)視頻驅(qū)動(dòng)器有如此高的要求，若最終的視頻信號(hào)沒能達(dá)到消費(fèi)者的期待一切努力就白費(fèi)了。為了保持盡可能高的視頻輸出質(zhì)量，視頻驅(qū)動(dòng)器需要完成可重構(gòu)濾波器的功能。噪聲只有降到 -20dB(可視水平)以下才能使其不被察覺，這可以通過3～6階濾波器來實(shí)現(xiàn)。

　　噪聲的種類包括人為的高頻外界電磁干擾和低頻振蕩產(chǎn)生的邊帶擺動(dòng)等。外界的EMI可能源于附近的任何無線設(shè)備，甚至是微波爐。我們周圍的空間里充滿了無線電信號(hào)，所以系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一定要能適應(yīng)最惡劣的環(huán)境。設(shè)備內(nèi)部的信號(hào)串?dāng)_也是個(gè)問題，尤其是對(duì)于像手機(jī)和GPS接收器這樣本身的操作中也包含傳輸和接收信號(hào)的設(shè)備，它們需要提供高質(zhì)量的視頻顯示。由于人眼對(duì)這些噪聲的影響非常敏感，在所有視頻應(yīng)用中對(duì)濾波器的要求都是很苛刻的。

　　最終用戶也許永遠(yuǎn)不能理解滿足他們對(duì)更多功能、更長(zhǎng)的電池壽命、更好的兼容性和更清晰的音視頻的要求有多么困難。幸運(yùn)的是，器件生產(chǎn)商和芯片設(shè)計(jì)師一如既往的努力為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供更高性價(jià)比的部件。