基于CS7123芯片的VGA/XGA電視盒設(shè)計(jì)

CS7123芯片是深圳市芯海科技有限公司自主設(shè)計(jì)的高速/高精度視頻DAC芯片，其內(nèi)部包括三路10位電流導(dǎo)引(Current Steering)結(jié)構(gòu)的DAC，最大采樣速度達(dá)到240MHz。CS7123結(jié)構(gòu)框圖見圖1，它包括三路高速、10位輸入的視頻DA轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)的TTL輸入和互補(bǔ)輸出高阻抗的模擬輸出電流源。它有三路獨(dú)立的10位輸入端口，可以在單電源5V下工作，也可以在單電源3.3V下工作。

　　CS7123還有SYNC同步信號(hào)和BLANK黑電平控制信號(hào)這兩個(gè)附加的視頻控制信號(hào)，CS7123也具有一個(gè)待電模式。CS7123采用5V CMOS工藝制造，單片CMOS結(jié)構(gòu)確保了低功耗性能。CS7123的主要功能是將三路RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬RGB信號(hào)后輸出到顯示屏顯示。另外，它也可以當(dāng)作三路單獨(dú)的DAC使用。

　　圖1：CS7123結(jié)構(gòu)框圖。

　　CS7123與多種高精度的顯示系統(tǒng)兼容，包括RS-343A和RS-170，可以廣泛應(yīng)用于HDTV、數(shù)字視頻系統(tǒng)(1600×1200@100Hz)、高分辨率的彩色圖片、數(shù)字射頻調(diào)制、圖像處理、醫(yī)療B超設(shè)備、視頻信號(hào)再現(xiàn)等。
　　電腦的電視功能是當(dāng)今個(gè)人電腦娛樂(lè)市場(chǎng)的主流消費(fèi)功能之一，目前市場(chǎng)上用于通過(guò)電腦或者電腦顯示器接收電視節(jié)目的硬件一共有三種。其中，最具大眾化特色的是VGA(適用于CRT顯示器)和XGA(適用于CRT和LCD顯示器)電視盒。它們安裝方便、電視信號(hào)清晰，只需要與電腦顯示器進(jìn)行簡(jiǎn)單連接便可使用，用法也和電視基本一致。圖2給出了一個(gè)VGA/XGA電視盒的基本原理圖。

　　在圖2中，從高頻頭過(guò)來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)視頻解碼后到視頻處理芯片，視頻處理芯片輸出三路的RGB數(shù)字信號(hào)到視頻DAC，然后輸出三路的模擬RGB信號(hào)到顯示屏顯示。這其中，視頻DAC的速度直接決定了輸出圖像的分辨率和刷新率，而其精度則決定了輸出圖像的質(zhì)量。DAC的速度和分辨率的關(guān)系可以通過(guò)下面的關(guān)系式得到：時(shí)鐘頻率=點(diǎn)速率=(水平分辨率)×(垂直分辨率)×(刷新率)/(回掃系數(shù))；水平分辨率=行的像素?cái)?shù)目；垂直分辨率=幀的像素?cái)?shù)目。

　　刷新率是屏幕刷新所要求的速度，對(duì)于逐行掃描系統(tǒng)而言典型值為60Hz，對(duì)于隔行掃描而言為30Hz；回掃系數(shù)必須考慮每一幀的總時(shí)間中的某一特定部分顯示是空白的，一般典型值例如0.8。

　　因此，假如有一個(gè)1024×1024@60Hz的圖像系統(tǒng)，回掃因子為0.8。那么：時(shí)鐘頻率=點(diǎn)速率=1024×1024×60/0.8=76.8Hz。所要求DAC的時(shí)鐘頻率是78.6MHz。CS7123的最大時(shí)鐘頻率為240MHz，因此可以支持最高達(dá)到1600×1200@100Hz的分辨率。

　　圖2：VGA/XGA電視盒基本原理圖。

　　圖3示出了CS7123的典型電路連接圖。

　　在設(shè)計(jì)PCB的時(shí)候應(yīng)該注意，CS7123應(yīng)該盡可能地靠近連接器，這樣可以減小因?yàn)樽杩共黄ヅ鋷?lái)的尖峰噪聲和反射。此外，在信號(hào)線的上面應(yīng)該鋪一層地平面來(lái)提高高頻的電源電壓抑制比。

　　為了獲得最優(yōu)的性能，每個(gè)模擬輸出端需要加入一個(gè)源端匹配電阻。這個(gè)電阻值的大小與應(yīng)用環(huán)境有關(guān)，當(dāng)負(fù)載是雙75歐姆的負(fù)載時(shí)，這個(gè)源端匹配電阻的阻值也為75歐姆。還要注意的是，這個(gè)電阻應(yīng)該盡可能靠近芯片以減少反射。

　　本文小結(jié)

　　目前，數(shù)字視頻的應(yīng)用正朝著大屏幕、高清晰的方向發(fā)展，電視盒也朝著這個(gè)方向在發(fā)展。目前，一般的VGA電視盒都支持800×600@75Hz的分辨率，而XGA電視盒則支持1024×768@75Hz的分辨率。CS7123精度高、速度快，最高可以支持1600×1200@100Hz的分辨率，適合應(yīng)用在高清晰的VGA/XGA電視盒上。