手持設備視頻輸出信號質量分析

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

　　同樣的，消費者對手持設備中的視頻和顯示器的預期也在逐步提高。手機、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備那樣清晰的影像。今天的便攜設備配備了更明亮、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的質量。

　　當視頻輸出信號的總體質量穩(wěn)步提升的時候，由噪聲和電子干擾引起的顯示錯誤也愈發(fā)明顯。同時，當手機、微波爐和無線網絡的使用越來越廣泛，潛在的干擾源也變的越來越強大和普遍。使手機變得如此流行的便利性條件也同樣的對其他無線設備起作用。

　　這些趨勢給那些希望給便攜設備集成高質量視頻的設計者帶來了很大的挑戰(zhàn)。消費者的高預期，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干擾，這些都意味著今天的視頻驅動器必需要有多種特性和對抗多種干擾源的能力。

　　單芯片集成的趨勢使得手持設備變的小巧而可靠，并具備了多種功能。現(xiàn)在的視頻驅動器的尺寸已經小于1mm3，但仍然能提供高質量、無明顯干擾的視頻輸出信號。除了半導體制造技術的進步之外，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，比如能用取放機器進行簡單的自動組裝，在節(jié)省空間的雙面電路板設計方面提供更多的靈活性。

　　采用較少的元件是另一個節(jié)省空間和能量的趨勢，它能使便攜設備在變小的同時延長了電池壽命。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，一個三階濾波器就能省下14個元件。此外，同多種視頻信號的兼容意味著多個濾波器要并存，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的標準分辨率輸出到15MHz 逐行掃描或32MHz高分辨率輸出的轉換意味著視頻信號突然被置于一種完全不同的帶寬接口，因此，濾波器必須進行相應的補償。像RGB這樣的3通道信號與Y/C這樣的2通道信號要求的濾波器就不同。市場上存在如此多的不同信號格式，目前的問題是芯片是否能支持客戶需要的所有這些格式，切換過程會不會存在問題。

　　交流耦合的視頻信號輸出方式

　　直流耦合的視頻信號輸出方式

　　由于存在大量需要支持的選項，因此，產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動器。再加上產品功能、產品特性以及消費者的需求已遠遠超過了電池技術的發(fā)展速度，因此，效率對于任何手持設備來說都是一個關鍵因素?，F(xiàn)在的鋰離子電池技術比過去的鎳氫和鎳鎘電池技術有了相當的提高，但是誰會花大量時間討論手機還有多少電量剩余呢?用戶肯定對那些由于不能在規(guī)定的時間間隔內持續(xù)供電而不得不再充電的現(xiàn)象不滿意。

　　對于一個系統(tǒng)設計者，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，需要關注它的功耗，但這些器件在待機狀態(tài)的功耗也同樣重要。眾多器件都存在待機功耗，即使單個器件的待機功耗很小，但加起來整個系統(tǒng)的待機功耗也會使電池使用時間大打折扣。幸運的是，目前市場上的視頻驅動器待機功耗非常低，在不工作時，電流只有250μA。

　　與其他便攜設備相比，手機由于在物理結構上存在的問題而給其設計提出了額外的挑戰(zhàn)。盡管越來越多的新功能使手機更實用也更貴重，人們卻會毫不猶豫的在認為不能使用MP3播放器和數碼相機的惡劣環(huán)境中使用手機。這就給穩(wěn)健度提出了比以前更高的要求。

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

　　盡管對視頻驅動器有如此高的要求，若最終的視頻信號沒能達到消費者的期待一切努力就白費了。為了保持盡可能高的視頻輸出質量，視頻驅動器需要完成可重構濾波器的功能。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生的邊帶擺動等。外界的EMI可能源于附近的任何無線設備，甚至是微波爐。我們周圍的空間里充滿了無線電信號，所以系統(tǒng)的設計一定要能適應最惡劣的環(huán)境。設備內部的信號串擾也是個問題，尤其是對于像手機和GPS接收器這樣本身的操作中也包含傳輸和接收信號的設備，它們需要提供高質量的視頻顯示。由于人眼對這些噪聲的影響非常敏感，在所有視頻應用中對濾波器的要求都是很苛刻的。

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