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数字视频数据转换为标准基带(NTSC/PAL)电视信号的数字视频编码器

来源:analog 发布时间:2023-09-20

摘要: ADV7175/ADV7176数字视频编码器将数字视频数据转换为标准基带(NTSC/PAL)电视信号。这些低成本,高性能的器件编码数字YUV (cir -601/656—4:2:2)和方形像素分量视频;并可驱动EuroSCART(RGB), S-Video (Y/C)和YUV视频信号,以及支持闭路字幕和电视文本。

ADV7175/ADV7176数字视频编码器将数字视频数据转换为标准基带(NTSC/PAL)电视信号。这些低成本,高性能的器件编码数字YUV (cir -601/656—4:2:2)和方形像素分量视频;并可驱动EuroSCART(RGB), S-Video (Y/C)和YUV视频信号,以及支持闭路字幕和电视文本。AD7175还包括Macrovision 防带(需要从Macrovision, Inc.获得许可)数字输入部分无胶接口到所有标准MPEG (1 &2)解码器。应用包括电视机顶盒,VideoCD, DVD,互联网/网络计算机,网络电视和多媒体PC视频,以及专业广播/演播室视频设备。封装在一个微小的44铅PQFP。

数字视频:电视信号主要以标准格式传送;信号通过室外或室内天线接收,或者通过电缆分配系统接收,该系统可能有一个本地机顶盒来启用付费电视频道。这个基于NTSC(北美、日本)和PAL(欧洲)格式的系统已经存在了40多年,并为全世界的消费者提供了很好的服务。然而,最近电视广播发生了革命性的变化。为了允许现有设备和节目材料继续使用,广播公司不得不保持现有格式的向后兼容性,但通过数字处理进行传输和分发。随着黑白电视向彩色电视的演变,这一变化将为节目制作者和电视观众提供完全的向后兼容性和透明度。只是交货的媒介变了。

这场数字革命为观众提供了一个新的、非常重要的特征。压缩数字视频数据的能力意味着使用标准电视机的消费者可以使用更多的观看频道。以前只需要一个频道的带宽,现在可以传输多达六个频道。除了更多的信道外,数字系统中可用的信号质量还能大大提高显示图像的质量。

图1显示了家庭观众在数字视频世界中的接收选项阵列,包括DBS(直接广播卫星)、数字电缆(同轴、光纤等)和自相矛盾的无线电缆——本质上是一种微波视距离分配系统,也称为MMDS(多点微波分配系统)。主要的广播网络已经计划引入传统的基于天线的传输系统的数字版本。除了视频广播之外,观看者还可以有本地视频源,例如视频CD、游戏控制台或实际上正在出现的DVD格式。



图1所示 在家庭数字视频架构中,编码器是关键,无论来源是什么

接收到的数字编码电视信号必须首先转换回标准电视能够理解的传统的NTSC或PAL信号。机顶盒,或集成接收机解码器(IRD),连接(弥合)数字世界之间的鸿沟,实现以下功能:

  • 接收和解调数字信号(QAM/QPSK接收机)

  • 解压缩数字数据(MPEG-2解码器)

  • 将数字数据转换为标准电视信号(NTSC/PAL数字视频编码器)。

最后一个功能由ADV7175/ADV7176实现。除了执行基本的D/A转换外,该设备还将组件YUV数据编码为标准电视的(CVBS)或S-Video (Y/C)信号。

多媒体PC应用:ADV7175/ADV7176也非常适合PC上的视频编辑。对话30-2(1996)介绍了ADV601集成小波视频编解码器;结合ADV7175/ADV7176和视频解码器,它在PC上提供了一个完整的,低成本的视频捕获/编辑系统。与MPEG编码器的接口一样,它不需要额外的粘合逻辑。



图2 编码器在PC应用程序中提供解压缩视频的输出

先进的NTSC/PAL数字编码器:ADV7175/ ADV7176是与数字视频终端客户密切合作开发的。由此产生的部件集成了所有所需的功能和特性,以及消费电子行业所需的价格水平的最佳性能水平。

除了四个10位dac之外,编码器还结合了我们的DDS(直接数字合成)技术和32位宽的累加器,以准确地再生颜色子载波。广泛的输入端口将4:2:2 YCrCb数据的数字输入样本转换为适当的亮度(Y)和色度(UV)视频信号。一个双线,I(2) c兼容端口允许所有功能编程。



输出电路使该部件能够支持无处不在的标准复合视频格式以及日益流行的性能S-Video (Y/C)视频模式。4路输出,可同时驱动CVBS和S-Video的多种组合。例如:


同时复合
视频和SVHS

刮擦
格式
专业
工作室

选项1
选项2
选项3
选项4
DAC一
CVBS
Y
CVBS
- - - - - -
DAC B
CVBS
CVBS
B
U
DAC CC
CRV
DAC DY
CVBSGY

对于欧洲市场,SCART连接器格式已成为一种要求,ADV7175/ADV7176能够驱动R,G,B和&CVBS同时输出(见选项3)。

输入端口使设备能够处理按照CCIR-656配置的工业标准CCIR-601 (D1)视频数据。该端口可以配置为传统的16位YUV格式或更现代的8位格式。相关的FIELD/VSYNC, HSYNC和BLANK的时序信号,以及partÕs在各种主从配置中操作的能力,意味着设备与其驱动源(例如MPEG解码器)之间的无胶合接口(没有额外的逻辑-参见图4)。



图4 连接到MPEG解码器

ADV7175/ADV7176是业界在功能、特性和性能方面规定最全面的部件。其差分增益(0.8%)和Ðphase(0.8°)规格适用于消费者视频应用,并为专业工作室和广播公司提供低成本,高度集成的视频编码器。为了专业人员的利益,该部分是可配置的,以输出他们通常的YUV格式。

视频质量:性能特点还包括板载色彩增强技术,包括2倍过采样、亮度低通滤波器和陷波色度滤波。过采样(2 x 13.5 MHz)通过将带外信号向上移动,降低了对任何外部低通滤波的要求,从而允许使用低阶外部滤波器。图5显示了设备输出的矢量图。顶点与方框中心的接近程度以及顶点之间线条的线性度说明了设备的性能,包括再现所需颜色输出值的能力。

附加功能:还支持其他关键功能,通过2线串行(I(2) c兼容)MPU端口编程。

  • 正方形像素:在使用标准电视屏幕作为计算机显示器显示计算机生成的图像时,除了标准cir -601像素外,还需要正方形像素模式以确保正确的宽高比

要求采样频率
格式
像素/线
13.5兆赫
CCIR601 (NTSC / PAL)
720
12.27兆赫
NTSC正方形像素
640
14.75兆赫
PAL平方像素
768
  • Genlock/RTC:允许同时显示视频信号的两个彩色子载波频率之间的相干同步(必须保持同时传输的传统电视信号的向后兼容性)

  • 板载颜色条生成器:用于系统测试/诊断

  • 可编程亮度延迟(用于CVBS信号到RF调谐器)

  • 隐藏式字幕:支持电视节目显示字幕的法律规定

  • VBI (Vertical blanking interval)直通:VBI由没有视频信息的传输线路组成。它不仅用于传输电视文本数据、封闭字幕数据和测试/控制位;这部分视频信号也被用于向电视观众传送互联网或网页数据。

  • 可编程频率和相位:确保所有PAL和NTSC的地面变体都可以配置。

热增强包装:将这样的功能集成到一个44引脚的PQFP封装中需要先进的芯片和封装设计技术。在最坏的情况下,设备被指定为驱动所有四个dac的全视频输出,而不需要外部缓冲。先进的电流开关技术可以最大限度地减少低亮度场景显示期间的耗损,再加上封装内的专利热海岸线引线框架设计,确保在所有环境条件下都可以为用户提供该部件的完整功能。额外的编程,允许选择性地关闭和打开4个dac,提供了更多的配置选项,以尽量减少总功耗。

虽然指定从5v电源运行,但测量数据表明,它将满足视频规格,在3.3 V时可以忽略不计。ADV7175/76可供现货。评估板也可以订购。

ADV7175是由Joe Canning, Colin Prendergast和John Purcell领导的跨职能团队在爱尔兰利默里克开发的。



图5 矢量镜测量(PAL)


Macrovision, Inc.注册商标

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