高速/高精度視頻DAC晶元CS7123晶元在VGA/XGA電視盒的應用
CS7123晶元是深圳市芯海科技有限公司自主設計的高速/高精度視頻DAC晶元，其內部包括三路10位電流導引(Current Steering)結構的DAC，最大採樣速度達到240MHz。CS7123結構框圖見圖1，它包括三路高速、10位輸入的視頻DA轉換器、標準的TTL輸入和互補輸出高阻抗的模擬輸出電流源。它有三路獨立的10位輸入埠，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同步信號和BLANK黑電平控制信號這兩個附加的視頻控制信號，CS7123也具有一個待電模式。CS7123採用5V CMOS工藝製造，單片CMOS結構確保了低功耗性能。CS7123的主要功能是將三路RGB信號轉換為模擬RGB信號后輸出到顯示屏顯示。另外，它也可以當作三路單獨的DAC使用。
圖1：CS7123結構框圖。
CS7123與多種高精度的顯示系統兼容，包括RS-343A和RS-170，可以廣泛應用於HDTV、數字視頻系統(1600×1200@100Hz)、高解析度的彩色圖片、數字射頻調製、圖像處理、醫療B超設備、視頻信號再現等。
電腦的電視功能是當今個人電腦娛樂市場的主流消費功能之一，目前市場上用於通過電腦或者電腦顯示器接收電視節目的硬體一共有三種。其中，最具大眾化特色的是VGA(適用於CRT顯示器)和XGA(適用於CRT和LCD顯示器)電視盒。它們安裝方便、電視信號清晰，只需要與電腦顯示器進行簡單連接便可使用，用法也和電視基本一致。圖2給出了一個VGA/XGA電視盒的基本原理圖。
在圖2中，從高頻頭過來的信號經過視頻解碼後到視頻處理晶元，視頻處理晶元輸出三路的RGB數字信號到視頻DAC，然後輸出三路的模擬RGB信號到顯示屏顯示。這其中，視頻DAC的速度直接決定了輸出圖像的解析度和刷新率，而其精度則決定了輸出圖像的質量。DAC的速度和解析度的關係可以通過下面的關係式得到：時鐘頻率=點速率=(水平解析度)×(垂直解析度)×(刷新率)/(回掃係數)；水平解析度=行的像素數目；垂直解析度=幀的像素數目。
刷新率是屏幕刷新所要求的速度，對於逐行掃描系統而言典型值為60Hz，對於隔行掃描而言為30Hz；回掃係數必須考慮每一幀的總時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1024×1024@60Hz的圖像系統，回掃因子為0.8。那麼：時鐘頻率=點速率=1024×1024×60/0.8=76.8Hz。所要求DAC的時鐘頻率是78.6MHz。CS7123的最大時鐘頻率為240MHz，因此可以支持最高達到1600×1200@100Hz的解析度。
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。
在設計PCB的時候應該注意，CS7123應該儘可能地靠近連接器，這樣可以減小因為阻抗不匹配帶來的尖峰雜訊和反射。此外，在信號線的上面應該鋪一層地平面來提高高頻的電源電壓抑制比。
為了獲得最優的性能，每個模擬輸出端需要加入一個源端匹配電阻。這個電阻值的大小與應用環境有關，當負載是雙75歐姆的負載時，這個源端匹配電阻的阻值也為75歐姆。還要注意的是，這個電阻應該儘可能靠近晶元以減少反射。
本文小結
目前，數字視頻的應用正朝著大屏幕、高清晰的方向發展，電視盒也朝著這個方向在發展。目前，一般的VGA電視盒都支持800×600@75Hz的解析度，而XGA電視盒則支持1024×768@75Hz的解析度。CS7123精度高、速度快，最高可以支持1600×1200@100Hz的解析度，適合應用在高清晰的VGA/XGA電視盒上。
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