如何为手机等便携式设备增加视频输出到电视的功能

随着手机和其它超便携式设备中的媒体播放技术的飞速发展，超小尺寸和低功耗设备中视频的应用越来越广泛。一个新兴功能是能够将手机输出的视频信号驱动到传统电视机上来观看(图1)。将视频信号发送到不同的应用在很多方面是很有用的，可实现视频会议、照片浏览、电影流、可视电话、联网游戏以及其它连做梦都还想不到的应用。

为了实现超便携式视频技术，半导体制造商正在开发视频编码器和集成式视频滤波器/驱动器以直接驱动75欧姆同轴电缆。编码器功能在主控制器芯片后执行，包括NTSC或PAL格式化，可以根据是否只使用复合视频还是增加S视频来确定是否整合集成式视频数模转换器(DAC)。在DAC后再增加滤波器/驱动器，用以重建信号并消除高频伪信号，从而获得更高品质的图像。此外，该技术还提供75欧姆同轴电缆驱动器以直接驱动连入电视机的电缆。

复合视频输出

移动设备的电视输出功能输出的是复合视频信号，这种信号是目前最常用的视频信号，几乎任何一台电视机都可以接收。另外，便携式设备如手机或便携式媒体播放器需要一种方式将数字视频信号转换成模拟信号并将其转换成NTSC或PAL复合视频信号。这样在外部的电视机上就能收看到该信号。另外，需要对模拟信号放大并与特征阻抗为75欧姆的电缆进行阻抗匹配。该实现过程如图2所示。

复合视频预计仍将作为常规信号而被保留，并在不远的将来仍作为显示模拟视频信号的一种方式。这种复合视频信号内部包含了在接收端恢复视频所需的全部信息，包括行同步和场同步、亮度及色度信号(图3)。

图1：视频信号能从手机传送到电视。

图2：便携式设备中的视频编码器和视频滤波器/驱动器。

图3：复合视频信号显示出色带。

由于标准的复合视频连接器对于便携设备而言非常庞大，有一种被称为迷你A/V连接器的改进型连接器更适合用于便携式视频传输，同时它还能在同一根电缆上传输左、右声道的音频信号，因此更能节省空间。通常，连接器的一端是迷你A/V插头，另一端则是较大的RCA复合视频信号和左/右声道插头(图4)。

图4：连接RCA电缆的迷你A/V。

视频编码器

为了建立复合视频信号，需要执行一个称为编码的处理过程。该过程要求将数字信号格式化并将其转换成NTSC或PAL制式的模拟复合视频信号。视频编码器可以被集成到一个较大的数字集成电路中，或者根据具体功能的划分而作为一个独立器件使用。

独立视频编码器可以将主系统处理器(即基带芯片)输出的数字分量视频(以8位平行CCIR-601/656或ANSI/SMPTE 125M格式)转换成带调制色彩副载波的标准模拟基带电视复合视频信号(NTSC或PAL标准)。然后该信号再送入集成式DAC进行处理，最后从器件输出(图5)。

图5：NTSC / PAL视频编码器。

视频重建滤波

在数字视频编码之后，信号通常通过一个DAC还原回模拟域。这个过程被称为重建(图6)。在这个过程中引入了会使画面失真的高频伪信号。重建滤波器就是用来滤除这些伪信号的。该滤波器的重建性能取决于是否能在不影响通带内有效信号的情况下，很好地滤除高频伪信号。这些高频伪信号造成画面中细节成分(如高亮处或精细图纹细节)的幅度变化，从而影响视频信号质量，因为这些成分相对于采样时钟而运动。结果类似于锯齿问题， 当它们在画面中移动时引起细节失真。

图6：超便携式视频重建滤波器/驱动器。

为了实现滤波功能，建议采用集成式视频滤波器/驱动器，如飞兆半导体公司的FMS6151。这种集成的有源滤波器件可以取代好几个分立式元件。一般来说，视频多媒体设备中所使用的滤波器是低通有源滤波器。滤波器中的主要元件是运算放大器、电容、电阻和电感。FMS6151是5阶巴特沃思(Butterworth)滤波器，其总体性能非常好，如相位误差低、稳定性高、元件数目少以及高效的滤波特性，因此是消费级视频设备滤波的极好选择。由于其可靠性高，参数规格有保证，因此这些集成的有源滤波器比分立的有源和无源滤波器(图7)具有更加稳定一致的滤波性能。

图7：输出重建(图像抑制)滤波器去掉了采样和模拟重建过程产生的时钟和边带分量。

由于电压摆动要求及对更高ESD(静电放电)保护等级的需要，重建滤波器和电缆驱动器通常都放在编码器之外。

视频滤波器/驱动器

除了重建滤波器之外，还需要视频驱动器来放大视频信号并驱动75欧姆的同轴电缆。放大器需要有6dB的增益以适应双重终端负载。FMS6151集成视频滤波器/驱动器解决方案将重建滤波器和低阻抗视频驱动器整合在一起。该器件的工作电压范围从2.5V到