USB供电的DVI/HDMI至VGA转换器(HDMI2VGA) 具有音频提取功能

电路功能与优势

图1所示电路是一个完整的HDMI/DVI至VGA(HDMI2VGA)转换解决方案，带有模拟音频输出。它使用 ADV7611低功耗、高清多媒体接口(HDMI)接收器，可接收高达165 MHz的视频流。该电路以USB电缆供电，最高工作分辨率为1600 × 1200 (60 Hz)。

电路使用扩展显示识别数据(EDID)内容， 确保来自HDMI/DVI的视频流可达到HDMI源、转换器和视频图像适配器(VGA)显示所支持的最高分辨率。

HDMI接收器还可用来调节视频，如亮度或对比度;音频编解码器可用来设置音频输出的音量。

该电路有很多优势。高度集成的视频接收器无需额外的现场可编程门阵列(FPGA)便可调节视频。可轻松通过I2C写入调节亮度、对比度或改变音频音量。内置式EDID存储器可减少器件数量和电路板面积。降压开关调节器允许USB端口对电路供电。通过采用业界标准的片间连接，接收器、编解码器和视频数模转换器(DAC)之间可实现直接互连。该电路使用2层印刷电路板(PCB)，能以高达UXGA的分辨率(60 Hz时1600 × 1200)工作。

电路描述

ADV7611 为HDMI输入提供接收解决方案，并具有5 V电缆检测、热插拔检测线路置位和用于EDID的DDC线路。 集成了一个内部EDID RAM，可显示HDMI源。本电路中的内置色彩空间转换器(CSC)可转换任何HDMI色彩空间至8位RGB444字，适合驱动 ADV7125 视频DAC输入。它涉及如下色彩空间的转换：RGB、YCrCb(601和709)、XVYCC(601和709)以及HDMI规范中的其他色彩空间。ADV7611还支持所有444和422之间转换的采样方案。

ADV7125 视频DAC可将接收到的数字信号转换成VGA兼容模拟信号。

转换器内部的音频处理始于 ADV7611 的内置音频数据包提取模块。该器件可输出几乎任何HDMI标准;然而，后端的 SSM2604 音频编解码器仅接受以44.1 kHz或48 kHz速率采样、并以线性脉冲码调制(LPCM)的I2S数据流。为保证这种I2S数据流的正常传送，ADV7611必须提供具有适当EDID内容的HDMI源，且EDID内容必须仅有LPCM功能。

音频线路的输出信号阻抗为100Ω，并且需要一个额外的功率放大器级以便连接耳机或扬声器。

该电路采用 ADuC7020 微控制器控制。ADuC7020采用I2C SDA和SCL线路，通过 ADG736 连接，并切换到任一VGA显示数据通道(DDC)线路或主I2C总线。这种切换可以将主I2C总线从VGA I2C DDC线路中隔离，以降低任何潜在冲突的风险(以防万一监视器与其他设备共享DDC I2C，或VGADDC线路故障)。主I2C总线包含ADV7611和SSM2604 I2C从机设备。

ADuC7020 亦带有通用异步收发器(UART)线路。它们与串行编程按钮(与P0.0相连)和复位按钮共同使用，通过可执行文件对片内闪存进行编程。正常工作时，UART接口在软件开发期间还可用于调试输出或终端。它需要一个额外的电平转换器(比如 ADM3202ADM3202)通过RS232标准接口连接电脑。 ADuC7020 同时连接 ADV7611 的INT1和RESET 引脚和 ADV7125的 PSAVE 引脚，用于视频DAC控制。

该电路板使用两个 ADP2301 降压开关调节器，以5 V USB电源对电路板供电。这款高效率调节器可为电路板上的器件提供3.3 V和1.8 V电源。

初始化电路板

当电路板第一次通电时，它将VGA EDID从监视器读回，对 ADV7611编程，使其接收HDMI流，并对 SSM2604 编程，使I2S音频可以通过DAC输出。

设置EDID内容

HDMI2VGA转换器确保视频显示器支持的正确视频标准可通过HDMI链路发送。HDMI规范要求HDMI源在发送视频流之前检查支持的HDMI接收器视频模式。一旦HDMI源读取了EDID内容，它便只能选择视频显示器支持的标准，理想化的情况是该标准正好最适用于该显示器。因此，要确保显示器支持输出视频，EDID内容非常重要。

音频标准的处理方法与此类似。EDID的内容中同时列出了HDMI接收器支持的音频标准。HDMI源发送的音频流必须匹配EDID内容罗列的标准之一。

ADuC7020用于读取VGA内容，以确定监视器的能力。典型监视器的VGA EDID不罗列音频能力，并且可能含有 ADV7611 不支持的视频分辨率(例如超过165 MHz的像素速率以及60 Hz时的1920 × 1200 VESA)。

因此，确保传送至HDMI源的EDID内容仅包含 ADV7611 和VGA显示通常支持的视频模式便非常重要。

为 ADV7611准备EDID

最近发送至HDMI源的EDID信息初始源包含来自VGA监视器并经过读取和更改的EDID。一旦读取，VGA EDID便将以下字节复制到内部ADuC7020 RAM作更改。一旦完成更改，它们便提供给HDMI源(通过 ADV7611 内部EDID)。

· • Bytes[0:19], 报头信息

· • Bytes[19:24], 基本显示信息

· • Bytes[25:34], 颜色坐标

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