关于便携式设备中降低视频系统功耗延长电池使用时间分析

3.4 THS7353型三通道视频功率放大器

该放大器带可选择滤波器，2：1输入多路复用及外置增益控制。

高性能流式媒体技术涵盖了众多的数字媒体和新兴的基于媒体的技术，包括将视频、话音和数据内容集成到许多新的多样应用中，从而彻底改变数字媒体内容的交付方式。

在流式媒体所面临的诸多挑战中，包括实时性能、较高的通道密度以及用于在横跨有线和无线网络的情况下实现视频、话音和数据流的同时处理的软件编程灵活性。典型的数字媒体处理功能包括媒体流的编码和解码、代码转换(从一种格式转换至另叫种格式)以及数据流的速率变换(从较高的位速率变至较低的位速率)，旨在适应各种各样的系统级相关性。其他的处理功能包括媒体流的压缩、解压缩、加密、包化和传送。

如视频放大器THS7327集成了三个模拟视频通道与两个用于HV同步的数字通道，大大简化了系统设计并减少了组件数量。可编程滤波器与输入偏置模式能满足所有信号标准所需的通用模拟信号调节要求。以其典型芯片THS7353型作介绍。

THS7353是低功耗、三通道集成视频缓冲器，其构成采用了BCOM-111处理。芯片集成了可选择性5阶巴特沃斯(Butterworth)抗混淆(anti-aliaslng)／DAC重建滤波器以消除数据转换成像。每一个通道都可单独的通过配置。其轨至轨输出级允许交流及直流耦合应用，外置控制增益调节引脚允许精确的调节增益，例如线性驱动、补偿以用于缆线损耗或Sin-X／X补偿。

THS7353主要特点为：三通道视频放大，用于CVBS、S-Video、YUV、SD／ED／H丫PBPR及RGB;控制所有功能;集成低通滤波器;可选择输入偏压模式;2：1输入多路复用允许多输入源;外置增益控制范围0dB至14dB;单电源供电2.7V至5V;低静态电流16.2mA;差动增益/相位0.15％／0.3°.

THS7353应用：可用在HDTV视频缓冲,PVR／DVD日输出缓冲,投影仪视频缓冲及USB／便携式视频缓冲等方面.

4 新一代视频滤波/缓冲器的低功耗产品

手机或者PMP中的视频内容越来越多，这些设备中要求具有复合视频输出和／或S视频输出。用在这些设备中的视频缓冲器可从模拟标准清晰度视频滤波器MAX9508得到好处。MAX9508采用了信号有效负载检测技术，在没有驱动信号时，它能自动使视频输出无效。智能睡眠（Smart Sleep）技术能尽量延长电池的使用时间，并提供高频率的EMI滤波,见图3所示。

图3 智能睡眠（Smart Sleep）技术能尽量延长电池的使用时间，并提供高频率的EMI滤波示意图

在有关视频应用的设计中，设计工程师必须注意整个产品解决方案的成本，而不仅是芯片的成本。飞兆半导体(Fairchild)的超便携式视频滤波驱动器FMS6151可把手机视频图像驱动到电视、计算机显示器上。对于性能要求更高的应用，该器件的5阶8MHz SD滤波器可以改善图像质量，而低至3．8mA的电源电流(关断时仅为25nA)可延长电池寿命。

4.1低功耗视频开关TS5V330

有时被称为视频点唱机、便携式媒体播放机或便携式视频播放机的便携式多媒体自动选曲机是颇受消费者和消费类电子产品制造商关注的市场。这些通常基于硬盘驱动器的设备能够保存几千小时的节目内容，并为消费者提供适合于当今“移动式”生活方式的娱乐享受。虽然这些产品的市场眼下还不太大，但是该市场将渐成气候却是业界的共识。值此介绍其视频开关TS5V330。

TS开关产品系列中的视频开关提供了低差分增益和相位。使得它们成为复合及RGB视频应用的理想选择。TS视频开关还提供了支持高频视频应用所需的大带宽和低串扰。图4为多路视频信号从视频图形处理器传输至VSA的外置视频端口示意图。

图4 多路视频信号从视频图形处理器传输至VSA的外置视频端口示意图

主要特点为：低差分增益和相位(3V DG=0.82％．Dp=0.1*典型值)、(5VDG=0.64％，Dp=0.1*典型值)；宽带宽(BW=300MHz最小值)；低串扰(3VXTALK=-80dB典型值)、(5VXTAL=-63dB典型值)；低功耗(Icc=3μA最大值)；具有近零传播延迟的双向数据流；低通态电阻(rON=3Ω典型值)；数据I/O端口上的轨至轨开关操作(0V至Vcc)；Ioff支持部分断电模式操作；适合RGB和复合视频开关，可在复合及RGB视频上应用。

4.2应用DirectDrive技术的1.8V视频滤波放大器

MAX9509是Maxim新一代视频滤波放大器系列的首款器件，大大降低了平均功耗和PQ，如图5所示。图5的MAX95091.8应用电路处理50％平均信号，大大降低了功耗。其电源电压(VDD)由3.3V降到了1.8V，1.8V是移动电话正在逐渐使用的数字I／O电压；静态电源电流(IQ)也由12mA降到了3.1mA。

图5 新一代视频滤波放大器系列的首款器件，大大降低了平均功耗和PQ

当视频滤波放大器采用1.8V电源电压工作时，必须采用DirectDrive技术。采用电压模式输出级的放大器必须至少提供2Vp-p摆幅，才能输出复合视频信号。传统的放大器采用1.8V单电源供电时，没有足够的余量产生2Vp-p输出信号。而采用DirectDrive后，集成反向电荷泵将产生一个嘈杂的1.8V电压；负电压线性稳压器将-1.8V电压稳定到-lV，降低了电荷泵噪声。因此，实际采用1V至+1.8V的电压供电时，MAX9509刚好有足够的余量输出2Vp-p视频信号。

MAX9509采用低电压、低IQ的DirectDrive输出级，器件平均功耗大大低于3．3V器件的功耗。更值得注意的是，MAX9509平均功耗低于3.3V视频滤波放大器的PQ。需要注意的是，在如此低的电压下电路高速工作，噪声将大大增加，因为此时电路的工作电流要比正常情况低。MAX9509考虑了噪声问题，该器件具有极佳的峰值信噪比(SNR)，达到64dB，足以满足消费类产品的要求。为了使电视屏幕显示清晰的图像，峰值SNR应该在40dB左右。将充满噪声的电荷泵与滤波器和放大器放置在同一芯片是重要的新技术。电荷泵有可能向敏感的视频信号上引入开关噪声。把MAX9509的电荷泵与视频信号通路隔离开可以有效解决这个问题，得到极低的电荷泵噪声频域特性，而且从时域特性也几乎观察不到噪声。

消费者在屏幕上观察MAX9509的输出信号时，既不会看到宽带噪声，也不会看到电荷泵噪声。