改善當(dāng)代廣播視頻系統(tǒng)中視頻時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生(06-100)

　　例如，SMPTE 292M規(guī)定了HD-SDI 串行化器輸出碼流的“定時(shí)”與“定位”抖動(dòng)要求。參照表1，按照SMPTE 292M標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于從B1到B3或10Hz到1485MHz的抖動(dòng)頻率分量，定時(shí)抖動(dòng)不應(yīng)該超過1.0 UI。

　　定位抖動(dòng)是定時(shí)抖動(dòng)的高頻子集，從B2(100kHz)到B3不應(yīng)該超過0.2UI。在他們各自的頻率范圍之外，定時(shí)和定位抖動(dòng)規(guī)范按每十倍程20dB滾降。超過抖動(dòng)規(guī)范的輸出抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致在SDI解串行器的誤差性能降低。更多信息請(qǐng)參考SDI標(biāo)準(zhǔn)。

　　降低時(shí)鐘抖動(dòng)的方法

　　SDI標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格抖動(dòng)規(guī)范表明對(duì)低抖動(dòng)像素時(shí)鐘的深刻要求。然而，在大多數(shù)情況下，產(chǎn)生的像素時(shí)鐘將具有難以忍受的抖動(dòng)量，對(duì)于典型的SD像素時(shí)鐘高達(dá)6nsp-p的抖動(dòng)，這排除了作為參考時(shí)鐘的直接應(yīng)用。因此需要抖動(dòng)消減處理來改善這樣的不可接受的時(shí)鐘性能。減少時(shí)鐘抖動(dòng)的最常用方法是使用抖動(dòng)清除電路，這通常需要額外使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)和PLL來實(shí)現(xiàn)。盡管系統(tǒng)設(shè)計(jì)師通常使用抖動(dòng)清除電路，但是這會(huì)大大地增加器件數(shù)量、PCB面積、功耗和設(shè)計(jì)成本以及時(shí)間。

　　降低像素時(shí)鐘抖動(dòng)并因此改善SDI輸出抖動(dòng)的一種更有效的方法是使用一種具有廣播級(jí)質(zhì)量的視頻同步分離器，它具有非常低的行同步抖動(dòng)，例如LMH1981。改善的性能讓設(shè)計(jì)師具有使用更小的FPGA的靈活性，或者減少抖動(dòng)清除電路，并依然產(chǎn)生符合抖動(dòng)規(guī)范的SDI輸出。

　　盡管廣播系統(tǒng)正在快速地轉(zhuǎn)換到高速SDI格式，從模擬信號(hào)源產(chǎn)生準(zhǔn)確的視頻時(shí)鐘以處理數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的需求將在幾年內(nèi)出現(xiàn)。當(dāng)前的解決方案需要廣泛的抖動(dòng)清除電路來產(chǎn)生準(zhǔn)確的參考時(shí)鐘，以產(chǎn)生符合SMPTE SDI的輸出。然而，最基本和有效的解決方案是使關(guān)鍵的定時(shí)參考信號(hào)—Hsync的抖動(dòng)最小。只有在時(shí)鐘發(fā)生信號(hào)路徑上使用像LMH1981這樣的高性能模擬視頻同步信號(hào)分離器才能實(shí)現(xiàn)。從我們的觀察，定時(shí)就是一切。

　　廣播級(jí)質(zhì)量的視頻同步分離器

　　LMH1981是一種多格式同步信號(hào)分離器，用于高分辨率廣播和專業(yè)視頻系統(tǒng)。該器件自動(dòng)檢測(cè)輸出視頻格式，并執(zhí)行所有必要的同步信號(hào)分離，以產(chǎn)生用于標(biāo)準(zhǔn)和高清晰視頻格式的低抖動(dòng)行、場(chǎng)同步信號(hào)，包括NTSC、PAL、SECAM、480i、480p、576i、576p、720p、1080i和1080p。

　　該芯片可為任何視頻系統(tǒng)，其中包括水平、垂直及復(fù)合信號(hào)同步系統(tǒng)，提供所需的定時(shí)輸出，而其他的特色則包括奇/偶場(chǎng)、脈沖串/后沿鉗位電路以及已注冊(cè)專利的自動(dòng)視頻信號(hào)格式檢測(cè)功能。此外，這款芯片也可接受雙及三電平的同步視頻信號(hào)輸入，而且還設(shè)有 50% 的限幅功能，確保可準(zhǔn)確分離各有不同幅值、偏移及噪聲的信號(hào)。

　　LMH1981通過引腳4輸入視頻信號(hào)，可以接受復(fù)合視頻信號(hào)(CVBS)、S視頻信號(hào)(Y/C)、分量視頻信號(hào)(YPbPr)及來自電腦接口的視頻信號(hào)。該芯片可以自動(dòng)檢測(cè)輸入信號(hào)的格式，因此無需利用微控制器或RSET電阻在系統(tǒng)外加以設(shè)定。該芯片利用精確的50%同步信號(hào)限幅技術(shù)來確保不規(guī)則幅度、偏移和噪聲條件下準(zhǔn)確的同步信號(hào)獲取。此外，LMH1981獨(dú)特的視頻格式特性引腳(引腳9，見圖2)以11位二進(jìn)制串行碼流輸出所有的場(chǎng)掃描線，視頻系統(tǒng)可以對(duì)這些碼流進(jìn)行解碼以確定輸入視頻的格式，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，例如色彩空間變換或縮放器變換。