视频解码芯片CXA2075M

liyf

摘要：CXA2075M是SONY公司生产的视频解码芯片。该芯片可将模拟RGb信号转换为组合视频信号，非常适合于个人计算机和高清晰度电视机之间的图像处理转换和电子游戏机方面的应用。文章分析了CAX2075M的结构原理和主要特点，给出了CAX2075M的典型应用电路。
    关键词：解码器；RGb；视频信号；副载波
１　概述
ＣＸＡ２０７５Ｍ是ＳＯＮＹ公司生产的视频解码芯片。它可将模拟ＲＧＢ信号转换为组合视频信号。该芯片拥有不同的脉冲发生器，因而可以满足编码的需要。它可以将输入的复合同步信号、副载波和模拟ＲＧＢ信号进行编码，以输出组合视频和Ｓ端子的Ｙ／Ｃ输出信号。与ＣＸＡ１６４５Ｍ相比?ＣＸＡ２０７５Ｍ具有下列优异性能?
（１）外部元件数量减少为５个，仅使用钳位电容、可调容抗、滤波器电阻等元件即可；
（２）内部带有陷波器，因此，器件外部可以不用陷波器；
（３）ＲＧＢ输出频带比ＣＸＡ１６４５Ｍ高。
ＣＸＡ２０７５Ｍ可广泛应用于高清晰度电视与数字电视的ＶＧＡ接口、个人计算机与电视视频转换器以及电子游戏等接口转换电路之中。

图1

    ＣＸＡ２０７５Ｍ芯片采用双极性硅单片集成电路工艺，其主要电气参数（最大额定值）如下：
●电源电压ＶＣＣ：１２Ｖ；
●工作温度Ｔｏｐｒ：－２０～＋７５℃；
●储存温度Ｔｓｔｇ：－６５～＋１５０℃；
●允许功耗ＰＤ：７８０ｍＷ。

２　引脚说明
ＣＸＡ２０７５Ｍ的内部结构和引脚排列如图１所示。各引脚的功能如下：
１脚（ＧＮＤ１）：除ＲＧＢ外所有电路的接地端，其中包括视频和Ｙ／Ｃ输出电路的接地。布线时，ＧＮＤ１的连线应尽可能短和宽。
２～４脚（ＲＩＮ，ＧＩＮ，ＢＩＮ）：模拟ＲＧＢ信号输入。
５，９，１１，１３，１４，１８脚（ＮＣ）：空脚。
６脚（ＳＣＩＮ）：副载波输入。可输入 ０．４～５．０Ｖｐ－ｐ的正弦波或脉冲。
７脚（ＮＰＩＮ）：ＮＴＳＣ和ＰＡＬ制式转换端。接ＶＣＣ时为ＮＴＳＣ制式，接ＧＮＤ时为ＰＡＬ制式。

图2
８脚（ＢＦＯＵＴ）：ＢＦ脉冲监控输出端。可驱动７５Ω负载。
１０脚（ＳＹＮＣＩＮ）：复合同步信号输入端，为ＴＴＬ电平,为低时应小于０．８Ｖ；在ＳＹＮＣ期间应为高（大于２．０Ｖ）。
１２脚（Ｖｃｃ１）：除ＲＧＢ外所有电路的电源。
１５脚（ＣＯＵＴ）：色饱和度信号输出端。可驱动７５Ω负载，以用于Ｓ端子的Ｃ信号输出。
１６脚（ＹＯＵＴ）：Ｙ信号输出端。可驱动７５Ω负载，以用于Ｓ端子的Ｙ信号输出。
１７脚（ＹＴＲＡＰ）：外接陷波器可用来减少Ｙ信号中副载波频率成分造成的色彩混杂。当使用ＣＯＵＴ引脚时，在ＹＴＲＡＰ和ＧＮＤ之间应接一只电容或将电容与电感串联。设计时可根据要求来决定电容量与电感量的大小，并应以不对ＹＯＵＴ引脚产生影响为原则。
１９脚（ＶＣＣ２）：ＲＧＢ电源端。用于为视频和Ｙ／Ｃ输出电路供电。该引脚上接１０μＦ的大电容可作为电流源。
２０脚（ＣＶＯＵＴ）：视频信号输出端。可驱动７５Ω负载，以用于电视机的视频信号输出。
２１，２２，２３脚（ＢＯＵＴ，ＧＯＵＴ，ＲＯＵＴ）：模拟ＲＧＢ信号输出端，可驱动７５Ω负载，以用于扩展连接ＶＧＡ显示器输出。
２４脚（ＧＮＤ２）：ＲＧＢ信号的接地端。布线时，ＧＮＤ２的连接线应尽可能短和宽。

３　操作说明
３．１ Ｙ(亮度)信号的产生
ＣＸＡ２０７５Ｍ的模拟ＲＧＢ信号分别从２、３、４引脚输入，并在钳位电路中被钳制，同时分别从２３、２２和２１引脚输出。点阵电路根据输入信号执行编码可产生亮度信号Ｙ以及色差信号Ｒ－Ｙ和Ｂ－Ｙ。Ｙ信号输入滞后界限与色饱和度信号Ｃ一起可决定滞后时间。随后,当附加的ＣＳＹＮＣ复合同步信号从引脚１０输入后，Ｙ（亮度）信号便可从引脚１６输出。
３．２ Ｃ（色度）信号的产生
副载波从引脚６输入后被送到相位转换器可使其相位改变９０°。然后副载波送往调制器被Ｒ－Ｙ信号和Ｂ－Ｙ信号调制。调制后的副载波被混频，并通过带通滤波器除去高次谐波后，最终作为Ｃ（色度）信号从引脚１５输出。同时，Ｙ和Ｃ信号混合后将作为复合视频信号从引脚２０输出。

图3

    ３．３ 同步脉冲信号的产生
ＣＸＡ２０７５Ｍ所需的行、场同步脉冲信号是通过１０脚的ＳＹＮＣＩＮ输入端引入复合同步信号分离产生的,其波形如图２所示。

４ 使用注意事项
使用ＣＸＡ２０７５Ｍ时?应注意以下事项：
(１) 应确保模拟ＲＧＢ信号输入最大值为１．０Ｖｐ－ｐ且使阻抗足够低。高阻抗会影响色彩的饱和度和色度等。输入的ＲＧＢ信号超过１．３Ｖｐ－ｐ时，钳位电平将失控。
(２) ＳＣ输入(引脚６)既可输入正弦波，也可输入脉冲，电平范围应在０．４～５．０Ｖｐ－ｐ之间。但是，当输入脉冲时，它的相位与输入正弦波相比会有几度的改变。在芯片中，ＳＣ输入偏向于ＶＣＣ的１／２。因此，当输入５．０Ｖｐ－ｐ脉冲时，特别是在空闲度背离５０％时，高／低电平的脉冲电压会超过芯片中的ＶＣＣ和ＧＮＤ电压而导致副载波失真。在此情况下，必须使占空比保持５０％。
(３)设计印刷电路板时，要注意ＶＣＣ和ＧＮＤ的布线。为了与ＶＣＣ引脚相匹配，应使用钽、瓷介或其它具有良好频率特性的电容器。而且设计好的线路应尽量短而宽。
(４) 在输入前端的副载波（ＳＣ）输入和同步（ＳＹＮＣ）输入脉冲上附加一只电阻和电容可以消除ＳＣ和 ＳＹＮＣ 中的高频分量。但要注意，不要输入含高频分量的脉冲。否则高频分量会进入ＶＣＣ、ＧＮＤ等重要部件而导致系统故障。



    (５)在７５Ω驱动器输出引脚外接一电阻可以防止每只引脚间几十皮法电容引起的振荡。
(６) 对于ＹＴＲＡＰ引脚?引脚１７?来说?下列三种方法可用于减少由于Ｙ信号中的副载波频率分量引起的色彩混杂?第一是在ＹＴＲＡＰ和ＧＮＤ之间安装一个３０～６８ｐＦ的电容。第二是在ＹＡＲＡＰ和ＧＮＤ之间串联一只电容和电感。第三是使用芯片内部的陷阱滤波器。

５　应用电路
由于我国彩色电视采用ＰＡＬ制式，所以本文只列出ＣＸＡ２０７５Ｍ采用ＰＡＬ内部陷阱方式（ＰＡＬ ｉｎｔｅｒ-ｎａｌ ＴＲＡＰ ｍｏｄｅ）的典型应用电路。其具体电路连接如图３所示。
图４是应用ＣＸＡ２０７５Ｍ设计的一个ＶＧＡ／视频转换器，图中，左边的ＶＧＡ１５针接头可接在电脑主机显卡的ＶＧＡ接口上，输出部分可以通过视频端口或Ｓ端子与电视机相连接，同时本转换器还可和电脑显示器进行接口以实现同步显示。