概述

手机和媒体播放器等超便携式设备中的技术汇聚，使得我们的生活更加便利。例如，MP3和流视频等的附加功能，让手机除具有拨打和接听电话的主要功能之外，还增添了娱乐成份。

在这些新兴功能中，有一项能把视频信号从手机驱动到传统的电视机上。把视频信号发送到不同的应用在很多方面都颇为有利，比如可用于视频会议、照片浏览、电影流、视频电话、互联网游戏及其它以前连做梦都想不到的应用。

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视频滤波器/驱动器等器件，直接驱动75 的电缆。编码器在主要的控制器芯片之后引进，包括 NTSC 或 PAL 格式，并具有集成视频 DAC 的组合，视只使用复合视频还是增加了 S 视频而定。滤波器/驱动器加在 DAC 之后，用来重建信号并剔除高频伪信号，以获得更高的图像质量。此外，它还提供75 的电缆驱动器直接驱动连入电视机的电缆。

应用

移动设备的电视输出功能可输出复合视频，这是目前最常用的视频信号，也是任何电视机都已具备的。在高层面上，便携式设备如手机或便携式媒体播放器，都需要某种方式把数字视频信号转换为模拟信号，并格式化为 NTSC 或 PAL 复合视频，使信号得以在外接的电视上收看。此外，模拟信号需要被放大，并与特性阻抗75 的电缆进行阻抗匹配，见图1。

图1 便携式设备中的视频编码器和视频滤波器/驱动器(略)

复合视频预计将作为旧有遗留的信号被保留，并在不久的将来成为显示模拟视频信号的方法。视频信号里包括在接收端恢复视频所需的全部信息，如行同步和帧同步 (Horizontal and vertical Synchronization)，以及亮度和色度信号，图2。

图2 复合视频信号显示色带(略)

对便携式设备而言，由于标准复合视频连接器体型相当庞大，一种名为微型 A/V 连接器的连接器将更加适合使用。这种经改良的连接器可在同一根电缆上传送左右声道的音频信号，因此具有节省空间的优点。一般来说，连接器的一端是微型 A/V插头，另一端则是较大的 RCA 视频信号插头和左右声道插头，见图3。

图3 连接 RCA 电缆的微型 A/V(略)

视频编码器

为了建立复合视频信号，需要执行名为编码的处理过程。这就必需获得格式化的数字信号，再将之转换为格式化的 NTSC 或 PAL 模拟复合视频信号。视频编码器可以集成在一个较大的 IC 中，又或作为独立的器件使用，视乎电路的划分而定。

独立的视频编码器可利用经过调制的彩色负载波，把数字分量视频 (8 位并行 CCIR-601/656 或 ANSI/SMPTE 125M 格式) 从主要的系统处理器 (即基带芯片) 转换为标准的模拟基带电视复合视频信号 (NTSC 或 PAL标准)，然后馈入集成的 DAC再到器件的输出，见图4。

图4 NTSC/PAL 视频编码器(略)

视频重建滤波

在数字视频编码之后，信号一般通过数模转换器 (DAC) 转换回模拟域。这个过程称为重建，见图5，期间会产生使图像失真的高频伪信号。重建滤波器可以滤除这些伪信号。滤波器的重建性能取决于能否在不影响通带内有效信号的情况下，很好地将高频伪信号滤除。这些伪信号会通过图像细节元素幅度的变化，如亮点或精细图纹细节等，从而影响视频信号，而这些元素又会随采样时钟移动。结果产生类似于走样的问题，并当它们在图像上移动时造成细节的失真。

图5 超便携式视频重建滤波器/驱动器(略)

建议使用集成视频滤波器/驱动器，如飞兆半导体的 FMS6151 来完成滤波工作。利用这类器件，集成有源滤波器可代替几个分立式元件 。用于视频多媒体应用的滤波器通常是低通有源滤波器，其主要元件包括运算放大器、电容、电阻和电感。FMS6151 是 5 阶巴特沃思 (Butterworth) 滤波器，其总体性能良好，如相位误差低、稳定性高、部件数目少及具备有效滤波特性，故是消费视频设备滤波的良好选择。由于其稳定性增强及规格有保证，这些集成有源滤波器的滤波特性往往比分立式有源及无源滤波器更加稳定一致。

鉴于电压摆动要求及对更高 ESD 保护水平的需要，重建滤波器和电缆驱动器一般都放在编码器之外，见图6。

图6 输出重建(图像抑制)滤波器去掉了采样和模拟重建过程所需的时钟和边带分量(略)

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 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 集成式视频滤波器/驱动器解决方案把重建滤波器和低阻抗视频驱动器整合在一起。该器件会在 2.5V 到 5.5V 的 Vcc 范围应用中操作。与典型的 2 阶和 3 阶无源解决方案相比，5 阶滤波器能提供更好的图像质量。

这 种滤波器/驱动器由一个 DC 耦合 DAC 输出直接驱动，不过也可以和一个 AC 耦合输入一起工作。该器件的输入共模范围为 1.2Vpp，接地参考。输出能够驱动一个 AC 或 DC 耦合单根 75 同轴电缆 (150 ) 负载。 DC 耦合的输出不再需要昂贵的输出耦合电容。如果输出是 AC 耦合的，可用 SAG 校正电路来减小 AC 输出耦合电容的容值和物理尺寸，并仍可获得可接受的场倾斜 (field tilt)。

SAG 校正

传 统上，若视频应用是 AC 耦合的，将需要非常大的输出耦合电容 (在220 F和 1000 F 之间)。SAG 校正则以小输出耦合电容提供出色的性能，无需大耦合电容。典型的输出电路 (150 负载电容为 220 F) 在 5Hz 下为单极性 (-3dB)。减小这一电容会引起过大的相移，导致视频场倾斜出现妨碍同步信号的正确恢复。

FMS6151 中的 SAG 校正电路峰化很小，因此提供相位响应补偿，能显著减少视频场倾斜。这种补偿使设计人员能够减小庞大的 220 F 输出耦合电容。22 F 的电容用于 SAG 校正，47 F 的电容用作输出耦合电容，二者都远比另类电路的要求体型小并经济，见图7。

启动/关机

FMS6151 具有关机功能，能使输出失效，把静态电流减小到 25nA 以下，从而降低功耗，延长电池寿命。该功能对手机、手持式游戏设备、视频相机等需要视频滤波和驱动能力的便携式应用尤其重要。额外功能还包括 12KV 的 ESD 保护。

结束语

要在便携式设备上实现复合视频电视输出功能，需要进行多方面的考虑。设备的划分、低功耗和高图像质量等都提出了各种设计挑战。利用视频编码器可以轻易执行从数字信号到 NTSC 和 PAL 模拟复合视频的转换任务。

从模拟视频的角度来看，当前最先进的超便携式滤波器/驱动器能够解决便携式视频设备面临的关键挑战。采用 Micropak封装的 FMS6151 尺寸极小，因此非常适用于元件密集的手机中，并可提供消费者在电视上梦寐以求的高视频质量。该器件备有强大的 12KV ESD 保护功能，确保移动设备免于受损。5 阶低通重建滤波器使输出视频信号非常平滑，不会出现失真。该器件会放大、驱动并匹配阻抗75 的同轴电缆，并通过提供输出耦合模式选择，利用直接 DC 耦合的最小配置来进一步减小电路板面积。最后，同轴驱动器在使用状态中的电流很低；在未用时的电流更低于 25nA，因此该技术能够很好地节约电池能源。