引言 　　 　　视频设备现正朝着口袋尺寸的设计发展。
移动电话、玩具、PDA和MP3播放器都在努力寻找机会，将电视和电影变成人们随身的娱乐节目。
消费者还希望回到家中能在电视机上播放视频节目，因此，对驱动视频电缆的需求也是关键所在。
这种驱动电路在不使用时的能耗必须少。
飞兆半导体最新推出的超小型视频滤波同轴驱动器件FMS6151，在不使用时的电流消耗便少于250纳安培。
FMS6151备有视频重建滤波器，能除去寄生信号以防止电视画面出现摩尔纹。
此外，坚固的同轴电缆驱动器件还能保护内部电路免受静电释放(ESD)破坏。
ESD对便携式应用的危害尤其严重。
例如，拿着便携式设备走过地毯并将其插接在电视标题机时会产生数千伏静电。
便携式设备中的大规模集成电路由于结构密集，因此尤其容易受到破坏。
本文将讨论ESD防护问题、重建滤波器的重要性、视频同轴电缆驱动电路，以及如何以消费电子产品可接受的价格，在占位尺寸为1 x 1．5mm的表面贴装封装中实现这种电路。

　　
　　随着视频设备朝向口袋尺寸设计发展，传统的OTA(无线)电视如今已经是可利用摄像机拍摄，然后在数字化领域进行记录和编辑的系统。
该电视通过卫星网络发送到本地基站，添加当地的新闻和广告内容。
发送出来的信号通过OTA方式送到电视机，电视机将接收的信号转换成用户能看到的视频图像。

　　人们收看所谓传统的电视节目是通过电缆、卫星、IPTV和DVD传送，但DVD录制过程包括几个部骤，如对视频进行过滤以满足Nyquist定律的要求。
贝尔实验室(Bell Labs)的研究员Harry Nyquist曾提出一个现已得到证实的假设定律。
Nyquist定律认为：视频信息的速度快过时钟频率的两倍时必须予以抑制，以防止输出信号出现摩尔纹失真。
过滤后，视频被压缩并录制成母碟。
母碟将被复制，成为人们所购买的DVD光盘。
DVD播放机会“接收”视频并将其显示出来。
光盘的数字视频回播信号包含一些扰人的伪像，因此必须去掉，并且利用重建低通滤波器使得视频更加流畅。

　　视频世界正随着移动电话、玩具、视频游戏、PDA和MP3播放器而迅速发展，务求将电视和电影变成人们随身的娱乐。
这的确是“前所未有的视频”。
便携式设备无疑是主流和日常必备。
在移动环境收看视频后，消费者希望回到家中也能在电视机上播放这些视频。
因此，驱动视频电缆的电路非常重要。

　　然而，视频质量的波动可以很大。
同样的移动设备可以在客厅的电视机上播放，但在卧室的电视却不行。
为什么会这样?其中的差别在哪里?
　　视频失真主要有三大类型：1)摩尔纹；2)图像边带抖动；3)干扰频带。
大多数失真都是以上两种或三种现象的混合，下面将分别讨论这三种视频失真的后果和原因。

　　虽然视频失真是个值得关注的问题，但移动设备所面广东深圳专业永磁核磁共振产品设计公司工业设计心得体会对的灾难性的问题，却是拿着便携式设备走过客厅的地毯就可能诱发致命的损坏，罪魁祸首就是静电释放(ESD)。
我们走过地毯时也会产生扰人的静电火花，这种火花对集成电路来说是致命的影响。
以前的半导体工艺对ESD的承受能力较高，但便携式设备中超高密度的系统级芯片(soC)却特别易受ESD的破坏。
随着越来越多的电路和“电脑”被封装到越来越小的SoC芯片中，ESD的破坏性也越来越大。
虽然，1英寸(2．54cm)或更长的静电火花在我们看来只是件不愉快的小事，但对导体间距以微米(百万分之一米)计的Ic来说，这样静电火花便如同一道闪电。
怎样才能避免便携式设备遭受ESD破坏呢?答案是在便携式设备中的连接器和SoC之间采用较大的Ic保护器件。

　　在讨论视频失真前，先制定一些基础规矩。
要获得最好的画面质量，广东深圳专业医用产品设备外观工业产品设计医疗设计不止于“设计”别忽视一些基本的东西，而且在传输通道上的每个环节都得倍加小心。
这不仅包括正确的Nyquist滤波，还有清洁良好的电源和接地。
人们通常都会假设拥有良好的电源和接地，但如果视频信号在传送通道的任何地方受到污染，以后就无法恢复。
飞兆半导体提供有数以万计的不同部件，用于实现清洁良好的电源和接地。
包括：AC／DC和DC／DC功率开关控制器、LDO调压器、电池充电器、开关、逻辑电路、二极管、晶体管、运算放大器、RF放大器及接口器件。
所有这些都是些基本的东西，却不能够忽略，正如在建造房屋时不能够忽视牢固地基的兴建。
飞兆半导体还提供有助于延长电池寿命的先进功率负载管理产品IntelliMAXTM，以及能节省线材和降低RFI(射频干扰)的信号串行和解串处理器件Mi c roSerDes。
飞兆半导体更具有超小型便携式视频滤波驱动IC FMS6151，该芯片尺寸很小，只有1x1．5x0．5毫米。
实际上，它小得要用放大镜才看得清楚。
仔细看会发现表面上有6个金点，即芯片的接脚连接端。
FMS6151在睡眠状态时只消耗0．25微安的电流，在工作时能承受12kV的ESD电压。
它采用滤波器来重建视频信号，并将信号通过75欧姆的同轴电缆传送到电视机。
但为何需要滤波呢?这需要稍作解释。

　　滤波可以清除视频中带宽以外的噪声成分。
噪声之于视频类似杂草之干农夫：都该铲除。
即使是一朵美丽的玫瑰，如生长在麦田里也是农夫眼中的杂草。
这种视频杂草或垃圾也是种类繁多且五彩缤纷。
前面提到过几种视频失真：摩尔纹、图像边带抖动和干扰频带。
图1所示为视频重建滤波器的作用。
可见左上角有模拟电压纹，底部的负脉冲为行同步信号，中间部分为视频信号。
顶部的放大圈显示的是模数(A／D)转换器的采样点。
在每个采样点，滤波器记录对应的采样数字值，且不同采样时刻间的电位差别可以忽略。
图下部的放大圈所示为数模(D／A)转换器的输出，由一系列小台阶构成。
这些台阶的过渡极陡，且边沿有扰动。
台阶面代表采样点间的维持电压，必须通过重建滤波器进行平滑处理，这样输出信号才能接近持续变化的模拟输入信号。

　　图1右上角给出了D／A转换器的输出频谱。
所需的视频在0F05 MHz之间。
Nyquist的限制为采样频率的一半。
那些“台阶”的高频杂讯集中在27MHz附近。
图1底部所示为使用重建滤波器滤掉杂波的效果及图像信号频带。
当说到用滤波器滤掉视频信号中的某些东西，实际上是指将视频失真减少到肉眼所不能看见的水平。

　　砖墙式滤波器有理论上完美的通频带(让所有好东西通过)，同时能将抑止频带彻底滤掉(拒绝所有坏东西)，而且通频带和抑止频带间的过渡瞬间完成。
这种砖墙式滤波器纯粹是理论性的，实际上无法实现。
类似砖墙式滤波器的价格昂贵，带三段均衡的广播7级滤波器售价超过100美元。
广播级和用户级应用的差别在于对视频进行编 解码处理的次数。

　　举例说，广播级编辑系统从许多源(如摄像机和采用不同编码器的录像资料)接收视频。
编辑过程可能会包括多次生成操作和特技效果的处理(涉及多次编解码)。
最后，编辑好的输出将被送到网络上，通过卫星和微波广东深圳专业华大基因产品设计公司工业设计发送到电视台(涉及更多次编解码)。
电视台在发送视频前还会添加某些特技效果、广告内容、新闻和台徽(涉及的编解码次数更多)。

　　然而，在用户级应用中，视频由一两个编解码器进行处理的次数有限，例如，视频在机顶盒或DVD中处理一次，然后在电视机中又一次。

　　
　　经验表明，在涉及多次编解码的广播级应用中，图像和采样信号至少衰减1％(－40dB)；而只涉及一到两次编解码的用户级应用中，图像和时钟信号至少衰减10％(－20dB)。
这样就有可能做出实用且价格可接受的用户级滤波器。
给定类型滤波器的品质因子(FOM)反映该类滤波器的复杂程度，称之为“级数”或“极数”。
简单说，级数越高，通频带向两边下弯的程度越小(即频率响应更平直)，通频带到抑止频带的过渡越陡。
典型的用户级视频滤波器为3级(极)至6级(极)。

　　那么，为何不简单地采用3级分立式滤波器呢?这里有三个相互关联的原因。
首先，还记得IC的大敌ESD吗?典型SoC芯片的ESD额定电压只有几百伏。
FMS6151由于采用了大型稳固的模拟Ic工艺技术，因此其ESD额定电压达到12000伏。
其次是物理尺寸问题。
分立的电感、电容、额外的晶体管，以及ESD~．极管和连接这些元件的迹线，通常都比FMS615l大。
第三个原因是制造中的人为出错，以及在生产测试中找出这些错误的能力。

　　图2说明将部件小数点只搞错一位就会产生的问题。
通常，表面贴装电容的卷轴上都有这个数值，格式为一个两位数加一个因子，但元件上并无标记。
因此，270pF的电容卷轴会标记成271，27pF的电容卷轴会标记成270。
这就很容易及很平常在板卡上发现错装的元件。
如果错误使视频图像质量大幅下降，可能无法通过最后的功能测试。
如果电容大于设计的要求值，就可能出现这种情况。
相反，若电容小于设计的要求值，就可能可以混过最终测试。
这是因为系统的其余部分实际上就是用户家里的电视机。
我们曾说过同样的移动设备可能在客厅的电视上可用，但在卧室的电视上就不行了。
因此会问：“为什么会这样?差别在哪里?”
　　图2所示为整个系统及三种可能的视频失真。
这里整个系统不仅包括移动设备，而且包括用于观看的电视机。
变数之一是两个视频滤波器的质量。
图3的右上角给出标题了便携式设备输出的频谱。
注意采样时钟信号和图像边带的高度(幅度)较大。
图3左边以图示方式给出了复杂的数学公式，描述当忽略Nyquist效应时A／D转换处理产生的和频及差频。
接着左上角的图，频率图在Nyquist频率处被折叠，在采样时钟频率处再次被折叠。
这种频率折迭一直延续至图的左中部。
最后，左下部的图给出了图像边带与基带视频混合的详情。
右下部的频谱图描述了视频和垃圾信号(杂草)，以及新的图像频带中包含的垃圾信号。
这种垃圾一旦存在，视频信号便没法修复。

　　图2反复出现的三种视频失真为摩尔纹、图像边带抖动和干扰频带。
摩尔干涉是由两个采样频率信号问的拍频信号(低频差额)引起的干扰纹，有点类似于透过两层相互间有轻微转动错位的纱窗看到的景象。
图像边带抖动失真会使图像中那些本来静止的边沿看起来好象在动。
高频边沿在瞬间产生图像频率，具体点说，就是当基带中含有高频成分时，才会有图像出现。
该图像可能加强也可能削弱原来的边沿，因为其相位不确定。
而且，滤波过程中任何抖动都会被放大，使得边沿看起来在抖动。
最后，第三种视频失真是因某一杂讯信号的调制而导致的频带干扰。
杂讯有可能来自计算机的时钟信号、数据信号的串扰，又或是便携式设备或电视机内的音频串扰。
此外，视频同轴电缆接地不良也会让来自邻近设备(如无绳电话、微波炉、WiFi接入点、移动电话、CB波段对讲机等)无线电波串入，调制图像信号。

　　分立元件滤波器容易产生组装错误，因而不能通过最终的生产测试。
这些错误会导致销售出去的移动设备需要返工，因为它在一些电视上能用，在另一些电视则不能。
飞兆半导体采用高速度、全自动的测试系统，百分百地检测测试每个FMS6151视频滤波器的带通频率。

　　
　　结语
　　
　　飞兆半导体提供数以万计的产品为便携式设计的各个方面带来协助。
FMS6151超便携式滤波驱动电路能够解决便携式视频设备所面对的问题。
由于体积小，因此能安装于广东深圳专业威力方舟输液泵产品设计公司工业设计空间狭小的手机中及在电视机上安全地显示视频图像。
其强大的ESD承受能力可保护手机中密集且敏感的“电脑”。
而5阶视频重建滤波器可输出清洁和流畅的视频信号，防止出现摩尔纹失真。
FMS6151并能完全地驱动和匹配75欧姆同轴电缆阻抗，还可选配输出耦合模块(尺寸最小、使用最多的配置是直接DC耦合)，从而进一步缩减尺寸。
FMS6151能够节省电池能量，在同轴驱动电路工广东深圳专业华大基因产品设计公司工业设计作时电流消耗很小(FMS6151在睡眠状态时只消耗0．25安的电流，大约等同于在板卡上留下一个指纹印所需的电流)。