小型低成本手机视频放大器OPA360的应用

1、小型低成本手机视频放大器opa360的应用在电视屏幕上显示照片上当今照相手机中一项越来越重要的功能，由于它能让您比以往更令人惬意地与伴侣及家人一起观察您拍摄的照片，电视输出功能能以相对较少的成本增强至照相手机中，并为手机厂商提供重要的增收机会。照相手机对技术的要求远比典型的视频应用技术更具挑战性，并且需要性能、功耗、印制板空间与成本之间举行折衷。照相手机与电视机中对技术的要求就可形成鲜亮对照。首先，机顶盒与沟通电源相连，故功耗并不是大问题，第二，视频信号电路板安装在一个空间相对较大的盒子中，因此封装尺寸与所需外部器件数通常也不那么重要，第三，机顶盒电源普通为5v（或更高的）单电源，因此给视频信

2、号留有较大的余地。但在照相手机中以上每个方面都有特定的设计约束，要想胜利地将电视输出功能设计至照相手机中，就必需认真考虑这些设计约束以及其他技术与商业要求。照相手机设计所濒临的挑战 视频信号挑选复合视频（cvbs）输出是便携式应用中最常用的信号，几乎全部新型电视机都有复合视频输入插口。尽管略微有些性能优势，但带s或重量视频输入后的电视机究竟较少，另外，s视频所带来的少许图像质量充实，不也并不足以抵消照相手机应用中的功耗，电路板空间与成本的增强。 频率响应尽管ntsc/pal制式的频率范围惟独5mhz，但仍要求用法宽带才干在此频率范围内达到平坦的频率响应。通常需要用低通或多极来削减视频的“采样产

3、物”。例如，嵌入在公司（ti）数字多媒体处理器中的数模转换器，其速度已被提高至27mhz，因此可在视频信号频谱中看到27mhz采样频率所产生的“镜频”。假如不举行任何滤波，则这些采样产物将被所衔接视频设备（例如电视机）中的视频处理折叠到视频信号中，并在电视屏幕上产生不希翼的图像失真。而像opa360等视频放大器，则带有一个内部低通或多极放大器，除使信号通过且不产生任何图像失真外，还能有效地衰减采样产物。像集成opa360放大器中的两极滤波器，就像体现了对采样产物举行最佳可能的衰减与削减芯片尺寸和解决计划成本之间的良好平衡，这种解决计划普通能在27mhz频率上提供21db的衰减，同时能够有效地削

4、减采样产物。 关键模式下的功耗当照相手机以电视输出模式工作时，一个典型的视频放大器将消耗5-9ma的电源加上用于视频行驱动的电流。因此，选择一种用于便携式视频设备的视频放大器时，工作模式功耗虽是必需考虑的一项重要因素，但更重要的是视频功能不启用时的功耗，当希翼在电视屏幕上比较惬意地观察照片时，照相手机普通只与电视机或投影仪衔接。因此，适合照相手机应用的视频放大器必需具有关机（或休眠）模式。以延伸电池工作时光及充电间隔时光，关机模式的源电流在囫囵行业内有很大的不同，必需在产品挑选阶段认真选择，以确保在关机模式下具有很小的静态电流。例如opa 360，其静态（或关机模式） 电流即小于5a。而无数其

5、他视频放大器则具有50a或更大静态电流。集成视频放大器解决计划因为照相手机中的印制电路板（）空间极为有限，因此任何视频功能块的尺寸都必需尽可能地小，带视频放大器及须要分立元件的解决计划或许能行，但在照相手机中却行不通，因此最好采纳更为集成的解决计划。现代集成解决计划可节约印制板空间并削减器件数，图1是一种采纳标准视频运放及须要分立元件（包括一个大而高的220f耦合）的传统电视输出功能电路原理图，该电路中的电容体积很大，不能满足大多数照相手机设计的尺寸与成本要求，虽然在机顶盒等电路板空间足够大的应用中，这不是一个问题，但在照相手机中，因为“空间”极为紧急，因此必需考虑可削减总体解决计划尺寸的办法

6、。opa360是一种增益为2，并带有集成两极滤波器与输入电平转换电路的全集成视频放大器解决计划，它不需要任何输出电容，就能支持直流耦合输出，能进一步将该解决计划的尺寸减小至5.5mm2。所需的唯一外部器件是一只微小的100nf电源去耦电容，图2是采纳opa360以及带有中沉校正的沟通耦合输出解决计划。事实上，假如采纳直列耦合输出，还可取消其中的两个沟通耦合电容，图3所示是采纳直流耦合输出的opa360放大电路。现地手机设计中普通不采纳5v单电源，最大电源电压通常为3.3v，有时还会更低，这种低电源电压对放大器及其输出高质量视频信号的能力提出了特别的要求，而视频放大器输出上2vp-p的信号摆幅，

7、也要采纳更低的电源电压。并必需增强正向饱和限制来适应输出中的场倾斜，故中沉校正沟通耦合解决计划中的最小实际源电压设计限制大约为3.3v，因为直流耦合输出没有场倾斜。因此，它能平安地在2.8-3.0源电压上工作。嵌入在数字媒体处理器中的无数常用视频（例如ti公司的数字媒体处理器与新型omap处理器等）都可在低、单电源电压下工作，普通来讲，视频dac同步脉冲输出的最低与0v相对应。但不幸的是，典型单电源高速运放的输出却不能向下摆动至0v，因此假如以0v输入来驱动，则放大器输出级将饱和并会使同步脉冲底部限幅，从而降低视频信号的完整性，而it公司的opa360则在输入级拥有一个60mv的电平转换器，且

8、可在带有150视频负载的输出上拥有25mv的到地摆幅，这种组合使放大器能延续地在线性区域工作，并提供完整的视频信号。电平转换器使opa360很简单直流耦合至输出上，而不会降低视频性能，图4所示是采纳内部电平转换后的波形图。输出耦合的挑选 带中沉校正的沟通耦合输出自从有电视以来，沟通耦合就是一种用来衔接视频信号的经典办法，假如设计工程师挑选用一个传统视频放大器来沟通耦合输出，则需要用一个220f或470f的大电容，这些电容不仅体积浩大而且价格昂贵，普通只在机顶盒（例如）等空间较大的设备中用法，而在现代便携式视频应用中，通常利用一种称为“中沉校正”的技术，并通过两个小输出耦合电容来取代传统大输出电

9、容，来削减囫囵解决计划的尺寸，传统220f电路会在5hz处产生一个低频极点（3db频率）。假如此电容做得很小，则在关键50-100hz范围内的过渡相移会产生场倾斜，而这种场倾斜又会干扰电视接收机中同步信号的正常复原，象照相手机这种低、单电源电压应用中的过渡场倾斜，可能会导致输出限幅并严峻降低视频性能，例如opa360中所采纳的中沉电路，即可在20hz区域产生幅度响应峰值。这种通常惟独非常之几db的小幅度尖峰，可对关键50-100hz范围内的相位响应举行补偿，从而极大的削减场倾斜，应该解释的是，此时只需要用法两只体积与成本小得多的电容，因此很简单安装到照相手机中。为获得良好的视频性能，可采纳一只

10、22f的中沉电容与一只47f的耦合电容，图5是带220f耦合电容的标准视频电路与带中沉校正电路的放大器性能比较。实际上，两种信号基本相同。 直流耦合输出事实上，直流耦合输出才是一种较好的方式，尽管用中沉校正沟通耦合法可节约一定的空间，但采纳直流耦合输出却能获得最佳的视频性能与最小的整体解决计划，直流耦合视频输出并不是一个新概念，可在其他许多大批量应用中找到，例如pc图形卡、笔记本电脑图形卡以及数码相机等，直流耦合可用前面介绍的opa360中的电平转换器来实现。内部电平转换通过将输入信号转换至输出线性工作范围内，而能防止由输出级饱和所引起的视频同步信号限幅，直流耦合输出在电路板空间有限的便携式视频应用中显得尤为重要。若采纳sc70封装的opa360，则总解决计划尺寸可小于5.5mm2。直流耦合输出配置还能提供最佳视频性能，6所示，其中没有行或场倾斜，因而允许采纳最低电源电压。在此模式中，opa360可在低至2.8v的源电压上提供精彩的视频保真度，且没有信号限幅。直流耦合输出的缺点是其工作模式下的电源电流要稍高一些，但关机（休眠）模式下的静态电流一样。结束语要想胜利地将一种高性能视频系统设计到便携式应用中，必需认真考虑