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采用ADV7612接收机的四通道HDMI输入、快速开关多路复用器

采用ADV7612接收机的四通道HDMI输入、快速开关多路复用器

点击数:7960 次   录入时间:03-04 11:45:20   整理:http://www.55dianzi.com   综合-其它

    电路功能与优势

    ADV7612是一款双端口Xpressview. 225 MHz HDMI.接收机,可在两个输入端之间实现快速开关。图1显示了使用两个ADV7612作为四路输入快速开关HDMI接收机的电路。

使用ADV7612接收机的四通道HDMI输入、快速开关多路复用器

图1. 双路ADV7612电路(简化原理图:未显示去耦、端接、复位和所有连接)

    本电路显示了ADV7612的扩展性,在需要四个多路复用HDMI输入的应用中最高可达225 MHz TMDS(1080p60,每通道12位;148.5 MHz LLC像素时钟)或UXGA(1600 × 1200,每通道10位;162 MHz LLC像素时钟)。对此应用而言这是一种经济的解决方案,工作温度范围为.40°C至+85°C扩展工业温度范围。

    电路描述

    ADV7612为双HDMI输入提供接收解决方案。图1显示如何在共享视频和音频总线上并联连接两个ADV7612,从而实现四个HDMI输入的多路复用。同时显示如何在不引起总线冲突的条件下设置I2C通信以及如何在信号源间切换。同时提供软件包,显示如何在HDMI中继器应用中处理通信和验证(参见http://ez.analog.com/community/video)。

    当多个ADV7612器件共享同一总线时,需要考虑器件的输出状态、三态总线的能力和总线上负载的电气性能。此外,器件必须以非冲突方式从I2C总线加以控制。该电路的板布局十分关键,应遵循直线原理并使用可控阻抗,以降低反射和交叉耦合风险。完整PCB布局包括在设计支持包中,可从以下地址下载:www.analog.com/CN0224-DesignSupport。ADV7511 HDMI发射机用作后端器件。

    总线输出状态

    复位后,ADV7612使引脚P0-P35、HS、VS/FIELD/ALSB、DE、LLC、AP0…AP5、SCLK/INT2和MCLK/INT2进入三态。这些引脚可通过寄存器TRI_PIX、TRI_SYNCS、TRI_LLC、TRI_AUDIO设置为有效状态,如UG-216硬件用户指南所述,请访问http://ez.analog.com/docs/DOC-1751。

    视频和音频总线载入

    每次仅一个ADV7612可访问AV总线;第二器件必须保持三态。假设输出驱动器阻抗 (P0…P35) 为10 °至20 °(最高驱动强度)且走线特性阻抗为75 °,需要55 °至65 °的串联电阻以匹配走线的特性阻抗。ADV7612上的三态输出总线驱动器具有20 pF的最大电容(请参考ADV7612数据手册中的电气规格)。

    布局和端接考量

    对于本设计,必须确保传输线路得到正确端接且具有可控阻抗。否则,反射(可发生于较长线路上)可对发送的数据产生不利影响。

    对于像素线路 (P0…P35)、视频同步 (VS/FIELD/ALSB、HS、DE) 和音频线路 (AP0、AP1/I2S_TDM、AP2...AP5、MCLK/INT2、SCLK/INT2) — LLC除外,建议在ADV7612驱动器端使用51 °的串联端接电阻,以及特性阻抗为75 °的走线。

    线路锁定时钟 (LLC) 线路具有相同的75 °特性阻抗,不应有串联电阻,但远端应采用对称端接(150 °至+3.3 V以及150 °至GND),如图2所示。

    虽然理论上最佳端接值介于50 °与60 °间,但测试中发现对称75 ° (2 ×150 °) 端接可增加摆幅,使信号以中间电源(1.65 V) 为中心,这一点十分理想。ADV7511 HDMI发射机包括在电路板上,用于发送两个ADV7612的多路复用输出。

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图2. P0…P35数据线路和LLC走线的端接

    图3至图6显示各种端接的波形。每种情况下,对称LLC端接被放置在远端(靠近ADV7511),串联端接电阻尽可能靠近两个ADV7612器件,如图2所示。

    使用Tektronix P6243 FET探头(1 M°阻抗,1 GHz带宽,电容小于1 pF)和Tektronix TDS5104B示波器在ADV7511引脚上执行测量。

    从波形可看出,在LLC线路上使用2 × 150 °端接确保了3.3 V的最大摆幅。

    在数据线路上使用75 °会使边沿速度过低。数据线路上的33 °和15 °导致下降沿欠冲(图5和图6)和上升沿过冲(未显示)。因此LLC选择了2 × 150 °,数据线路上使用51 °,图9和图10中的眼图做了说明。

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图3. 端接:LLC线路上为对称2 × 150 _,数据线路 (HS) 上为75 _。垂直刻度:1 V/div,水平刻度:2 ns/div

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图4. 端接:LLC线路上为对称2 × 100.,数据线路 (HS) 上为51 .。

    垂直刻度:1 V/div,水平刻度:2 ns/div

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图5. 端接:LLC上为对称2 × 68 .,数据线路 (HS) 上为串联33 .端接。注意0.5 V欠冲。垂直刻度:1 V/div,水平刻度:2 ns/div

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图6. 端接:LLC上为对称2 × 33 .,数据线路 (HS) 上为串联15 .端接。注意1 V欠冲。垂直刻度:1 V/div,水平刻度:2 ns/div

   



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    I2C访问

    上电后,两个ADV7612器件在主映射上将具有相同I2C地址,这可能导致冲突。

    两个器件上均提供一个CS引脚,允许选择两个器件之一。

    CS线路拉低后,I2C通信启用。

    CS线路拉高后,I2C通信禁用。

    简单的反相器可减少微控制器端所需的资源,如图7所示。

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图7. I2C访问

    CEC

    电路板上是否实施CEC取决于最终用户,而非强制性。如果不需要CEC,CEC引脚应保持浮空(如UG-216的附录B:未使用引脚的推荐配置所述)。此用户指南可从http://ez.analog.com/docs/DOC-1751下载。

    另一种情况下,应使用独立引擎处理CEC命令。

    XTAL_N、XTAL_P

    驱动ADV7612时钟有两种方式。两个器件可具有连接到XTAL_N和XTAL_P引脚的独立晶振,或者可共享相同信号时钟。本电路中,振荡器发出的的1.8 V信号时钟被提供给两个器件的引脚XTAL_P。在此配置下,XTAL_N必须保持浮空。必须确保正确的布线和接地布局,以消除敏感线路间的耦合。总线每条走线的长度应相同。

    中断

    两个器件的中断必须予以考虑。ADV7612具有两种可能的中断:INT1(INT1引脚)和INT2(通过SCLK/INT2、MCLK/INT2或HPA_A/INT2提供)。

    不建议通过引脚MCLK/INT2或SCLK/INT2使用INT2,通过TRI_AUDIO寄存器使音频总线进入三态也会使这些引脚进入三态。

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图8. 双ADV7612电路板解决方案与ADV7511

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