应用笔记 4522

低成本、双SCART机顶盒方案,支持Kanal+

By: Ozan Tasci

摘要 : 这篇应用笔记描述了采用MAX9655视频滤波放大器构建低成本、双SCART开关解决方案。本文还介绍了如何通过添加一个模拟多路复用器提供Kanal+支持。

引言

Kanal+支持允许VCR记录由STB和TV获取的音频和视频信号,无需改变TV、STB和VCR背板的SCART连接。

本文给出的基本连接允许VCR记录由STB获取的音频和视频信号。这里介绍的Kanal+支持允许在不改变TV背板连接的条件下,VCR能够记录由TV获取的音频和视频信号。使用这种方案,TV把音频和视频信号发送回STB;待机模式下,STB再把这些信号发给VCR。

MAX9655视频SCART开关针对双SCART机顶盒的音频和视频开关电路设计,为工程师提供了一种新方案。MAX9655电流损耗为21mA (典型值)和45mA (最大值,确保规格),每个引脚具有±2kV的ESD保护,支持下一代“绿色”设计并提供可靠的机顶盒方案。

传统的机顶盒设计使用集成SCART开关或4通道、5通道视频滤波放大器。无论集成方案还是分立方案都具有一定的优势和缺陷。集成SCART开关价格昂贵,但是设计简单,具有低功耗模式,占用较小的PCB (印刷电路板)面积,而且可以抑制音频咔嗒/噼噗声。因此,集成SCART开关更适合高端机顶盒、个人录像机等应用。分立方案采用独立的视频滤波放大器,成本较低,适用于大批量生产的中、低端机顶盒。但这些低成本分立设计不具备集成SCART开关的某些优势。

Maxim的新一代视频SCART开关MAX9655和MAX9656,具有集成SCART设计的性能优势和分立方案的低成本特点。即使与分立视频滤波器相比,MAX9655的成本也极具竞争优势。它具有集成SCART方案的绝大多数优势,例如:低功耗、较小的PCB面积、极少的外围元器件等。

本应用笔记讨论了在常见的两种不同架构的机顶盒设计中如何使用MAX9655。第一种架构针对最低成本、最少元器件数量的双SCART机顶盒设计,不支持Kanal+;第二种架构通过简单地增加一片4053模拟多路复用器即可获得Kanal+支持。

SCART基本方案

图1展示了基本应用框图。MAX9655与简单的4053型模拟多路复用器一起使用,构成双SCART机顶盒的音频/视频切换电路,图3 (下图)给出了相应的电路原理图。

图1. 利用MAX9655和4053构建的双SCART原理框图
图1. 利用MAX9655和4053构建的双SCART原理框图

来自MPEG解码器和VCR SCART的CVBS和RGB信号通过交流耦合送入MAX9655的输入端。根据由软件控制的TV/VCR_SELECT引脚,MAX9655选择一组视频信号送入TV SCART。当TV/VCR_SELECT引脚为低电平时,选择MPEG解码器的CVBS和RGB输出,经过滤波和2V/V固定增益放大后,发送到TV SCART;当TV/VCR_SELECT控制引脚为高电平时,选择来自VCR SCART的CVBS和RGB信号,经过滤波放大,发送到TV SCART。

4053模拟多路复用器用于选择相应的音频信号。把MPEG解码器的音频输出与来自VCR SCART的音频信号连接到4053模拟多路复用器。当TV/VCR_SELECT控制引脚为低电平时,MPEG解码器的音频输出送至TV SCART;当该控制引脚为高电平时,来自VCR SCART的音频信号送入TV SCART。4053模拟多路复用器必须由适当的VCC供电,以便通过2VRMS的音频信号。在模拟开关前、后,输入音频信号需要偏置到适当电平,以便无失真地通过音频信号的负电压部分。经过开关切换的音频信号送入TV SCART之前必须采用交流耦合。

MPEG解码器输出的CVBS和音频信号始终发送到VCR SCART,不处理来自TV SCART的CVBS和音频信号。

图1设计在基本双SCART机顶盒中能够很好地运行。MAX9655处理视频信号所需的切换、滤波和放大,4053模拟多路复用器则作为音频开关。4053 IC的一路模拟开关没有使用,可以用作其它功能,例如切换第8和第16引脚的信号。当机顶盒进入或退出待机模式时,TV/VCR_SELECT控制引脚的状态将发生改变。

可选择的Kanal+支持

图2所示,通过增加虚线框内电路,提供Kanal+支持。图4给出了相应的电路原理图。

图2. 在图1 MAX9655设计中增加第二个4053多路复用器,提供Kanal+支持。
图2. 在图1 MAX9655设计中增加第二个4053多路复用器,提供Kanal+支持。

为提供Kanal+支持,需要使用第二片4053多路复用器。图2中,第二片4053 (底部)中的一路模拟开关用于选择MPEG解码器的CVBS输出和来自TV SCART的CVBS输入。这个开关输出在图2中标记为CVBS_MPEG&TV,作用到MAX9655的输入端,第4引脚。

机顶盒在待机模式时,TV/VCR_SELECT控制引脚置为低电平。这时,4053可以选择MPEG_CVBS_OUT,并把该信号送入MAX9655。由于TV/VCR_SELECT为低电平,MAX9655同样选择该信号,并经过滤波放大后将其发送到TV SCART和VCR SCART。结果是将MPEG解码器输出的CVBS和RGB视频信号同时送到TV SCART和VCR SCART—这也正是机顶盒正常工作所要求的结果。

当机顶盒处于待机模式时,TV/VCR_SELECT置为高电平。该模式下,下方的4053选择TV_CVBS_IN并将其送入MAX9655。由于TV/VCR_SELECT置为高电平,TV_CVBS_IN只能送入VCR_CVBS_OUT;TV_CVBS_OUT连接到VCR_CVBS_IN,这也正是Kanal+所要求的。

结论

图1和图2所示设计说明了MAX9655在双SCART机顶盒中的应用。如果不需要Kanal+支持,推荐使用图1电路;需要Kanal+支持时,可使用图2电路。根据对Kanal+的要求,可以安装额外的4053或3个跳线。

由于输入同步头钳位电路建立内部直流电平,所有连接到MAX9655的视频输入必须采用交流耦合。唯一例外是在Kanal+架构中的CVBS_MPEG&TV输入信号。由于需要对所选择的视频加直流偏置,使其无失真地通过外部4053模拟开关,由MAX9655的输入同步头钳位电路建立的直流电平可以用于此目的。CVBS_MPEG&TV可以直流耦合输入到MAX9655,表1所示的TV_CVBS_IN和MPEG_CVBS_OUT视频输入必须交流耦合至4053。

表1. 对应于TV/VCR_SELECT的SCART输出
  TV/VCR_SELECT=0 TV/VCR_SELECT=1
TV_CVBS_OUT MPEG_CVBS_OUT VCR_CVBS_IN
VCR_CVBS_OUT MPEG_CVBS_OUT TV_CVBS_IN
TV_R_OUT MPEG_R_OUT VCR_R_IN
TV_G_OUT MPEG_G_OUT VCR_G_IN
TV_B_OUT MPEG_B_OUT VCR_B_IN
TV_RIGHT_OUT MPEG_RIGHT_OUT VCR_RIGHT_IN
TV_LEFT_OUT MPEG_LEFT_OUT VCR_LEFT_IN
VCR_RIGHT_OUT MPEG_RIGHT_OUT TV_RIGHT_IN
VCR_LEFT_OUT MPEG_LEFT_OUT VCR_LEFT_IN

两种方案均采用了针对双SCART机顶盒设计的MAX9655低功耗视频开关、滤波放大器,MAX9655采用3.3V单电源供电,其21mA (典型值)和45mA (最大值,确保规格)电流损耗能够为下一代“绿色”机顶盒设计提供更低的待机功耗。该器件具有±2kV的ESD保护,实际应用中安装75Ω电阻能够达到更好的效果。

图3. 图1所示基本双SCART开关的电路原理图
图3. 图1所示基本双SCART开关的电路原理图

图4. 图2中支持Kanal+双SCART开关的电路原理图
图4. 图2中支持Kanal+双SCART开关的电路原理图