HDTV的完整音视频解决方案

摘要：尽管目前销售的每台数字电视从尺寸、形状、大小来说各不相同，销售人员对不同型号的介绍也大不一样，但是数字电视机内部的基本结构却十分相似。总体说来，DTV可大致分为以下几个主要部分：显示器(与驱动器)、内核媒体引擎、音频解码与处理、视频解码与处理、高频头电路、接口模块和电源等。

不管是受摩尔定律还是消费者需求的推动，当前电视机对性能的要求大幅提升。具有数据处理量是标准清晰度(SD)电视格式 6 倍的1,080像素高清晰度(HD)格式、管理DTV、IPTV 以及视频会议广播、处理杜比 AC-3、MPEG 以及其它音频格式等，都已迅速成为数字电视(DTV)的必备功能。

除了与音视频与输入信号格式有关的技术要求外，数字电视还涉及几种显示方式：前投、背投、DLP、LCD、等离子以及 CRT等。不管是通过手表内置的1英寸显示器观看电视，还是使用将整个墙面用作显示屏的投影系统，这种显示尺寸和性能的组合都是丰富多样的。

尽管目前销售的每台数字电视从尺寸、形状、大小来说各不相同，销售人员对不同型号的介绍也大不一样，但是数字电视机内部的基本结构却十分相似。总体说来，DTV可大致分为以下几个主要部分：显示器(与驱动器)、内核媒体引擎、音频解码与处理、视频解码与处理、高频头电路、接口模块和电源等。

图1是高清晰度数字电视(HDTV)在半导体功能层面上的基本结构图。这些元件大多数都可以从同一家公司获得，从而能在确保兼容性的同时加快设计周期，更快地将产品推向市场。德州仪器(TI)不仅提供开发 HDTV 所需的几乎所有半导体元件，而且还组建了专门的工作小组，以推进音视频与 DLP 技术的发展，改善用户的电视体验。TI的TMS320DM644x系列、达芬奇数字媒体处理器和其它内核处理功能，以及丰富的高性能模拟元件具有集成度高、灵活性高及方便易用的特点，可以满足快速发展的DTV市场需求。充分利用高性能音视频编解码器、图形加速功能、通信与支持服务，对开发满足家庭娱乐体验需求的融合应用至关重要。

图1：典型的数字电视系统可大致分为显示器(与驱动器)、内核媒体引擎、音频解码与处理、视频解码与处理、高频头电路、接口模块和电源等主要部分。

视频解决方案

消费者观赏电视节目时最重视的或许是视频体验。画面的分辨率、亮度、对比度、清晰度等因素都会影响用户的真实体验。电视机是否支持多种ATSC DTV格式、NTSC与PAL解码、复合视频信号与S视频信号输入，以及2D自适应滤波技术等也非常关键。随着HDTV技术的不断发展，支持1080i分辨率和3D自适应滤波也将成为标准功能。在图1中的方案中，TI 提供视频解码器系列(如TVP5160)、模数转换器(ADC)(如TVP7001)、视频缓冲器(如TIV7327)等各种在满足系统成本目标的同时提供高性能的产品。

图 2 给出了TVP5160视频解码器的数据流路径，该器件可处理NTSC、PAL、SECAM、 S-Video、SCART、YpbPr、RGB、480p及其它输入格式的信号。DTV应当具备这种灵活性，以确保一种型号的产品能适应实的任意设置。DTV解码器的典型特性包括同步、消隐、场、活动视频窗口、水平与垂直同步、时钟、同步锁相(针对下行视频编码器同步)、主机CPU中断以及可编程逻辑I/O信号等，这些都是除视频数据输出和先进的场消隐期(VBI)数据恢复之外，应当具备的功能。TI的某些视频解码器还具备另外一个特性，即能支持VBI数据处理器(VDP)，可对电视图文广播、隐藏式字幕(CC)及其它VBI数据进行分割、解析和故障检查。内置的FIFO不仅能够存储多达11行的电视文字广播数据，而且利用适当的主机端口同步信号，还可进行全屏电视文字广播搜索。TVP5146M2解码器可以通过输出格式器，传输两倍的原始采样亮度数据，以便进行主机VBI处理。

就信号链路中的ADC而言，TVP700x系列ADC具有多种优势。它们不仅能够进一步降低抖动，提高视频系统的图形质量，还支持PC与 HD视频输出所需的更高带宽等。这种8/10位三通道ADC的速率高达165Msps，并提供丰富的视频功能，非常适用于商用投影仪、电视机以及机顶盒等应用。

最后，我们还要将视频信号链的输出分辨率与显示屏的功能及输入信号的分辨率相匹配，以便优化视频设计。过去，对于分辨率较低的CRT电视而言，采用性能较低的前端尚可为人们所接受，但就当前显示屏的分辨率而言，任何模拟前端的噪声或失真都会对DTV屏幕上的图像造成明显的影响。

图2：解码器数据流结构图。

来源：电子系统设计