THS8135：高性能視頻DAC的卓越之選

在當(dāng)今的電子世界中，視頻處理技術(shù)不斷發(fā)展，對于高性能視頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的需求也日益增長。TI（德州儀器）的THS8135便是一款在視頻應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)出色的通用型高速DAC，下面我們就來深入了解一下它。

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一、產(chǎn)品概述

THS8135是一款專為視頻/圖形應(yīng)用優(yōu)化的通用型三通道高速DAC。它采用3.3V模擬電源和1.8V數(shù)字電源供電，最高采樣率可達(dá)240MSPS。該器件由三個10位DAC以及用于雙電平/三電平同步和消隱電平生成的額外電路組成。

1. 主要特性

• 三通道10位D/A轉(zhuǎn)換器：能夠提供高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換，滿足視頻信號處理的需求。
• 240-MSPS高速操作：支持高速數(shù)據(jù)處理，適用于高分辨率視頻應(yīng)用。
• 可配置消隱電平：支持YPbPr/RGB配置，可針對全量程（0 - 1023）或符合ITU - R.BT601標(biāo)準(zhǔn)的視頻輸入代碼范圍進(jìn)行正確定位。
• 通用三DAC模式：適用于非視頻應(yīng)用，增加了產(chǎn)品的通用性。
• 直接驅(qū)動雙端75 - Ω負(fù)載：可直接輸出標(biāo)準(zhǔn)視頻電平，簡化了電路設(shè)計(jì)。
• 多種輸入數(shù)據(jù)格式：支持3x10 Bit 4:4:4、2x10 Bit 4:2:2或1x10 Bit 4:2:2（ITU - R.BT656）復(fù)用YCbCr/GBR輸入數(shù)據(jù)格式。
• 同步生成功能：支持雙電平（EIA）或三電平（SMPTE）同步生成，可在綠色/亮度通道或所有通道上插入同步信號。
• 內(nèi)部電壓基準(zhǔn)：提供穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)，保證轉(zhuǎn)換精度。
• 低功耗運(yùn)行：采用3.3V模擬和1.8V數(shù)字電源供電，降低了功耗。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

• 高清電視（HDTV）機(jī)頂盒/接收器/顯示器：為高清視頻顯示提供高質(zhì)量的信號轉(zhuǎn)換。
• 高分辨率圖像處理：滿足高分辨率圖像的處理需求。

二、功能特性詳解

1. 同步生成

通過SYNC和SYNC_T控制輸入，可根據(jù)INS3_INT的設(shè)置在AGY通道或所有三個通道上疊加額外電流，生成雙電平負(fù)向脈沖或三電平脈沖。用戶通過正確的時序輸入，可在模擬輸出上插入包含水平同步、垂直同步、前后鋸齒和均衡脈沖的復(fù)合同步格式。

2. 消隱生成

BLANK控制輸入可將所有通道的輸出幅度固定為消隱電平，不受數(shù)據(jù)輸入端口值的影響。消隱電平的位置因RGB和YCbCr顏色空間配置以及全量程和縮減量程（ITU - R.BT601）輸入代碼范圍配置而異。

3. 通用DAC模式與視頻DAC模式

• 視頻DAC模式：為R、G、B和Y通道提供額外的直流偏置，為負(fù)同步插入提供余量，但可能會導(dǎo)致額外的功耗，并可能影響DAC輸出的直流耦合。
• 通用DAC模式：不添加任何直流偏置，不支持同步插入，僅支持全量程操作。在該模式下，對于全范圍視頻輸入，DAC輸出合規(guī)性更高，可達(dá)1.286Vpp（標(biāo)稱雙75 - Ω終端負(fù)載），適用于復(fù)合視頻（NTSC/PAL/SECAM）的D/A轉(zhuǎn)換。

通過SYNC和SYNC_T的設(shè)置組合可控制通用DAC模式和視頻DAC模式的選擇。用戶在使用視頻DAC模式時，需確保在同步插入周期外將SYNC_T保持為低電平，以防止進(jìn)入通用DAC模式。

4. 顏色空間和輸入格式化配置

輸入數(shù)據(jù)可通過3x10b GBR或YCbCr輸入端口提供。對于4:2:2采樣數(shù)據(jù)，可通過2x10位或1x10位復(fù)用輸入端口輸入。內(nèi)部解復(fù)用器將輸入樣本路由到相應(yīng)的DAC。根據(jù)M1_INT和M2_INT信號，可確定輸入格式化的可能配置，同時顏色空間選擇也會決定消隱電平的位置。

5. 全量程或縮減量程ITU.BT601模式選擇

在視頻DAC模式下，BLNK_INT可設(shè)置DAC輸出上生成的消隱電平，可對應(yīng)全量程代碼范圍或符合ITU - R.BT601的縮減量程代碼范圍。通用DAC模式下，BLNK_INT控制不可用，設(shè)備始終假設(shè)全量程輸入代碼范圍。

6. DAC操作

模擬輸出驅(qū)動器的驅(qū)動電平可通過連接到FSADJ引腳的電阻RFS進(jìn)行用戶修改。所有電流源幅度（視頻、消隱和同步）均來自內(nèi)部電壓基準(zhǔn)，確保同步、消隱和視頻的相對幅度始終保持其標(biāo)稱關(guān)系。

三、引腳功能

四、電氣特性

1. 電源特性

在不同的時鐘頻率和工作模式下，模擬和數(shù)字電源的工作電流和功耗有所不同。例如，在CLK = 240MSPS，AVDD = 3.3V，DVDD = 1.8V的RGB模式下，模擬電源工作電流為89 - 100mA，數(shù)字電源工作電流為38 - 41mA，功耗為373 - 394mW。

2. 數(shù)字輸入特性

數(shù)字輸入的高電平輸入電流、低電平輸入電流、輸入電容、數(shù)據(jù)和控制輸入的建立時間和保持時間等參數(shù)都有明確的規(guī)定，以確保數(shù)字信號的正確傳輸和處理。

3. 模擬輸出特性

• DAC分辨率：10位。
• 積分非線性（INL）：在不同模式下有不同的取值范圍，如在RGB全量程視頻模式下，INL為 - 1.1/0.9 LSB至 - 2/1.5 LSB。
• 差分非線性（DNL）：在不同模式下，DNL一般在±0.4 - ±1 LSB之間。
• 電源紋波抑制比（PSRR）：在f = DC時，PSRR為38.5dB。
• 通道間串?dāng)_（XTALK）：在f = 1MHz時，串?dāng)_為 - 63dB；在f = 30MHz時，串?dāng)_為 - 39dB。

五、與THS8133的對比及兼容性

1. 電源供應(yīng)

THS8135是THS8133的功能超集，并且引腳兼容。但兩者的電源供應(yīng)水平有所不同，THS8135使用3.3V模擬電源和1.8V數(shù)字電源，而THS8133的電源供應(yīng)需根據(jù)具體情況調(diào)整。

2. 設(shè)備配置

在視頻模式下，THS8135在SYNC轉(zhuǎn)換后CLK的第二個上升沿對M1和M2進(jìn)行采樣，M1根據(jù)SYNC轉(zhuǎn)換極性被解釋為M1_INT或BLK_INT。而THS8133的M1信號不進(jìn)行采樣，僅被解釋為M1_INT，且不提供縮減量程輸入代碼范圍配置。

3. DAC輸出

THS8135的消隱電平位置與THS8133不同，這是為了適應(yīng)全量程和縮減量程配置。當(dāng)DAC輸出交流耦合時，輸出視頻波形通常不會改變，接收端的鉗位電路會將信號恢復(fù)到適當(dāng)?shù)闹绷麟娖健?/p>

4. 模式差異

THS8133不提供通用DAC模式，而THS8135通過特定的控制信號組合引入了通用視頻模式。

六、總結(jié)

THS8135作為一款高性能的視頻DAC，具有豐富的功能和出色的電氣特性。它不僅適用于視頻應(yīng)用，還可用于非視頻應(yīng)用，為工程師提供了更多的選擇。其與THS8133的兼容性也使得在升級或替換設(shè)備時更加方便。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理配置THS8135的工作模式和參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的性能。你在使用THS8135的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。