引言
由於汽車配件市場的需求增長強勁，帶單個CVBS和單聲道音訊信號輸出的傳統單顯示器汽車DVD已無法滿足市場對多個顯示器(駕駛人員和乘客)和多個A/V(音訊/視頻)輸入端(如GPS分量輸入、倒車/側視攝像頭輸入和許多其他的輔助A/V輸入)的需求。本文將針對用於A/V信號調節的類比視頻應用給出全面的討論。此外，還將探討新的採用具有電流傳輸邏輯(CTLTM)技術的串列器/解串器解決方案的數位視訊信號傳輸方案，並闡釋這種技術在倒車後視攝像頭模組中的作用。
汽車DVD應用
圖1所示為汽車DVD設計中的視頻輸出架構。從汽車DVD到TFT平面顯示器的輸出視頻源不再是單純的DVD複合視頻輸出，而可能是具有S視頻、複合視頻和分量視頻等可配置視頻格式的GPS系統輸出。所有這些視頻輸出均饋送到視頻開關中(有多達12個輸入或更多)，所有輸入到輸出的路由路徑都通過在特定暫存器中寫入數值而由I2C介面來控制。
圖1. 汽車DVD模擬後端架構中所用的視頻開關矩陣
採用寬頻視頻開關矩陣後，所有輸入均可以最小失真與任意輸出相連接，或向所有輸出端群發，這樣一來，車上乘客既能夠收看相同的視頻內容，也可以根據自己的喜好選擇不同的內容。對絕大多數標準畫質/逐行/高畫質汽車DVD設計而言，100MHz的-3db頻寬都非常理想。視頻開關矩陣的輸出緩衝可提供可編程設計增益，以滿足增益要求超過6dB的長電纜線應用要求。如果需要任何額外的濾波，可以在開關矩陣之後放一個頻寬可選的視頻濾波器 (8MHz/16MHz/32MHz)作為重組濾波器。在這樣的設計中，串擾是產品設計人員和使用者都很關心的問題。因此，建議在設計階段就進行走線的電感和互感的最佳化。當然，如果需要，音訊信號路徑也可以採用類似於視頻路徑矩陣的開關矩陣和額外的基於運算放大器的主動濾波器，以便提高SNR。
數位視訊資料傳輸技術
隨著汽車智慧市場的發展，基於感測器的智慧視頻系統已在中階和高階汽車市場廣獲採納。例如，倒車和側視攝像頭就非常受消費者歡迎。數位介面，尤其是差動信號技術，由於具有更好的抗擾能力，並採用了可大幅減少攝像頭模組和顯示器之間線纜的串列/解串器架構，已取代傳統的類比視頻傳輸技術，受到設計人員所廣泛重用。這類應用中採用的典型差動信號技術是振幅只有350mV的低壓差動信號(LVDS)技術。該技術的優勢在於驅動器輸出端的輸出電流是恆定的，故具有恆定的邊緣速率，過衝(overshoot)和下衝(undershoot)均可減至最小，從而在降低EMI輻射之餘還能獲得出色的信號完整性。而其主要限制因素在接收器端。接收器架構通常包含跨導放大器，後面緊跟一個I-V轉換級。這種基於電壓感測的架構主要依賴驅動器輸出端電流來實現較高的輸送量，並對電纜線上的電容性負載非常敏感。在汽車倒車攝像頭應用中，當以較高資料率在較長線纜上傳輸資料時，這一點尤其顯著。這時，一般在接收器端需要中繼器來進行信號幅度恢復。
利用最新出現的真正電流感測傳輸技術CTL，可以獲得令人滿意的應用解決方案。串列器主要對攝像頭模組產生的並行TTL輸出信號進行序列化。然後，利用CTL技術線上纜上(只有4條線)傳輸經序列化的高速信號。在顯示幕端，解串器對串列視頻資訊進行解碼，使其重新恢復為並行TTL信號以驅動顯示幕。這種架構的優點包括：更小的線纜/連接器尺寸、通過差動信令技術得以提高的信號抗擾度，以及比傳統TTL乃至LVDS介面(低至少10db)小得多的EMI輻射(振幅只有大約100mV)。
CTL I/O技術和LVDS技術之間的主要差異在接收器邏輯狀態檢測方案上。對於CTL接收器，它檢測差動電流，而不是像LVDS技術那樣檢測差動電壓。因此，CTL介面對電容性負載的敏感性比LVDS技術低得多，這一點非常適用於需要較長線纜的汽車倒車應用。因其採用真正電流檢測方案，CTL技術不再需要高速LVDS資料路徑通常必需的LVDS中繼器。此外，相比LVDS，CTL技術還節省70%以上的功率(CTL技術每通道為1mA，而LVDS I/O每通道為3.5mA)。對於這類高速設計，應予以重點關注的是高速串列信號佈局中差動線需等長且等負載，以減小正負差動對間的擺幅。
結語
市場對汽車音樂/顯示系統更多功能的需求不斷增長，繼續推動信號傳輸/調節或類比前/後端路由方面的高性能類比產品的快速採納。由於汽車市場發展勢頭強勁，在亞洲尤其是中國，這一市場領域越來越強大。對於具有多個顯示負載的視頻輸出架構市場，高驅動能力和寬頻寬視頻開關矩陣/濾波器，以及低EMI差動信號技術將會非常流行。
由於汽車配件市場的需求增長強勁，帶單個CVBS和單聲道音訊信號輸出的傳統單顯示器汽車DVD已無法滿足市場對多個顯示器(駕駛人員和乘客)和多個A/V(音訊/視頻)輸入端(如GPS分量輸入、倒車/側視攝像頭輸入和許多其他的輔助A/V輸入)的需求。本文將針對用於A/V信號調節的類比視頻應用給出全面的討論。此外，還將探討新的採用具有電流傳輸邏輯(CTLTM)技術的串列器/解串器解決方案的數位視訊信號傳輸方案，並闡釋這種技術在倒車後視攝像頭模組中的作用。
汽車DVD應用
圖1所示為汽車DVD設計中的視頻輸出架構。從汽車DVD到TFT平面顯示器的輸出視頻源不再是單純的DVD複合視頻輸出，而可能是具有S視頻、複合視頻和分量視頻等可配置視頻格式的GPS系統輸出。所有這些視頻輸出均饋送到視頻開關中(有多達12個輸入或更多)，所有輸入到輸出的路由路徑都通過在特定暫存器中寫入數值而由I2C介面來控制。
圖1. 汽車DVD模擬後端架構中所用的視頻開關矩陣
採用寬頻視頻開關矩陣後，所有輸入均可以最小失真與任意輸出相連接，或向所有輸出端群發，這樣一來，車上乘客既能夠收看相同的視頻內容，也可以根據自己的喜好選擇不同的內容。對絕大多數標準畫質/逐行/高畫質汽車DVD設計而言，100MHz的-3db頻寬都非常理想。視頻開關矩陣的輸出緩衝可提供可編程設計增益，以滿足增益要求超過6dB的長電纜線應用要求。如果需要任何額外的濾波，可以在開關矩陣之後放一個頻寬可選的視頻濾波器 (8MHz/16MHz/32MHz)作為重組濾波器。在這樣的設計中，串擾是產品設計人員和使用者都很關心的問題。因此，建議在設計階段就進行走線的電感和互感的最佳化。當然，如果需要，音訊信號路徑也可以採用類似於視頻路徑矩陣的開關矩陣和額外的基於運算放大器的主動濾波器，以便提高SNR。
數位視訊資料傳輸技術
隨著汽車智慧市場的發展，基於感測器的智慧視頻系統已在中階和高階汽車市場廣獲採納。例如，倒車和側視攝像頭就非常受消費者歡迎。數位介面，尤其是差動信號技術，由於具有更好的抗擾能力，並採用了可大幅減少攝像頭模組和顯示器之間線纜的串列/解串器架構，已取代傳統的類比視頻傳輸技術，受到設計人員所廣泛重用。這類應用中採用的典型差動信號技術是振幅只有350mV的低壓差動信號(LVDS)技術。該技術的優勢在於驅動器輸出端的輸出電流是恆定的，故具有恆定的邊緣速率，過衝(overshoot)和下衝(undershoot)均可減至最小，從而在降低EMI輻射之餘還能獲得出色的信號完整性。而其主要限制因素在接收器端。接收器架構通常包含跨導放大器，後面緊跟一個I-V轉換級。這種基於電壓感測的架構主要依賴驅動器輸出端電流來實現較高的輸送量，並對電纜線上的電容性負載非常敏感。在汽車倒車攝像頭應用中，當以較高資料率在較長線纜上傳輸資料時，這一點尤其顯著。這時，一般在接收器端需要中繼器來進行信號幅度恢復。
利用最新出現的真正電流感測傳輸技術CTL，可以獲得令人滿意的應用解決方案。串列器主要對攝像頭模組產生的並行TTL輸出信號進行序列化。然後，利用CTL技術線上纜上(只有4條線)傳輸經序列化的高速信號。在顯示幕端，解串器對串列視頻資訊進行解碼，使其重新恢復為並行TTL信號以驅動顯示幕。這種架構的優點包括：更小的線纜/連接器尺寸、通過差動信令技術得以提高的信號抗擾度，以及比傳統TTL乃至LVDS介面(低至少10db)小得多的EMI輻射(振幅只有大約100mV)。
CTL I/O技術和LVDS技術之間的主要差異在接收器邏輯狀態檢測方案上。對於CTL接收器，它檢測差動電流，而不是像LVDS技術那樣檢測差動電壓。因此，CTL介面對電容性負載的敏感性比LVDS技術低得多，這一點非常適用於需要較長線纜的汽車倒車應用。因其採用真正電流檢測方案，CTL技術不再需要高速LVDS資料路徑通常必需的LVDS中繼器。此外，相比LVDS，CTL技術還節省70%以上的功率(CTL技術每通道為1mA，而LVDS I/O每通道為3.5mA)。對於這類高速設計，應予以重點關注的是高速串列信號佈局中差動線需等長且等負載，以減小正負差動對間的擺幅。
結語
市場對汽車音樂/顯示系統更多功能的需求不斷增長，繼續推動信號傳輸/調節或類比前/後端路由方面的高性能類比產品的快速採納。由於汽車市場發展勢頭強勁，在亞洲尤其是中國，這一市場領域越來越強大。對於具有多個顯示負載的視頻輸出架構市場，高驅動能力和寬頻寬視頻開關矩陣/濾波器，以及低EMI差動信號技術將會非常流行。
