THS8135：高性能視頻DAC的卓越之選

在視頻和圖形應用領域，數(shù)模轉換器（DAC）的性能直接影響著圖像的質量和顯示效果。TI推出的THS8135是一款專為視頻/圖形應用優(yōu)化的通用型高速DAC，它具備多種強大功能，能滿足不同場景的需求。今天，我們就來深入了解一下這款出色的產品。

文件下載：ths8135.pdf

產品概述

THS8135是一款三通道10位高速DAC，支持高達240MSPS的采樣率。它采用3.3V模擬電源和1.8V數(shù)字電源供電，具有低功耗的特點。該器件不僅適用于視頻應用，還提供了通用DAC模式，可用于非視頻應用。

主要特性

• 三通道10位D/A轉換：提供高精度的數(shù)模轉換，確保圖像的細膩度和色彩還原度。
• 多種數(shù)據(jù)格式支持：支持3x10 bit 4:4:4、2x10 bit 4:2:2或1x10 bit 4:2:2（ITU - R.BT656）多路復用YCbCr/GBR輸入數(shù)據(jù)格式，與多種視頻DSP/ASIC直接接口。
• 同步和消隱功能：可在綠色/亮度通道或所有通道上嵌入雙電平或三電平同步信號，同時支持消隱控制，確保視頻信號的正確顯示。
• 標準視頻輸出：提供符合ITU - R.BT601采樣標準的標準模擬輸出合規(guī)電平，支持全量程和縮減量程輸入代碼范圍。
• 靈活的配置：通過M1和M2控制信號，可靈活配置設備的工作模式和輸入格式。
• 通用DAC模式：在不需要同步嵌入的應用中，可選擇通用DAC模式，避免額外的直流偏置，降低功耗。

功能詳解

同步生成

SYNC和SYNC_T控制輸入可根據(jù)INS3_INT的設置，在AGY通道或所有三個通道上疊加額外的電流，從而生成雙電平或三電平同步脈沖。通過正確的時序輸入，用戶可以在模擬輸出上插入任何復合同步格式，包括水平同步、垂直同步、前后鋸齒和均衡脈沖。

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。消隱電平的位置和與有效視頻的關系取決于RGB和YCbCr顏色空間配置以及全量程和縮減量程輸入代碼范圍配置。

通用DAC模式與視頻DAC模式

在視頻DAC模式下，設備會在R、G、B和Y通道上提供額外的直流偏置，為負同步插入提供余量。而在通用DAC模式下，沒有直流偏置，適用于不需要同步嵌入的應用，可降低功耗并支持直流耦合。

設備配置

在視頻DAC模式下，M1和M2配置信號在SYNC發(fā)生L→H或H→L轉換后的第二個CLK上升沿采樣。根據(jù)SYNC轉換的極性，M1和M2的解釋不同，可配置設備的工作模式和輸入格式。

輸入格式選擇

設備可接受3x10b GBR或YCbCr輸入端口的數(shù)據(jù)。對于4:2:2采樣數(shù)據(jù)，可通過2x10 bit或1x10 bit多路復用輸入端口輸入。內部解復用器將輸入樣本路由到相應的DAC，確保數(shù)據(jù)的正確處理。

性能指標

電氣特性

• 電源電流：不同工作模式下的模擬和數(shù)字電源電流不同，如在AVDD = 3.3V，DVDD = 1.8V，CLK = 80 MSPS時，RGB模式下模擬電源電流為95mA，數(shù)字電源電流為14.5 - 15.7mA。
• 數(shù)字輸入特性：包括高電平輸入電流、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。
• 模擬輸出特性：DAC分辨率為10位，積分非線性（INL）和微分非線性（DNL）在不同模式下有不同的指標，還包括電源抑制比（PSRR）、通道間串擾（XTALK）、VREF輸出電阻等。

熱特性

該器件采用PowerPAD封裝，具有良好的散熱性能。熱阻參數(shù)包括結到環(huán)境熱阻（JA）和結到殼熱阻（JC），最大結溫為105℃。

與THS8133的兼容性

THS8135是THS8133的功能升級版，引腳兼容。主要區(qū)別在于電源供應和設備配置：

• 電源供應：THS8135的模擬電源為3.3V，數(shù)字電源為1.8V，而THS8133的模擬電源為5V，數(shù)字電源為3.3V - 5V。
• 設備配置：THS8135在視頻模式下對M1和M2信號進行采樣，而THS8133的M1信號是連續(xù)解釋的。此外，THS8135支持縮減量程輸入代碼范圍配置，而THS8133僅支持全量程。

應用建議

電源和電阻選擇

• 確保模擬電源（AVDD）為3.3V，數(shù)字電源（DVDD）為1.8V，并注意電源電壓的波動范圍。
• 選擇合適的$R{FS}$電阻連接到FSADJ和AVSS之間，以控制輸出電流驅動水平，并保證視頻與同步的7:3幅度比。在使用縮減量程范圍時，需根據(jù)需要調整$R{FS}$以增加DAC滿量程電流。

同步和消隱控制

• 在視頻DAC模式下，合理設置SYNC和SYNC_T信號的時序，以生成所需的同步格式。注意在同步期間保持SYNC低電平，并根據(jù)需要控制SYNC_T以確定三電平同步的正偏移。
• 使用BLANK控制輸入時，要考慮顏色空間和輸入代碼范圍配置對消隱電平的影響，確保輸出符合預期。

輸入數(shù)據(jù)格式配置

• 根據(jù)實際應用需求，通過M1_INT和M2_INT信號配置輸入格式化器，選擇合適的RGB/YCbCr顏色空間和輸入數(shù)據(jù)格式。對于4:2:2采樣數(shù)據(jù)，注意CLK頻率與轉換速度的關系。

熱管理

• 由于THS8135采用PowerPAD封裝，應將熱焊盤直接焊接到PCB上，并可通過熱過孔將其連接到適當?shù)你~平面或特殊散熱結構，以提高散熱效率。

總結

THS8135憑借其高性能、靈活性和兼容性，成為視頻和圖形應用中數(shù)模轉換的理想選擇。它不僅能提供高質量的視頻輸出，還能適應不同的應用場景和數(shù)據(jù)格式。無論是高清電視、機頂盒還是高分辨率圖像處理，THS8135都能發(fā)揮出色的性能。作為電子工程師，在設計相關產品時，不妨考慮這款優(yōu)秀的DAC，它將為你的設計帶來更多的可能性和優(yōu)勢。

你在使用THS8135的過程中遇到過哪些問題？或者對它的某些功能有更深入的探討需求嗎？歡迎在評論區(qū)留言分享。