廣播視頻產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷推動(dòng)著(zhù)性能的持續攀升，其中許多性能指標都超出了已公布的行業(yè)標準。要設計出滿(mǎn)足抖動(dòng)、眼圖和信號上升/下降等許多行業(yè)要求的產(chǎn)品，就需要各種各樣的組件。視頻信號路徑中的每個(gè)組件都可能影響產(chǎn)品的性能。 

模擬和混合信號串行數字接口（SDI）組件，如電纜均衡器、電纜驅動(dòng)器、時(shí)鐘恢復器、串行器/解串器（SER/DES）等，組成了視頻信號路徑的關(guān)鍵部分，它們對SDI視頻質(zhì)量產(chǎn)生關(guān)鍵影響，這些組件都有電源要求，尤其是VCC電壓紋波要求，而這些要求經(jīng)常被人們低估或誤解了。關(guān)注這一設計參數可以使產(chǎn)品之間出現很大的差異，其性能或者可以接受，或者非常出色。本文將討論VCC紋波對這些視頻組件性能的影響以及相關(guān)的權衡。 

圖1：SDI應用系統框圖 

如圖1所示的SDI組件VCC紋波規范通常不會(huì )出現在器件的產(chǎn)品數據表當中，因為紋波限制取決于具體產(chǎn)品的特定性能需求。例如，支持多高的視頻數據傳輸速率？在產(chǎn)品的輸入端需要多長(cháng)的電纜？滿(mǎn)足產(chǎn)品的設計規范需要控制SDI信號路徑每一級上出現的抖動(dòng)。 

一個(gè)SDI組件的VCC紋波可能對抖動(dòng)產(chǎn)生直接的影響，因此最終影響產(chǎn)品的性能。SDI組件的設計人員盡了最大努力使他們的器件能夠耐受電源紋波和噪聲。然而，了解針對這些器件的VCC紋波要求和相關(guān)的性能權衡仍然是一個(gè)重要的考慮因素。這一點(diǎn)尤其適用于3G數據傳輸速率和可實(shí)現更長(cháng)電纜長(cháng)度的新型組件。 

電纜均衡器 

電纜均衡器（EQ）是SDI信號路徑的接收組件，可以實(shí)現輸入視頻信號的放大和恢復。在一根180米長(cháng)的電纜（Belden 1694A）上，一個(gè)3G視頻信號可能會(huì )衰減高達50dB。這意味著(zhù)，經(jīng)過(guò)了180米的電纜到達EQ輸入端后，電纜驅動(dòng)器上一個(gè)振幅為800mV的信號將會(huì )下降約3mV。在為L(cháng)MH0394和LMH0395（雙輸出）這樣的3G EQ供電時(shí)，信噪比（SNR）起著(zhù)關(guān)鍵的作用，這類(lèi)組件可以恢復經(jīng)過(guò)180至200米之后電纜而損耗的信號。

圖2中的曲線(xiàn)顯示了基于視頻信號數據速率和所需的視頻電纜長(cháng)度的最大VCC電源紋波�？v軸表示的是一個(gè)對數坐標，使之更容易解決較長(cháng)電纜的允許紋波電壓難題。為了達到最大電纜長(cháng)度，標清（SD）和高清（HD）數據速率的紋波電壓限制分別約為58mV和22mV，而190米長(cháng)電纜的3G紋波電壓限制約為9mV。無(wú)論SDI數據速率或電纜長(cháng)度如何，紋波振幅應該≤100mV，以確保實(shí)現均衡器的全部功能。 

圖2：SDI均衡器的VCC紋波要求 

時(shí)鐘恢復器和Ser/Des 

像時(shí)鐘恢復器和Ser/DesSDI這樣的器件集成了鎖相環(huán)（PLL），可以滿(mǎn)足清潔電源的需求。視頻數據速率決定了PLL回路帶寬，因此，電源抑制比（PSRR）隨頻率變化。如圖3所示，視頻數據速率也就是電源的開(kāi)關(guān)頻率（Fsw）對VCC紋波的影響最大。設計較低Fsw的電源將允許器件的VCC有更多的紋波；這也將實(shí)現更高效率的電源解決方案。 

圖3：SDI時(shí)鐘恢復器和Ser/Des的VCC紋波要求

LMH0302 及LMH0307（雙輸出）的SDI電纜驅動(dòng)器有直接端接至VCC的輸出端，如圖4所示。鑒于此，任何VCC上的電源噪聲或紋波都直接傳送到輸出的視頻信號，并會(huì )在接收設備的輸入端作為附加抖動(dòng)顯示出來(lái)。像電纜EQ一樣，電纜驅動(dòng)器的VCC紋波限制取決于數據傳輸速率。從時(shí)間的角度看，較慢的數據傳輸速率有較大的單位間隔（UI），因此，UI也較大，較大的允許抖動(dòng)和相應的VCC紋波是可以接受的。

圖5中的曲線(xiàn)顯示了基于一個(gè)給定視頻數據速率的最大紋波電壓，以及電纜驅動(dòng)器對總輸出抖動(dòng)的相應影響。正如SDI信號路徑中的其他器件那樣，VCC波紋或VCC波紋缺乏是SNR的貢獻者，并由此產(chǎn)生了視頻信號的抖動(dòng)。綜上所述，電纜驅動(dòng)器上的VCC紋波將直接增加視頻信號的SNR，從而造成接收產(chǎn)品EQ的更大抖動(dòng)。 

圖4：LMH0302電纜驅動(dòng)器 

圖5 SDI電纜驅動(dòng)器允許的VCC紋波 

本文小結 

注重針對SDI系統電源設計的 VCC紋波水平可以實(shí)現一個(gè)產(chǎn)品的差異化，使其性能可以接受，或實(shí)現卓越的性能。反之，如果一個(gè)產(chǎn)品的抖動(dòng)水平或電纜長(cháng)度不是最佳的，就可能值得研究個(gè)別 SDI組件的VCC紋波了，看看可以做出怎樣的改善。設計有電壓紋波和噪聲＜10mV的開(kāi)關(guān)模式電源（SMPS）需要一定的細心。在大多數情況下，穩壓器輸出的紋波將會(huì )超過(guò)10mV。 

Simple Switcher易電源電源模塊就是一個(gè)明顯的例外。LMZ10503/4/5（3A、4A和5A）及LMZ2206/8/10（6A、8A和10A）等模塊是完全集成的、高效的降壓穩壓器，這些器件擁有低輸出紋波和優(yōu)良的熱性能，并符合EN55022（CISPR 22）電磁干擾（EMI）標準。線(xiàn)性壓差穩壓器（LDO）可以?xún)艋�一個(gè)電壓軌，而選擇正確的器件非常重要。LDO的PSRR會(huì )隨頻率下降，通常不足以?xún)艋�工作頻率Fsw大于100KHz條件下的開(kāi)關(guān)電源紋波。 

LP5900及LP3878 LDO可以顯著(zhù)衰減電源紋波和Fsw大于100KHz的開(kāi)關(guān)電源所產(chǎn)生的噪聲。像這些敏感設計的電源軌濾波也是一個(gè)值得考慮的方案。實(shí)現VCC紋波小于10mV的后置SMPS濾波器并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)，它將涉及器件的選擇和設計兩個(gè)方面。