使用ADV7612作为四路输入快速开关HDMI接收机的电路

　　电路功能与优势

　　ADV7612 是一款双端口 Xpressview 225 MHz HDMI 接收机，可在两个输入端之间实现快速开关。图1显示了使用两个ADV7612作为四路输入快速开关HDMI接收机的电路。

　　本电路显示了ADV7612的扩展性，在需要四个多路复用HDMI输入的应用中最高可达225 MHz TMDS（1080p60,每通道12位；148.5 MHz LLC像素时钟）或UXGA（1600 × 1200,每通道10位；162 MHz LLC像素时钟）。对此应用而言这是一种经济的解决方案，工作温度范围为-40°C至+85°C扩展工业温度范围。

图1. 双路ADV7612电路（简化原理图：未显示去耦、端接、复位和所有连接）

　　电路描述

　　ADV7612为双HDMI输入提供接收解决方案。图1显示如何在共享视频和音频总线上并联连接两个ADV7612,从而实现四个HDMI输入的多路复用。同时显示如何在不引起总线冲突的条件下设置I2C通信以及如何在信号源间切换。同时提供软件包，显示如何在HDMI中继器应用中处理通信和验证（参见 http://ez.analog.com/community/video）。

　　器件必须以非冲突方式从I2C总线加以控制。该电路的板布局十分关键，应遵循直线原理并使用可控阻抗，以降低反射和交叉耦合风险。完整PCB布局包括在设计支持包中，可从以下地址下载：www.analog.com/CN0224- DesignSupport. ADV7511 HDMI发射机用作后端器件。

　　总线输出状态

　　复位后，ADV7612使引脚P0-P35、HS、VS/FIELD/ALSB、DE、LLC、AP0…AP5、SCLK/INT2和MCLK/INT2进入三态。这些引脚可通过寄存器TRI_PIX、TRI_SYNCS、TRI_LLC、TRI_AUDIO设置为有效状态，如UG-216硬件用户指南所述，请访问http://ez.analog.com/docs/DOC-1751

　　视频和音频总线载入

　　每次仅一个ADV7612可访问AV总线；第二器件必须保持三态。假设输出驱动器阻抗（P0…P35）为10 Ω至20 Ω（最高驱动强度）且走线特性阻抗为75 Ω，需要55 Ω至65 Ω的串联电阻以匹配走线的特性阻抗。ADV7612上的三态输出总线驱动器具有20 pF的最大电容（请参考ADV7612 数据手册中的电气规格）。

　　布局和端接考量

　　对于本设计，必须确保传输线路得到正确端接且具有可控阻抗。否则，反射（可发生于较长线路上）可对发送的数据产生不利影响。

　　对于像素线路（P0…P35）、视频同步（VS/FIELD/ALSB、HS、DE）和音频线路（AP0、AP1/I2S_TDM、AP2…AP5、MCLK/INT2、SCLK/INT2）--LLC除外，建议在ADV7612驱动器端使用51 Ω的串联端接电阻，以及特性阻抗为75 Ω的走线。

　　线路锁定时钟（LLC）线路具有相同的75 Ω特性阻抗，不应有串联电阻，但远端应采用对称端接（150 Ω至+3.3 V以及150 Ω至GND），如图2所示。虽然理论上最佳端接值介于50 Ω与60 Ω间，但测试中发现对称75 Ω （2 ×150 Ω）端接可增加摆幅，使信号以中间电源（1.65 V）为中心，这一点十分理想。ADV7511 HDMI发射机包括在电路板上，用于发送两个ADV7612的多路复用输出。

图2. P0…P35数据线路和LLC走线的端接

　　图3至图6显示各种端接的波形。每种情况下，对称LLC端接被放置在远端（靠近ADV7511），串联端接电阻尽可能靠近两个ADV7612器件，如图2所示。

　　使用tektrONix P6243 FET探头（1 MΩ阻抗，1 GHz带宽，电容小于1 pF）和Tektronix TDS5104B示波器在ADV7511引脚上执行测量。

　　从波形可看出，在LLC线路上使用2 × 150 Ω端接确保了3.3 V的最大摆幅。

　　在数据线路上使用75 Ω会使边沿速度过低。数据线路上的33 Ω和15 Ω导致下降沿欠冲（图5和图6）和上升沿过冲（未显示）。因此LLC选择了2 × 150 Ω，数据线路上使用51 Ω，图9和图10中的眼图做了说明。

图3. 端接：LLC线路上为对称2 × 150 Ω，数据线路（HS）上为75 Ω。垂直刻度：1 V/div,水平刻度：2 ns/div

图4. 端接：LLC线路上为对称2 × 100Ω，数据线路（HS）上为51 Ω。垂直刻度：1 V/div,水平刻度：2 ns/div

图5. 端接：LLC上为对称2 × 68 Ω，数据线路（HS）上为串联33 Ω端接。注意0.5 V欠冲。垂直刻度：1 V/div,水平刻度：2 ns/div

图6. 端接：LLC上为对称2 × 33 Ω，数据线路（HS）上为串联15 Ω端接。注意1 V欠冲。垂直刻度：1 V/div,水平刻度：2 ns/div

　　放大 I2C 访问

　　上电后，两个ADV7612器件在主映射上将具有相同I2C 地址，这可能导致冲突。

　　两个器件上均提供一个CS CS 引脚，允许选择两个器件之一。CS线路拉低后， I2C 通信启用。

　　CS 线路拉高后，I2C 通信禁用。

　　简单的反相器可减少微控制器端所需的资源，如图7所示。

图7. I2C访问

　　CEC

　　电路板上是否实施CEC取决于最终用户，而非强制性。如果不需要CEC,CEC引脚应保持浮空（如 UG-216,的附录B:未使用引脚的推荐配置所述）。此用户指南可从 http://ez.analog.com/docs/DOC-1751下载。

　　另一种情况下，应使用独立引擎处理CEC命令。

　　XTAL_N、 XTAL_P

　　驱动ADV7612时钟有两种方式。两个器件可具有连接到XTAL_N和XTAL_P引脚的独立晶振，或者可共享相同信号时钟。本电路中，振荡器发出的的1.8 V信号时钟被提供给两个器件的引脚XTAL_P.在此配置下，XTAL_N必须保持浮空。必须确保正确的布线和接地布局，以消除敏感线路间的耦合。总线每条走线的长度应相同。

　　中断

　　两个器件的中断必须予以考虑。ADV7612具有两种可能的中断：INT1（INT1引脚）和INT2（通过SCLK/INT2、MCLK/INT2或HPA_A/INT2提供）。

　　不建议通过引脚MCLK/INT2或SCLK/INT2使用INT2,通过TRI_AUDIO寄存器使音频总线进入三态也会使这些引脚进入三态。

图8. 双ADV7612电路板解决方案与ADV7511

图9. 示波器屏幕截图。

图10. 示波器屏幕截图。

　　从ADV7612-U1驱动信号。在ADV7511输入端和像素线路P35测量LLC线路（162 MHz）。红色矩形显示ADV7511的眼罩。LLC上为2 × 150Ω对称端接，数据线路上为51 Ω串联电阻。垂直刻度：1 V/div,水平刻度：2 ns/div 从ADV7612-U43驱动信号。在ADV7511输入端和像素线路P35测量LLC线路（162 MHz）。红色矩形显示ADV7511的眼罩。LLC上为2 × 150 Ω对称端接，数据线路上为51 Ω串联电阻。垂直刻度：1 V/div,水平刻度：2 ns/div