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Au fur et à mesure que la technologie d’affichage de la télévision haute définition (HDTV) mûrit, la qualité du traitement vidéo et audio analogique finira par différencier les téléviseurs. Le traitement numérique en TVHD (y compris la mise à l’échelle de l’image, le désentrelacement et la démodulation MPEG) continue de jouer un rôle important, mais ces fonctions seront bientôt normalisées. Le traitement analogique des signaux vidéo et audio dans les téléviseurs HD affecte directement “l’expérience de visionnage de la télévision” de l’utilisateur, mais les fabricants de téléviseurs HD recherchent rapidement des améliorations dans la conception de leurs circuits analogiques de télévision pour augmenter les ventes et les bénéfices.
Dans les téléviseurs à cristaux liquides (LCD) et les téléviseurs plasma (PDP), les écrans plats eux-mêmes se sont historiquement différenciés dans les performances principales des téléviseurs HDTV. Les écrans plats LCD de septième et huitième génération coûtent des milliards de dollars à développer, mais l’intensification récente des écrans PDP a forcé certaines entreprises à former des coentreprises pour partager leurs ressources financières et leur technologie. Actuellement, presque tous les principaux fabricants de téléviseurs LCD et de téléviseurs PDP sont en coentreprise avec d’autres fabricants de téléviseurs qui produisent principalement des conceptions d’écrans d’affichage. Cela a créé des « règles du jeu équitables » concernant les performances des écrans LCD et PDP. Les écrans de ces coentreprises sont actuellement utilisés dans plusieurs modèles de téléviseurs HD concurrents de différents fabricants de téléviseurs.
Une interface analogique est nécessaire pour prendre en charge les appareils plus anciens
Même au stade émergent de la diffusion numérique haute définition, la TVHD nécessite toujours une interface analogique et une interface numérique. Nous avons besoin d’interfaces analogiques de signaux composites, composantes et RVB pour prendre en charge les anciens équipements de définition standard (SD) tels que les enregistreurs vidéo (magnétoscopes), les caméscopes, les lecteurs de DVD et les ordinateurs personnels (PC). Parce que les utilisateurs s’attendent à ce que leurs programmes TV SD aient la même qualité que les programmes TV haute définition (HD), des interfaces analogiques hautes performances doivent être conçues. Un décodeur vidéo multiformat intégré tel que l’ADV7403 d’Analog Devices comprend un décodeur vidéo hautes performances pour les signaux vidéo composites et un convertisseur analogique-numérique (ADC) à trois canaux pour la vidéo analogique composante numérique et RVB.
Lors de la conception d’une interface analogique, il est important de fournir une alimentation électrique propre et à faible bruit et d’utiliser des pistes de circuit imprimé (PCB) courtes du connecteur à l’entrée de l’appareil. Nous recommandons également une conception de circuit imprimé avec un plan de masse solide pour minimiser le bruit total et les réflexions du circuit imprimé. Des longueurs de trace plus courtes aux sorties numériques (données et horloge) aident à réduire la possibilité de réflexions de signal haute fréquence qui peuvent compromettre l’intégrité du signal.
Étant donné que les signaux analogiques YUV enregistrés dans les films DVD ont une résolution de 10 bits (qui peut représenter plus d’un milliard de couleurs différentes), il est très important de choisir une interface analogique qui utilise un ADC de résolution 10 bits (ou supérieure) pour reproduire avec précision couleurs. Par exemple, le décodeur vidéo multiformat ADV7403 d’ADI intègre un ADC 12 bits, 140 MHz pour améliorer au maximum la qualité de l’image.
Schéma fonctionnel du décodeur vidéo multiformat ADV7403 12 bits
L’audio pose plus de défis pour la TVHD
Le traitement audio dans la TVHD présente plusieurs défis de conception intéressants. La tendance aux armoires de télévision plus étroites a entraîné une réduction de la taille des haut-parleurs tout en réduisant l’espace nécessaire à l’amplificateur pour dissiper la chaleur. Étant donné que les téléviseurs HD sont couramment utilisés comme home cinéma, les circuits audio du téléviseur doivent prendre en charge les derniers algorithmes de son surround et d’amplification des basses. La TVHD doit accomplir ces améliorations majeures de l’audio SD tout en atteignant les objectifs ambitieux de faible coût et de lancement précoce sur le marché. Moniteur à tube cathodique (CRT) Les téléviseurs SD ne peuvent reproduire que le son stéréo (audio 2.0) et disposent d’un grand meuble TV pouvant accueillir facilement des haut-parleurs de taille appropriée. Les téléviseurs HD avec écrans LCD ou plasma ont des boîtiers TV étroits qui nécessitent des haut-parleurs plus petits, ce qui limite les performances acoustiques. Les programmes de télévision HDTV sont diffusés en son surround (audio 5.1), de sorte que les ingénieurs de conception audio doivent concevoir des produits audio de haute qualité qui permettent aux téléviseurs HDTV de fonctionner dans ces contraintes tout en respectant des exigences de coût strictes. Actuellement, les ingénieurs de conception utilisant des processeurs audio programmables peuvent développer une plate-forme audio à haut-parleur unique qui peut être intégrée dans différents modèles de produits HDTV pouvant utiliser des haut-parleurs de différentes tailles. En utilisant les dernières recherches en psychoacoustique, les ingénieurs concepteurs ont développé de nouveaux algorithmes de processeur audio qui utilisent deux ou trois haut-parleurs en HDTV pour donner aux auditeurs l’expérience du son qui proviendrait d’un système de son surround multi-haut-parleurs complet.
Schéma fonctionnel du processeur audio programmable ADAV400
Pour prendre en charge correctement les algorithmes de son surround virtuel et surround tiers populaires, un processeur audio doit inclure un codec audio et un convertisseur numérique-analogique (DAC) avec de bonnes performances analogiques. Par exemple, l’ADAV400 d’Analog Devices avec égalisation active (utilisée pour compenser les haut-parleurs étroits) prend en charge les algorithmes tiers populaires et les performances analogiques nécessaires pour produire un son riche et riche. Des outils logiciels graphiques tels que SigmaStudio permettent un contrôle complet sur l’ensemble de l’environnement sonore.
Bibliothèque étendue d’algorithmes audio
Enfin, les amplificateurs audio de classe D minimisent la taille des dissipateurs thermiques et autres composants externes, ce qui les rend adaptés aux espaces restreints des nouveaux produits HDTV. L’utilisation de grands tubes cathodiques dans les téléviseurs CRT laisse suffisamment d’espace dans le châssis pour les concepteurs audio, permettant aux concepteurs audio de téléviseurs CRT d’utiliser des amplificateurs de classe AB, qui sont inefficaces et nécessitent souvent des dissipateurs thermiques surdimensionnés. En utilisant un amplificateur audio de classe D efficace tel que l’AD1991 d’Analog Devices (> 85 % d’efficacité à pleine puissance), les ingénieurs concepteurs peuvent adapter leurs circuits d’amplification audio dans leurs espaces restreints sans compromettre la qualité audio ou la puissance de sortie.
HDMI est l’interface pour regarder le dernier DVD haute définition
L’interface multimédia haute définition (HDMI) devient rapidement l’interface numérique de choix pour connecter des téléviseurs HD et des décodeurs, des lecteurs ou enregistreurs de DVD, des récepteurs audio et vidéo (A/V) et des lecteurs multimédias personnels. Étant donné que la transition des interfaces analogiques (signaux composites, composants et RVB) aux interfaces numériques (telles que HDMI) devrait prendre plusieurs années, il est nécessaire que les téléviseurs HD prennent en charge les deux interfaces. Les produits à double interface, tels que l’AD9380 d’Analog Devices, constituent une solution économique pour prendre en charge les interfaces analogiques héritées et les futures interfaces HDMI.
Schéma fonctionnel de l’interface analogique double AD93808bit et de l’interface d’affichage HDMI
L’interface HDMI fonctionne à des débits de données en gigahertz, de sorte que les concepteurs de systèmes doivent utiliser des techniques de conception analogiques à grande vitesse. Afin de répondre aux exigences de la spécification de test de conformité HDMI, la piste PCB entre le connecteur HDMI et l’entrée du récepteur doit être soigneusement contrôlée afin que la capacité d’entrée différentielle soit inférieure à la valeur spécifiée. La longueur de trace PCB entre le connecteur HDMI et l’entrée de l’appareil doit être aussi courte que possible pour maintenir l’intégrité du signal T_MDS. Nous vous recommandons d’utiliser un plan de masse adapté à tout PCB avec une interface HDMI. L’utilisation de plusieurs plans de masse peut être préjudiciable car de petits plans de masse séparés peuvent créer de longues boucles de masse. Les traces pour la sortie numérique doivent également être aussi courtes que possible, car les traces courtes réduisent généralement la possibilité de réflexions.
La conception avec des appareils analogiques hautes performances joue un rôle important dans la conception des téléviseurs HD car ils surpassent les solutions comparables en termes de qualité d’image et de son. Les utilisateurs s’attendent à tout ce qui suit dans les téléviseurs HD de nouvelle génération : des images éclatantes, un son puissant et des prix abordables. Les téléviseurs HD conçus avec les dernières interfaces analogiques et HDMI, les amplificateurs audio de classe D et les processeurs audio programmables répondront aux attentes des utilisateurs en matière de fonctionnalité et de performance. Restez à l’écoute de votre magasin d’électronique préféré et gardez un œil sur toutes les dernières installations d’affichage mural HDTV. Vous verrez et entendrez la différence que la conception analogique haute performance peut apporter à votre expérience télévisuelle !
