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刘力解码—VGA信号传输中的数值分析

2005-08-08 刘力 InfoAV China


编者按:
多媒体显示控制工程中,在系统方案设计、数据分析、材料和设备选型时,经常会遇到许多实际的问题,尤其是新技术应用,新应用领域的扩展需要引进新的理念。为此,本刊特邀业内资深人士对这类问题进行介绍点评,旨在介绍新技术、新观念,解决工程中常见的技术问题,提供一个可供切磋的互动平台,形成一个学术性、技术性的论坛。


作者的话:
在广电和显控行业从业多年,时常会有机会解决一些工程实际问题,对工程应用中出现的问题略有心得,也经常协助工程商作系统设计,深感有许多基础知识和数据值得同行重视,承蒙infoAV China杂志抬爱,故将一些典型案例、故障分析、新技术发展趋势、新产品应用等心得推出,与同仁分享,实属引玉之砖,不妥之处,敬请斧正。



    VGA信号根据不同的分辨率和场频(刷新频率),其像素的点时钟不同或者说折合的模拟宽带不同,如下表:
Resolution Refresh RateHorizontal FrequencyPixel Frequency
640×480 60Hz31.5 kHz25.175 MHz
72 Hz37.9 kHz31.500 MHz
75 Hz37.5 kHz31.500 MHz
85 Hz43.3 kHz36.000 MHz
800×600 56 Hz35.1 kHz36.000 MHz
60Hz37.9 kHz40.000 MHz
72 Hz48.1 kHz50.000 MHz
75 Hz46.9 kHz49.500 MHz
85 Hz53.7 kHz56.250 MHz
1024×768 43Hz Interlaced35.5 kHz44.900 MHz
60 Hz48.4 kHz65.000 MHz
70 Hz56.5 kHz75.000 MHz
75 Hz60.0 kHz78.750 MHz
85 Hz68.7 kHz94.500 MHz
1280×1024 60 Hz64.0 kHz108.000 MHz
75 Hz80.0 kHz135.000 MHz
85 Hz91.1 kHz157.500 MHz
1600×1200 60 Hz75.0 kHz162.000 MHz
65 Hz81.3 kHz175.500 MHz
70 Hz87.5 kHz189.000 MHz
75 Hz93.8 kHz202.500 MHz
80 Hz106.3kHz229.500 MHz

    根据理论分析,方波是由1、3、5……等奇次谐波组成,如果能保证3次谐波通过,可保留其信息量的80%左右,如果保证5次谐波通过,可报留其信息量的90%以上。一般而言,在折算模拟宽带时至少应保证3次谐波通过。另外,根据奈奎斯特采样原理,在A/D和D/A过程中,最大模拟带宽为采样率的1/2,因此由点(像素)时钟折算带宽时,考虑到D/A的过程,计算公式为:点时钟×3/2(如果要保证5次谐波则为点时钟×5/2),例:1024×768×70,带宽为100MHZ左右,1280×1024×60,带宽为150MHZ左右,1600×1280,带宽为240MHZ左右,在系统分析设计中首先要考虑的是信号的带宽。
    VGA信号由于带宽较宽(或者说频谱较宽),在传输过程中会表现出两种特性,第一,幅频特性,第二群延时特性,两种特性对图像质量影响的表现不同,解决的方式也不相同。
    一.幅频特性:简言之,就是传输过程中不同频率分量与幅度的关系,如下图:
刘力解码—VGA信号传输中的数值分析

    上图是电缆的典型传输曲线,可以看出,频率越高,衰减就越大,即高频分量损失越多,通常定义幅度衰减3db时的频率为带宽,其中db=20lg幅度比或10lg功率比,3db意味着幅度比为0.707,功率比为1/2。  
    传输系统中不仅只有电缆,如分配,切换,转换等过程都是传输过程,但一般这些过程都会有相应指标保障(仅幅频特性而言),传输的瓶颈主要在线缆方面。一般比较典型的电缆的幅频特性,如下表: