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LMH1980
LMH1980 LMH1980 Auto-Detecting SD/HD/PC Video Sync Separator Literature Number: JAJSAR8 ご注意：この日本語データシートは参考資料として提供しており、内容が最新でない 場合があります。製品のご検討およびご採用に際しては、必ず最新の英文デー タシートをご確認ください。 LMH1980 300103 33020 20070130 LMH1980 自動検出 SD/HD/PC ビデオ・シンク・セパレータ 概要 特長 LMH1980 は、自動車用 LCD モニタ、ビデオ・キャプチャ/ 編集 機器、セキュリティ/ 監視装置、マシン・ビジョンおよび検査シス テムなどの広範なビデオ・アプリケーションでの使用に最適な自動 検出 SD/HD/PC ビデオ・シンク・セパレータです。 ■ NTSC、PAL, 480I/P、576I/P、720P、1080I/P/PsF、および 多くの VESA 互換タイミング・フォーマットのアナログ・ビデオ 信号を分離 ■ コンポジット・ビデオ (CVBS)、S- ビデオ (Y/C)、コンポーネン ト・ビデオ (YPBPR/GBR) および PC グラフィックス (RGsB) イン タフェース LMH1980 は 2 値同期または 3 値同期のアナログビデオ入力に対 応して、自動的にビデオ・フォーマットを検出し、他のシンク・セ パレータ ( 例 : LM1881) では必要となる外付け抵抗 RSET による 調整を必要としません。出力は、コンポジット信号、水平同期信 号、垂直同期信号、バースト / バックポーチ・タイミング、奇数 / 偶数フィールド出力などのタイミング信号を CMOS ロジックで出力 します。 HD フラグ出力 (5 ピン ) は、3 値同期を持つ有効な HD ビデオ入力が検出されたときのみ論理 Low 信号を供給します。 HD フラグを使用して、 HD ビデオが検出されたとき外部スイッチ制 御 SD クロマ・フィルタを無効にしたり、SD ビデオが検出されたと きそれを有効にしたりすることができます。2 値同期を持ち垂直切 り込みパルスがない非標準ビデオでは、垂直同期期間中にデフォ ルトの垂直同期パルスが出力され、水平同期パルスは出力されま せん。 ■ SD/PC 2 値同期および HD 3 値同期互換 ■ コンポジット、水平同期、垂直同期の信号をそれぞれ出力 ■ バースト/ バックポーチ・タイミング、奇数 / 偶数フィールド、HD 検出フラグをそれぞれ出力 ■ ビデオ・フォーマット自動検出 ■ 0.5 ∼ 2VPP のビデオ入力から固定値でシンク・スライシング ■ 3.3V ∼ 5V 電源電圧範囲 アプリケーション ■ 民生用、プロ用、自動車用および工業用のビデオ ■ ビデオのキャプチャ、編集および加工処理 LMH1980 は、省スペース型の 10 ピン MSOP パッケージで供給 され、− 40 ℃∼＋ 85 ℃の温度範囲で動作します。 ■ Genlock 回路 ■ セキュリティ/ 監視ビデオ・システム ■ セットトップ・ボックス (STB) およびデジタル・ビデオ・レコーダ (DVR) ■ LCD/ プラズマ・ディスプレイおよびビデオ・プロジェクタ ■ マシン・ビジョンおよび検査システム ■ ビデオ・トリガ・オシロスコープおよび波形モニタ ピン配置図 ピン説明 110-ld. MSOP Top View FIGURE 1. Pinout ピン番号 ピン名 説明 1 REXT バイアス電流外付け抵抗 2 GND グラウンド 3 VCC 電源電圧 4 VIN アナログ・ビデオ入力 5 HD HD 検出フラグ出力 6 HSOUT 水平同期信号出力 7 VSOUT 垂直同期信号出力 8 CSOUT コンポジット同期信号出力 9 BPOUT バースト/ バックポーチ・タイミング出力 10 OEOUT 奇数 / 偶数フィールド判別出力 製品情報 20070706 © National Semiconductor Corporation DS300103-01-JP 1 LMH1980 自動検出 SD/HD/PC ビデオ・シンク・セパレータ 2007 年 7 月 LMH1980 絶対最大定格 (Note 1、7) リード温度 ( ハンダ付け、10 秒 ) 300 ℃ 本データシートには軍用・航空宇宙用の規格は記載されていません。 関連する電気的信頼性試験方法の規格を参照ください。 接合部温度、TJMAX (Note 3) ＋ 150 ℃ 熱抵抗、θJA ( エアフローなし ) 120 ℃ /W ESD 耐圧 (Note 2) 動作定格 (Note 1) 人体モデル 3.5kV マシン・モデル 350V 電源電圧、VCC 0V ∼ 5.5V ビデオ入力、VIN − 0.3V ∼ VCC ＋ 0.3V 保存温度範囲 温度範囲 (Note 3) VCC 入力振幅、VIN-AMPL − 40 ℃∼＋ 85 ℃ 3.3V − 10％∼ 5V ＋ 10％ 140mV ∼ VCC − VIN-CLAMP − 65 ℃∼＋ 150 ℃ 電気的特性 (Note 4) 特記のない限り、以下のリミット値は、TA ＝ 25 ℃、VCC ＝ 3.3V、REXT ＝ 10kΩ 1％、RL ＝ 10kΩ、CL ＜ 10pF に対して適用されま す。 太字のリミット値は、全動作温度範囲に適用されます。テスト回路は Figure 2 を参照してください。 Note 1: 絶対最大定格は、それを超えるとデバイスが破壊される可能性があるリミット値を示します。 動作定格はデバイスが機能する条件を示しますが、特定の 性能を保証するものではありません。 保証されている仕様およびその試験条件については、「電気的特性」の表を参照してください。 Note 2: 人体モデル適用規格 MIL-STD-883、Method 3015.7 マシン・モデル適用規格 JESD22-A115-A (ESD MM std. of JEDEC) 電場 ( 界 ) 誘導帯電モデル適用規格 JESD22-C101-C (ESD FICDM std. of JEDEC)。 Note 3: 最大消費電力は、TJ (MAX)、θJA の関数として求めることができます。ある周囲温度での最大許容消費電力 PD は (TJ (max) − TA)/θJA です。すべての 数値はプリント基板に直接ハンダ付けされたパッケージに適用されます。 Note 4: 「電気的特性」の値は、記載温度の工場出荷試験条件にのみ適用されます。工場試験条件で生じる自己発熱は、TJ ＝ TA となる程度にきわめてわず かです。自己発熱によって TJ ＞ TA となる条件下では、「電気的特性」 表記載のパラメータは保証されません。 Note 5: 代表 (typ) 値は特性評価時におけるパラメータの標準 (norm) を表します。 実際の代表値は、経時的に変化するとともに、アプリケーションや構成にも依 存します。この代表値はテストされた値ではなく、出荷済みの製品材料に対する保証値ではありません。 Note 6: リミット値は 25 ℃において製品の全数検査を行っています。 動作温度範囲でのリミット値は標準統計品質管理 (SQC) 手法を用いた相関関係によって保 証されています。 Note 7: 特記のない限り、すべての電圧は GND を基準にして測定されています。 Note 8: VIN-AMPL に VIN-CLAMP を加えた電圧が VCC を超えてはなりません。 Note 9: 480I 信号でテストを行っています。 Note 10: 1080P 信号でテストを行っています。 www.national.com/jpn/ 2 Note 12: 奇数 / 偶数フィールドを除いて、出力は負極性のロジック信号です。 LMH1980 テスト回路 FIGURE 2. Test Circuit LMH1980 テスト回路を Figure 2 に示します。 同期パルス・オーバーシュートが最小の、クリーンで低ノイズのビデオ入力信号をビデオ・ ジェネレータから与えます。入力に設けた 75Ω 終端抵抗との間で不要な信号歪みの発生を防ぐために、 インピーダンスを整合させた 75Ω 同軸ケーブルで供給してください。 出力波形は帯域 500MHz 以上のオシロスコープに低容量プローブを組み合わせて観測します。 信 号と電源のトレース・ルーティングと部品配置の詳細は、 「PCBレイアウトの考慮事項」を参照してください。また、アプリケーション・ノー ト「LMH1980 Evaluation Board Instruction Manual」 (AN-1618)も参照してください。 3 www.national.com/jpn/ LMH1980 Note 11: 連続した 2 つの入力同期チップ間の最大電圧オフセット (DC バウンス ) は 25mVPP 未満でなければなりません。それ以上になると誤った出力信号が生 成される可能性があります。 LMH1980 SDTV 垂直ブランキング期間 (NTSC、PAL、480I、576I) FIGURE 3. NTSC Odd Field Vertical Interval FIGURE 4. NTSC Even Field Vertical Interval www.national.com/jpn/ 4 LMH1980 EDTV 垂直ブランキング期間 (480P、576P) FIGURE 5. 480P Vertical Interval HDTV 垂直ブランキング期間 (720P、1080P) FIGURE 6. 720P (1080P) Vertical Interval 5 www.national.com/jpn/ LMH1980 HDTV 垂直ブランキング期間 (1080I) FIGURE 7. 1080I Field 1 Vertical Interval FIGURE 8. 1080I Field 2 Vertical Interval www.national.com/jpn/ 6 LMH1980 SD/EDTV 水平ブランキング期間 FIGURE 9. SD/EDTV Horizontal Interval with Bi-level Sync SDTV 水平ブランキング期間特性 VCC ＝ 3.3V、TA ＝ 25 ℃、入力フィルタなし、AVG7 SD ビデオ・モジュールを持つ Tek TG700 ジェネレータからの PAL ビデオ入力 条件 代表値 単位 tdCSOUT シンボル 水平基準点 (OH) からのコンポジット同期信号出力伝搬遅延 パラメータ (Figure 9 を参照 ) 525 ns tdHSOUT 水平基準点 (OH) からの水平同期信号出力伝搬遅延 (Figure 9 を参照 ) 530 ns tdBPOUT 入力シンク後縁エッジからのバースト/ バックポーチ・タイミング出力伝搬遅延 (Figure 9 を参照 ) 400 ns THSOUT 水平同期信号出力パルス幅 (Figure 9 を参照 ) 2.5 μs TBPOUT バースト/ バックポーチ・タイミング出力パルス幅 (Figure 9 を参照 ) 3.0 μs EDTV 水平ブランキング期間特性 VCC ＝ 3.3V、TA ＝ 25 ℃、入力フィルタなし、AVG7 SD モジュールを持つ Tek TG700 ジェネレータからの 576P ビデオ入力 シンボル パラメータ 条件 代表値 単位 (Figure 9 を参照 ) 170 ns tdCSOUT 水平基準点 (OH) からのコンポジット同期信号出力伝搬遅延 tdHSOUT 水平基準点 (OH) からの水平同期信号出力伝搬遅延 (Figure 9 を参照 ) 175 ns tdBPOUT 入力シンク後縁エッジからのバースト/ バックポーチ・タイミング出力伝搬遅延 (Figure 9 を参照 ) 485 ns THSOUT 水平同期信号出力パルス幅 (Figure 9 を参照 ) 2.3 μs TBPOUT バースト/ バックポーチ・タイミング出力パルス幅 (Figure 9 を参照 ) 350 ns 7 www.national.com/jpn/ LMH1980 HDTV 水平ブランキング期間図 FIGURE 10. HDTV Horizontal Interval with Tri-level Sync HDTV 水平ブランキング期間特性 VCC ＝ 3.3V、TA ＝ 25 ℃、入力フィルタなし、AWVG7 HD モジュールを持つ Tek TG700 ジェネレータからの 1080I ビデオ入力 シンボル パラメータ 条件 代表値 単位 (Figure 10 を参照 ) 150 ns tdCSOUT 入力シンク立ち下がりエッジからのコンポジット同期信号出力伝搬遅延 tdHSOUT 水平基準点 (OH) からの水平同期信号出力伝搬遅延 (Figure 10 を参照 ) 60 ns tdBPOUT 入力シンク後縁エッジからのバースト/ バックポーチ・タイミング出力伝搬遅延 (Figure 10 を参照 ) 450 ns THSOUT 水平同期信号出力パルス幅 (Figure 10 を参照 ) 525 ns TBPOUT バースト/ バックポーチ・タイミング出力パルス幅 (Figure 10 を参照 ) 350 ns www.national.com/jpn/ 8 SMPTE 170M (NTSC)、ITU-R BT.470 (PAL) • コンポーネント・ビデオ (YPBPR/GBR) 概要 LMH1980 は、標準および非標準の垂直切り込みパルスを持つさ まざまなビデオ・フォーマットからタイミング情報を抽出し、同期信 号と関連タイミング信号を CMOS ロジックで出力します。この製品 は、機能の先進性とアプリケーションへの適合性によって、同期 タイミングを SD、HD、PC ビデオ信号から抽出する必要がある民 生用、プロ用、工業用のビデオ・システムに最適です。LMH1980 は 3.3V から 5V の電源電圧範囲で動作します。必要とされる外 付け部品は、VCC と GND ピンの間のバイパス・コンデンサ、信 号源から VIN ピンへの入力カップリング・コンデンサ (CIN)、REXT とGND ピンの間の固定値± 1％の高精度抵抗だけです。Figure 2 のテスト回路を参照してください。 - SDTV: SMPTE 125M、SMPTE 267M、ITU-R BT.601 (480I, 576I) - EDTV: ITU-R BT.1358 (480P、576P) - HDTV: SMPTE 296M (720P)、SMPTE 274M (1080I/P)、 SMPTE RP 211 (1080PsF) • PC グラフィックス (RGsB) - VESA モニタ・タイミング標準およびガイドライン・バージョン 1.0、 改訂 0.8 • 非標準ビデオ - REXT 抵抗 高精度外付け抵抗 (REXT) は LMH1980 の内部バイアス電流と 高精度リファレンス電圧の確立に使われます。 REXT には 10kΩ ± 1% の高精度抵抗を使用し、広い温度範囲にわたって適切な 動作を確保できるよう、温度係数が小さいものでなければなりませ ん。精度の低い抵抗を REXT に使用すると、温度、電圧、入力 信号に対する性能の劣化 ( 性能の悪化、伝搬遅延ゆらぎの増 大、入力同期信号振幅範囲の減少など ) や、デバイスごとのば らつきが大きくなります。 垂直切り込みパルスと等価パルスのない ( つまり、H 信号とV 信号の論理 OR からの ) コンポジットNTSC および PAL ( または 480I および 576I コンポーネント) 入力終端 適正なビデオ信号振幅を確保するとともに、反射による信号歪み を最小限に抑えるために、ビデオ・ソースは 75Ω 抵抗で負荷終 端してください。通常終端のビデオ信号振幅が 1VPP と仮定した とき、LMH1980 は、非終端または入力の二重終端といった極端 な条件でも動作します。 注 :LMH1980 の REXT 抵抗は、従来の LM1881 などのシンク・ セパレータの「RSET 抵抗」とは異なる役割を担っています。 LM1881 では、複数の入力ライン・レートをサポートするために RSET 値を外部的に調整する必要がありました。 LMH1980 の場 合、REXT 値は固定です。デバイスは自動的に入力ライン・レー トを検出し、電気的あるいは物理的な介在がなくても複数のビデ オ・フォーマットをサポートします。 入力フィルタリング ビデオ信号のクロマ信号がシンク・チップに近い大きな振幅を有す るか、大きな高周波ノイズがある場合、それによって同期分離が 妨げられないように、外部フィルタを使用することを推奨します。直 列抵抗 (R9)とグラウンドに接続したフィルタ・コンデンサ (C2) の組 み合わせによる単純な RC ローパス・クロマ・フィルタを使用する ことにより、クロマ信号をその振幅の最小ピークがスライシング・レ ベルを超えるように十分に減衰し、また、全体的な信号雑音比を 改善できます。 必要なフィルタのカットオフ周波数を得るために、 C2 の容量を変動させ、R9 は低抵抗 ( 例えば、100Ω) に維持し て、R9 両端での電圧低下によるシンク・チップのクリッピングを抑 えるようにする方法を推奨します。カットオフ周波数が小さくなると LMH1980 の出力伝搬遅延が大きくなります。これは同期信号と ビデオ信号のタイミング関係に影響を及ぼします。 フォーマットの自動検出と切り替え フォーマット自動検出機能を備えているため、外部の RSET 抵抗を 調整したり、マイクロコントローラを使ってプログラミングする必要は ありません。デバイス出力は、十分なスタートアップ時間を経た後 ( 通常は 1 ∼ 2 ビデオ・フィールド以内 ) に、ビデオ・フォーマット 切り替えに正しく応答します。 LMH1980 は他のシンク・セパレー タとは異なり、入力信号が大きく切り替わったときでも、正しい出力 を得るために電源を再投入する必要はありません。詳細について は、「スタートアップ時間」を参照してください。 HD ビデオが入力されたときにクロマ・フィルタを無効にする必要 があるアプリケーションでは、HD フラグ (5 ピン ) によって制御され るトランジスタ・スイッチ (Q1) を使用して、Figure 11 に示すように C2 のグラウンドへの接続を開くことができます。HD 3 値同期入力 信号を与えたとき、HD は、自動フォーマット検出のための短い遅 延後に Low を出力し、Q1 はクロマ・フィルタを無効にするために オフになります。これは SD コンポジット・ビデオのみに適用されま す。 SD 2 値同期信号 ( つまり、NTSC/PAL) を与えたとき、HD は High を出力し、Q1 はクロマ・フィルタを有効にするためにオン になります。 固定値シンク・スライシング LMH1980 は、0.5VPP ∼ 2VPP の振幅を持つビデオ入力から固 定値でシンク・スライシングを行います。それによって終端が適切 でない入力信号や減衰した入力信号でも、適切な同期分離を実 現します。 固定値シンク・スライシングのスレッショルドは、クラン プされたシンク・チップより公称で 70mV 上の値です。つまり、ビ デオ入力信号振幅が最小の 0.5VPP であるとき、スライシング・レ ベルは、同期パルス振幅の中間に近い値になります。このスライ シング・レベルは入力信号振幅には依存しません。そのため、 2VPP 入力では、同期パルス振幅の 12％でスライシング・レベル が発生します。 重要 : フィルタ・カットオフ周波数 (fCO) の設定が低すぎると、HD ビデオ信号を与えたとき、フィルタに大きなロールオフが生じ、入力 の高帯域 3 値同期パルスを減衰させて、 LMH1980 が有効な HD 入力信号を検出できなくなることがあります。LMH1980 が有効な HD 入力を検出できない場合、HD フラグは High から Low には 変化せず、 スイッチ制御フィルタは Q1を介して無効にされません。 言い換えれば、fCO の設定が低すぎてフィルタによって LMH1980 が有効な HD 入力を検出できなくならないように注意しなければな りません。Figure 11 に示している R9 および C2 の値では、fCO ＝ 2.79MHz (3.58MHz NTSC 副搬送波周波数で約− 4dB) となり、 HD ビデオ・フォーマットの検出は妨げられません。 入力時の考慮事項 LMH1980 は、以下のビデオ標準に指定している通り、アナログ CVBS、Y/C および YPBPR からの Y (Luma)、GBR/RGｓB から の G (Sync on green) に対して信号の分離をサポートしています。 • コンポジット・ビデオ (CVBS)と S-Video (Y/C) 9 www.national.com/jpn/ LMH1980 - アプリケーション情報 LMH1980 時間は CIN の値に比例するため、CIN の容量を 2 倍にするとセ トリング時間も2 倍に延びます。 アプリケーション情報 ( つづき) シンクロック時間 スタートアップ時間は、セトリング時間のほかに、LMH1980 の出 力が正しい状態になるまでのシンクロック時間 TSYNC-LOCK で構 成されます。AC 結合入力が十分にセトリングしたあと、LMH1980 には、有効なビデオ信号を検出し、出力信号が正しい状態にな る前に固定値シンク・スライシングを適用するための時間が必要 です。 CIN の値が現実的な場合に、TSYNC − LOCK の長さは最初の有 効な VSync 出力パルスからそれ以降の有効な HSync パルスまで の期間となり、代表値で 1 または 2 ビデオ・フィールドです。VSync および HSｙnc パルスは、入力の垂直および水平同期期間と正し く一致したときに有効と見なされます。 FIGURE 11. External Switch-Controlled Chroma Filter 2 値同期の PC ビデオ入力を使用する場合、クロマ・フィルタリン グを無効にするために C2 を削除する必要があります。これは必 須です。HD が High を出力し (SD ビデオ入力の場合のように )、 フィルタを有効にするからです。クロマ・フィルタは、広帯域 PC ビ デオ信号の帯域を大幅に制限する場合があり、そのために同期 パルスがロールオフし、減衰して、LMH1980 が有効な入力信号 を検出できないことがあります。 システムへの出力の適用は、スタートアップ時間が終わり、出力 が有効となった後で行うことを推奨します。例えば、Figure 12 の オシロスコープの画 面には、NTSC 信 号が適 用されてから LMH1980 出力が有効になるまでの、1 ビデオ・フィールド内の代 表的なスタートアップ時間が示されています。 すべてのビデオ入力に対して高周波数ノイズ・フィルタリングが必 要な場合、オプションとして小さいコンデンサ (C1) を並列で、た だしトランジスタ・スイッチの外側で使用しても構いません。Q1 が オンになったとき、C1 と C2 が並列接続されます (C1 ＋ C2)。 入力カップリング・コンデンサ 入力信号は、適切に選択したカップリング・コンデンサ CIN を介 して、LMH1980 の VIN (4 ピン ) に AC 結合で接続してください。 CIN の選択では LMH1980 を AC 結合の出力段を持つビデオ・ ソースとインタフェースするかどうかがポイントになります。 エンド・ アプリケーションのビデオ・ソースに AC 結合が見込まれる場合は、 平均画像レベルの変化に伴って同期出力パルスが消失するのを 避けるために、小さい CIN 値 ( 例えば、0.01μF) を使用すること を推奨します。AC 結合出力を持つビデオ・ソースは、シンク・セ パレータのHSync出力でビデオ依存のジッタを引き起こすことに注 意してください。 エンド・アプリケーションのビデオ・ソースとして DC 結合のみが見込まれる場合は、同期出力パルスの消失を考 慮せずに、大きな CIN 値を使用しても構いません。小さい CIN 値 を使用することによって、ソース AC のハム成分をより多く除去し、 また、ビデオ・ソースの出力カップリング・タイプに関わらずスター トアップ時間を短縮することができます。 FIGURE 12. Typical Start-Up Time for NTSC Input to LMH1980 (CIN = 0.1 μF) ロジック出力 ビデオ入力信号が与えられていない状態では、奇数 / 偶数フィー ルド ( 出力が未定義で、 前の状態に依存する )とコンポジット同期 出力を除いて、LMH1980 の各出力は High になります。 スタートアップ時間 ビデオ入力信号が、突然のスイッチング、突然の減衰 ( 例えば、 ループ・スルーによる負荷終端の追加 )、あるいは突然のゲイン 変化 ( 例えば、負荷終端の除去 ) などによって大きく変化した場 合、LMH1980 は待機時動作を終了します。入力が動的に変化 している間は LMH1980 からは正しくない出力が得られる可能性 がありますが、予測可能なスタートアップ時間が経過すると、有効 な信号を出力する状態に復帰します。スタートアップ時間は、設 定可能な入力セトリング時間と、あらかじめ決められた「シンクロッ ク時間」によって構成されます。 水平同期信号出力 HSOUT (6 ピン ) からは、入力信号から抽出された負極性の水 平同期信号、または HSync が出力されます。2 値同期信号と 3 値同期信号のどちらでも、HSync の立ち下がり前縁エッジは、入 力の同期基準点 OH と伝搬遅延から得られます。 重要 : HSync 出力は、立ち下がり前縁エッジで優れた性能を示 すため、立ち下がりエッジによってトリガされる PLL 入力への基準 点として使用します。一部の FPGA で行われているように、HSync を立ち上がりエッジによってトリガされる PLL 入力への基準点とし て使用する場合、PLL 入力の前に、信号を反転して、正極性 の HSync 信号 ( つまり、立ち上がり前縁エッジ ) を生成する必要 があります。 HSync の後縁エッジを PLL への基準点として使用 してはいけません。NTSC/PAL 入力では、垂直ブランキング期間 内の入力の半幅パルス (1/2TSYNC) によって、HSync 出力の後 縁エッジの発生が通常幅の同期パルス (TSYNC) の場合より早く なってしまうからです。 HSync の後縁エッジ上のこのバイモーダ ル・タイミングの変動は、Figure 13 に示すように、PLL の性能に 影響を及ぼす場合があります。また、後縁エッジのバイモーダル・ タイミングは、CSync 出力でも発生します。 入力セトリング時間とカップリング・コンデンサの選択 突然の信号変化が発生したあと、カップリング・コンデンサ CIN の 電圧がVINを通じてダイナミックなクランプ電流を介して待機時DC 電圧に回復するにつれて、AC 結合信号の負のシンク・チップが 入力クランプ電圧に確定します。CIN によって入力セトリング時間 が決まるため、スタートアップ時間全体を短くするにはその容量選 択が重要です。 CIN の値を小さくするとセトリング時間は短くなる もののライン・ドループ電圧が上昇し、その値を大きくするとライン・ ドループを抑えられますがセトリング時間は長くなります。セトリング www.national.com/jpn/ 10 HD 検出フラグ出力 HD (5 ピン ) は、アクティブ Low フラグであり、有効な HD ビデオ 入力 ( つまり、720P、1080I および 1080P) と 3 値同期が検出さ れたときのみ Low を出力し、それ以外の場合は High を出力しま す。HD ビデオ信号が与えられてから出力が補正されるまでの間 の処理遅延 (1 ∼ 2 ビデオ・フィールド以内 ) があり、有効な HD 入力が検出されたときに、 それを知らせるためにHDフラグがHigh ( デフォルト) から Low に変化します。 HD フラグを使用して、 HD ビデオが検出されたとき外部スイッチ制 御 SD クロマ・フィルタを無効にしたり、SD ビデオが検出されたと きそれを有効にしたりすることができます。これが必要となる理由 は、非スイッチ・クロマ・フィルタは 500kHz ∼ 3MHz の信号成分 を減衰させ、その結果 LMH1980 より前に高帯域幅 HD 3 値同 期信号がロールオフおよび ( または ) 減衰することがあり、また、 出力伝搬遅延とジッタが大きくなることがあるからです。詳細につ いては、「入力フィルタリング」を参照してください。 FIGURE 13. Bi-modal Timing on HSync's Trailing Edge for Half-Width Pulses for NTSC 垂直同期信号出力 VSOUT (7ピン ) からは負極性の垂直同期信号 VSync が出力さ れます。 VSync の立ち下がり前縁エッジのタイミングは先頭の垂 直切り込みパルスと伝搬遅延で決まり、出力パルス幅 TVSOUT は およそ 3 水平期間 (3H) に相当します。垂直切り込みパルス ( つ まり、非標準ビデオ信号 ) がないとき、LMH1980 は、入力の垂 直同期前縁エッジに伝搬遅延を加えたデフォルトの VSync パルス を出力します。 その他の考慮事項 LMH1980 への AC 結合ビデオ・ソースの使用 AC 結合のビデオ・ソースには、ビデオ信号からアンプの DC バイ アスを除去するためと、回路の保護を目的として、通常 100μF 以 上の出力カップリング・コンデンサ (COUT) が接続されています。 ビデオ・ソースが負荷終端の場合、COUT と終端抵抗の平均化 効果によって、ビデオ信号の平均値はビデオのデューティ・サイク ルの変化に伴なってダイナミックにシフトします。ビデオ・コンテンツ の平均画像レベル APL はデューティ・サイクルに密接に連動しま す。 コンポジット同期信号出力 CSOUT (8 ピン ) 信号はビデオ・ブランキング・レベルよりも低レベ ルのビデオ入力同期パルスを単純に複製したものです。この信号 は、VIN でビデオ信号シンク・チップを内部クランプ電圧でクラン プし、結果として得られたコンポジット同期信号すなわち CSync を 抽出して生成します。CSync の立ち下がり前縁エッジは、2 値同 期と 3 値同期のいずれも、入力の立ち下がり前縁エッジに伝搬 遅延を加えたタイミングになります。 例えば、 フィールドが白から黒に変化したときのように APL が大幅 に低下すると、ソースの RC 時定数 tRC-OUT (150Ω*COUT) で特 性が決まる正方向へのシフトがシンク・チップ内で生じます。この ようなシフトに対し、LMH1980 の入力クランプ回路が入力信号を 安定させることは不可能です。 結果として VIN は不安定となり、 CIN を適切な値に選択しないかぎり、同期出力パルスが消失して しまう恐れがあります。 バースト / バックポーチ・タイミング出力 BPOUT (9ピン ) からは負極性のバースト/ バックポーチ信号が出 力されます。バースト / バックポーチ信号は入力同期パルス後の バックポーチ期間にわたる一定幅の Low パルスです。バースト / バックポーチ・タイミング・パルスは、NTSC/PAL カラーバースト同 期用のバースト・ゲート信号として、また、黒レベル・クランプや シンク・ストリップ・アプリケーションのクランプ信号 ( 直流分再生 ) として有用です。 AC 結合ソースを LMH1980 にインタフェースしたときにこのような 問題が発生する可能性を排除するには、APL の変化に伴なうビ デオ信号のシフトを、CIN による電圧低下成分を導入することに よって補 償する必 要があります。この方 法を実 現するには、 LMH1980 の入力回路、ｔRC-IN の実効時定数がｔRC-OUT 未満 となるように CIN を選択します。 SDTV フォーマットの場合、バックポーチ・パルスの立ち下がり前 縁エッジ・タイミングは入力の立ち上がりシンク・エッジと伝搬遅延 によって決まり、パルス幅は NTSC/PAL のカラー・バースト・エン ベロープに必要な期間となります。EDTV フォーマットのバックポー チ・パルスは、パルス幅が短い点を除いて、SDTVと同様です。 HDTV フォーマットでは、バックポーチ・パルスの前縁エッジ・タイ ミングは入力の立ち下がり前縁エッジと伝搬遅延によって決まり、 パルス幅は狭く、短いバックポーチ期間に一致します。垂直同期 期間中、バックポーチ出力がミュートされ ( パルスなし )、High を 維持します。 入力回路の実効時定数は、tRC-IN ＝ (RS ＋ RI)*CIN*TLINE/ TCLAMP として概算できます。 RS ＝ 150Ω、RI ＝ 1kΩ( クランプ 時の入力抵抗 )、TLINE は NTSC の場合に約 64μs、TCLAMP ＝ 250ns ( 内部クランプ期間 ) です。フィールドが白から黒に変化す る NTSC ビデオが COUT に与えられた時に、ライン期間 (TLINE) が長いため、シンク・チップのシフト量は最も大きくなります。 tRC-IN ＜ tRC-OUT と設定することで、このようなワーストケース条 件下でも適切な動作を確保できるCIN の最大値が求められます。 例えば、 ｔRC-OUT は COUT ＝ 220μF の場合、およそ 33ms です。 ｔRC-IN ＜ 33ms にするには、CIN は約 100ｎF、またはそれ以下 でなければなりません。 CIN ＝ 47nF を選択すれば、LMH1980 は COUT ≧ 220μF を使用して、AC 結合ビデオ・ソースに対して 適切に機能します。 奇数 / 偶数フィールド判別出力 OEOUT (10 ピン ) からは、インタレースまたはセグメント・フレーム (sF) フォーマットにおいて奇数フィールドと偶数フィールドの識別に 利用できる、奇数 / 偶数フィールド判別出力が得られます。インタ 11 www.national.com/jpn/ LMH1980 レースまたはセグメント・フレーム (sF) フォーマットの場合、奇数 / 偶数フィールド判別出力は奇数フィールド (フィールド 1) では High になり、偶数フィールド ( フィールド 2) では Low になります。 奇数 / 偶数フィールド判別出力は VSync の前縁エッジ・タイミングと同 時に遷移し、奇数フィールドまたは偶数フィールドの開始を示しま す。プログレッシブ ( 非インタレース ) ビデオ・フォーマットのときは、 この出力は High に固定されます。 アプリケーション情報 ( つづき) LMH1980 REXT 抵抗 アプリケーション情報 ( つづき) REXT には 10kΩ±1％の面実装高精度抵抗を使用してください。 REXT はデバイスのできるだけ近くに配置し、1 ピンとグラウンド・プ レーンとの間にできるだけ短いトレースで接続してください。すべ ての入力信号と出力信号はこのピンからできるだけ離し、このバ イアス・リファレンス・ピンに対する不必要な信号を防いでください。 PCB レイアウトの考慮事項 部品配置と信号経路に関する以下の注意事項に従っている適 切な PCB レイアウトの例をアプリケーション・ノート「LMH1980 Evaluation Board Instruction Manual」(AN-1618) に示していま す。 ビデオ入力 LMH1980 IC の配置 ビデオ・ソースから入力ピンまでの入力シグナル・パスは、直線的 な短いトレースを使ってルーティングしてください。 75Ω 負荷終端 がケーブル上にない場合、基板上のものを使用します。 該当す る場合、クロマ・フィルタ部品は短いトレースを使って接続し、フィ ルタ・コンデンサをグラウンド・プレーンに接続する必要があります。 グラウンド・プレーンを通じて LMH1980 から入力ソースまで戻るた めに十分なリターン・パスを確保する必要があります。 ビデオ入力やロジック出力信号の劣化を招くPCB 寄生をできるだ け抑えるため、クリティカルなシグナル・パスが短く直線的になるよ うに、LMH1980 を配置してください。 グラウンド・プレーン LMH1980 は 2 層の FR4 PCB で問題なく動作します。PCB の 1 つの層を、デバイスの GND ピンや他の部品に接続する 1 つのグ ラウンド・プレーンとして使用し、コモン・グラウンド・リファレンスと しての役割を与えます。グラウンド・プレーンにはトレース・インダ クタンスを抑えグラウンド・ループを小さくする働きもあります。電源 トレースと信号トレースを他の層にルーティングすれば、グラウンド・ プレーンの連続性を最大限維持できます。 出力ルーティング 出力シグナル・パスは、直線的な短いトレースを使ってルーティン グし、高速ロジック信号を劣化させる恐れのある寄生効果を抑え てください。ロジック出力には高い出力駆動能力がありません。 最適の信号品質を確保するために、各出力には約 10ｋΩまたは それ以上の抵抗負荷と、寄生容量を含む約 10ｐF の負荷容量が 必要です。各出力を短時間の短絡イベントから保護するには、小 さな直列抵抗 ( 例えば、100Ω) を使って出力電流を制限します。 電源ルーティング 電源ピンはインダクタンスの小さい短いトレースを使って接続してく ださい。 電源トレースをルーティングする場合は、グラウンド・プ レーンの連続性を妨害しないようにしてください。 高周波バイパスを目的として、0.1μF および 0.01μF の面実装セラ ミック・バイパス・コンデンサをできるだけ短いトレースで VCC ピン とGND ピンに接続してください。また、電源の低周波バイパスを 目的として、4.7 または 10μF の面実装タンタル・バイパス・コンデ ンサを VCC の近くに配置してください。 www.national.com/jpn/ 12 LMH1980 自動検出 SD/HD/PC ビデオ・シンク・セパレータ 外形寸法図 特記のない限りinches (millimeters ) 10-Pin MSOP NS Package Number MUB10A このドキュメントの内容はナショナル セミコンダクター社製品の関連情報として提供されます。ナショナル セミコンダクター社 は、この発行物の内容の正確性または完全性について、いかなる表明または保証もいたしません。また、仕様と製品説明を予告な く変更する権利を有します。このドキュメントはいかなる知的財産権に対するライセンスも、明示的、黙示的、禁反言による惹起、 またはその他を問わず、付与するものではありません。 試験や品質管理は、ナショナル セミコンダクター社が自社の製品保証を維持するために必要と考える範囲に用いられます。政府が 課す要件によって指定される場合を除き、各製品のすべてのパラメータの試験を必ずしも実施するわけではありません。ナショナ ル セミコンダクター社は製品適用の援助や購入者の製品設計に対する義務は負いかねます。ナショナル セミコンダクター社の部品 を使用した製品および製品適用の責任は購入者にあります。ナショナル セミコンダクター社の製品を用いたいかなる製品の使用ま たは供給に先立ち、購入者は、適切な設計、試験、および動作上の安全手段を講じなければなりません。 それら製品の販売に関するナショナル セミコンダクター社との取引条件で規定される場合を除き、ナショナル セミコンダクター社 は一切の義務を負わないものとし、また、ナショナル セミコンダクター社の製品の販売か使用、またはその両方に関連する特定目 的への適合性、商品の機能性、ないしは特許、著作権、または他の知的財産権の侵害に関連した義務または保証を含むいかなる表 明または黙示的保証も行いません。 生命維持装置への使用について ナショナル セミコンダクター社の製品は、ナショナル セミコンダクター社の最高経営責任者 (CEO) および法務部門 (GENERAL COUNSEL) の事前の書面による承諾がない限り、生命維持装置または生命維持システム内のきわめて重要な部品に使用することは 認められていません。 ここで、生命維持装置またはシステムとは（a）体内に外科的に使用されることを意図されたもの、または (b) 生命を維持あるいは 支持するものをいい、ラベルにより表示される使用法に従って適切に使用された場合に、これの不具合が使用者に身体的障害を与 えると予想されるものをいいます。重要な部品とは、生命維持にかかわる装置またはシステム内のすべての部品をいい、これの不 具合が生命維持用の装置またはシステムの不具合の原因となりそれらの安全性や機能に影響を及ぼすことが予想されるものをいい ます。 National Semiconductor とナショナル セミコンダクターのロゴはナショナル セミコンダクター コーポレーションの登録商標です。その他のブランド や製品名は各権利所有者の商標または登録商標です。 Copyright © 2007 National Semiconductor Corporation 製品の最新情報については www.national.com をご覧ください。 ナショナル セミコンダクター ジャパン株式会社 本社／〒 135-0042 東京都江東区木場 2-17-16 技術資料（日本語 / 英語）はホームページより入手可能です。 TEL.(03)5639-7300 www.national.com/jpn/ 本資料に掲載されているすべての回路の使用に起因する第三者の特許権その他の権利侵害に関して、弊社ではその責を負いません。 また掲載内容は予告無く変更されることがありますのでご了承ください。 IMPORTANT NOTICE