HDMI 1.4收发器在家庭影院和条形组合音箱中的应用

　　摘要

　　由于体积和厚度的限制大部分平板高清电视音频的质量都不尽人意。配备一体式家庭影院(Home Theater in a Box 或HTIB) 和新兴的条形组合音箱 (soundbars) 正成为克服这个问题的比较流行的解决方案。 随着平板高清电视尺寸的不断增大以及价格的不断降低，如何设计制造高质量同时又是低成本的一体式家庭影院和条形组合音箱变成了消费电子制造商的最大的挑战。 在本文中，我们讨论了一体式家庭影院和条形组合音箱 领域的发展趋势和一些像HDMI各个输入之间快速切换等必配的功能。我们亦介绍和分析了应用 Analog Devices (ADI) HDMI 1.4 收发器(HDMI Transceiver)去设计低成本高质量的一体式家庭影院和条形组合音箱解决方案。

　　引言

　　在未来一到两年中随着价格的不断走低大屏超薄的高清电视将会越来越普及。这将对电视厂商们带来一个极大的技术挑战：屏幕越大用户对音响影院效果的要求就会越来越高。而机体越薄的话而喇叭的效果则会越差或者说效果好而厚度薄的喇叭成本会很高。家庭影院，包括一体式家庭影院(HTIB)和新近几年兴起的条形音箱(soundbars)是解决此项难题的一个比较好的方案。由于相当的一些情况下一体式家庭影院和条形组合音箱是和大屏高清电视配合使用所以从整体设计上要求设计时尚，安装容易而且接线简单。我们下来将针对一体式家庭影院和条形组合音箱的音视频主要要求和设计趋势做些总结讨论。

　　一体式家庭影院(HTIB)

　　家庭影院是指家用电影播放系统。一般由支持多声道播放的音视频播放机(DVD或blu-ray播放机)，多声道功率放大器(A/V receiver 或AVR)和含有多个扬声器的音箱系统组成。最基本的音箱系统应为5.1声道: 前左/右扬声器系统，位于前左和前右扬声器系统中间的中置扬声器系统，后左/右(环绕声)扬声器系统，和一个超低音扬声器系统.

　　一体式家庭影院则是将这三样系统集成“捆绑“在一起销售。它的特点是不需用户自己花精力搭配，安装相对简单，有较好的DVD、功放和音箱互相之间的功率匹配，大多数一体式家庭影院体积小，价格比较便宜而且外观设计时尚流畅。所以它是一般家用的最好选择。

　　从家庭影院的重要方面是听觉享受所以从设计特点来看，大部分的低价位的AVR(250美元以下)和HTIB都只做音频而不带有视频处理功能。

　　图1：典型的一体式家庭影院系统方框图

　　条形组合音箱(Sound Bar)

　　随着平面高清电视的大量普及条形组合音箱也在快速成长。它使用安装方便，性价比高， 外形设计时髦新颖并与平板电视外形十分搭配。这使得条形音箱成为与平面电视配套享受高品质音效的最佳选择。

　　先进的条形组合音箱大都采用多个扬声器并整合环绕解码功能。为了能够支持蓝光DVD播放器和游戏机新近的条形组合音箱一般都带有数个HDMI的输入和一个输出。其系统方框图则与一体式家庭影院基本相同

　　一体式家庭影院和条形组合音箱的视频连接发展趋势和设计中的挑战

　　一体式家庭影院和条形组合音箱由于主要是与高清电视配套结合使用所以将来它们的音视频输入输出将主要是HDMI。从现在和发展的趋势来看一体式家庭影院和条形组合音箱的HDMI应具有下列功能和特性：

　　三到四个输入端口以供多个HDMI源使用(高清摄像机，蓝光DVD,高清机顶盒等)

　　一个输出端连接高清电视

　　能够支持HDMI1.4规范中的音频回传通道(Audio Return Channel)。

　　能够支持HDMI1.4规范中的三维电视(3DTV)模式

　　能够支持各个HDMI输入端之间的快速切变以及接收器和发射器之间的快速再连接 – Repeater Fast-switching

　　设计中的最大挑战是HDMI 中继器(repeater)中繁复的软件处理和接收器和发射器之间的兼容。另一个不仅只限于设计但很现实的挑战是降低系统成本。这也是因为高清电视的价格不断降低而带来的压力。

　　为了帮助业界和客户提供解决以上两个问题和挑战，Analog Devices 最近推出了世界上第一个HDMI收发器 (HDMI transceiver) - ADV7623。图2是HDMI 收发器 (ADV7623) 的简单原理图。它集成了四个HDMI 1.4 输入端和一个HDMI 1.4 HDMI 输出端并将音频信号从HDMI信号中解出供系统解码处理。音频信号解码处理完毕后可被放大并送往扬声器或被送回ADV7623和原先的视频重新组合成编码成HDMI信号然后由ADV7623的HDMI输出端送出。这样集成了接收器和发射器并有四个输入口所以ADV7623一颗芯片不但提供了原先由2-3颗芯片才能提供的功能，它也将原先由大量的软件完成的工作改由硬件完成。加上向客户提供完整的驱动软件程序。这使客户系统工程师的设计工作量大为减轻。

　　图2：HDMI 收发器简明原理图