THS8135：高性能视频DAC的卓越之选

在视频和图形应用领域，数模转换器（DAC）的性能直接影响着图像的质量和显示效果。TI推出的THS8135是一款专为视频/图形应用优化的通用型高速DAC，它具备多种强大功能，能满足不同场景的需求。今天，我们就来深入了解一下这款出色的产品。

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产品概述

THS8135是一款三通道10位高速DAC，支持高达240MSPS的采样率。它采用3.3V模拟电源和1.8V数字电源供电，具有低功耗的特点。该器件不仅适用于视频应用，还提供了通用DAC模式，可用于非视频应用。

主要特性

• 三通道10位D/A转换：提供高精度的数模转换，确保图像的细腻度和色彩还原度。
• 多种数据格式支持：支持3x10 bit 4:4:4、2x10 bit 4:2:2或1x10 bit 4:2:2（ITU - R.BT656）多路复用YCbCr/GBR输入数据格式，与多种视频DSP/ASIC直接接口。
• 同步和消隐功能：可在绿色/亮度通道或所有通道上嵌入双电平或三电平同步信号，同时支持消隐控制，确保视频信号的正确显示。
• 标准视频输出：提供符合ITU - R.BT601采样标准的标准模拟输出合规电平，支持全量程和缩减量程输入代码范围。
• 灵活的配置：通过M1和M2控制信号，可灵活配置设备的工作模式和输入格式。
• 通用DAC模式：在不需要同步嵌入的应用中，可选择通用DAC模式，避免额外的直流偏置，降低功耗。

功能详解

同步生成

SYNC和SYNC_T控制输入可根据INS3_INT的设置，在AGY通道或所有三个通道上叠加额外的电流，从而生成双电平或三电平同步脉冲。通过正确的时序输入，用户可以在模拟输出上插入任何复合同步格式，包括水平同步、垂直同步、前后锯齿和均衡脉冲。

消隐生成

BLANK控制输入可将所有通道的输出幅度固定为消隐电平，不受数据输入端口值的影响。消隐电平的位置和与有效视频的关系取决于RGB和YCbCr颜色空间配置以及全量程和缩减量程输入代码范围配置。

通用DAC模式与视频DAC模式

在视频DAC模式下，设备会在R、G、B和Y通道上提供额外的直流偏置，为负同步插入提供余量。而在通用DAC模式下，没有直流偏置，适用于不需要同步嵌入的应用，可降低功耗并支持直流耦合。

设备配置

在视频DAC模式下，M1和M2配置信号在SYNC发生L→H或H→L转换后的第二个CLK上升沿采样。根据SYNC转换的极性，M1和M2的解释不同，可配置设备的工作模式和输入格式。

输入格式选择

设备可接受3x10b GBR或YCbCr输入端口的数据。对于4:2:2采样数据，可通过2x10 bit或1x10 bit多路复用输入端口输入。内部解复用器将输入样本路由到相应的DAC，确保数据的正确处理。

性能指标

电气特性

• 电源电流：不同工作模式下的模拟和数字电源电流不同，如在AVDD = 3.3V，DVDD = 1.8V，CLK = 80 MSPS时，RGB模式下模拟电源电流为95mA，数字电源电流为14.5 - 15.7mA。
• 数字输入特性：包括高电平输入电流、低电平输入电流、输入电容、数据和控制输入的建立时间和保持时间等。
• 模拟输出特性：DAC分辨率为10位，积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）在不同模式下有不同的指标，还包括电源抑制比（PSRR）、通道间串扰（XTALK）、VREF输出电阻等。

热特性

该器件采用PowerPAD封装，具有良好的散热性能。热阻参数包括结到环境热阻（JA）和结到壳热阻（JC），最大结温为105℃。

与THS8133的兼容性

THS8135是THS8133的功能升级版，引脚兼容。主要区别在于电源供应和设备配置：

• 电源供应：THS8135的模拟电源为3.3V，数字电源为1.8V，而THS8133的模拟电源为5V，数字电源为3.3V - 5V。
• 设备配置：THS8135在视频模式下对M1和M2信号进行采样，而THS8133的M1信号是连续解释的。此外，THS8135支持缩减量程输入代码范围配置，而THS8133仅支持全量程。

应用建议

电源和电阻选择

• 确保模拟电源（AVDD）为3.3V，数字电源（DVDD）为1.8V，并注意电源电压的波动范围。
• 选择合适的$R{FS}$电阻连接到FSADJ和AVSS之间，以控制输出电流驱动水平，并保证视频与同步的7:3幅度比。在使用缩减量程范围时，需根据需要调整$R{FS}$以增加DAC满量程电流。

同步和消隐控制

• 在视频DAC模式下，合理设置SYNC和SYNC_T信号的时序，以生成所需的同步格式。注意在同步期间保持SYNC低电平，并根据需要控制SYNC_T以确定三电平同步的正偏移。
• 使用BLANK控制输入时，要考虑颜色空间和输入代码范围配置对消隐电平的影响，确保输出符合预期。

输入数据格式配置

• 根据实际应用需求，通过M1_INT和M2_INT信号配置输入格式化器，选择合适的RGB/YCbCr颜色空间和输入数据格式。对于4:2:2采样数据，注意CLK频率与转换速度的关系。

热管理

• 由于THS8135采用PowerPAD封装，应将热焊盘直接焊接到PCB上，并可通过热过孔将其连接到适当的铜平面或特殊散热结构，以提高散热效率。

总结

THS8135凭借其高性能、灵活性和兼容性，成为视频和图形应用中数模转换的理想选择。它不仅能提供高质量的视频输出，还能适应不同的应用场景和数据格式。无论是高清电视、机顶盒还是高分辨率图像处理，THS8135都能发挥出色的性能。作为电子工程师，在设计相关产品时，不妨考虑这款优秀的DAC，它将为你的设计带来更多的可能性和优势。

你在使用THS8135的过程中遇到过哪些问题？或者对它的某些功能有更深入的探讨需求吗？欢迎在评论区留言分享。