ISL59885：高清与标清视频的自动调整同步分离器

在视频处理领域，同步分离器是一个关键的组件，它能够从视频信号中提取同步时序信息，确保视频的正常显示。今天我们要介绍的 ISL59885 就是这样一款功能强大的自动调整同步分离器，适用于高清（HD）和标清（SD）视频。

文件下载：ISL59885ISZ-T7.pdf

一、产品概述

ISL59885 能够在存在 Macrovision 脉冲的情况下，从标准和非标准视频输入中提取同步时序信息。它提供水平、垂直和复合同步输出，以及 SD/HDTV 检测功能。其自动输入频率检测特性使其能够自动适应广泛的视频标准，无需为不同频率使用不同的 RSET 电阻。

产品特性

1. 多标准支持：支持 NTSC、PAL、SECAM、HDTV 以及非标准视频同步分离。
2. 固定切片：对 0.5VP - P 至 2VP - P 的视频输入电平进行 70mV 的固定切片。
3. 单电源供电：采用 3V 至 5V 的单电源供电。
4. 多种输出：提供复合同步输出、垂直输出、水平输出和 HDTV 检测。
5. 兼容性：与 Macrovision 兼容。
6. 封装形式：采用 8 引脚 SOIC 封装，并且符合无铅（RoHS 合规）标准。

应用场景

适用于高清视频设备，如高清电视、视频监控系统等。

二、引脚配置与功能

引脚配置

PIN NUMBER	PIN NAME	PIN FUNCTION
1	Composite Sync Out	复合同步脉冲输出；同步脉冲从下降沿开始，到上升沿结束。
2	Composite Video In	交流耦合复合视频输入；同步尖端必须处于最低电位（正图像相位）。
3	Vertical Sync Out	垂直同步脉冲输出；垂直同步的下降沿是垂直周期的开始。
4	GND	电源地
5	HD	当输入水平频率大于 25kHz 时为低电平。
6	CSET	（连接到地的外部电容）；内部偏置发生器的旁路引脚。
7	Horizontal Output	水平输出；下降沿有效
8	VDD	正电源

引脚功能解析

• Composite Sync Out：该引脚输出复合同步脉冲，它是输入视频信号中同步信息的再现，只是去除了有效视频部分。当失去同步时，该输出保持低电平。
• Composite Video In：交流耦合的复合视频信号通过一个 0.1µF 的电容 C1 输入到该引脚。钳位充电电流防止引脚 2 上的信号变得比同步尖端参考电压（约 1.5V）更负。
• Vertical Sync Out：在输入视频信号的垂直周期开始时输出一个低电平的垂直同步脉冲。垂直周期开始于一个占空比约为 93%的预均衡脉冲阶段，随后是一个占空比约为 15%的垂直锯齿脉冲阶段。垂直同步在垂直锯齿脉冲阶段的第一个上升沿从 ISL59885 输出。如果没有垂直锯齿脉冲，则在垂直同步默认延迟时间（约 60µs）后强制输出一个垂直同步脉冲。
• HD：该引脚用于 HDTV 检测，当输入水平频率大于 25kHz 时，HD 引脚变为低电平，表明输入为高清视频信号。

三、电气特性

直流电气规格

在 VDD = 3.3V，TA = +25°C，CSET = 56nF 的条件下，部分关键参数如下：	PARAMETER	DESCRIPTION	MIN (Note 6)	TYP	MAX (Note 6)	UNIT
IDD, Quiescent	静态电流	1	2.2	4	mA
Clamp Voltage	钳位电压	1.35	1.5	1.65	V
Clamp Discharge Current	钳位放电电流	6	15	30	µA
Clamp Charge Current	钳位充电电流	-9	-7.2	-5.2	mA
VOL	输出低电压	0.24		0.5	V
VOH	输出高电压
IOH = -40µA		3	3.2		V
IOH = -1.6mA		2.5	3.0		V

动态特性

PARAMETER	DESCRIPTION	MIN (Note 6)	TYP	MAX (Note 6)	UNIT
Comp Sync Prop Delay, tCS	复合同步传播延迟	35	75		ns
Horizontal Sync Delay, tHS	水平同步延迟	40	80		ns
Horizontal Sync Width, tHS - PW	水平同步宽度	3.8	5.2	6.2	µs
Vertical Sync Width, tVS	垂直同步宽度	230	280	350	µs
Vertical Sync Default Delay, tVSD	垂直同步默认延迟	28	50	68	µs
Hsync Blanking Window	水平同步消隐窗口	70	80	90	%
Input Dynamic Range	输入动态范围	0.5		2	VP - P
Slice Level	切片电平	50	70	90	mV
HD Pin Level	HD 引脚电平（720p, 1080i, 1080p）	0			V

四、使用注意事项

视频输入

交流耦合的视频信号通过 0.1µF 的电容 C1 输入到 Video In 引脚 2。钳位充电电流可防止引脚 2 上的信号变得比同步尖端参考电压更负。在计算下垂电压时，可使用公式 It = CV，其中 V 是下垂电压，I 是放电电流，t 是同步脉冲之间的时间，C 是 C1。对于 NTSC 视频信号，下垂电压应小于 2%的标称同步尖端幅度。

CSET 电容

外部 CSET 电容应连接在 CSET 引脚 6 与地之间。建议使用 X7R 级或更好的电容，因为 Y5U 通用电容可能漏电过大，导致操作故障。电容应尽可能靠近 CSET 引脚，以减少可能的电路板漏电。推荐设置为 56nF。

色度滤波器

为了提高输入视频信号的信噪比，建议使用色度滤波器。它可以通过一个 100Ω 的串联电阻和一个 570pF 的电容简单实现，在 NTSC 或 PAL 模式下，可提供约 2.79MHz 的单极点滚降频率，有效衰减 3.58MHz（NTSC）或 4.43MHz（PAL）的色同步信号，同时对约 15kHz 的同步信号无明显衰减。在 HDTV 模式下，晶体管关闭，仅留下一个 100pF 的电容来过滤输入的噪声。但需要注意的是，使用色度滤波器会增加从复合输入到输出的传播延迟。

五、总结

ISL59885 是一款功能强大、性能稳定的视频同步分离器，它的多标准支持、自动频率检测和多种输出功能使其适用于各种高清和标清视频设备。在设计过程中，工程师需要根据实际需求合理选择引脚配置和外部元件，同时注意视频输入、CSET 电容和色度滤波器的使用，以确保设备的正常运行。大家在使用 ISL59885 时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。