AN-205: ビデオ・フォーマットと必要な負荷終端 PDF

AN-205
アプリケーション・ノート
ビデオ・フォーマットと必要な負荷終端
著者: Bill Slattery
テレビやビデオ・モニタで使用されるビデオ・レベルの規定に
関しては、多くの国際標準規格が存在します。このアプリケー
ション・ノートでは、一般的な標準規格をいくつか説明し、それ
らの類似性を比較します。さらに、アナログ・デバイセズ
(ADI)のビデオ RAM-DAC に必要な負荷終端について詳述する
とともに、負荷終端の設定を変更して複数のビデオ標準規格を
実装する方法についても説明します。
ビデオ標準規格
NTSCは北米や日本で最も多く使用されるビデオ標準規格の一つ
ですが、欧州ではPALやSECAMが一般的です。図 1 にRGBビデ
オ波形を示し、表Iにはビデオ標準規格ごとに互いに関連する電
流、電圧、およびIRE単位を示しています。
図 1. RGB ビデオ波形
表 I. 各種のビデオ・フォーマットに関するレベル
NTSC
RS-343A
NTSC
RS-170
PAL
SECAM
Video Output
Levels
Blank to White
Blank to Black
Blank Level
Blank to Sync
Blank to White
Blank to Black
Blank Level
Blank to Sync
Blank to White
Blank to Black
Blank Level
Blank to Sync
Blank to White
Blank to Black
Blank Level
Blank to Sync
IRE Units
100
7.5 ± 5
Volts
0.714 ± 0.1
0.054 (typ)
0
−0.286 ± 0.05
1.0 ± 0.05
0.075 (typ)
0
−0.4 (typ)
0.714 (typ)
0
0
−0.307 (typ)
0.714 (typ)
0 to 0.049
0
−0.307 (typ)
40 (typ)
100
7.5 ± 2.5
40 ± 5
100
0
43 (typ)
100
0 to 7
43 (typ)
Singly Terminated Line
mA (typ), 75Ω Monitor
9.52
0.714
0
−3.81
13.33
1
0
−5.33
9.52
0
0
−4.09
9.52
0
0
−4.09
Doubly Terminated Line
mA (typ), 75Ω Monitor
19.04
1.43
0
−7.62
26.67
2
0
−10.67
19.04
0
0
−8.19
19.04
0
0
−8.19
注
この表では、ブランク(Blank)レベルがゼロの基準レベルであり、シンク(Sync)レベルは負の値になっています。DAC を使ってコンポジッ
ト・シンク(複合同期信号)がアサートされている場合、アナログ・デバイセズのビデオ RAM-DAC ではシンク・レベルをゼロ基準レベルとして
います。ブランク・レベル、黒レベル、白レベルはすべて、シンク・レベルの値をもとに正にオフセットされます。これは、白レベルを基準とし
たブランク・レベルの相対的な振幅値によって決まるので、標準規格の実装に影響を及ぼすことはありません。ブランク/白間のレベル差は、
Sync が DAC でアサートされるか否かに関わりなく一定です。
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本
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Application Note
コンポジット・ビデオの波形は、白レベルとブランク・レベル
(グレースケールまたはビデオ信号成分)間の関係および黒レベ
ルとシンク・レベル間の関係を示しています。ブランク・レベ
ルと白レベル間の振幅レベルは、100IRE単位と定義されていま
す。これは、1Vまたは 0.714Vの電圧レベルに相当します。近年
の国際標準規格においては低い方の電圧レベルである 0.714Vが
採用されており、ブランク/白の間のレベル差は、RS-343A、
PAL、SECAMの各標準規格では 0.714V、RS-170 では 1Vと規定
されています。ブランク/黒レベル間はセットアップまたはペ
デスタルとも呼ばれており、これによってリトレース中に「黒
より黒い」ビーム・レベルが生じても安定に動作します。ブラ
ンク/黒レベル間の振幅は、使用するビデオ標準規格に従って、
0~約 7.5IRE単位の範囲で異なる値をとります。ビームをシン
ク・レベルまで駆動ために、さらに 40~43IRE単位が必要とな
ります。NTSCの 40IRE単位、PALおよびSECAMの 43IRE単位
というシンク・レベルの値は、ADIのビデオRAM-DACの設定値
である 40IREレベルの許容誤差の範囲にほぼ収まるため、ADI
製品はNTSC、PAL、およびSECAMのいずれのビデオ・フォー
マットも出力することができます。表Iに、上述したビデオ・
フォーマットに関する各種振幅レベルとその許容誤差を示しま
す。
コンピュータ・グラフィックで使用される 4 つのビデオ標準規
格の中で最も一般的なものは RS-343A です。この標準規格では、
3 つの RGB(赤、緑、青)信号は個別に生成され、それぞれが
ビデオ、ブランキング、およびシンク情報を含みます。しかし、
多くの場合、シンク情報は緑チャンネルのみにエンコードされ
ます。
できます。表Iには、ビデオ標準規格ごとに 75Ω負荷終端および
37.5Ω(二重終端で 75Ω)の負荷終端と、対応する電流値を示し
ています。また、図 2 と 図 3 にはビデオRAM-DACとモニタ間
の電気的な接続方法を示しています。これらの 2 つの終端のど
ちらかを使用することで、表Iに記載したいずれのビデオ標準規
格も実装することができます。ただし、一重終端負荷の場合は、
IREFを調整してIOUTを変更しなければなりません。
RS-343AおよびRS-170の実装
アナログ・デバイセズのビデオRAM-DACは、RS-343A、RS-170
のいずれのビデオ標準規格も実装できます。二重終端構成の場
合は、ソース終端抵抗ZSの値を変更してこの実装を行います。
図 4a~図 4dには、ADV478/ADV471 を使用した場合にRS-343A
とRS-170 の実装に必要となる終端回路と各終端に対応するRGB
ビデオ波形を示しています。Syncがアサートされていない場合、
アサートされている場合を分けて示しています。この技法を用
いて各ビデオ標準規格を実装する場合は、DACの出力電流レベ
ルを変更する必要はありません。DAC出力電流、負荷終端抵抗、
およびモニタ上で発生する電圧の関係は、次式で与えられます。
VL 
I OUT  Z S  Z L
ZS  Z L
VL=モニタ上で発生する電圧
IOUT=DAC 出力電流
ZS =ソース終端抵抗
ZL=ケーブル/モニタ・インピーダンス
ビデオ標準規格は ZL で発生する電圧によって決まるので、ZS の
値を変更することで簡単にビデオ標準規格を選択することがで
きます。
負荷終端
アナログ・デバイセズのビデオRAM-DACは、二重終端負荷ま
たは一重終端負荷とすることで 75Ωのモニタを駆動することが
図 2. 一重終端 75Ω 負荷
図 3. 二重終端 75Ω 負荷
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図 4a. RS-343A 負荷終端と RGB ビデオ波形(SYNC 非アサート)
図 4b. RS-170 負荷終端と RGB ビデオ波形(SYNC 非アサート)
図 4c. RS-343A 負荷終端と RGB ビデオ波形(SYNC アサート)
図 4d. RS-170 負荷終端と RGB ビデオ波形(SYNC アサート)
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選択可能な終端
図 5aと 図 5bに、ユーザがRS-343AまたはRS-170 を選択できる、
興味深い終端技術を示します。スイッチが閉位置にあると、RS343Aが実装されます。一方、スイッチが開位置にあると、75Ω
モニタ負荷上に、RS-170 に対応するブランク/白レベル間の電
圧 1Vが発生し、RS-170 が実装されます。SyncがDACによって
アサートされない場合、終端は 図 5aのようになります。Syncが
DACによってアサートされる場合、出力は 図 5bのように終端
する必要があります。
図 5a. RS-343A または RS-170 を選択できる終端(SYNC 非アサート)
図 5b. RS-343A または RS-170 を選択できる終端(SYNC アサート)
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