AN-551 アプリケーション・ノート ADV7172/ADV7173 ビデオ・エンコーダのパワー・マネジメント はじめに このアプリケーション・ノートでは、ADV7172/ADV7173 の種々の 消費電力動作モードについて説明し、デバイスをできるだけ効率 良い消費電力で動作させるための設定方法と動作方法を説明しま す。 ADV7172/ADV7173の3種類の消費電力動作モード ADV7172/ADV7173 には、次の 3 種類の消費電力動作モードがあり ます。 5 Vまたは 3.3 Vでの通常消費電力モード また、デバイスがスリープ・モードで動作するように設定された 後にリセットが入力された場合にも、デバイスはスリープ・モー ドから抜け出して通常の動作を再開します。このモードは、モー ド・レジスタ 6 の“パワーアップ・スリープ・モード”がディスエー ブル(ロジック 1 を設定)された場合にのみ動作します。その他の場 合、スリープ・モードは PAL_NTSC ピンと SCRESET/RTC ピンか ら制御されます。 2 スリープ・モードでは I C インターフェースが動作していることに 注意してください。 モード・レジスタ 6 すべての DAC をオンにすると、大型 DAC (DAC A、B、C)の消費 電流は RSET1 により、小型 DAC (DAC D、E、F)と VREF の消費電流は RSET2 により、それぞれ設定されます。様々な電流設定値については 表 I と表 II を参照してください。 低消費電力モード 低消費電力モードは、5 V の動作電圧でのみ使用可能です。このモ ードは大型 DAC (A、B、C)がオンの場合にのみ効果があります。 この機能により、パワーオンされている各大型 DAC で消費される 平均電流が約 40%削減されます。 低消費電力モードの動作原理 各 DAC を電流源のグループと見なすと、電流源の DAC コードが ゼロの場合(すなわちオフの場合)、DAC 電流がグラウンドへ切り 替えられて不要な電流が消費されます。電流源をグラウンドへ切 り替える代わりにオフにすると、消費される電流を約 40%削減す ることができます。 MR60 “スリープ・モードでのパワーアップ”を使うと、デバイスを スリープ・モードでパワーアップさせることができるようになり、 2 I C が初期化される前に低消費電力が可能になります。SCRESET/ RTC ピンと NTSC_PAL ピンをハイ・レベルに接続し、かつ“パワ ーアップ・スリープ・モード”コントロール(MR60)にロジック 0 を 設定してイネーブルすると、デバイスはスリープ・モードでパワ ーアップします。このビットは、パワーアップ後またはリセット 入力後、常に 0 に設定されます。 “パワーアップ・スリープ・モード”がディスエーブルされると(ロ ジック 1 を設定)、スリープ・モードの制御はモード・レジスタ 2 の“スリープ・モード・イネーブル”コントロールから行われるよう になります。 ADV7172/ADV7173の消費電力を削減する方法 次のように複数存在します。 1. 動作電圧: 5 V 低消費電力モード スリープ・モード 2. 動作電圧: 3.3 V スリープ・モードは、5 V と 3.3 V の動作で使用することができま す。ADV7172/ADV7173 により消費される電流は、20 µ A (typ)以下 になります。このモードは、パワーアップ時またはレジスタ設定 時に使うことができます。 3. スリープ・モード 2 つのモード・レジスタを使用すると、スリープ・モードを制御す ることができます。モード・レジスタ 2 では“スリープ・モード・ コントロール”を、モード・レジスタ 6 では“パワーアップ・スリー プ・モード”を、それぞれ制御することができます。モード・レジ スタ 2 では、対応するビット(MR27)の“スリープ・モード・コント ロール”にロジック 1 を設定すると、スリープ・モードがイネーブ ルされ、このビットにロジック 0 を設定すると、スリープ・モー ドがディスエーブルされます。 このモードがイネーブルされた場合、ADV7172/ADV7173 の消費電 流は 20 µ A (typ)以下になります。デバイスがスリープ・モードで 動作するように設定された後に、対応するビット(MR27)にロジッ ク 0 が設定されてスリープ・モードがディスエーブルされると、 デバイスはスリープ・モードから抜け出して通常の動作を再開し ます。 4. 未使用 DAC のターンオフ 5. 外付けバッファ 6. TV の自動検出 動作電圧: 5 V低消費電力モード モード・レジスタ 1 のビット 6 “低消費電力モード・コントロール” を使うと、低消費電力モードを選択することができます。低消費 電力モードは 5 V 動作でのみ使用可能なことに注意してください。 低消費電力モードでは、各 DAC の平均消費電流が約 40%削減され ます。 通常のモードでは、消費電流は RSET1、RSET2、VREF により設定され ます。低消費電力モードでは、この設定された電流が約 40%削減 されます。これにより、各 DAC での RSET1/VREF と RSET2/VREF の間の 関係と出力電流が変更されることはありません。 アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関 して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナ ログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予 告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有に属します。 ※日本語データシートは REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 本 社／〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03（5402）8200 大阪営業所／〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06（6350）6868 AN-551 アプリケーション・ノート 抵抗値は次のようになります。 動作電圧: 3.3 V RSET1 = 300 Ω デバイスが 3.3 V で動作し、かつ DAC A、B、C (大型 DAC)の出力 電流が次のように設定されたとき最適性能が実現されます。 RSET2 = 600 Ω IOUT = 18 mA RLOAD = 75 Ω シングル終端 さらに、動作電圧 3.3 V でこの構成を使用することが推奨されます。 これにより、最適 DAC 性能が得られ、さらにビデオ出力にアイソ レーション機能が追加されます。 ここで、 RSET1 = 300 Ω RSET2 = 600 Ω RLOAD = 75 Ω (シングル終端負荷) スリープ・モード スリープ・モードは 5 V と 3.3 V の動作で使用可能です。 ADV7172/ADV7173 の消費電流は 20 µ A (typ)以下になります。 前述のように、このモードはデバイスのパワーアップ時またはレ ジスタの設定時に使用することができます。スリープ・モード動 作の詳細については、スリープ・モードのセクションを参照して ください。 図 2.オペアンプを使用した推奨 DAC 出力バッファ 未使用DACのターンオフ DAC を使用しない場合には、その DAC をオフにしておくことが 推奨されます。 TV自動検出 これはモード・レジスタ 1 を使って行うことができます。各 DAC を個別にパワー・オフすることができます。詳細については、表 I と表 II を参照してください。 この機能を使うと、DAC の終端が正常か否かを判定することがで きます。未接続(未使用) DAC により消費電力が増えるため、この 機能は DAC A、B、C で使用することができます。 モード・レジスタ 6 により、未終端 DAC の自動検出を次のように 行うことができます。 外付けバッファ 外付けバッファは、 消費電力を減らすもう 1 つの方法です。 DAC D、 E、F (小型 DAC)のバッファリングは常に必要ですが、DAC A、B、 C のバッファリングは省略可能です(DAC D、E、F を使用しない場 合)。図示の構成では、DAC A、B、C は 18 mA で動作し、この電 流値はフル電流能力の 1/2 です。これにより、これらの DAC の消 費電流が 50%削減されます。 1. “DAC 終端モード”コントロールを使い、75 Ω または 150 Ω の正 しい終端を選択します。 ダブル終端の 75 Ω は 37.5 Ω になり(すなわち、DAC 側に 75 Ω およ び TV 側に 75 Ω と分かれます)、150 Ω は 75 Ω になることに注意し てください。大型 DAC がバッファされると、自動検出機能は動作 できなくなってしまいます。これはバッファリングにより、バッ ファ出力で終端が正しいか否かによらず、固定終端となってしま うためです。 2. モード・レジスタ 6 の“DAC 終端モード”コントロール(ビット 4)を使い、次の 2 つの自動検出終端モードのいずれかを選択します。 1 ×モード = 75 Ω 終端(シングル終端) 2 ×モード = 150 Ω 終端(シングル終端) 3. モード・レジスタ 6 の“Comp 自動検出モード”コントロール(ビ ット 3)と“Luma 自動検出”コントロール(ビット 2)を使い、次の 2 つの機能のいずれかを選択します。 モード 0 DAC の正しい終端がチェックされ、対応するステータス・ビット を“1”に設定して結果が表示されます。あるいは評価ソフトウェア を使用する場合、モード・レジスタ 6 (自動検出ステータス)の緑色 ボタンで正しい終端が表示されます。 図 1. DAC 出力バッファの構成 終端が正しくない場合は、DAC をパワーダウンさせるか否かをユ ーザが判断することができます。これは、モード・レジスタ 1 を 使って行うことができます。 － 2/5 － AN-551 アプリケーション・ノート モード 1 動作電圧: 3.3 V/ノーマル・モード DAC の正しい終端がチェックされ、対応するステータス・ビット を“1”に設定して結果が表示されます。あるいは評価ソフトウェア を使用する場合、モード・レジスタ 6 (自動検出ステータス)の緑色 ボタンで正しい終端が表示されます。 上に示す 5 V 動作の場合と同じ設定値が、3.3 V 動作の場合の RSET1 と RSET2 に使用されます。 3.3 V 動作では、V × I = P 式に従い消費電力が減少します。すなわ ち、電流が不変で電圧が 5 V から 3.3 V へ低下します。 終端が正しくない場合、DAC は自動的にパワーダウンされます。 1 フレームの間隔で正しい終端がチェックされて、DAC をパワー ダウンさせるか否かが判定されます。 RSET1、RSET2、RLOADの設定値 ジャンクション温度 常に、最大ジャンクション温度 110 °C を超えないようにすること が重要です。 ジャンクション温度 = [VAA ( IOUT の総和 + ICCT) ×θ JA] +70° C ICCT 動作電圧: 5 V/ノーマル・モード RSET1 と RSET2 の値により各 DAC の消費電流が決定されるため、消 費電力が決定されます。 消費電流は次のように計算されます。 VOUT = (VREF × K)/RSET VOUT = IOUT × RLOAD VREF = 1.235 V K = 4.2146 = 回路電流またはデジタル電源電流 = デバイスの駆動に必要な連続電流 ICCT = 78 mA (VAA = 5 V) ICCT = 40 mA (VAA = 3.3 V) IDAC = すべての DAC を駆動するときの合計電流 = 10 mA + (各 DAC の平均消費電流の総和) = 10 mA + (各 DAC の IOUT の総和) IOUT = DAC の平均消費電流 θ JA = ジャンクション―周囲間熱抵抗 54.6° C/W、自然空冷、4 層 PCB RSET2は小型DACで使われるため、大型DACの出力電流には影響を 与えません。 θ JC = ジャンクション―ケース間熱抵抗 16.7° C/W、自然空冷、 4 層 PCB IOUT = 34.7 mA RSET1 = 150 Ω RLOAD = 75 Ω (シングル終端) VAA = 電源電圧 PTOTAL = VAA × ITotal RSET1 = 1041 Ω RLOAD = 262.5 Ω ITOTAL = ICCT + IOUT の総和 DAC A、B、C (大型DAC) IOUT = 5 mA (バッファ付き、スケール済み出力負荷) 詳細については、表 I と表 II を参照してください。 DAC D、E、F (小型DAC) RSET1 は大型 DAC で使われるため、小型 DAC の出力電流には影響 を与えません。 IOUT = 8.66 mA RSET2 = 600 Ω IOUT = 5 mA RSET2 = 1041 Ω RLOAD = 150 Ω RLOAD = 262.5 Ω (バッファ付き、スケール済み出力負荷) 詳細については、表 I と表 II を参照してください。 － 3/5 － AN-551 アプリケーション・ノート 表 I. DAC の消費電流 Supply Voltage 5V DAC Buffering No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes No No Yes Yes Low Power ON No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes IOUT DAC A (mA) 34.7 20.82 5 3 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 IOUT DAC B (mA) 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 OFF OFF OFF OFF IOUT DAC C (mA) 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 34.7 20.82 5 3 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF IOUT DAC D (mA) 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF IOUT DAC E (mA) 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF OFF OFF OFF OFF 8.66 OFF 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF IOUT DAC F (mA) 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF 8.66 OFF 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF － 4/5 － Junction Temp Degrees Celsius 126.8 108.3 99.5 93.8 117.3 102.7 98.1 92.9 107.9 97 96.8 92.1 98.3 DAC Output Configuration NotAllowed Allowed Allowed Allowed NotAllowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed ICCT (mA) 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 IDAC (mA) 140.08 72.46 40 19 105.38 51.64 35 16 70.68 30.82 30 13 35.98 ITOTAL (mA) 208.08 140.46 108 87 173.38 119.64 103 84 138.68 98.82 98 81 103.98 PTOTAL (mW) 1040.4 702.3 540 435 866.9 598.2 515 420 693.4 494.1 490 405 519.9 95.4 Allowed 78 25 93 465 96 Allowed 78 27.32 95.32 476.6 94 Allowed 78 20 88 440 93.7 Allowed 78 18 86.66 433.3 92.7 Allowed 78 15 83 415 124.4 108.3 98.1 93.8 122.1 102.7 96.8 93.8 119.7 108.3 95.4 93.8 110.2 102.7 94 92.9 100.8 96.9 92.7 92.1 NotAllowed Allowed Allowed Allowed NotAllowed Allowed Allowed Allowed NotAllowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed Allowed 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 78 131.42 72.46 35 19 122.76 51.64 30 19 114.1 72.46 25 19 79.4 51.64 20 16 44.7 30.82 15 13 199.42 140.46 103 87 190.76 119.64 98 87 182.1 140.46 93 87 147.4 119.64 88 84 112.7 98.82 83 81 997.1 702.3 515 435 953.8 598.2 490 435 910.5 702.3 465 435 737 598.2 440 420 563.5 494.1 415 405 AN-551 アプリケーション・ノート 表 II.DAC の消費電流 Supply Voltage 3.3 V DAC Buffering No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes No Yes IOUT IOUT IOUT IOUT IOUT IOUT DAC A (mA) 34.7 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 34.7 5 34.7 5 34.7 5 34.7 5 DAC B (mA) 34.7 5 34.7 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF 34.7 5 34.7 5 34.7 5 34.7 5 DAC C (mA) 34.7 5 34.7 5 34.7 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF 34.7 5 34.7 5 34.7 5 OFF OFF DAC D (mA) 8.66 5 8.66 5 8.66 5 8.66 5 OFF OFF OFF OFF 8.66 5 8.66 5 OFF OFF OFF OFF DAC E (mA) 8.66 5 8.66 5 8.66 5 8.66 5 8.66 5 OFF OFF 8.66 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF DAC F (mA) 8.66 5 8.66 5 8.66 5 8.66 5 8.66 5 8.66 5 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF － 5/5 － Junction Temp Degrees Celsius 100.6 82.6 94.4 81.7 88.1 80.8 81.9 79.9 80.3 79 78.8 78.1 99.1 81.7 97.5 80.8 95.9 79.9 89.7 79 ICCT (mA) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 IDAC (mA) 140.08 40 105.38 35 70.68 30 35.98 25 27.32 20 18.66 15 131.42 35 122.76 30 114.1 25 79.4 20 ITOTAL (mA) 170.08 70 135.4 65 100.7 60 65.9 55 57.32 50 48.66 45 161.42 65 152.8 60 144.1 55 109.4 50 PTOTAL (mW) 561.3 231 446.8 214.5 332.3 198 217.5 181.5 189.2 165 160.6 148.5 532.7 214.5 504.2 198 475.5 181.5 361.02 165