基于LMS算法的10位视频自适应均衡芯片设计

本文主要探讨了"新颖的视频自适应均衡芯片设计"，由黄姣英、何怡刚和沈芳三位作者在湖南大学电气与信息工程学院进行的研究。该芯片的创新之处在于其采用自适应算法和内置的576抽头数字滤波器，旨在解决视频信号中的重影问题，即多径干扰导致的符号间干扰(ISI)和模拟电视中的重影现象。这种芯片设计的关键技术包括自适应均衡技术，这是一种高效的抗多径干扰策略，常见于数字电视和高清电视系统。 该芯片实现了高度集成，内部集成了DSP控制器、存储器、同步检测器、D/A转换器、A/D转换器以及用户编程模块，使得系统更为紧凑且易于使用。它采用了3.3V电源电压和0.35um CMOS工艺制造，这不仅降低了功耗，还提高了芯片的集成度和性能。在典型的工作频率下，芯片的最大功耗仅为1.3W，封装在80-pin QFP封装中，芯片面积为14mm×20mm。 芯片设计者注意到，虽然存在一些先前的技术挑战，如预滤波式均衡器结构复杂、带删除抽头均衡器硬件规模大、模拟自适应反馈判决均衡器的局限等，他们通过采用基于LMS算法的全数字工艺，成功提升了芯片的分辨率至10位，能够有效处理-6.15us到+41.6us的回波，兼容TTL标准，工作在14.318 MHz频率下，其最大功耗表现出色，仅为1.3W。 值得注意的是，芯片设计还包括了一个I2C接口，用户可以通过这个接口获取信噪比(SNR)和均衡系数等关键信息，而其自适应过程的收敛时间在1.7秒到11.2秒之间，表明芯片具有良好的动态调整能力。此外，芯片可以接受外部参考时钟，进一步增强了其灵活性和适用性。 这项研究针对视频信号处理领域提出了一个高效、集成度高的解决方案，对提升视频通信系统的稳定性和质量具有重要意义。