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MAX7456EUI réalise le décodage et l'affichage intégrés

 Les Ressources De L'entreprise MAX7456EUI réalise le décodage et l'affichage intégrés

 

 

 

19 octobre 2025 — Avec la croissance continue de la demande de fonctions de superposition vidéo dans les systèmes de contrôle de vol de drones et les équipements de surveillance industrielle, les puces OSD (On-Screen Display) hautement intégrées deviennent des composants essentiels des systèmes de traitement vidéo. Le générateur OSD monocanal MAX7456EUI, largement adopté comme standard industriel, avec sa haute intégration et ses capacités de détection automatique NTSC/PAL, fournit une solution de superposition de caractères fiable pour les systèmes FPV de drones, les équipements de surveillance industrielle et les systèmes vidéo automobiles.

 

 

I. Introduction de la puce : MAX7456EUI

 

Le MAX7456EUI est un générateur d'affichage à l'écran (OSD) monocanal avec EEPROM intégrée, conditionné dans un TSSOP à 28 broches. Cet appareil offre une haute intégration, une faible consommation d'énergie et une détection de synchronisation automatique, permettant la superposition directe de graphiques de caractères sur des signaux vidéo composites NTSC ou PAL.

 

Principales caractéristiques et avantages :

Conception hautement intégrée : EEPROM intégrée pour le stockage des caractères définis par l'utilisateur

Détection automatique du format : Prend en charge la reconnaissance automatique des normes NTSC/PAL

Fonctionnement sur alimentation unique : Plage de tension de fonctionnement de 3,0 V à 3,6 V

Faible consommation d'énergie : Courant de fonctionnement typique de 4 mA

Ensemble de caractères étendu : 256 caractères intégrés programmables par l'utilisateur

 

Champs d'application typiques :

Systèmes vidéo FPV de drones

Équipements de surveillance industrielle

Affichages vidéo automobiles

Systèmes de surveillance de sécurité

 

 

II. Analyse du schéma fonctionnel simplifié

 

Aperçu de l'architecture principale
Le MAX7456EUI adopte une architecture de traitement vidéo hautement intégrée, comprenant quatre principaux modules fonctionnels : traitement vidéo, génération de caractères, gestion du stockage et interface de contrôle, permettant une fonctionnalité d'affichage à l'écran (OSD) complète.

 

 

MAX7456EUI réalise le décodage et l'affichage intégrés

 

Analyse détaillée de la fonction des modules

 

1. Module de traitement vidéo

Séparateur de synchronisation :

Extrait la synchronisation horizontale (HSYNC) et la synchronisation verticale (VSYNC) des signaux vidéo

Identifie automatiquement les normes NTSC/PAL

Génère des signaux de référence de synchronisation précis

 

Circuit de serrage (CLAMP) :

Stabilise le niveau CC de la vidéo

Élimine les effets de dérive du signal

Maintient la cohérence du signal

 

 

2. Module d'horloge et de synchronisation

Oscillateur à cristal (OSCILLATOR) :

Le cristal externe fournit l'horloge de référence

Prend en charge plusieurs configurations de fréquence

Assure la stabilité de l'horloge du système

 

Générateur de synchronisation (TIMING GENERATOR) :

Génère des signaux de contrôle de synchronisation de l'affichage

Coordonne le rythme de fonctionnement de tous les modules

Garantit un positionnement précis de la superposition des caractères

 

3. Module de génération et de stockage de caractères

Mémoire d'affichage (RAM) :

Stocke le contenu actuel de l'affichage à l'écran

La capacité prend en charge l'affichage multipage

Mise à jour des données d'affichage en temps réel

 

Mémoire de caractères (ROM) :

256 modèles de caractères intégrés

Prend en charge les caractères définis par l'utilisateur

Fournit plusieurs options de police

 

Générateur OSD :

Convertit les codes de caractères en données de pixels

Met en œuvre la mise à l'échelle des caractères et les effets spéciaux

Contrôle les attributs d'affichage

 

4. Module d'interface de contrôle

Interface série SPI :

Communique avec le microcontrôleur externe

Prend en charge l'écriture des paramètres de configuration

Met en œuvre les mises à jour des données d'affichage

 

Logique de contrôle :

Analyse les commandes de contrôle externes

Gère l'état de fonctionnement du système

Gère la réinitialisation et la gestion de l'alimentation

 

Analyse du flux de signaux

 

Chemin de traitement vidéo

Entrée vidéo → Circuit de serrage → Séparation de la synchronisation → Génération de la synchronisation → Sortie mixte ↓ Contrôle de la superposition des caractères ↓ Générateur OSD → CNA → Sortie vidéo

 

Chemin de traitement des données

Interface SPI → Logique de contrôle → Mémoire d'affichage → Mémoire de caractères ↓ Générateur OSD → Sortie de pixels

 

Chemin du flux de contrôle

Contrôle externe → Interface SPI → Registres de configuration → Modules fonctionnels ↓ Surveillance de l'état → Rétroaction de sortie

 

 

Explication détaillée des principales caractéristiques

 

Traitement de synchronisation intelligent

S'adapte automatiquement aux différentes normes vidéo

Suivi en temps réel des changements de synchronisation du signal

Assure la stabilité de l'affichage des caractères

 

Contrôle d'affichage flexible

Positions d'affichage programmables

Plusieurs modes d'affichage d'arrière-plan

Prend en charge les effets transparents et semi-transparents

 

Gestion efficace du stockage

Architecture de stockage en couches

Récupération rapide des caractères

Prend en charge les mises à jour dynamiques

 

Avantages de l'intégration du système

 

Conception simplifiée

Une seule puce met en œuvre une fonctionnalité OSD complète

Réduit le nombre de composants externes

Réduit la complexité du système

 

Optimisation des performances

Modes de fonctionnement à faible consommation d'énergie

Mises à jour d'affichage à réponse rapide

Conception à haute fiabilité

 

Cette analyse du schéma fonctionnel révèle les principaux avantages techniques du MAX7456EUI en tant que puce OSD haute performance, fournissant une référence technique complète pour la conception et l'optimisation des systèmes de superposition vidéo.

 

 

 

III. Analyse du circuit de test standard

 

 

Analyse du circuit de test d'entrée

Structure du circuit

Générateur de signaux → Résistance d'adaptation de 75Ω → Condensateur de couplage de 0,1μF → Broche VIN │ │ │ 75Ω 0,1μF MAX7456 │ │ │ GND GND GND

 

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Analyse des points de conception

 

Réseau d'adaptation d'impédance

Impédance standard de 75Ω : Correspond précisément à l'impédance caractéristique du câble vidéo

Intégrité du signal : Empêche les images fantômes et les sonneries causées par la réflexion du signal

Norme industrielle : Conforme à la spécification industrielle de 75Ω pour la transmission vidéo

 

 

Conception de couplage CA

Condensateur de blocage CC : Le condensateur de 0,1μF bloque la composante CC

Transmission du signal : Assure le passage du signal vidéo CA pur

Adaptation de niveau : Élimine les différences de polarisation CC entre les différents appareils

 

 

Analyse du circuit de test de charge vidéo

 

Structure du circuit

Sortie MAX7456 → Résistance de charge de 75Ω → Équipement de surveillance vidéo │ │ VOUT 75Ω │ │ GND GND

 

Analyse des points de conception

 

Charge vidéo standard

Résistance de terminaison de 75Ω : Simule l'impédance d'entrée réelle de l'équipement d'affichage vidéo

Adaptation de puissance : Assure la transmission correcte de la puissance du signal

Qualité du signal : Maintient le niveau et la forme d'onde corrects du signal

 

Caractéristiques du couplage CC

Couplage direct : Préserve la composante CC du signal vidéo

Préservation de la synchronisation : Assure l'intégrité de l'impulsion de synchronisation

Précision du niveau : Maintient l'amplitude précise du signal vidéo

 

Détails de la fonction du circuit de test

 

Éléments de vérification des performances

Test de sensibilité d'entrée : Vérifier le niveau minimum reconnaissable du signal vidéo

Vérification de l'adaptation d'impédance : Assurer la transmission du signal sans réflexion

Test de réponse en fréquence : Vérifier la planéité dans la bande passante vidéo

Performance de séparation de la synchronisation : Vérifier la précision de l'extraction de la synchronisation horizontale/verticale

 

Paramètres de test clés

Amplitude du signal d'entrée : Niveau vidéo standard de 1,0 Vp-p

Impédance d'entrée : 75Ω±5%

Condensateur de couplage : 0,1μF±10%

Résistance de terminaison : 75Ω±1%

 

Guide de conception d'application

Recommandations de disposition du PCB

Placer les circuits d'entrée près des broches de la puce

Maintenir la conception de la ligne de transmission à impédance contrôlée

Minimiser l'inductance des fils des condensateurs de couplage

 

Considérations relatives aux tests

Utiliser des câbles coaxiaux de haute qualité de 75Ω pour les connexions

S'assurer des réglages d'adaptation d'impédance appropriés sur l'équipement de test

Faire attention aux interférences de signal causées par les boucles de masse

 

Ce circuit de test standard fournit une base technique fiable pour la vérification des performances du MAX7456EUI, assurant une qualité de signal et des performances d'affichage optimales dans les applications vidéo.

 

 

IV. Analyse du circuit de fonctionnement typique

 

Conception de l'alimentation numérique

Broche DVDD : Entrée d'alimentation numérique de 3,3 V

Configuration de découplage : Condensateur céramique de 0,1μF placé près de la broche

Stratégie de mise à la terre : Masse numérique DGND connectée via une broche séparée

 

 

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Architecture d'alimentation mixte

Alimentation principale de 3,3 V → Découplage de 0,1μF → DVDD (Broche 4) → Découplage de 0,1μF → Circuits analogiques

 

Module de circuit d'horloge

Configuration de l'oscillateur à cristal

Cristal externe : Connecté entre CLKIN (Broche 6) et CLKOUT (Broche 8)

Condensateurs de charge : Adaptés aux paramètres de charge requis du cristal

Résistance de rétroaction : La broche XFB assure la stabilité de l'oscillation

 

Caractéristiques du réseau d'horloge

Fournit la référence d'horloge maître du système

Prend en charge plusieurs fréquences de cristal

Garantit la précision de la synchronisation de l'affichage des caractères

 

Interface d'entrée vidéo

Entrée vidéo composite → Couplage de 0,1μF → VIN (Broche 28) → Adaptation de 75Ω → Impédance source

 

Interface de sortie vidéo

Broche VOUT : Commande directement la charge vidéo de 75Ω

Couplage CC : Maintient l'intégrité du signal vidéo

Tampon de sortie : Amplificateur de pilote intégré

 

Interface de communication SPI

CS (Broche 9) → Signal de sélection de puce SDIN (Broche 10) → Entrée de données série SCLK (Broche 11) → Horloge série SDOUT (Broche 12) → Sortie de données série

 

Signaux de contrôle

LOS (Broche 13) : Sortie de détection de perte de signal

Signaux de synchronisation : HS (Synchronisation horizontale), VS (Synchronisation verticale)

 

Conception de l'intégrité du signal

Stratégie de découplage de l'alimentation

Condensateur de découplage indépendant de 0,1μF pour chaque broche d'alimentation

Suppression du bruit haute fréquence

Contrôle de l'ondulation de la tension

 

Conception d'adaptation d'impédance

Adaptation de terminaison de 75Ω pour l'entrée vidéo

Contrôle de l'impédance caractéristique de la ligne de transmission

Minimisation de la réflexion

 

Gestion spéciale des broches

Broches non connectées

Les broches N.C. restent flottantes

Éviter les interférences de connexion externe

Points de test réservés

 

Traitement du signal de synchronisation

Entrée directe des signaux de synchronisation horizontale et verticale

Détection automatique de la norme vidéo

Fonction d'étalonnage de la synchronisation

 

Paramètres de performance typiques

Conditions de fonctionnement

Tension d'alimentation : 3,3 V±10%

Température de fonctionnement : -40℃ à +85℃

Norme vidéo : Auto-adaptation NTSC/PAL

 

Caractéristiques du signal

Bande passante vidéo : >5 MHz

Résolution des caractères : 12×18 pixels

Couleurs d'affichage : Monochrome (blanc/noir/transparent)

 

Consignes de conception d'application

 

Recommandations de disposition du PCB

Acheminez les signaux vidéo loin des sources de bruit numérique

Placez les circuits d'horloge près des broches de la puce

Maintenez une partition d'alimentation claire

 

Considérations relatives à la gestion thermique

Mettre en œuvre la conception de la dissipation thermique du boîtier TSSOP

Appliquer une réduction de puissance pour les environnements à haute température

Fournir une zone de dissipation thermique en cuivre adéquate

 

Ce circuit de fonctionnement typique fournit une solution d'application complète pour le MAX7456EUI, assurant une fonctionnalité de superposition de caractères stable et fiable dans divers systèmes vidéo, particulièrement adaptée aux scénarios d'application vidéo embarqués à espace limité.

 

 

V. Analyse de la définition de la terminologie du signal vidéo composite

 

 

 

Analyse du niveau clé du signal vidéo composite

 

 

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Détails des paramètres principaux

1. Niveau de blanc

Définition : Le niveau de luminance le plus brillant du signal vidéo

Valeur standard : 100 unités IRE (714 mV)

Fonction : Définit la sortie de luminosité maximale de l'affichage

Traitement MAX7456 : Affiche des caractères blancs dans cette région de niveau

 

2. Niveau de noir

Définition : Le niveau de luminance de référence du signal vidéo

Valeurs standard :

NTSC : 7,5 IRE (54 mV)

PAL : 0 IRE (0 mV)

Fonction : Définit le niveau de référence noir de l'affichage

Traitement MAX7456 : Affiche des caractères noirs dans cette région de niveau

 

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3. Niveau de pointe de synchronisation

Définition : Le niveau le plus bas des impulsions de synchronisation

Valeur standard : -40 IRE (-286 mV)

Fonction : Fournit une référence de synchronisation pour la synchronisation horizontale et verticale

Traitement MAX7456 : Utilisé pour la séparation de la synchronisation et le verrouillage de la synchronisation

 

4. Signal de rafale de couleur

Position : Situé sur le porche arrière, après l'impulsion de synchronisation

Fréquence : 3,58 MHz (NTSC) / 4,43 MHz (PAL)

Amplitude : 20 IRE (140 mV)

Fonction : Fournit une phase de référence pour la démodulation des couleurs

Traitement MAX7456 : Détecte la norme vidéo et maintient la synchronisation des couleurs

 

 

Mécanisme de séparation de la synchronisation

Signal vidéo composite → Circuit de serrage → Séparation de la synchronisation ↓ Identification de la synchronisation horizontale ↓ Identification de la synchronisation verticale ↓ Génération de la synchronisation d'affichage

 

Principe de superposition OSD

  • Caractères blancs : Correspondent à la région de niveau blanc

  • Caractères noirs : Correspondent à la région de niveau noir

  • Arrière-plan transparent : Maintient le signal vidéo d'origine

  • Préservation de la synchronisation : N'interfère pas avec les signaux de synchronisation d'origine

Exigences d'amplitude du signal

Amplitude d'entrée : Signal vidéo standard de 1,0 Vp-p

Amplitude de synchronisation : -286 mV à +714 mV

Amplitude de superposition des caractères : Conforme aux normes de niveau blanc/noir

 

Caractéristiques de synchronisation

Période de ligne :

NTSC : 63,5 μs

PAL : 64 μs

Période de trame :

NTSC : 16,7 ms (60 Hz)

PAL : 20 ms (50 Hz)

 

Assurance de l'intégrité du signal

Maintenir les rapports d'amplitude du signal corrects

Assurer l'intégrité de l'impulsion de synchronisation

Préserver la précision du signal de rafale de couleur

 

Optimisation de l'affichage OSD

Faire correspondre la luminosité des caractères au contraste de l'arrière-plan

Éviter les interférences avec le contenu vidéo d'origine

Assurer la compatibilité entre les différentes normes vidéo

 

Cette définition de la terminologie du signal vidéo fournit des références techniques cruciales pour la conception d'application du MAX7456EUI, garantissant des performances d'affichage de superposition de caractères précises et fiables dans divers systèmes vidéo.

 

 

 

VI. Analyse de la synchronisation du mode de synchronisation externe

 

Structure de synchronisation de base

Synchronisation de trame (VSYNC) → Synchronisation de ligne (HSYNC) → Sortie vidéo active (VOUT) ↓ Identification de trame paire/impaire ↓ Contrôle du cycle d'affichage

 

 

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Détails des principaux paramètres de synchronisation

 

Synchronisation verticale (VSYNC)

Période : 16,67 ms (correspondant à la fréquence de trame de 60 Hz)

Largeur d'impulsion : Généralement 3H (3 périodes de ligne)

Identification de trame paire/impaire :

Trame impaire : Commence au front descendant de VSYNC

Trame paire : Commence au front montant de VSYNC

 

Synchronisation horizontale (HSYNC)

Période : 63,56 μs (norme NTSC)

Largeur d'impulsion : 4,7 μs valeur typique

Position du porche avant : De la fin de l'impulsion de synchronisation au début de la vidéo active

 

Période de synchronisation verticale

Période active VSYNC → Multiples impulsions HSYNC → Intervalle de suppression verticale ↓ Verrouillage de la synchronisation de trame ↓ Identification de trame paire/impaire

 

Période de synchronisation horizontale

Front descendant HSYNC → Début de la synchronisation de ligne → Impulsion de rafale de couleur → Données vidéo actives ↓ Synchronisation du cycle de ligne ↓ Contrôle de la position OSD

 

Paramètres spécifiques NTSC

Caractéristiques de la structure de trame

Lignes totales : 525 lignes/trame

Lignes actives : 480 lignes/trame

Suppression verticale : 45 lignes (y compris la période VSYNC)

 

Fonctionnalités du mode de synchronisation externe

 

Exigences en matière de signal de synchronisation

Entrée VSYNC : Doit être conforme à la synchronisation de trame NTSC

Entrée HSYNC : Doit être conforme à la synchronisation de ligne NTSC

Relation de phase : Maintenir strictement les relations de synchronisation spécifiées

 

Mécanisme de verrouillage

VSYNC externe → Verrouillage de la synchronisation de trame → Identification de trame paire/impaire
HSYNC externe → Verrouillage de la synchronisation de ligne → Étalonnage de la position des pixels

 

Contrôle de la synchronisation de la superposition OSD

Détermination de la position des caractères

Position verticale : Basée sur le nombre de lignes après VSYNC

Position horizontale : Basée sur le nombre de pixels après HSYNC

Fenêtre d'affichage : Superposition pendant la période vidéo active

 

Caractéristiques de maintien de la synchronisation

Ne modifie pas la synchronisation d'entrée

Maintient la synchronisation de sortie cohérente avec l'entrée

Assure l'intégrité du signal vidéo

 

Points de vérification de la conception

Points clés de la mesure de la synchronisation

Délai de VSYNC au premier HSYNC

HSYNC au début de la vidéo active

Précision de la synchronisation des points de commutation de trame paire/impaire

 

Exigences en matière de qualité du signal

Amplitude de l'impulsion de synchronisation : -286 mV ±10%

Temps de montée/descente : <100 ns

Gigue de synchronisation : <50 ns

 

Cette analyse de la synchronisation fournit une base technique précise pour la conception du système du MAX7456EUI en mode de synchronisation externe NTSC, assurant un affichage stable des caractères OSD et un traitement correct du signal vidéo.

 

 

 

 

VII. Analyse de la synchronisation de la communication série en mode de fonctionnement 16 bits

 

Aperçu du protocole de communication
Le MAX7456EUI utilise une interface SPI standard pour les opérations de lecture/écriture de données 16 bits, prenant en charge l'accès simultané aux adresses de caractères et aux octets d'attributs.

 

 

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Détails du signal de synchronisation

Sélection de puce (CS)

Niveau actif : Le niveau bas active la communication

Temps d'établissement : Reste stable avant le fonctionnement de SCLK

Temps de maintien : Libéré après la fin de la transmission des données

 

Signal d'horloge (SCLK)

Mode de fonctionnement : Données échantillonnées sur le front montant

Fréquence d'horloge : 10 MHz maximum

Cycle de service : 40 % à 60 % assure un échantillonnage fiable

 

Entrée de données (SDIN)

Format de transmission : Données 16 bits avec MSB en premier

Composition des données :

8 bits supérieurs : Adresse du caractère (CA7-CA0)

8 bits inférieurs : Bits de contrôle des attributs de caractère

 

Structure de la trame de données 16 bits

Champ d'adresse de caractère (CA7-CA0)


CA7 │ CA6 │ CA5 │ CA4 │ CA3 │ CA2 │ CA1 │ CA0
 

Plage d'adresses : 00h-FFh (256 caractères)

Fonction : Sélectionne un caractère spécifique dans la mémoire de caractères

 

 

Champ d'attribut de caractère

LB7 │ LB6 │ LB5 │ LB4 │ LBC │ LK │ BLN │ Réservé

 

Bits de contrôle clés :

LBC : Contrôle de l'arrière-plan local

LK : Activation du clignotement des caractères

BLN : Contrôle de la suppression des caractères

 

 

Flux de l'opération de lecture

 

Phase 1 : Transmission de la commande

Front descendant CS → Mot de commande 16 bits → Synchronisation SCLK → Transfert de données

 

Phase 2 : Lecture des données

Transmission de la commande terminée → SDOUT activé → Sortie de données 16 bits → CS libéré

 

Paramètres de synchronisation clés

Exigences en matière de temps d'établissement

CS au premier front montant SCLK : ≥50 ns

SDIN au front montant SCLK : ≥30 ns

 

Exigences en matière de temps de maintien

Maintien SDIN après le front descendant SCLK : ≥30 ns

Dernier SCLK au front montant CS : ≥50 ns

 

Caractéristiques du mode de fonctionnement

Avantages du fonctionnement 16 bits

Un seul transfert termine la lecture/écriture de l'adresse et de l'attribut

Réduit la surcharge de communication, améliore l'efficacité

Simplifie la logique de programmation du microcontrôleur

 

Caractéristiques de la sortie de données

SDOUT reste à l'état de haute impédance pendant les périodes de non-transmission

Données de sortie alignées sur le front descendant SCLK

Prend en charge les opérations de lecture continues

 

Consignes de conception d'application

Recommandations d'interface de microcontrôleur

Configurer SPI en mode maître avec CPOL=0, CPHA=0

Assurer le réglage de la longueur de la trame de données 16 bits

Mettre en œuvre un contrôle précis de la synchronisation pour les signaux de sélection de puce

 

Mesures de prévention des erreurs

Éviter de modifier l'état CS pendant la transmission

S'assurer que la fréquence SCLK reste dans la plage nominale

Verrouiller la communication pendant les séquences de mise sous tension

 

Cette analyse de la synchronisation fournit une référence technique complète pour la programmation de l'interface SPI du MAX7456EUI, assurant des opérations de lecture/écriture de données de caractères fiables dans les systèmes embarqués.