CN208623789U - 一种卡拉ok主板实现vga视频输出装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，采用安卓主板，还包括转换模块，所述转换模块用于连接安卓主板的USB3.0接口，所述转换模块将usb3.0接口内的数字信号通过内置芯片的解码和AD转换功能转换成模拟信号从DAC端口经VGA接口输出1080P VGA视频。有益效果是：本实用新型设计采用USB接口直接转VGA输出，电路简单灵活，使得低成本OTT方案应用于卡拉OK市场，极大的降低了厂家的成本。

Description

一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置

技术领域

本实用新型属于卡拉OK系统VGA视频输出技术领域，特别涉及一种卡拉 OK主板实现VGA视频输出装置。

背景技术

OTT是“Over The Top”的缩写，是指通过互联网向用户提供各种应用服务。这种应用和目前运营商所提供的通信业务不同，它仅利用运营商的网络，而服务由运营商之外的第三方提供。目前，典型的OTT业务有互联网电视业务，苹果应用商店等。

目前卡拉ok主板实现VGA视频输出主要通过主芯片现有视频输出接口，如hdmi+vga+cvbs输出，或者借用其他视频输出转换为VGA输出，主要有以下几种实现方案：

方案一如图1所示，该方案主要通过主芯片机中的hmdi和VGA实现CVBS 输出；方案二如图2所示，该方案中主芯片通过数字RGB外加转换芯片实现 VGA输出；方案三如图3所示，该方案中主芯片通过数字MIPI外加转换芯片实现VGA输出。

以上几类机顶盒主芯片的成本往往较高，这样整机成本会偏高，随着OTT 机顶盒芯片的出现，考虑到芯片成本等因素，这类芯片往往没有VGA输出，或者RGB输出接口，或者mipi输出，这类OTT机顶盒芯片只有hmdi加一路CVBS 输出，如何在现有OTT机顶盒实现VGA输出是现实中急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置。

技术方案如下：

一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，采用安卓主板，其特征在于，还包括转换模块，所述转换模块用于连接安卓主板的USB3.0接口，所述转换模块将usb3.0接口内的数字信号通过内置芯片的解码和AD转换功能转换成模拟信号从DAC端口经VGA接口输出1080PVGA视频。

较为优选的，所述转换模块内置共模抑制线圈。

较为优选的，所述转换模块的DAC输出端增加了阻抗匹配，静电保护电路。

较为优选的，所述卡拉OK主板实现VGA视频输出装置具有多个转换模块数量实现多路扩展VGA。

较为优选的，所述安卓主板通过I2C控制转换模块。

较为优选的，所述转换模块为即插即用的外置模块。

转换工作原理：

本装置通过USB和卡拉OK主板的视频主芯片USB3.0接口对接，主芯片通过本装置扩展外部显示设备，具体实现原理为，主芯片的视频数据通过USB3.0 接口发送给本装置，通过内部转换引擎，利用usb3.0的带宽进行最优处理，通过内置的3路DAC(数模转换)和行场同步信号输出转换为模拟VGA信号。

本装置完全兼容USB Audio/Video(usb音视频)，利用本装置的优化构架，使得主芯片的CPU开销最小化。

与现有的外置式USB转VGA转换器的区别在于：

现有外置式usb转VGA转换器都是基于PC,Windows平台实现，需要从usb 取电，通过电源转换生产多路电压给装置供电，而本装置是集成与卡拉ok主板，安卓系统，同时利用主板现有电源进行直接供电，通过对行场信号的增强延长了vga的传输距离。

现有外置式usb转VGA转换器都需要外加SPI flash存储芯片，预制软件，而本装置通过I2C直接下发配置，简化和设计和降低成本。

有益效果

有益效果为：本实用新型设计采用USB接口直接转VGA输出，电路简单灵活，使得低成本OTT方案应用于卡拉OK市场，极大的降低了厂家的成本，同时本实用新型不完全依赖主芯片方案，提高了主芯片选型的灵活性；完全满足互联网+卡拉ok的新型应用场景，方便的VGA屏点歌等应用，极大的提升了卡拉ok厂家经济效益，可以方便的在各个卡拉ok方案上进行推广。

附图说明

下面结合附图与实施案例进一步说明本实用新型。

图1为现有技术中VGA输出实现方案1；

图2为现有技术中VGA输出实现方案2；

图3为现有技术中VGA输出实现方案3；

图4为本实用新型USB接口转VGA输出实现方案；

图5为本实用新型扩展多路VGA输出方案；

图6为实施例中3.3V电源电路；

图7为实施例中1.2V电源电路；

图8为芯片及周边电路图；

图9为芯片内部示意图；

图10为USB3.0接口示意图；

图11为DAC输出示意图；

图12为DAC输出端阻抗匹配电路；

图13为DAC输出端静电保护电路。

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图4所示，为本方案模块示意图，转换芯片通过USB3.0接口和安卓主芯片进行对接，输出全高清1080PVGA视频输出。

同时该实用新型也可以在原有基础上，增加第二,三路VGA，以实现更加灵活的扩展多路VGA，如图5所示。

实施例1：

下面结合芯片具体选型以及周边电路来对上述方案进行详细阐述：

本实施例中采用海思HI3798MV200的主芯片，本身只有hmdi+CVBS输出，通过USB.30接口，采用本实用新型的方案，完全解决了无VGA的缺陷，使得低成本OTT方案应用于卡拉OK市场。

该方案由硬件电路和软件控制来实现：

硬件电路：

随着市场的发展，客户越多需要高清VGA输出，如1080P的输出分辨率，而随着usb3.0的出现，带宽完全可以达到1080p的输出效果，具体如下：

1、USB转VGA芯片采用FRESCO公司的FL2000DX方案，该芯片是USB3.0 显示控制器，集成了视频传输引擎，USB3.0设备控制，USB3.0收发和VGA DAC数模转换等功能；

2、支持高品质的DAC输出，支持全高清1920*1080P解析度；

3、为了降低成本，直接通过I2C控制芯片，无需外部SPI FLASH存储器；

4、可以做成标准VGA输出模块，即插即用；

软件控制部分：

为了便于应用调用，提供统一的软件接口，具体如下：

1、集成安卓驱动，开机即可输出VGA视频；

2、调整安卓视频输出，将安卓界面切换到VGA视频输出；

3、专用的软件接口将图片，视频传输到VGA视频输出。

图6为3.3V电源电路：通过磁珠和电容的pi网络进行滤波，消除DC-DC 输出产生的高频干扰，提高EMI性能。

图7为1.2V电源电路：本电路为LDO低压差线性稳压器设计，通过LDO 将3.3V产生1.2V稳压输出。

图8为芯片及周边电路图：芯片周边包括晶体时钟电路，usb3.0接口电路， DAC输出电路，I2C控制电路，功能配置电路，spi电路，行场同步输出电路，电源供电电路等模块，具体功能为：

晶体时钟电路通过晶体和负载电容，和主芯片的内部PLL电路对接，产品芯片需要的工作频率10MHZ；

DAC输出R,G,B模拟信号；

USB3.0接口通过电容隔离和主芯片USB3.0接口对接；

I2C接口和主芯片进行对接，接口为OD门，需要外加上拉电阻；

功能配置电路包括复位，强制输出，信号检测等功能；

SPI接口可以和SPI flash进行对接！本装置预留spi flash接口；

行场同步信号输出HS,VS信号，配合不同的分辨率输出不同的频率时钟同步信号；

图9为芯片内部ADC输入部分，集成了SPI控制，I2C控制，USB设备控制，usb收发控制，以及显示收发引擎和VGADAC输出等，通过I2C进行初始化配置，主芯片通过I2C对芯片进行初始化，如配置输出分辨率等，通过USB3.0 对接芯片后传送视频数据，芯片内部通过显示收发引擎将视频信号转换为VGA 的模拟信号输出。

图10为USB3.0接口，连接OTT主芯片和usb转VGA芯片，考虑到电磁兼容，增加共模抑制线圈设计，提高信号的抗干扰能力。

USB为差分信号，主芯片到本芯片走线过程中难免需要增加过孔，也无法保证完全的等长，同时地上的高频干扰也会直接对usb信号走线和gnd的之间的寄生电容等产生，这些都可能产生共模干扰，共模干扰从产生视频干扰，这些都是usb高速线不希望看到的，因此需要增加共模抑制线圈消除共模干扰，usb 差模电路通过相反的方向通过共模线圈，建立大小相等，极性相反的磁场，使得输出相互抵消，使得共模抑制线圈对差模信号阻抗为零，让差分信号不受阻的通过，而共模电路以相同的方向通过共模线圈绕组的每一边，它建立大小相等相位相同的相加磁场，这个结果就使得共模线圈对共模信号产生高阻抗，使得通过线圈的共模电流大大减弱。

图11为DAC输出，增加了阻抗匹配，静电保护等电路。

图12为静电保护电路，防止插拔VGA线引起的静电对芯片的损伤甚至击穿芯片，本ESD器件采用双向TVS保护管，支持>+/-15KVper HBM(human body model人体模型)，支持IEC61000-4-2 Level 4 ESD Protection和IEC61000-4-4 Level 4 EFT Protection。

图13为阻抗匹配电路，其中R274,275,R276为75ohm电阻，保证视频RGB 信号75ohm对地阻抗。

本方案中的一些关键点：

1本装置应用于安卓系统；

2本装置可配合不同卡拉OK方案的主芯片；

3增加行场同步的信号增强，延长VGA信号传输距离；

4和卡拉ok主板共用电源；

5无SPI Flash设计。

本实用新型设计采用USB接口直接转VGA输出，电路简单灵活，使得低成本OTT方案应用于卡拉OK市场，极大的降低了厂家的成本，同时本实用新型不完全依赖主芯片方案，提高了主芯片选型的灵活性；完全满足互联网+卡拉 ok的新型应用场景，方便的VGA屏点歌等应用，极大的提升了卡拉ok厂家经济效益，可以方便的在各个卡拉ok方案上进行推广。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，采用安卓主板，其特征在于，还包括转换模块，所述转换模块用于连接安卓主板的USB3.0接口，所述转换模块将usb3.0接口内的数字信号通过内置芯片的解码和AD转换功能转换成模拟信号从DAC端口经VGA接口输出1080PVGA视频。

2.根据权利要求1所述的一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，其特征在于，所述转换模块内置共模抑制线圈。

3.根据权利要求1所述的一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，其特征在于，所述转换模块的DAC输出端增加了阻抗匹配，静电保护电路。

4.根据权利要求1所述的一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，其特征在于，所述卡拉OK主板实现VGA视频输出装置具有多个转换模块数量实现多路扩展VGA。

5.根据权利要求1所述的一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，其特征在于，所述安卓主板通过I2C控制转换模块。

6.根据权利要求1所述的一种卡拉OK主板实现VGA视频输出装置，其特征在于，所述转换模块为即插即用的外置模块。