如何計算VGA系統的視頻帶寬

　　由IBM推出的采用RGB模擬信號的VGA視頻標準，定義了具有60Hz刷新頻率、可產(chǎn)生16種顏色的能力的640×480像素格式。模擬RGB標準很快成為知名的VGA標準，時(shí)至今日，大多數計算機的VGA監視器仍然保留有15引腳的D-Sub蘭色連接器。VGA標準現在由視頻電子標準協(xié)會(huì )(Video Electronics Standards Association，VESA)負責，信號及如何測量和測試信號的定義都由該協(xié)會(huì )制定。

　　如今VGA家族包括了一系列名稱(chēng)，從原來(lái)的VGA(視頻圖形陣列)到UXGA(超擴展的圖形陣列)。業(yè)界專(zhuān)家預期，在PC領(lǐng)域，該標準會(huì )存在到2015年或更晚。

　　有些系統的VGA信號必須通過(guò)放大器或開(kāi)關(guān)，然而對于這樣的開(kāi)關(guān)或放大器，設計師如何計算所需要的帶寬卻有些復雜。進(jìn)行這樣的計算需要某些數學(xué)知識，并對CRT監視器有一定的了解。由于CRT曾經(jīng)一度是最普通的顯示器件，目前基本的視頻帶寬計算仍然依賴(lài)于老式CRT監視器的物理機制。

　　雖然CRT監視器正快速地被LCD監視器替代，但CRT仍構成標準的一部分，所以，必須對其有所了解，以計算帶寬。在CRT內，電子束在磁場(chǎng)中進(jìn)行偏轉，自上而下，覆蓋整個(gè)屏幕，從而形成“光柵”圖樣(見(jiàn)圖1)。在顯示屏的有效部分(跡線(xiàn))顯示信息。在跡線(xiàn)的末端，電子束必須返回左端，開(kāi)始另一次掃描；在回掃期間，必須不可見(jiàn)，這通過(guò)“消隱”成黑電平來(lái)實(shí)現?；貟邥r(shí)間必須考慮在內。同樣，當電子束到達CRT底端時(shí)，要產(chǎn)生一條與起始位置垂直的回掃線(xiàn)，在計算帶寬時(shí)也必須把這段時(shí)間考慮在內。 

 

　　 示例：1280×1024像素，60Hz刷新頻率 

　　對60Hz的刷新頻率，顯示一幀需要的時(shí)間為16.6ms，假設垂直回掃時(shí)間為1.6ms，這樣就剩15ms的有效掃描時(shí)間。如果一幀的有效行數為1024，則完成每一行需要14.6ms。假設水平回掃時(shí)間為1.8 ms，則有效掃描只有12.8ms。

　　必須在12.8 ms內顯示1280像素，所以每個(gè)像素的時(shí)間為10ns。為計算最壞情況下需要的帶寬，假設交替顯示其他顏色和白色。例如，如果給綠色信號加方波，每像素10ns，結果得到20 ns周期的方波，其頻率為50 MHz (見(jiàn)圖 2)。

　　該波形能在顯示屏上交替顯示G、BK、G、BK(交替出現512個(gè)綠/黑像素)。不過(guò)，如果波形是正弦波，而非方波，情況會(huì )怎樣呢？

　　圖3給出了在方波上疊加正弦波的情況。如果CRT監視器上單獨顯示正弦波，很明顯，像素平均值要小一些，并且也不會(huì )很快增強。像素會(huì )有點(diǎn)“模糊”，僅在10ns期間的中間部分達到全亮度。正弦波產(chǎn)生的不是一個(gè)清晰的均勻點(diǎn)，而是邊沿有些不清晰，或“模糊”的點(diǎn)。

　　理想信號通過(guò)50 MHz濾波器之后，得到的顯示也可用，但圖像不會(huì )像具有更寬帶寬的器件產(chǎn)生的那樣均勻。因為，如今的大多數監視器都是LCD 而非CRT，需要多大的帶寬不再顯而易見(jiàn)。但是，系統必須能夠使表中給出的基本頻率的信號通過(guò)。 

　　下表中列出了水平和垂直像素、刷新頻率以及與每個(gè)標準分辨率對應的基本視頻頻率組合。假設66%的信號有效，并且視頻帶寬等于基本頻率。注意，刷新頻率的增加(例如從60 Hz增加到80 Hz)對帶寬的影響與像素率的增加對它產(chǎn)生的影響相同。對目前的LCD監視器，適合眼睛的最佳刷新頻率很少高于60 Hz。因此，確定系統的任一放大器或開(kāi)關(guān)的視頻帶寬的一個(gè)合理的規則是，使其為基本頻率的2到3倍。

　　選擇滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)分辨率的元件時(shí)，此表非常有用。例如，如果目標分辨率是VGA開(kāi)關(guān)(60Hz時(shí)為1280 × 1024)，可以看出帶寬(基本)是60 MHz。