Faroudja VP401 Installation instructions

“Perfecting Video with a
No-Compromise Approach
for Reproducing
the Ultimate Film Experience”
The Faroudja
VP401 Video Processor
With Picture Plus™Technology
Installation & Operation
Instructions
ª

History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Licensees and Awards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
System Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Inventory List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Caution Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Technical Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Installation Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Rear Panel I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Operating Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Appendix A: Remote Control Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Cable Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Programming the VP401. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-15
Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Copyright©1998 by Faroudja Laboratories, Inc.
No part of this document may be copied, photocopied, reproduced, translated, or reproduced by any electronic
medium or machine readable form without prior consent, in writing, from Faroudja Laboratories, Inc.
The Faroudja Laboratories VP401 Line Quadrupler is covered by the following United States patents:
4,030,121, 4,179,705, 4,240,105, 4,262,304, 4,847, 681, 4,864,389, 4,876,596, 4,893,176, 4,916,526,
4,967,271, 4,982,280, 4,989,090, 5,014,119, 5,025,312, 5,159,451, 5,237,414.
All Rights Reserved.
TABLE OF CONTENTS

HISTORY
Faroudja Laboratories, located in northern Califor-
niaÕs Silicon Valley, was founded in 1971 by Yves
and Isabell Faroudja to develop state-of-the-art
video processing technology. Over the last 26
years, Faroudja Laboratories has developed
hundreds of advanced electronic processes to
improve video enhancement, noise reduction and
NTSC encoding/ decoding technologies. Many of
these processes are used under license by
the worldÕs leading electronics companies in a
wide range of high performance video products.
Faroudja professional video equipment is also
currently hard at work in hundreds of television
studios. Thus Faroudja technology is utilized and
enjoyed in millions of American homes every day.
Yves Faroudja has devoted his career and his
company to the goal of enabling home video
systems to achieve the image quality of 35mm
motion pictures. In pursuit of this goal, Faroudja
Laboratories has made use of techniques from
2
Faroudja professional video equipment and incor-
porated these in the VP201/VP201U/VP251 line
doublers, VP301 Line Multiplier and the
VP401/VP401U Line Quadrupler. FaroudjaÕs
unique approach focuses on critical problem areas
in the NTSC and PAL broadcast format. With
patented engineering and design work, Yves and
Faroudja Laboratories have created an excep-
tional product that brings new levels of visual reali-
ty to the enjoyment of discerning video enthusiasts
around the world.
This booklet will provide the reader with a hands-
on look at the VP401, its operation and benefits.
Also supplied is an overview of the proprietary
technologies utilized in this extraordinary device
and an explanation of the visual improvements it
provides in home video and corporate playback
systems.
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Some Video History and the Faroudja Approach

LICENSEES AND AWARDS
1987: SMPTE
DAVID SARNOFF GOLD MEDAL AWARD
for
ÒContributing to Optimizing NTSC PerformancesÓ
1988: MONITOR AWARD
for
ÒExcellence in Engineering
NTSC Encoders and DecodersÓ
1989: BM/E AWARD
for
ÒExcellence in EngineeringÓ
1991: Technology Executive of the Year
from Cable TV Business
1991: EMMY
from The National Academy
of Television Arts and Sciences
for
ÒTechniques for Minimization of NTSC Artifacts
Through Advanced Encoding TechniquesÓ
1992: VIDEO GRAND PRIX AWARD
Audio/Video International
LD100 Line Doubler ÒAdvanced Technology AwardÓ
1993: VIDEO MAGAZINE
Video Visionary
1995: BROADCAST ENGINEERING AWARD
1997: VISUAL GRAND PRIX AWARD
Audio Video Review Magazine (Japan)
LD200
1997/1998: RECOMMENDED COMPONENTS
Stereophile Guide to Home Theater Magazine
AAA Rating: VP250, VP400A
1998: PLATINUM AWARD
AV Video Multimedia Producer Magazine
Outstanding Achievement: VP250
3
Licensees Around the World
FaroudjaÕs inventive approach to improving the
quality of video imaging has caught the eye of
some of the worldÕs greatest high technology com-
panies. The following list represents those that
have recognized the value of FaroudjaÕs solutions
to imaging problems and pay for the opportunity to
incorporate this technology in their advanced video
products (as of January 1998):
Canon Microtime
Conrac Mitsubishi
General Instrument NAC
Grass Valley NEC
Hitachi Sanyo
Ikegami Sharp
JVC Sony
Matsushita (Panasonic) S3
Toshiba
Awards and Achievements
Yves Faroudja and Faroudja Laboratories have
garnered worldwide recognition and a number of
industry awards. These honors are notable for
several reasons. They are in response to the sig-
nificant impact that FaroudjaÕs technology has
made on the serious improvement of video quality.
They are also a reflection of his long term dedica-
tion to continually improving and optimizing the
performance of the NTSC and PAL video formats.
On June 24, 1998 Yves Faroudja was awarded
the prestigious Charles F. Jenkins Lifetime
Achievement Award from the Academy of
Television Arts & Sciences for his video process-
ing technology. Faroudja’s first Emmy was
awarded in 1991. Some of this award winning
technology is used in the VS50.

The Faroudja VP401 Line Quadrupler is a preci-
sion video instrument used to convert NTSC inter-
laced signals into 960 visible, progressively
scanned lines. Using Picture Plusª technology,
the VP401 removes typical video processing arti-
facts while also increasing color purity and image
detail, closely matching 35mm film.
The VP401 is designed as an ideal match for
Graphics-Grade 9Ó CRT projectors that require the
highest possible scan rate and the ultimate visual
quality.
Front panel features include Power, Input Select,
Brightness, Contrast, Color, Auto-Tint, Noise
Reduction, Detail, Digital Filter and Freeze. All of
the settings are automatically stored when the unit
is turned off. Also, up to 16 custom presets can be
set. All front panel features can be adjusted by
infrared and RS232 remote control.
Inputs include: Composite Video, S-Video, RGB
and Component. The Video input may be connect-
ed by either a BNC connection or a video RCA
type connection. These inputs are looped internal-
ly so that other devices may use the signal. A
selectable 75-Ohm terminator switch is provided
and should be in the ON position if the input loop
is not used. The S-Video input uses a standard 4-
pin connector. This input is not available for a
looped operation and is terminated internally. The
RGB and Component inputs use BNC connectors.
As with the video input, these inputs can be looped
to other devices. Selectable 75-Ohm terminations
are provided. If the looped inputs are used, these
cables should be kept short (under 6' in length) or
a video distribution amplifier should be used. This
allows the VP401 to keep the highest signal band-
width possible without having the high frequencies
being attenuated in a long cable.
Output from the VP401 is provided by six BNC
connectors as well as one 15 pin ÔDÕ connector.
The BNC outputs provided are Red, Green, Blue,
Horizontal Sync, Vertical Sync and Composite
Sync. Interface to monitors/projectors can be a 4
or 5 wire connection. The VP401 is capable of dri-
ving a monitor/projector using the BNC outputs as
well as a 15 pin ÔDÕ connector, at the same time.
The monitor and projector must be compatible with
a 62.9KHz Horizontal scan rate and a minimum
bandwidth of 90mHz.
4
SYSTEM DESCRIPTION

Circuit Description
Figure 1 is a block diagram of the VP401 showing
signal flow and the location of front panel controls
and switches. Composite Video and S-Video
inputs are connected to the decoder with AGC
control and converted to Y, R-Y and B-Y signals.
The Y, (Luminance) output from the decoder
enters the input switcher while the R-Y and B-Y
signal enter the Chroma Enhancement block
where the Tint phase can be adjusted when select-
ed in the manual mode. The RGB input signals are
transcoded to Y, R-Y, and B-Y signals and fed to
the input switcher. Component signals are fed
directly to the input switcher.
The input switcher then selects the correct function
and outputs the Y signal to the Luminance Line
Multiplier block. The Luminance Line Multiplier
block contains the Brightness, Contrast and
Freeze controls while the R-Y and B-Y signals
enter the Chroma block where the color level can
be controlled along with the Freeze controls. The
Line Multiplier Luminance signal now enters the
Luminance Detail and Noise Reduction block
where the functions of Noise Reduction and
Detail Level are controlled.
The Luminance signal from the Luminance Detail
and Noise Reduction block along with the R-Y and
B-Y signals from the Chroma Line Multiplier block
feed the output transcoder and are converted
to RGB signals. These RGB signals are buffered
and then sent to both the BNC and monitor
output connectors.
When using the RGB or Component inputs, Sync
is derived from the G or Y input signals unless
sync is provided to the Composite Sync input. The
Composite Sync input will override the sync from
the G or Y inputs. The sync signal then feeds the
VP401 clock generator and is used as a reference
to generate Horizontal Sync, Vertical Sync and
Composite Sync.
Inventory List
1VP401 Digital Video Processor
1 Installation/Operation Manual
1 Warranty Card
1 Power Cord
5
SYSTEM DESCRIPTION
Caution Notes
Do not connect the VP401 to a Monitor/
Projector not capable of the correct scan
rates. (62.9KHz)
High Voltages are present inside. Opening
the unit will void all warranties.
No user serviceable parts inside.

Picture Plus™ Technology Ð The VP401 is called a Line Quadrupler. However, just increasing the number of lines can
make the image worse. This is where Picture Plusª technology becomes critical. Picture Plus represents a complex,
multi-stage process that takes advantage of all the patented Faroudja circuitry for color, motion and detail processing.
How these circuits improve the picture are outlined below.
6
STAGE A COLOR PROCESSING: Chroma Bandwidth
Expansion + Adaptive Comb Filter + Cross-Color
Suppression
COLOR BLURRING Ð The engineers of the 1940Õs (and
the 1950Õs, before and during the development of color
broadcasting), had no idea that video images would one
day be blown up as large as they are today. They there-
fore designed the color section of the NTSC standard
with severe bandwidth restrictions. This causes colors in
various video images to ÒblurÓ and ÒsmearÓ. These effects
are further aggravated by storage media such as VHS
tapes, that further degrade the chroma or color signal.
e.g. Ð note how deep reds smear on VHS tape images.
The Faroudja VP401 utilizes proprietary circuitry to
recreate and further correct color details. Technically,
this is accomplished by making use of the sharper black
and white transitions to develop a correction signal
that is then used to sharpen the color transitions. The
result is colors that are restored with sharp details and
video images that retain their original crisp look.
RAINBOW PATTERNS Ð When you notice the fine
detail of a striped referees shirt rippling with colored
rainbows as the camera pans by, youÕve seen video
cross-color interference.
This annoying artifact is caused by imperfect separation
of the color (chroma) and black and white (luminance)
signals, by the color decoder circuitry. Simple tech-
niques used commonly to separate the two signals can
be effective most of the time but occasionally are fooled
by finer pitch detail areas like the refereeÕs shirt. The
VP401 has patented cross color suppression that elimi-
nates decoding errors of this type and enables the
reproduction of sharper, cleaner color images.
DOT CRAWL and HANGING DOTS Ð This phenomenon
is easily seen with large, highly colored, stationary
graphics like titles and credits. Dot crawl is a rapid
upwards movement of colored dots on sharp vertical
transitions. Hanging dots lie underneath all the colored
horizontal transitions. Both of these color aberrations are
artifacts that appear due to an imperfect color decoding
process. The VP401 has an adaptive comb filter that
eliminates both of these distortions. The impact is color
transitions that are clear, sharp and natural.
STAGE B LINE PROCESSING: Film/Video Motion
Tracking
THE VP401 Patented Line Quadrupler: eliminates VISI-
BLE SCAN LINES Ð The secret of the VP401Õs uncanny
ability to increase the lines of information without adding
digital artifacts is in its unique ability to detect motion and
interpolate correctly. The Faroudja VP401 does this
thanks to its proprietary, patented circuitry. It can detect
the difference between a film image that has been trans-
ferred to video or video image that emanated from a
video camera. After detecting the image type, the VP401
adjusts its algorithm to compensate accordingly.
This is critical because todayÕs home theaters are pri-
marily used to show films that were transferred to video
whether on tape, laserdisc or off the air (virtually all
prime time programs are film transferred to video). The
VP401 offers sharper, uniquely clean, artifact-free film-
like images without visible scanning lines.
Again, historically speaking, electrical engineers in the
1940Õs knew the resolution of a picture tube was depen-
dent on two different mechanisms. Horizontal resolution
is a function of bandwidth (frequency response) of the
TECHNICAL HIGHLIGHTS
SYNC
OUT
R OUT
G OUT
B OUT
Y
R-Y
B-Y
Y
R-Y
B-Y
VIDEO
IN
DECODER LINE QUADUPLER
BANDWIDTH
EXPANDER
VGA
OUT
A B C
Y/C IN
RG B R-Y B-YY
VP400 BLOCK DIAGRAM
MONITOR
VP401 BLOCK DIAGRAM

7
circuitry, while vertical resolution is a function of the
scanning frequency (the number of scan lines in each
picture). Given these mechanisms and with an average
size picture tube of 8-10Ó, they designed the 525 line
broadcast standard so that viewers would not see the
scan lines when watching TV. They had no idea that
someday people would be projecting home theater
video images with diagonal screen sizes of 10Õ and
more.
Based on those NTSC parameters, using a 10 ft. diago-
nal screen would require the viewer to be located more
than 45 ft. from the screen to see the picture as it was
intended without scan lines! Unfortunately, todayÕs large
screen installations have scan lines that are quite visi-
ble, especially with some of the latest high resolution
monitors and projection televisions. The VP401 elimi-
nates this problem by scan multiplying the 525 inter-
laced lines (only 480 lines are actually visible) to
become 960 progressively scanned lines. The result is
the elimination of visible scan lines and increased bright-
ness and detail. The image produced by the VP401 is
virtually film-like in detail, motion and color.
STAGE C DETAIL PROCESSING: Luminance
Bandwidth Expansion
There is a major limitation with most contemporary pro-
gram sources Ñ lack of frequency response. The best
video sources such as satellite dish reception and
laserdiscs can provide acceptable resolution (400 plus
lines of horizontal resolution). Other more common
sources however, such as VHS tapes (230 lines), are
clearly deficient. The problem is compounded when the
scan lines are doubled along with other signal process-
ing. The lack of high frequency detail becomes very
obvious when the more common sources are used. The
resultant picture is free of scan lines but dull, with a seri-
ous loss of definition. The solution is to expand the high
frequencies without producing annoying and picture
degrading artifacts.
The bandwidth expansion circuitry in the VP401 is
exceptionally sophisticated, using FaroudjaÕs double dif-
ferentiation techniques to sharpen the edges of both
horizontal and vertical details. The result is a sharply
detailed image that appears crisp and three dimensional
with no visible negative side-effects. This process can
effectively double the perceived bandwidth and there-
fore the resolution of the incoming signal.
FAROUDJA VP401 APPLICATIONS Ð While the techni-
cal accomplishments of the VP401 represent years of
intense research and development, its use is straightfor-
ward and direct. The block diagram (above) illustrates a
typical home theater system configuration and shows
how the VP401 would be inserted in the signal path.
Many entertainment sources benefit greatly by the
VP401Õs unique attributes; laserdisc, VHS video, S-
VHS, DVD, cable TV, broadcast TV, etc. The VP401 has
proven to be an invaluable tool in other presentation dis-
ciplines where image quality is important; computer data
displays, professional installations in boardrooms and
media rooms, military installations, government agen-
cies and academic uses in schools and colleges. From
the quality of its individual parts to its state-of-the-art
patented circuitry, the VP401 is truly in a class by itself.
VIDEO
TUNER
LASERDISC
PLAYER
VCR
VIDEO SWITCHER
VIDEO PROCESSOR
R G B SYNC R-Y
B-Y
Y
CRT PROJECTOR
WITH 9''
LENSES
DLP PROJECTOR
COMPUTER MONITOR
MONITOR
COMPUTER
DISPLAY
COMPOSITE
VIDEO
R
G
B
SYNC
S-VIDEO
TYPICAL VP401 SYSTEM UTILIZATION
VP401

Unpacking
Remove the VP401 from the shipping container
and examine it for any signs of shipping damage
or missing items, (check inventory list on page 5).
All shipping materials should be saved if the unit
is to be moved or should need to be returned for
service or repair.
Installation
The VP401 is designed to be placed on a table or
rack mounted. If the rack mounting installation kit is
to be used, the rack mount ears are installed by
removing the 4 screws retaining the side panels and
installing the rack mount ears using the 4 screws.
Remove the four feet from the unit. When installing
in a rack, it will be necessary to support the unit by
using rack support rails supplied by the rack manu-
facturer.
Do not support the unit by the rack mount ears
alone!
Contact Faroudja to order rack kits.
Ventilation
The VP401 will require that air flows freely through
both the bottom and top vent holes. Blocking these
holes will greatly reduce the reliability of the unit
and lead to the possibility of overheating.
When the unit is rack mounted, a minimum of
1.25" (1 rack unit height) of free space is to be pro-
vided for both the top and bottom of the unit to
allow for proper cooling. It is also recommended
that the rack be forced air cooled.
Rear Panel I/O
11. Video Termination Switch Ð Select ON when
not looping the Video signal to other video
devices, (75 Ohm).
12. Video Input (BNC) Ð Composite Video Input
13. Video Input (RCA) Ð Composite Video Input
14. Video Input (BNC) Ð Composite Video Input
Loop
15. S-Video Input (4 Pin) Ð input internally
terminated.
16. R/R-Y Termination Switch Ð Select ON
when not looping the R/V signal to other video
devices (75 Ohm).
17. R/R-Y Input Loop (BNC) Ð Red/R-Y Input
18. R/R-Y Input (BNC) Ð Red/R-Y Input
19. G/Y Termination Switch Ð Select ON when
not looping the G/Y signal to other video
devices (75 Ohm).
10. G/Y Input Loop (BNC) Ð Green/Y Input
11. G/Y Input (BNC) Ð Green/Y Input
12. B/B-Y Termination Switch Ð Select ON when
not looping the B/B-Y signal to other video
devices (75 Ohm).
13. B/B-Y Input Loop (BNC) Ð Blue/B-Y Input
14. B/B-Y Input (BNC) Ð Blue/B-Y Input
15. Sync Termination Switch Ð Select ON when
not looping the Composite Sync signal to
other video devices (75 Ohm).
8
INSTALLATION INSTRUCTIONS
Figure 2

16. Sync Input Loop (BNC) Ð Composite Sync
Input Loop
17. Sync Input (BNC) Ð Composite Sync Input
18. Red Output (BNC) Ð Red Output 714mV
19. Green Output (BNC) Ð Green Output 714mV
20. Blue Output (BNC) Ð Blue Output 714mV
21. Horiz. Sync Output (BNC) Ð Horizontal Sync
Output Ð4Vp-p, 40KHz
22. Vert. Sync Output (BNC) Ð Vertical Sync
Output Ð4Vp-p, 59.49Hz
23. Sync Output (BNC) Ð Composite Sync Output
Ð4 Vpp
24. Monitor Interface Output Ð Positive TTL
Sync Levels. See appendix B for pinout infor-
mation.
25. Remote Control Interface Ð See appendix A
for interface diagrams.
26. Power Input Ð 100-250 VAC, 50/60Hz, 60W
Interface
Figure 3 outlines the installation of the VP401
using inputs from:
1. A composite source such as a DVD Laser Disk
Player, VCR or TV Receiver.
2. An S-Video input such as a S-VHS VCR or DVD
3. An RGB input with sync on green or a
Component input such as a DVD player,
Camera or Beta-SP recorder with sync on Y. If
sync on green or sync on Y is not available then
Sync can be interfaced using the Composite
sync input.
All inputs with the exception of the S-Video input
have selectable 75 Ohm input termination switch-
es. These switches are to be in the ON position
unless the unit is being used in a looped configura-
tion. Termination is then located at the last unit in
the loop.
Note: The diagram shows a 5 wire connection to
the monitor/projector, i.e. Red, Green, Blue,
Horizontal Sync and Vertical Sync. For monitors/
projectors with a 4 wire input, use Red, Green,
Blue and Composite Sync outputs.
The monitor/projector will be terminated at 75 Ohm
either internally or by switches located on the mon-
itor/projector.
9
Figure 3