視頻分配器中提高信號(hào)完整性的方法

視頻分配器信號(hào)完整性分析

　　當(dāng)把一路輸出視頻信號(hào)提供給多臺(tái)視頻設(shè)備使用時(shí)，就要考慮使用VGA視頻分配器。其實(shí)現(xiàn)方式主要有：晶體管放大驅(qū)動(dòng)多路輸出和集成芯片視頻分配器兩種。由于前者電源電壓低，電路的動(dòng)態(tài)范圍小，且高頻衰減較大，只能用在對(duì)這兩方面要求不高的場(chǎng)合。因此，為使所設(shè)計(jì)的分配器能夠?qū)崿F(xiàn)高保真?zhèn)鬏�，本文采用集成芯片作為視頻驅(qū)動(dòng)。

　　采用15針VGA母插頭作為視頻信號(hào)輸入輸出接口，信號(hào)經(jīng)過(guò)VGA插頭后，分為行、場(chǎng)及R、G、B信號(hào)分別輸出。行、場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過(guò)晶體管放大至輸出端，R、G、B信號(hào)經(jīng)集成芯片MAX4020視頻放大器驅(qū)動(dòng)和終端濾波網(wǎng)絡(luò)濾波后送至輸出端，如圖2所示。

　　MAX4020是單位增益放大器，+5V電源驅(qū)動(dòng)，輸出電流可達(dá)120mA。在VGA 分配器的設(shè)計(jì)中，信號(hào)完整性最突出的問(wèn)題就是阻抗匹配。理想傳輸線L被內(nèi)阻為R₀的數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)源Vs驅(qū)動(dòng)，傳輸線的特性阻抗為Z₀，負(fù)載阻抗為R_L，如圖3所示。如果終端阻抗(B點(diǎn))跟傳輸線阻抗(A點(diǎn))不匹配，就會(huì)形成反射，反射回來(lái)的電壓幅值由負(fù)載反射系數(shù)ρ_L決定。ρ_L可由下式得出：

ρ_L=(R_L-Z₀)/(R_L+Z₀)

　　從終端反射回的電壓到達(dá)源端時(shí)，可再次反射回負(fù)載端，形成二次反射，此時(shí)反射電壓的幅值由源反射系數(shù)ρs決定，ρs可由下式得出：

ρ_s=(R₀-Z₀)/(R₀+Z₀)    

　　由上式可知，只要匹配電路的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足源端阻抗R₀等于傳輸線的特性阻抗Z₀，或者負(fù)載阻抗R_L等于傳輸線的特性阻抗Z₀即可。

　　在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中一般都采用源端阻抗等于負(fù)載端阻抗的端接匹配方式 ，在負(fù)載端加入一下拉到地的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)匹配。由于系統(tǒng)負(fù)載阻抗為75Ω, 芯片輸出電阻為8Ω，因此，只要在源端串連一個(gè)67Ω的匹配電阻RTO即可。所插入的串行電阻阻值加上驅(qū)動(dòng)源的輸出阻抗應(yīng)大于等于傳輸線阻抗(輕微過(guò)阻尼)。這種匹配方式使源端反射系數(shù)為零，從而抑制了從負(fù)載反射回來(lái)的信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)在于：每條線只需要一個(gè)端接電阻，無(wú)需與電源相連接，消耗功率小。實(shí)際調(diào)試中得到的圖像無(wú)重影、雪花，但稍有偏暗�！　≡�因是采用此端接方式，源端匹配電阻在輸出電路中分壓，從而導(dǎo)致圖像顯示偏暗。

　　對(duì)電路做如圖4所示的配置：在反饋端加一個(gè)接地電阻RG，從而放大電路的驅(qū)動(dòng)電壓。設(shè)計(jì)當(dāng)中要注意反饋電阻RF和輸入電阻RG的阻值選擇要符合系統(tǒng)配置。阻值過(guò)大會(huì)增加電壓噪聲，影響放大器的輸入容量，從而產(chǎn)生不必要的零極點(diǎn)，降低帶寬甚至產(chǎn)生振蕩。調(diào)試結(jié)果：圖像顯示與輸入相同。