視頻分配器中提高信號完整性的方法

視頻分配器信號完整性分析

　　當(dāng)把一路輸出視頻信號提供給多臺視頻設(shè)備使用時，就要考慮使用VGA視頻分配器。其實現(xiàn)方式主要有：晶體管放大驅(qū)動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，電路的動態(tài)范圍小，且高頻衰減較大，只能用在對這兩方面要求不高的場合。因此，為使所設(shè)計的分配器能夠?qū)崿F(xiàn)高保真?zhèn)鬏�，本文采用集成芯片作為視頻驅(qū)動。

　　采用15針VGA母插頭作為視頻信號輸入輸出接口，信號經(jīng)過VGA插頭后，分為行、場及R、G、B信號分別輸出。行、場信號經(jīng)過晶體管放大至輸出端，R、G、B信號經(jīng)集成芯片MAX4020視頻放大器驅(qū)動和終端濾波網(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，輸出電流可達120mA。在VGA 分配器的設(shè)計中，信號完整性最突出的問題就是阻抗匹配。理想傳輸線L被內(nèi)阻為R₀的數(shù)字信號驅(qū)動源Vs驅(qū)動，傳輸線的特性阻抗為Z₀，負載阻抗為R_L，如圖3所示。如果終端阻抗(B點)跟傳輸線阻抗(A點)不匹配，就會形成反射，反射回來的電壓幅值由負載反射系數(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源端時，可再次反射回負載端，形成二次反射，此時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)計滿足源端阻抗R₀等于傳輸線的特性阻抗Z₀，或者負載阻抗R_L等于傳輸線的特性阻抗Z₀即可。

　　在實際的電路設(shè)計中一般都采用源端阻抗等于負載端阻抗的端接匹配方式 ，在負載端加入一下拉到地的電阻來實現(xiàn)匹配。由于系統(tǒng)負載阻抗為75Ω, 芯片輸出電阻為8Ω，因此，只要在源端串連一個67Ω的匹配電阻RTO即可。所插入的串行電阻阻值加上驅(qū)動源的輸出阻抗應(yīng)大于等于傳輸線阻抗(輕微過阻尼)。這種匹配方式使源端反射系數(shù)為零，從而抑制了從負載反射回來的信號。其優(yōu)點在于：每條線只需要一個端接電阻，無需與電源相連接，消耗功率小。實際調(diào)試中得到的圖像無重影、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。

　　對電路做如圖4所示的配置：在反饋端加一個接地電阻RG，從而放大電路的驅(qū)動電壓。設(shè)計當(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。阻值過大會增加電壓噪聲，影響放大器的輸入容量，從而產(chǎn)生不必要的零極點，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�！　�