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在单电源系统中将单端视频转换为差分视频

吉姆·Karki

成员,技术人员,高性能模拟

介绍

视频信号通常被编码、解码和处理为单端,蓝冠官网 但通常需要将它们转换为差分,以便在电缆上传输。一个很好的例子是安全系统,摄像头被放置在不同的位置,视频信号被返回到一个中心位置进行观察和存储。

差分传输由于其固有的抗噪声能力,已在电话线和专业音频中使用多年。假设噪声相等地耦合到差分传输线中,它在接收端显示为被拒绝的共模信号。

随着单电源器件的日益普及,蓝冠注册 将线驱动电路设计成单电源也不失为一种好方法。在单电源系统中,信号电平移位以适应电源电压,并且需要考虑偏置电平,以避免在输出中产生不必要的偏置。这些任务与设置增益、选择线路终止类型以及允许足够的带宽和转换速率等常规任务不同。

单端输出运算放大器或全差分放大器(FDAs)可用于将单端视频信号转换为差分信号。本文的目的是展示如何使用FDA将单端视频信号转换为差分信号,以驱动单电源系统中的双终端Cat 5电缆。假定读者熟悉FDA的概念和用法。更多关于FDA基本原理的信息,请参见参考1。

典型的视频参数

显示灰度的SD复合视频基带信号(CVBS)

图1显示了一个显示灰度的复合视频基带信号(CVBS),通常与标准定义(SD)视频一起使用。SD视频特性通常遵循为NTSC或PAL电视广播系统建立的模拟信号标准。总峰值-峰值输出电压被指定为140 IRE = 1 VPP,只有同步和亮度(Y’)同步脉冲为负。加上色度信息,一个全调制的复合视频信号约为1.23 VPP。为了支持负脉冲,可以使用分流电源(±VS)运算放大器,或在接收端恢复直流电平的交流耦合。使用分流电源或交流耦合需要更多的组件,成本也更高。直流耦合可以降低成本,但是移动到支持单一电源的直流耦合信号需要对信号进行电平移动。例如,德州仪器(TI) TMS320DM368视频处理器的数据表规定了75 w负载下视频缓冲输出电压范围为0.35 V到1.35 V。这样,一个1-VPP的视频信号可以在偏置电平上支持偏移,并且在消费视频中是可以接受的。

其他高清晰度视频格式,如增强清晰度(ED)和高清(HD),并没有像SD那样将不同的信息编码到一行中。它们使用多条线路,信号的持续时间和转换速度取决于视频内容和规格。

因此视频信号本质上是脉冲定向的,放大器和传输媒体需要有良好的脉冲特性才能正确地再现它们。正因为如此,标准做法是使用传输线的双终端。在双终端中,驱动线路的放大器被设计成具有与特征线阻抗相同的输出阻抗,而接收机被设计成具有与特征线阻抗相同的输入阻抗。在这种配置下,来自脉冲边缘的反射被最小化,并且保持了最好的信号完整性。由于运放是理想的电压源,它们的输出阻抗很低(接近0 W),通过添加一个串联输出电阻很容易匹配输出阻抗。这个输出电阻,与接收器的输入阻抗结合,给出了一个6分贝的损耗,这是固有的双终端。为了弥补这一损失,通常的做法是将视频缓冲区设计为增益为2 V/V (6 dB),这样视频源到负载的总增益为1 V/V (0 dB)。

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