視頻VGA信號分配及傳輸發(fā)送端電路設(shè)計

VGA分配器將來自一個信號源的視頻信號分配成兩個或多個信號。高分辨率視頻分配放大器的一個常見應(yīng)用就是，在接收來自一個計算機(jī)視頻端口的信號后將其放大，并在保持原有信號質(zhì)量的情況下將其分配到兩個或多個高分辨率數(shù)據(jù)顯示設(shè)備。分配放大器同時提供信號的峰值和電平調(diào)整和均衡等放大和增強(qiáng)功能。分配放大器上的每路輸出都經(jīng)過緩沖處理，所以在信號分配時仍可保持原始信號的清晰度和強(qiáng)度，完全達(dá)到桌面效果。分配器可以做成1分2，1分4等。VGA雙絞線傳輸具有長距離驅(qū)動能力，可將電腦主機(jī)輸出的RGBHV形式的信號，通過非屏蔽五類及五類以上雙絞線(CAT5/5E/6)平衡傳輸，高保真地傳輸30.0 m，傳輸后的視頻效果沒有重影、沒有拖尾、畫面清澈如初，線材好時可達(dá)500 m，可廣泛應(yīng)用在液晶、等離子平板多媒體廣告工程中。

　　1 系統(tǒng)組成

　　本系統(tǒng)設(shè)計包括兩部分，一部分是視頻信號的本地分配，實(shí)現(xiàn)1分2、1分4等;另一部分是視頻信號的遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)又包括本地發(fā)送端和遠(yuǎn)程接收端。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

　　2 VGA信號分配

　　VGA信號分配是指在本地分配，即一路VGA信號帶2個、4個顯示器。VGA信號分配包括兩部分，一是視頻信號R，G，B的分配;二是同步信號HSYNC，VSYNC的分配。

　　2.1 同步HSYNC，VSYNC信號的分路

　　水平、垂直同步信號HSYNC，VSYNC經(jīng)過74HC04高速反相器后，輸出波形得到整形，提高帶負(fù)載的能力后，分別接至輸出分路器1、2路的水平、垂直同步信號線上，實(shí)現(xiàn)VGA水平、垂直同步信號的1分2功能。同步信號分路如圖2所示。

　　2.2 視頻信號R、G、B的分配

　　視頻信號R，G，B分路如圖3所示。C101和R107構(gòu)成高通網(wǎng)絡(luò)，下限截止頻率為1/(2πRC)，如果C101選33 nF，R107選150 Ω，則下限截止頻率fL=1/(2πRC)=1/(2π×150×33×10-9)=3 215 Hz，改變電阻R107和電容C101的值，就可以改變下限頻率。Q100，Q101，Q102為高頻三極管，截止頻率應(yīng)大于視頻信號的最高頻率。頻率信號經(jīng)電容C101耦合至Q100的基極，Q100飽和導(dǎo)通，導(dǎo)通時Q100的VCES約為0.3 V，流過R102電阻的電流為ic，流過電阻R101的電流為ie。因為ic≈ie，則Q100集電極的電壓為。如果，VCC設(shè)置為5V，則VC=1.76V。Q101，Q102構(gòu)成兩級射極跟隨器，VGA OUT1 RED，VGA OUT2 RED分別接至輸出分路器1，2路VGA的紅色信號輸入端，驅(qū)動VGA紅色信號，輸出電壓為

VCC-VCES=(5-0.3)V=4.7 V，提高了系統(tǒng)的帶負(fù)載能力。VGA信號的藍(lán)色信號、綠色信號分路原理與紅色信號一致，從而實(shí)現(xiàn)了VGA信號的1分2功能。

　　3 VGA信號遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)

　　VGA信號遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)包括兩組發(fā)送端和接收端。發(fā)送端將信號差分放大后，接入RJ-45網(wǎng)口，通過CAT-5雙絞線傳輸至遠(yuǎn)程端。遠(yuǎn)程接收端從RJ-45口將信號接收下來，處理后還原成清晰的視頻信號接入本地VGA接口。

　　3.1 VGA發(fā)送端

　　VGA信號遠(yuǎn)程傳輸中，由于傳輸導(dǎo)線的阻抗會引起信號的衰減，傳輸?shù)木嚯x越長衰減越大，從而造成信號不能正確讀取。因此，VGA信號在遠(yuǎn)程傳輸?shù)陌l(fā)送端需要將信號差分放大，以提高信號的傳輸能力。本系統(tǒng)發(fā)送端選用EL4543為差分放大器件。EL4543是Intersil公司生產(chǎn)的帶同步編碼的三路差分雙絞線驅(qū)動器。EL4543是高帶寬(350 MHz)的三路差動放大器，可對視頻同步信號進(jìn)行完整的編碼，它的輸入適合處理單端或差分形式的高速視頻或其他通信信號。高帶寬是標(biāo)準(zhǔn)雙絞線或同軸電纜線上的差分信號，有非常低的諧波失真，同時，內(nèi)部反饋保證輸出有穩(wěn)定的增益和相位，以減少輻射的電磁干擾和諧波。嵌入邏輯將標(biāo)準(zhǔn)的視頻水平和垂直同步信號編碼到雙絞線的共模信號上，帶同步信息的VGA輸入RGB信號后與EL4543輸入端上的75 Ω的終端電阻相連，單端的RGB信號被轉(zhuǎn)換為差模信號，HSYNC和VSYNC在三個差動信號各自的共模信號上進(jìn)行編碼。EL4543的50 Ω終端輸出驅(qū)動差分R，G，B，同步信號編碼在CAT-5雙絞線電纜的共模中。不帶信號頻率均衡的系統(tǒng)，可在200英尺的CAT-5雙絞線上很好的傳輸。對于更長的電纜，在接收端用頻率和增益均衡技術(shù)(EL9111)和延遲線技術(shù)(EL9115)來補(bǔ)償信號的衰減，從而調(diào)整接收端的信號的相位不匹配。發(fā)送端EL4543驅(qū)動如圖4所示。

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