高速電流反饋型放大器如何驅(qū)動(dòng)并均衡最長(zhǎng)100米的VGA電纜
發(fā)布時(shí)間:2020-02-06 來源:Charly El-Khoury 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】在課堂、演講廳和會(huì)議室,PC通過VGA電纜連接到投影儀,以傳輸紅綠藍(lán)(RGB)視頻信號(hào)。平均電纜長(zhǎng)度取決于房間大小和天花板高度,但多數(shù)電纜不超過100米。本文介紹集成電荷泵的三通道高速電流反饋型運(yùn)算放大器ADA4858-31(見附錄)如何能驅(qū)動(dòng)并均衡最長(zhǎng)達(dá)100米的VGA電纜。這種解決方案用在PC與電纜之間,便于使用,成本低廉,易于實(shí)施,只需幾個(gè)無(wú)源組件,并從USB端口獲得3.3V至5V單電源。
驅(qū)動(dòng)和均衡45米VGA電纜
圖1顯示一個(gè)基于ADA4858-3放大器的VGA電纜均衡器的一個(gè)通道。完整的RGB均衡器需要三個(gè)通道。150?負(fù)載電阻代表75?端接電纜及其阻抗匹配驅(qū)動(dòng)電阻。
圖1. 45米VGA電纜均衡器原理圖(單通道)
圖2顯示45米VGA電纜、均衡器和均衡器/電纜組合的大信號(hào)頻率響應(yīng)性能。除了阻抗匹配電纜驅(qū)動(dòng)固有的6dB衰減之外,VGA電纜還有0.6dB損耗(頻率低于1 MHz時(shí))或8dB損耗(頻率為100 MHz時(shí))。為恢復(fù)信號(hào)強(qiáng)度,均衡器必須提供6.6dB增益(低頻時(shí))或14dB增益(100 MHz時(shí)),以便將原始信號(hào)提升6 dB,從而滿足RGB視頻應(yīng)用的需要。從不均衡時(shí)的1.6 MHz帶寬達(dá)到均衡時(shí)的160 MHz帶寬,電纜/均衡器組合顯示1dB平坦度改善100倍。
圖2. 大信號(hào)頻率響應(yīng)(45米VGA電纜)
均衡還能改善瞬態(tài)響應(yīng)性能,如圖3所示。高頻和低頻得到恢復(fù),提供更清晰的圖像,消除了電纜所引起的拖尾效應(yīng)。
圖3. 均衡前后的瞬態(tài)響應(yīng)(45米VGA電纜)
該電路的傳遞函數(shù)如公式1所示。幅度通過公式2計(jì)算。
驅(qū)動(dòng)和均衡105米VGA電纜
圖4顯示驅(qū)動(dòng)105米電纜的原理圖。選擇此長(zhǎng)度的原因是它接近ADA4858-3的最大均衡能力。該原理圖與圖1相似,不同之處是增加了 RZCZ反饋網(wǎng)絡(luò),它產(chǎn)生一個(gè)極點(diǎn),以便降低高頻時(shí)的RF 值。
圖4. 105米VGA電纜均衡器原理圖(單通道)
圖5顯示105米電纜、相應(yīng)的均衡器和二者組合的大信號(hào)頻率響應(yīng)性能。均衡前電纜的−3dB帶寬約為2 MHz,均衡后約為90 MHz;−1dB帶寬從0.7 kHz提高到75 MHz。
圖5. 大信號(hào)頻率響應(yīng)(105米VGA電纜)
圖6顯示瞬態(tài)響應(yīng)性能。高頻和低頻均得到恢復(fù)。通過更多調(diào)整,可以實(shí)現(xiàn)更好的平坦度(1 MHz至10 MHz)和更高的輸入信號(hào)保真度。
圖6. 均衡前后的瞬態(tài)響應(yīng)(105米VGA電纜)
圖7顯示所有三個(gè)通道(R、G、B)的原理圖,包括獨(dú)立解決方案所需的全部器件。通過一個(gè)小型USB端口為整個(gè)系統(tǒng)供電。R4、R5和R6均匹配電纜的特征阻抗。
圖7. 顯示所有三個(gè)均衡通道的完整電路板原理圖
結(jié)論
本文說明如何利用三通道視頻驅(qū)動(dòng)器ADA4858-3驅(qū)動(dòng)并均衡用于傳輸RGB視頻的最長(zhǎng)100米VGA電纜。文中給出了采用45米和105米電纜的兩個(gè)示例,但該解決方案經(jīng)過調(diào)整,可支持各種長(zhǎng)度的電纜。這種解決方案便于使用,成本低廉,易于實(shí)施,只需ADA4858-3、幾個(gè)無(wú)源器件和3.3V至5V單電源,電源可以從USB端口獲得。
附錄
ADA4858-3是一款三通道電流反饋型運(yùn)算放大器,總靜態(tài)電流僅為42mA,其中包括電荷泵耗用的電流。為進(jìn)一步降低功耗,還提供省電特性,當(dāng)放大器不用時(shí),總電源電流可降至2.5 mA。由于有電荷泵,該器件不需要負(fù)電源;在省電模式下,電荷泵仍能為外部器件供電。ADA4858-3具有寬輸入共模電壓范圍;以5 V電源供電時(shí),輸入范圍為地以下1.8 V至正供電軌以下1.2 V。600 MHz帶寬和600 V/μs壓擺率使該放大器非常適合許多高速應(yīng)用,高達(dá)85 MHz的0.1 dB平坦度(G = 2,150 ?負(fù)載)則使它成為專業(yè)和消費(fèi)電子視頻應(yīng)用的絕佳選擇。此外,電流反饋型放大器不存在電壓反饋型放大器的增益帶寬限制。
片內(nèi)電荷泵產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電源,其電壓取決于正電源電壓。采用5V正電源時(shí),電荷泵產(chǎn)生−3V負(fù)電源并提供150mA輸出電流;采用3.3V正電源時(shí),電荷泵產(chǎn)生−2V負(fù)電源并提供45mA輸出電流。外部電容C1和C2應(yīng)為1 μF至4 μF的電容,具有低ESR和低ESL特性,并且應(yīng)盡可能靠近ADA4858-3放置。C1連在C1_a與C1_b之間,C2連在CPO與地之間。
圖A. 功能框圖
推薦閱讀:
特別推薦
- 復(fù)雜的RF PCB焊接該如何確保恰到好處?
- 電源效率測(cè)試
- 科技的洪荒之力:可穿戴設(shè)備中的MEMS傳感器 助運(yùn)動(dòng)員爭(zhēng)金奪銀
- 輕松滿足檢測(cè)距離,勞易測(cè)新型電感式傳感器IS 200系列
- Aigtek推出ATA-400系列高壓功率放大器
- TDK推出使用壽命更長(zhǎng)和熱點(diǎn)溫度更高的全新氮?dú)馓畛淙嘟涣鳛V波電容器
- 博瑞集信推出低噪聲、高增益平坦度、低功耗 | 低噪聲放大器系列
技術(shù)文章更多>>
- 如何選擇和應(yīng)用機(jī)電繼電器實(shí)現(xiàn)多功能且可靠的信號(hào)切換
- 基于APM32F411的移動(dòng)電源控制板應(yīng)用方案
- 數(shù)字儀表與模擬儀表:它們有何區(qū)別?
- 聚焦制造業(yè)企業(yè)貨量旺季“急難愁盼”,跨越速運(yùn)打出紓困“連招”
- 選擇LDO時(shí)的主要考慮因素和挑戰(zhàn)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
光收發(fā)器
光通訊器件
光纖連接器
軌道交通
國(guó)防航空
過流保護(hù)器
過熱保護(hù)
過壓保護(hù)
焊接設(shè)備
焊錫焊膏
恒溫振蕩器
恒壓變壓器
恒壓穩(wěn)壓器
紅外收發(fā)器
紅外線加熱
厚膜電阻
互連技術(shù)
滑動(dòng)分壓器
滑動(dòng)開關(guān)
輝曄
混合保護(hù)器
混合動(dòng)力汽車
混頻器
霍爾傳感器
機(jī)電元件
基創(chuàng)卓越
激光二極管
激光器
計(jì)步器
繼電器