支撑经过UTP传输视频的完好宽带驱动器和接纳器解决方案,针对RGB、YPbPr及其他
衔接/参阅器材
AD8147
用于宽带视频的三通道视频驱动器
AD8122
具有可调线路均衡特性的三通道差分接纳器
AD8120
三通道偏斜补偿视频推迟线,内置模仿和数字操控功用
评价和规划支撑
电路评价板
EVAL-CN0275-EB1Z(包括EVAL-CN0275-TX-EBZ发射板和EVAL-CN0275-RX-EBZ接纳板)
规划和集成文件
原理图、布局文件、物料清单
电路功用与优势
无屏蔽双绞线(UTP)——如Category-5e (Cat-5e)——开端规划为传输局域网(LAN)信号 ,现已成为其他许多信号传输运用的经济型解决方案,由于它具有可观的功用和低本钱优势。 这些运用均为传输宽带视频信号的体系,它们选用4对双绞线中的3对传输红、绿、蓝(RGB)电脑视频信号或亮度和两个色差(YPbPr)、高清重量视频信号。 视频信号消隐距离中可嵌入所需的水平缓笔直同步脉冲,这些脉冲亦可在3对双绞线中作为共模差分信号传输。这些体系常常包括视频交叉点开关,并用于将来自少数信号源的视频信号分发至许多显现器(如数字标牌运用),或将来自许多信号源的视频信号分发至几个显现器,如键盘-视频-鼠标(KVM)网络。
经过UTP电缆传输的信号首要受三个危害的影响,这些危害会导致视频质量下降
● 集肤效应形成非线性带宽丢掉,导致信号散失和高频信号内容丢掉。 该危害导致图画锐度下降并呈现暗条纹。
● 阻性损耗带来低频平整性下降,形成图画比照度下降。
● 为了削减线对间的串扰,每一组线对都选用了双绞结构,可是对绞率(走线长度)的不同会导致4对双绞线之间存在推迟差错。 由于收到的3路信号在时刻上存在对齐差错,推迟差错导致收到的图画呈现颜色差错。
图1所示的解决方案经过选用AD8122三通道接纳器/均衡器康复视频信号的高频内容,一起供给平整增益,然后克服了这些危害。AD8120三路偏斜补偿模仿推迟线会在两路最早抵达的信号中参加推迟,使得三路收到的信号在时刻上正确对齐。 AD8147三通道驱动器供给视频源信号所需的单端至差分转化。
电路描绘
图1所示的视频传输体系选用RGBHV视频信号,其间RGB表明红、绿、蓝视频信号,HV表明独立水平缓笔直同步脉冲信号。因而,一共5路信号经过3对双绞线电缆传输。
视频体系功用以时域描绘最为适宜,而且最重要的目标是阶跃呼应树立时刻。 视频显现中两个像素之间的转化一般是阶跃函数,且每个像素继续一段特定的时刻。 抱负状况下,视频的阶跃呼应应该在像素时刻的一小部分(关于60 Hz时的UXGA,约为6 ns)内完结树立,而且相关于最终值的差错应小至忽略不计(低于满量程约46 dB,或3.5 mV)。 尽管某些频域功用目标很重要,但最重要的是这些目标在时域内对视频信号有何影响。 例如,体系带宽有必要足够高,以发生上升时刻短到满意树立时刻规范要求的阶跃呼应。 但是,单有带宽还不行,由于振铃、过冲和呼应缓慢,乃至宽体系带宽具有的短上升时刻,都可发生显着的树立差错。 体系简化框图见图2。
驱动器
RGB信号一般源自75 Ω单端、源接端电压源,且需求75 Ω负载端接。 在负载上,正确端接的信号起伏一般在0 mV和700 mV间改变。 为了经过UTP传输RGB信号,信号会从单端形式转化为平衡(差分)形式,然后扩大2倍以考虑因UTP源和负载端接形成的6 dB损耗。 这可经过运用三通道差分驱动器轻松完成,如AD8147。
AD8147依据以下公式供给额定的特性,以编码TTL逻辑电平、三路输出共模电压(VOCM)上的水平缓笔直同步脉冲信号:
其间:
K表明共模脉冲电压与中心电源电压(VMIDSUPPLY)的峰值差错。
VSYNC和HSYNC是单位加权项,关于逻辑1为+1,关于逻辑0为-1。这种编码方案发生总沟通公模电压为零的信号,然后最大程度地削减来自电缆的共模电磁辐射。
驱动器评价板包括施行单端至差分形式转化和同步脉冲编码所需的悉数功用,包括K的调理。
接纳器
UTP电缆的集肤效应发生随频率添加而添加的传输损耗,导致收到的信号压摆率丢掉而且发生颤动,而且简略电缆电阻导致了电缆对各个频段信号均匀的发生了衰减。 图3经过比照300米长的UTP全摆幅视频阶跃呼应与输入电缆的阶跃信号,展现了这些效应。
AD8122三通道均衡器履行差分至单端形式转化,针对这些信号危害供给高共模按捺和补偿。图4显现了均衡器输出端校对后的阶跃信号,树立至1%差错所需时刻少于70 ns。 留意,图4中的时刻刻度以纳秒为单位。
关于频域而言,图5显现了长度为100英尺至1000英尺的Cat-5e电缆的频率呼应,长度以100英尺递加,限带效应和平整损耗极为显着。
针对最终一个危害,AD8120三路推迟线纠正了3对双绞线之间的时刻偏斜并对信号进行了2倍扩大,用以驱动双端接75 Ω的视频信号传输体系。
接纳器评价板包括AD8122和AD8120以及所需的悉数配套电路,包括5个电位计用于手动调理高频增强、平整增益和3路延时。 此外,还供给针对AD8120的可选串行操控接口。
定论
视频分配体系中远端的图画质量很重要。 图画质量由树立至与最终值相差3.5 mV所需的阶跃呼应时刻决议,当该值超越像素时刻的某一小部分时,图画质量便开端受影响。 图7显现了未选用均衡或偏斜校对时,经过300米(1000英尺)Cat-5e电缆接纳图画的极点比如。 图7中的黑色拖尾极为严峻,阶跃呼应缓慢,而且时刻偏斜导致颜色失真。 彻底校对后的图画见图8。
发射器和接纳器评价板的什物相片别离显现在图9与图10中。
常见改变
本钱更低的AD8124三通道均衡器在仅需驱动最高200米的UTP体系中可替换AD8122。AD8124与AD8122引脚不兼容,且操控功用也有所不同。
驱动器除了AD8147,还有许多挑选。AD8146供给和AD8147相同的功用,但不集成专门的共模同步电路。AD8146一般用在那些将笔直和水平同步脉冲放置在视频信号消隐距离中的体系,而非将脉冲置于共模电压上的体系。AD8148与AD8147规范相同,只不过它的固定增益为4而非2,而且可装备用于预加剧,以驱动最高为100英尺的UTP线缆。关于要求功耗更低的体系,AD8133和AD8134可供给与AD8146和AD8147对应相同的功用,而且功耗更低,但它们的带宽较低。最终,关于可运用5 V电源、本钱最低的体系,AD8141和AD8142 CMOS驱动器也许是最佳的挑选。
UTP线缆的架起一般很杂乱,或许掩盖较广的区域、经过多个配线架,而且时而没有接地参阅。 这些状况或许导致与本地接纳器接地参阅有关的接纳共模电压的剧烈动摇。 在均衡器前端放置一个具有宽共模规模的平整增益差分接纳器,如AD8143,则可在这些状况下供给最高21 V的输入共模规模。
AD8122和AD8124均一起支撑同轴电缆与UTP电缆。AD8122可运用引脚绑定为任一形式,且AD8124运用VPOLE操控以修正它的频率呼应,支撑任一电缆类型。
电路评价与测验
ADI公司供给完好的体系级即插即用驱动器和接纳器评价板,包括所需的悉数视频图画阵列(VGA)电路和RJ-45衔接器。供给带有旋钮的电位计以操控均衡和偏斜校对。一个简略的视频源即可供给最好的测验用例,例如一台电脑和一台高质量显现器。若电脑和显现器支撑最高UXGA/60 Hz的分辨率则更佳。
设备要求
需求以下设备:
● 一个UXGA视频源(笔记本电脑)
● EVAL-CN0275-TX-EBZ发射器评价板
● EVAL-CN0275-RX-EBZ接纳器评价板
● ±5 V电源(两个: 一个用于发射器评价板,另一个用于接纳器评价板)
● Cat-5e电缆,100英尺至1000英尺,增量为100英尺(Stellar Labs U5E-24-CMR-665,MCM Electronics #24-10510)
● 一台UXGA视频显现器
测验
测验设置的简化框图见图11。衔接设备后,即可运用规范视频进行端到端的测验。