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曩昔几年,因为5类非屏蔽双绞线 (UTP) 电缆具有可观的功能和低成本优势,其运用范围有所增加。此类电缆现在用于键盘-视频-鼠标 (KVM) 网络,四根双绞线中的三根传送红、绿、蓝 (RGB) 视频信号。跟着高清电视 (HDTV) 越来越遍及,在需求长间隔衔接(最远30米)时,此类电缆可供给一种廉价的解决方案。
5类UTP电缆经济实惠,但其功能会跟着间隔加长而敏捷下降。本文针对运用最长30米电缆传输HDT V 1080p信号的运用(需求约75 MHz的视频带宽),提出两种可以下降传输损耗的解决方案。
图1显现了30米电缆的起伏呼应与频率的联系。75 MHz时的损耗约为6dB,因而有必要在传输之前或接纳之后增加6dB的高频增益。

表1列出了最新的HDTV规范和要求。高清蓝光播放机运用1080p 16:9HDTV。所需的切当视频带宽未明确界说,但75MHz应足以满意体会需求。
表1. 常见视频分辨率和带宽
视频规范 | 水平分辨率 | 笔直分辨率 | 帧速率 | 像素速率 | 预估视频带宽 |
(像素/线路) | (像素/帧) | Hz | Mp/s | MHz | |
720p, 16:9 HDTV | 1280 | 720 | 60 | 57.6 | 30 |
1080i, 16:9 HDTV | 1920 | 1080 | 30 | 64.8 | 32 |
1080p, 16:9 HDTV | 1920 | 1080 | 24/30 | 51.8/64.8 | 32 |
1080p, 16:9 HDTV | 1920 | 1080 | 60 | 130 | 75 |
预加剧
图2所示电路运用带预加剧的 AD8148 驱动板来补偿30米5类UTP电缆所引起的衰减。接纳端运用无均衡的 AD8145 板,其增益设置为2。

图3显现预加剧电路。差分放大器AD8148内部设置增益4 (12 dB);RC网络操控总增益,低频时的开始增益为2,然后缓慢增加到高频时的增益4,如图4所示。


一般设想是运用驱动器的预加剧来抵消电缆在高频时的衰减。假如接纳器的平整度带宽高于100 MHz,AD8145的增益设为2便是这种状况,将接纳器增加到电缆输出端不会影响带宽。图5显现6 dB增益时1 dB平整度带宽可达100 MHz,证明5类电缆可以传输1080p HDTV信号。

此电路的功能已针对10米、20米和30米电缆进行过测验。不过,假如所需电缆较短(5米以下),则可以不运用预加剧,驱动器自身就可以敷衍较短的间隔。
均衡器
AD8143 接纳器板。其原理相同:有必要经过提高高频时的信号增益来抵消长电缆的高频衰减。AD8148驱动器的增益设为4;AD8143接纳器的增益在低频时设为1,在高频时设为2。

图7显现了均衡器电路;低频时增益设为1,高频时增益设为2,如图8所示。当频率低于2 MHz时,增益为0.5 dB;当频率为50 MHz时,增益到达约6 dB。

增加30米电缆后,起伏依然平整,1 dB平整度带宽可达80 MHz,超越1080p HDTV信号所需的带宽。图9显现在40 MHz时呈现约2 dB峰化。这会使高频信号更亮一点,但在屏幕上难以注意到其影响。
考虑到输入和输出端接,增益需为4。AD8143的增益设为1,因而驱动器有必要供给4的增益,一起平整度带宽仍需高于100 MHz。增益为4时,A D8148驱动器供给约500 MHz的平整度带宽,可以支撑1080p HDTV运用中的接纳器。


结束语:
跟着人们不断寻求更高画质,对可以支撑高清信号的廉价电缆的需求也不断上升。5类UTP电缆日渐成为最佳的代替解决方案。本文针对较长间隔传输需求提出的两种解决方案,只需运用无预加剧的AD8148驱动器和AD8145或AD8143接纳器,便很简单转用于较短的电缆。不管何种状况,所提出的解决方案都能使驱动器的输入到接纳器的输出坚持单位增益,一切内部增益用于补偿输入和输出端接损耗。这些独立的解决方案答应选用廉价的5类电缆进行高清传输,然后替代当今市场上较贵的电缆。
参阅电路
* Jonathan Pearson, “可调节电缆集成了均衡器宽带差分接纳器和模仿开关,”模仿对话,第38卷第7期,2004年7月。
* Budak, “无源和有源网络分析与频率组成,” Houghton Mifflin, 1974.