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ADI:高速电流反应型放大器驱动 并均衡最长 100 米的 VGA 电 缆

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 在课堂、演讲厅和会议室,PC通过VGA电缆连接

文章转自ADI官网,版权归属原作者一切

在讲堂、讲演厅和会议室,PC通过VGA电缆连接到投影仪,以传输红绿蓝(RGB)视频信号。均匀电缆长度取决于房间巨细和天花板高度,但大都电缆不超越100米。本文介绍集成电荷泵的三通道高速电流反应型运算放大器ADA4858-31(见附录)怎么能驱动并均衡最长达100米的VGA电缆。这种解决方案用在PC与电缆之间,便于运用,本钱低价,易于施行,只需几个无源组件,并从USB端口取得3.3V至5V单电源。

驱动和均衡45米VGA电缆

图1显现一个根据ADA4858-3放大器的VGA电缆均衡器的一个通道。完好的RGB均衡器需求三个通道。150Ω负载电阻代表75Ω端接电缆及其阻抗匹配驱动电阻。

Figure 1
图1. 45米VGA电缆均衡器原理图(单通道)

图2显现45米VGA电缆、均衡器和均衡器/电缆组合的大信号频率呼应功用。除了阻抗匹配电缆驱动固有的6dB衰减之外,VGA电缆还有0.6dB损耗(频率低于1 MHz时)或8dB损耗(频率为100 MHz时)。为康复信号强度,均衡器有必要供给6.6dB增益(低频时)或14dB增益(100 MHz时),以便将原始信号提高6 dB,然后满意RGB视频运用的需求。从不均衡时的1.6 MHz带宽到达均衡时的160 MHz带宽,电缆/均衡器组合显现1dB平整度改进100倍。

Figure 2
图2. 大信号频率呼应(45米VGA电缆)

均衡还能改进瞬态呼应功用,如图3所示。高频和低频得到康复,供给更明晰的图画,消除了电缆所引起的拖尾效应。

Figure 3
图3. 均衡前后的瞬态呼应(45米VGA电缆)

该电路的传递函数如公式1所示。起伏通过公式2核算。

Equation 1
    (1)
Equation 2
    (2)

驱动和均衡105米VGA电缆

图4显现驱动105米电缆的原理图。挑选此长度的原因是它挨近ADA4858-3的最大均衡才能。该原理图与图1类似,不同之处是增加了 RZCZ反应网络,它发生一个极点,以便下降高频时的RF 值。

Figure 4
图4. 105米VGA电缆均衡器原理图(单通道)

图5显现105米电缆、相应的均衡器和二者组合的大信号频率呼应功用。均衡前电缆的−3dB带宽约为2 MHz,均衡后约为90 MHz;−1dB带宽从0.7 kHz提高到75 MHz。

Figure 5
图5. 大信号频率呼应(105米VGA电缆)

图6显现瞬态呼应功用。高频和低频均得到康复。通过更多调整,能够完成更好的平整度(1 MHz至10 MHz)和更高的输入信号保真度。

Figure 6
图6. 均衡前后的瞬态呼应(105米VGA电缆)

图7显现一切三个通道(R、G、B)的原理图,包含独立解决方案所需的悉数器材。通过一个小型USB端口为整个体系供电。R4、R5和R6均匹配电缆的特征阻抗。

Figure 7
图7. 显现一切三个均衡通道的完好电路板原理图

定论

本文阐明怎么运用三通道视频驱动器ADA4858-3驱动并均衡用于传输RGB视频的最长100米VGA电缆。文中给出了选用45米和105米电缆的两个示例,但该解决方案通过调整,可支撑各种长度的电缆。这种解决方案便于运用,本钱低价,易于施行,只需ADA4858-3、几个无源器材和3.3V至5V单电源,电源能够从USB端口取得。

附录

ADA4858-3是一款三通道电流反应型运算放大器,总静态电流仅为42mA,其间包含电荷泵耗用的电流。为进一步下降功耗,还供给省电特性,当放大器不用时,总电源电流可降至2.5 mA。因为有电荷泵,该器材不需求负电源;在省电形式下,电荷泵仍能为外部器材供电。ADA4858-3具有宽输入共模电压规模;以5 V电源供电时,输入规模为地以下1.8 V至正供电轨以下1.2 V。600 MHz带宽和600 V/μs压摆率使该放大器十分合适许多高速运用,高达85 MHz的0.1 dB平整度(G = 2,150 Ω负载)则使它成为专业和消费电子视频运用的绝佳挑选。此外,电流反应型放大器不存在电压反应型放大器的增益带宽约束。

片内电荷泵发生一个负电源,其电压取决于正电源电压。选用5V正电源时,电荷泵发生−3V负电源并供给150mA输出电流;选用3.3V正电源时,电荷泵发生−2V负电源并供给45mA输出电流。外部电容C1和C2应为1 μF至4 μF的电容,具有低ESR和低ESL特性,而且应尽或许接近ADA4858-3放置。C1连在C1_a与C1_b之间,C2连在CPO与地之间。

Figure A
图A. 功用框图

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