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用MAX435 MAX436制作视频信号传输电路

作者:dolphin时间:2016-09-20

本文应用MAX公司生产的低压差分信号传输驱动器MAX435和接收器MAX436,设计了一种利用局域网双绞线传输基带视频模拟图象信号的发射端与接收端。

发射端:发射部分由驱动器MAX435高性能集成电路实现,它内部集成有预加重电路。差分信号传输驱动器,将不平衡输入的单端视频基带信号转换成对地平衡的差分信号输出。它是一个开环放大器。两端电压增益差分输出:


式中VIN是输入信号,在不加任何反馈的情况电流增益K=4±2.5%,Z1、Z2是50欧姆差分输出电阻。ZT是500欧姆的可调电阻,它可以整放大器的电压增益3db左右,如图a所示。

接收端:接收部分由驱动器MAX436将差分视频基带信号转换单端视频基带信号。集成电路内部有频率均衡电路、彩色信号的提升电路及增益可控制视频信号放大器。使远距离传输中仍能显示彩色,可方便调整传输信号的电平,控制电路的总增益,使输出的信号为标准的视频1 VP—P送入监视器。开环放大器电压增益:
无反馈情况下电流增益K=8±2.5%,zL是MAX436的75欧姆电阻负载,与监视器的输入电阻对应。zt由电阻与电容连接成RC均衡调节网路(即频率补偿),最大可以调节MAX436的6db电压增益,如图b所示。


我们可以认为在一般场合使用双绞线传输视频,只要网络设计合理基本满足其平衡条件,基带视频模拟信号的传输质量是完全有保证的。局域网内的RS~485的双绞线特征阻抗约120欧姆,实际测量每厘米2个绕结的双绞线阻抗为100欧姆。由于导线之间的介电常数很小,在双绞线上能够获得较高的带宽。传输视频的双绞线,单芯和多芯具有相同的带宽。不必使用加屏蔽层的双绞线,这样可以减小分布电容。


MAX435和MAX436是一对跨导型集成电路,它们的输入电阻高达800千欧姆,输出端也达到了3.2千欧姆。在与输入和输出端连接时,很容易实现信号源和负载之间的阻抗匹配。由于75欧姆远远小于800千欧姆和3.2千欧姆,在输入端和输出端都可以将信号源和负载看成恒流源,故只需在两端连接一只与同轴电缆阻抗相等的终端电阻即可实现阻抗匹配。MAX435和MAX436在200兆的带宽下,转换速度高达800V/μ S。在10MH下的共摸抑制比达53db,输入失调电压小于300μV。其电路采用±5V对称电源,MAX435和MAX436的11脚连接的偏置电阻将集成电路的最大输出电流限制在20毫安内,并且可以利用该偏置电阻设置关闭功能,当11脚连接的电阻大于10千欧姆时,集成电路的电流将下降到几百微安以下。实现电路关断。线路中MAX435的输出与MAX436输入区分极性连接,接反以后电路无法正常工作。MAX435的13脚应该与MAX436的2脚连接:MAX435的9脚则与MAX436的6脚对应连接。电路如图所示。

实际双绞线的特征阻抗并不恒定,要视双绞线的种类、长度和布线环境不同而变化。前一页图电路的Z1、Z2阻抗是标准双绞线的大约阻抗(100Ω左右)。工程布线的环境千差万别(周围的介质无法统一),施工中走线不可避免地拐弯打折,双绞线的拉伸以及用线长度的难以精确计算,使得其特征阻抗有时差异会非常大。这样,双绞线视频传输并不能满足理想差分平衡传输条件,由此造成的阻抗匹配问题比较突出。阻抗失配会使共模抑制比下降。甚至产生严重的反射失真。所以双绞线传输视频,要特别注意阻抗匹配。电路发射部分输入的视频信号,设计为标准幅度1VP—P视频信号。而实际应用中我们的许多视频信号的往往可达到2VP—P,在较近距离传输时,电路非常容易引起信号过冲失真。鉴于上述种种原因,我们在电路中设计了阻抗匹配调节和增益控制,对电路工作状态进行合理调节,满足不同情况和条件下的使用。

在VLAN内传输视频信号,主要是利用各楼层的配线架,合理设置跳线,完成局域网的视频直接连接。以图书馆4层大楼为例,我们可以在每层的配线间,把需要传输视频的双绞线统一编号。在各层接入点,将双绞线直接跳接在配线架上即可(不要接入路由器)。长距离传输时,视频信号的阻抗匹配状态是十分重要的。实践中我们发现,当距离超过500米以上时,在双绞线总长度大约1/2的地方跨接一只100—150欧姆左右的匹配电阻。能够有效改善线路的阻抗匹配状况。提高视频传输质量。如果在双绞线1/2处不便接入的话,可在局域网的各配线架联接处,接入可调的100欧姆左右的匹配电阻,经过在各层仔细调节后,可以获得满意效果(如上图中虚线连接电阻所示)。

在1568A/T568B的双绞线传输标准里,我们可以把其中:白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白褐、褐的8根线。利用其中空余的蓝,白蓝,和白褐,褐两对绞线来传输两路视频信号。具体做法是在配线间的配线架上,将传输视频双绞线的蓝,白蓝,和白褐绞线分别引出,在配线架或者模块上接入匹配电阻。联接中要注意MAX435的输出与MAX436输入极性。MAX435和MAX436工作在高频电路,因此。电路和印刷板设计要注意结构和布线,电阻和电容最好选用贴片元件。并且加强电路滤波防止自激。虽然MAX的产品价格目前比较贵,但在大量使用时,其综合成本还是让人可以接受的。

随着计算机网络技术的普及和完善,利用VLAN传输视频基带信号是一个发展趋势。一根五类双绞线可以传输4路视频信号,其传输距离可达800米。使用双绞线传输视频信号比同轴电缆的好处显而易见,它可以应用在网络传输、视频监控以及许多综合的网络集成系统。MAX公司还有其相关产品MAX4147/MAX4146和MAX448/MAX445等可供选择,应用与MAX435/MAX436完全类似,同样方便、可靠和简洁。



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