一種高速視頻分路電路的製作方法

2023-07-03 12:16:11 1

專利名稱：一種高速視頻分路電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於計算機硬體技術，涉及一種高速視頻分路電路。
背景技術：
在高速視頻電路中，採用數字視頻接口(DVI)可以高速、穩定地傳輸視頻信息。對於同一路視頻信息，既要滿足顯示的需要，還要對其進行監控，就要進行分路傳輸。目前高速視頻電路使用專用編解碼晶片進行DVI信號轉換。在DVI標準中明確指出DVI接口需要使用DC耦合方式的TMDS連接，且專用編解碼晶片需要DC耦合方式才能驅動輸出。有的高速視頻分路電路採用支持高速差分對一分二功能的晶片，但該晶片往往僅支持AC耦合方式的CML電平輸入。因此，這種類型的高速視頻分路電路的設計關鍵就在於如何將TMDS電平和CML電平進行耦合，同時保證高速視頻信號無誤碼的傳輸。

實用新型內容本實用新型提供一種高速視頻分路電路，採用一分二晶片作為差分驅動後端，同時設計了電平匹配電路，實現高速視頻信號的無誤碼傳輸。本實用新型的技術解決方案如下:—種高速視頻分路電路，包括視頻信號輸出前端和差分驅動後端，其特徵在於:所述差分驅動後端採用一分二晶片，在視頻信號輸出前端與差分驅動後端之間的傳輸線上設置有耦合電容，在耦合電容的前端從傳輸線上拉端接電阻至直流電源。在設計上，端接電阻的阻值與傳輸線上的傳輸阻抗相等，直流電源的幅值與傳輸信號的高電平相等，耦合電容與差分驅動後端採用的一分二晶片電平參數匹配。本實用新型具有的優點是:創新性地將DC耦合方式的TMDS電平與AC耦合方式的CML電平通過設計的AC耦合電平匹配方法進行匹配，設計出滿足兩者傳輸的電平匹配電路。本實用新型未採用複雜的電路或晶片，不需要增加額外的電路或晶片，應用時僅需要上拉電阻和耦合電容，設計簡單，具備較高的可靠性。以較低的成本解決了設計中的關鍵技術，縮短了研製周期和資源成本，降低了設計風險。

圖1是TMDS差分對傳輸的結構框圖；圖2是本實用新型的電平匹配電路；圖3是採用本實用新型搭建的硬體電路示意圖。
具體實施方式
以DVI信號傳輸為例，所有的高速視頻分路電路均可以劃分為兩部分:DVI輸出前端和差分驅動後端。首先分析DVI輸出前端，編解碼晶片將視頻信息進行編碼，在DC耦合方式時輸出DVI信號，DVI信號採用TMDS電平。TMDS差分對傳輸結構框圖如圖1。TMDS通過電流源驅動產生TMDS信號，在TMDS接收端有遠端端接電阻RT。端接電阻有兩個作用:可以產生500mV的下拉電平獲得O電平狀態；可以匹配傳輸線特徵阻抗(RT=ZO)來保證信號完整性。由此可以看出，DVI輸出前端DVI傳輸正常的關鍵在於如何驅動TMDS信號正確輸出。DVI標準中要求TMDS傳輸必須滿足的條件為:端接電阻RT選用50歐姆，上拉電平AVCC為3.3V。在此條件下的TMDS信號特性為:單端信號的輸出高電平VH為3.3V，輸出低電平VL為2.7V-2.9V，輸出擺幅為0.4V-0.6V。電路設計應該滿足TMDS傳輸的兩個條件。差分驅動後端選用的一分二晶片最高支持2.5Gbps差分信號傳輸,滿足DVI信號速率要求。但是晶片僅支持AC耦合，輸入電平為CML電平。CML電平在AC耦合時，選用的耦合電容CL要足夠大，以避免在較長連O或連I情況出現時，接收端差分電壓變小。電平匹配的設計主要應該考慮以下幾點:a)輸入電平與輸出電平是否匹配:在DVI輸出前端和差分驅動後端分別使用TMDS電平與CML電平，兩者電平不能直接匹配，應該使用AC耦合方式進行電平匹配。選擇AC耦合方式滿足CML電平要求，但TMDS信號在AC耦合方式下無法直接進行傳輸，需要滿足DVI標準要求的條件才能驅動輸出。b)輸入阻抗是否等於傳輸線阻抗:在軍用航空領域中，高速信號的傳輸線阻抗Ztl控制要求為單端信號50歐姆，差分信號100歐姆。DVI標準要求TMDS單根信號端接電阻Rt為50歐姆。TMDS信號傳輸時，傳輸線阻抗Ztl等於端接電阻Rt，符合匹配要求。c)輸出信號是否最優:當TMDS信號上拉電平AVrc為3.3V時，單端信號輸出高電平為3.3V，同時端接電阻產生500mV的下拉電平，輸出低電平為2.8V，擺幅0.5V，滿足DVI標準對TMDS傳輸的要求。此時輸出信號達到最優。d)是否滿足電平的特殊要求。DVI標準對TMDS電平傳輸要求的兩個條件在上兩條均已滿足。CML電平在AC耦合時要求耦合電容Q選用足夠大，以避免較長連O或連I出現時，接收端差分電壓變小。電容選用0402封裝的陶瓷電容，陶瓷電容對高頻信號有很好的濾波效果，電容值選用一分二晶片手冊推薦0.luF，滿足CML電平特性，同時可以保證輸出信號符合晶片特性。本實用新型設計的電平匹配電路如圖2所示。TMDS差分對與CML差分對採用AC耦合方式，耦合電容Q送選用0402封裝的陶瓷電容，電容值為0.1uF0傳輸阻抗Ztl為50歐姆，端接電阻Rt選用50歐姆來滿足阻抗匹配。上拉電平AVcc為3.3V，保證TMDS信號輸出信號達到最優。為了驗證設計的電平匹配電路是否滿足分路電路的要求，搭建實際的硬體電路進行測試，該測試電路的視頻傳輸模塊即本實用新型的高速視頻分路電路產品。如圖3所示。視頻傳輸模塊負責將RGB視頻信號轉換為DVI信號，並完成一分二功能，送入兩個顯示設備。電平匹配電路負責完成TMDS電平與CML電平的匹配，使DVI編解碼晶片輸出的DVI視頻信號能夠被一分二晶片驅動成兩路，完成分路功能。經過測量，TMDS信號特性滿足DVI標準要求，同時電平匹配電路可以穩定工作，一分二電路可以正常傳輸兩路DVI信號，顯示器顯示畫面無抖動和毛刺，並且視頻數據無錯誤。
權利要求1.一種高速視頻分路電路，包括視頻信號輸出前端和差分驅動後端，其特徵在於:所述差分驅動後端採用一分二晶片，在視頻信號輸出前端與差分驅動後端之間的傳輸線上設置有耦合電容，在耦合電容的前端從傳輸線上拉端接電阻至直流電源。
專利摘要本實用新型提供一種高速視頻分路電路，採用一分二晶片作為差分驅動後端，同時設計了電平匹配電路，實現高速視頻信號的無誤碼傳輸。該高速視頻分路電路，包括視頻信號輸出前端和差分驅動後端，所述差分驅動後端採用一分二晶片，在視頻信號輸出前端與差分驅動後端之間的傳輸線上設置有耦合電容，在耦合電容的前端從傳輸線上拉端接電阻至直流電源。本實用新型設計簡單，具備較高的可靠性，以較低的成本解決了設計中的關鍵技術，縮短了研製周期和資源成本，降低了設計風險。
文檔編號H04N5/268GK203014988SQ20122074729
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者楊可, 黃韜, 張利洲, 馮曉東 申請人:中國航空工業集團公司第六三一研究所