一種視頻信號遠距離傳輸裝置的製作方法
2023-05-03 09:33:36 2
專利名稱：一種視頻信號遠距離傳輸裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及信息傳輸技術領域，具體涉及DB9串行接ロ的ー種模擬視頻信號遠距離傳輸方案。
背景技術：
常見的鉄路、地鐵等系統中，往往需要把視頻信號經過一段距離傳輸到各個顯示屏，普通的VGA信號傳輸距離較短，容易受環境幹擾，在顯示屏上會出現拖尾、重影等不良現象，而且在複雜運行環境中更加容易出現各種不良現象，因此VGA信號長距離傳輸需要採用雙絞線差分傳輸的方式。輸出模擬信號的接ロー般採用VGA連接器，申請人考慮到運行的環境比較複雜，且從成本等各方面考慮，所以採用DB9接ロ來實現信號的連接。R、G、B三原色信號和行、場同步信號的遠距離傳方案現在市面上很多，包括intersil、AD、MAXIM等公司都有自己專屬的晶片方案,基於採購成本和設計的抗幹擾性能的考慮，最終採用了 CADEKA的方案。CADEKA提供的方案是使用CLC2000運放晶片來處理VGA差分信號，主體思路如下RED CM = K * (Vsync - Hsync) + mid-supplyGREEN CM = K * (-2Vsync) + mid-supplyBLUE CM = K * (Vsync + Hsync) + mid-supply通過上面的三個公式搭建模擬電路可以把RED、GREEN、BLUE、Vsync、Hsync解調出來。在低電源電壓應用中，無論是使用單電源，或是低電壓雙極性電源，放大器的輸入範圍和輸出擺幅都有一定的限制，有限的輸入範圍和受限的輸出擺幅都會減小放大器的動態範圍。軌到軌放大器不僅有助於擴展這個動態範圍，而且還能提高性能。放大器通常採用射極跟隨器(源跟隨器)或共發射極(共源扱)輸出級電路。射極跟隨器可提供較低的失真，但輸出擺幅也較小，這是因為輸出級電晶體需要在線性域工作，這樣會使輸出擺幅減小約IV。軌到軌輸出放大器一般採用共射極或共源極輸出電路，雖然這種輸出電路無法提供像射極跟隨器那麼好的性能，但它能提供更寬的擺幅。軌到軌輸出的擺幅能夠非常接近電源軌，但由於電晶體上有一定的壓降，所以也不能完全達到軌電壓，不過兩者的差值在幾毫伏之內。綜合各方面考慮，採用軌到軌的運放晶片SGM8052來實現VGA信號的解調。按照CADEKA的方案設計的VGA信號解碼板在現場使用的時候，在有的顯示屏上出現顯示問題，如顯示屏黑屏(顯示屏黑屏，出現信號自動調整後恢復正常)、顯示屏快閃等故障現象，經過分析研究對其電路進行修改，修改後經過實際使用，該故障現象未再出現
實用新型內容
[0013]本實用新型的目的在於克服現有技術存在的以上問題，提供一種視頻信號遠距離傳輸裝置。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現—種視頻信號遠距離傳輸裝置，包括一信號輸入接ロ，所述信號輸入接ロ與第一ESD保護電路、濾波電路以及差分轉換電路並聯連接後與相互並聯連接的RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路串聯連接，之後再串聯連接ー第二 ESD保護電路後並聯連接兩個信號輸出接ロ ；所述視頻信號遠距離傳輸裝置由一電源電路產生+5V的直流電壓供電；所述RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路由一基準電壓電路產生+2. 5V的直流電壓供電。優選的，所述濾波電路由第一電阻和電容並聯後與第二電阻連接而成。 優選的，所述差分轉換電路由第三電阻和第四電阻串聯連接而成。優選的，所述RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路中使用軌到軌運算放大器。優選的，所述Vsync解調電路和Hsync解調電路的輸入及輸出位置均設置有濾波電容。優選的,所述Vsync解調電路和Hsync解調電路中使用的是施密特觸發器。優選的，所述信號輸入接ロ及信號輸出接ロ皆為DB9接ロ。本實用新型的有益效果是克服了 VGA信號傳輸距離較短、容易受環境幹擾、在顯示屏上會出現拖尾、重影等不良現象，並且能正常運行於複雜運行環境中。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進ー步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖I系統架構圖；圖2 VGA差分信號輸入接ロ ；圖3 VGA信號輸出接ロ；圖4 ESD保護電路；圖5視頻匹配電路；圖6基準電壓電路；圖7R、G、B解碼電路；圖8場信號解碼電路；圖9行信號解碼電路。
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本實用新型。—種視頻信號遠距離傳輸裝置，包括一信號輸入接ロ，信號輸入接ロ與第一 ESD保護電路、濾波電路以及差分轉換電路並聯連接後與相互並聯連接的RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路串聯連接，之後再串聯連接一第二 ESD保護電路後並聯連接兩個信號輸出接ロ，視頻信號遠距離傳輸裝置由ー電源電路產生+5V的直流電壓供電，RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路由一基準電壓電路產生+2. 5V的直流電壓供電，參照圖I所示。I、VGA差分信號輸入接口和VGA信號輸出接ロVGA差分信號的輸入接ロ採用的是DB9接ロ，引腳定義如圖2，其中I腳和2腳是 RED的ー對差分信號，3腳和6腳是GREEN的ー對差分信號，4腳和5腳是BLUE的ー對差分信號，第7腳和第8腳通過電阻接信號地，第9腳經過磁珠接信號地，Ml和M2接外殼且經過電阻電容接到信號地。兩個VGA信號的輸出接ロ同樣採用的是DB9接ロ，引腳定義如圖3，其中1、3、5腳接到信號地，2腳接到RED信號，4腳接到BLUE信號，6腳接到GREEN信號，第9腳經過磁珠接信號地，Ml和M2接外殼且經過電阻、電容接到信號地。CADEKA的方案中對接地沒有涉及，從共地方面考慮，在現場使用中，我們是使用8芯網線傳輸VGA差分信號，我們把網線中的屏蔽線焊接到DB9插座的外売上，使屏蔽線接地，從而改善信號的傳輸質量。2、ESD保護電路CADEKA的方案中對ESD保護沒有涉及，產品設計時，一方面是由於軌到軌運算放大器SGM8052要求ESD保護，另外一方面由於VGA差分信號經過DB9接ロ接到信號解碼板上，在插拔等接觸的過程中可能會有靜電，所以我們在設計時使用了 ESD保護晶片PESD12VS5UD,後面再加了 BAV99用來上拉和下拉，使傳輸給後面電路的電信號保持在0-5V，從而保證了電路的可靠性，具體可見圖4。3、視頻匹配電路視頻匹配電路通過依次連接的濾波電路、差分轉換電路組成，濾波電路由第一電阻Rll和電容C9並聯後與第二電阻RlO連接而成，差分轉換電路由第三電阻R9和第四電阻R12串聯連接而成，如圖5。圖5中的Vref+是基準電壓，由+5V經過電阻分壓後連接到運算放大器，電壓跟隨後旁路O. Iuf電容濾波，輸出Vref+基準電壓，如圖6。4、RED、GREEN、BLUE 信號解調電路R、G、B的差分信號經過差分轉換後，再經過比較輸入運算放大器，輸出信號經過放大得到原色的R、G、B三色信號，分為兩路輸出，如圖7。5> Vsync (場信號)、Hsync (行信號)解調電路CADEKA的方案中對Vsync和Hsync的解調有詳細的電路，但在實際使用中，VGA差分信號會有較多的串擾信號，我們根據時間常數T=RC，在行、場信號解調電路的輸入位置增加電容可以濾除一定的雜波，如圖8、圖9中的濾波I、濾波2，同理在輸出時增加了兩個濾波電容。當傳輸線較長，且接受端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時，在波形的上升沿和下降沿將產生振蕩現象；當其他脈衝信號通過導線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈衝信號時，信號上將出現附加的噪聲。無論出現上述的哪ー種情況，都可通過施密特反相觸發器整形而得到比較理想的矩形脈衝波形。實際使用中，運算放大器出來的波形的上升、下降的時間較長，而且在波形的上升沿和下降沿上存在一定的反射信號，所以這裡使用了施密特觸發器，反向使其獲得更好的信號，如圖8、圖9中的反相器。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種視頻信號遠距離傳輸裝置，其特徵在於 包括一信號輸入接口，所述信號輸入接口與第一 ESD保護電路、濾波電路以及差分轉換電路並聯連接後與相互並聯連接的RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路串聯連接，之後再串聯連接一第二 ESD保護電路後並聯連接兩個信號輸出接口； 所述視頻信號遠距離傳輸裝置由一電源電路產生+5V的直流電壓供電； 所述RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路由一基準電壓電路產生+2. 5V的直流電壓供電。
2.根據權利要求I所述的視頻信號遠距離傳輸裝置，其特徵在於所述濾波電路由第一電阻(Rll)和電容(C9)並聯後與第二電阻(RlO)連接而成。
3.根據權利要求I所述的視頻信號遠距離傳輸裝置，其特徵在於所述差分轉換電路由第三電阻(R9)和第四電阻(R12)串聯連接而成。
4.根據權利要求I所述的視頻信號遠距離傳輸裝置，其特徵在於所述Vsync解調電路和Hsync解調電路的輸入及輸出位置均設置有濾波電容。
5.根據權利要求I所述的視頻信號遠距離傳輸裝置，其特徵在於所述RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路中使用軌到軌運算放大器。
6.根據權利要求I所述的視頻信號遠距離傳輸裝置，其特徵在於所述Vsync解調電路和Hsync解調電路中使用的是施密特觸發器。
7.根據權利要求I所述的視頻信號遠距離傳輸裝置，其特徵在於所述信號輸入接口及信號輸出接口皆為DB9接口。
專利摘要本實用新型公開了一種視頻信號遠距離傳輸裝置，包括一信號輸入接口，所述信號輸入接口與第一ESD保護電路、濾波電路以及差分轉換電路並聯連接後與相互並聯連接的RED解調電路、GREEN解調電路、BLUE解調電路、Vsync解調電路和Hsync解調電路串聯連接，之後再串聯連接一第二ESD保護電路後並聯連接兩個信號輸出接口。本實用新型的視頻信號遠距離傳輸裝置克服了VGA信號傳輸距離較短、容易受環境幹擾、在顯示屏上會出現拖尾、重影等不良現象，並且能正常運行於複雜運行環境中。
文檔編號H04N5/765GK202652410SQ20122020994
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者左大永, 鍾華, 劉曉華, 徐惠萍, 王宏雷, 季鈞, 彭海輝, 沈忠, 馮波 申請人:易程(蘇州)智能系統有限公司