三相視頻多路放大器加倍音視頻源選擇器的通道
發布時間:2007/7/2 0:00:00 訪問次數:524
隨著典型家庭娛樂系統中音頻和視頻(A/V)源數量的日益增多(如VCR、DVD、機頂盒等),人們需要一種簡單方法來選擇想要的音頻或視頻源。但目前使用的附加式機械開關既笨重又容易磨損,導致開關性能隨時間的推移逐漸下降。
固態模擬開關可以解決這個問題,但是當開關通斷動作使交流耦合電容充電和放電時,無源開關會產生令人厭煩的砰砰聲。如果使用三相4:1多路復用器,工程師可以設計出結構簡單、能大大降低開關瞬態噪聲、并具有卓越性能的A/V源選擇多路復用器。
圖1顯示的基本4:1 A/V多路復用器利用Intersil公司的EL4342 4:1視頻多路放大器,從4個外部音頻/視頻源(包含復合視頻通道和立體聲左右通道)中選擇任何一個。
該電路利用通道A選擇4個復合視頻源中的1個,利用通道B和C選擇立體聲左右通道。由采用二進制編碼的通道控制邏輯輸入S0和S1,完成輸入選擇。邏輯輸入兼容TTL電平,開關時間為20ns,適用于復雜的多路復用器功能中的高速數字控制。
高阻抗(HiZ)邏輯輸入通過把輸出放大器置于高阻狀態,使三個信道全部無效。除了提供音頻靜音和視頻空白功能之外,HiZ狀態可讓其它多路放大器共享同一輸出,從而使輸入源擴展到超過4:1的基本配置。
圖1:A/V源選擇器的通路中沒有機械開關,它可選擇四個外部音頻/視頻信號中的任一個。
多路復用器工作在雙5V電源下,將允許視頻輸入和輸出進行直流耦合,從而可在輸出上保持復合視頻源(視頻、直流同步和黑色電平)。電阻R1a到電阻R4a是輸入端接電阻。為實現精確的視頻電纜端接,可以采用75Ω的輸入端接和輸出后向端接,但前提是允許6dB的吞吐量損失。
如果不能忽略6dB的損耗,則可將75Ω輸入端接電阻提高到10kΩ。許多視頻電纜并沒有受控的75Ω特征阻抗,因此將端接電阻提高到10kΩ可在不降低視頻信號品質的情況下把增益恢復到單位增益。
在音頻輸入通道增加電容耦合(從C1b, c到C4b, c),可以將放大器與音頻源中可能存在的多余直流信號隔離開來。電阻R1b~R4b和R1c~R4c設定期望的輸入阻抗并構成高通濾波器。4.7μF電容和10kΩ電阻形成一個截止頻率為20Hz(3dB)的高通濾波器。使用大容量交流耦合電容的缺點是,當通道被連接到選擇器輸出端時可能會產生聽得見的“砰砰”聲。當音頻源和接收器輸入端之間存在直流電壓差時,就可能發生這種情況。
圖2:利用該電路可讓圖1中的電路工作在單電源下。
當交流耦合電容在開關過程中被充電和放電時,低阻抗多路開關能使輸出端出現瞬態信號。對于這種情況,高阻抗輸入緩存使交流耦合電容具有恒定阻抗,從而消除充放電時的瞬態信號。
利用圖2中的電路,這種A/V多路復用器適合工作在單+5V電源下。輸入端的10kΩ/10kΩ電阻分壓器提供2.5V的輸入直流偏置,并把放大器輸出電壓范圍的中心置于2.5V到1V之間。在音頻通道的輸出端,10kΩ/10kΩ電阻分壓器將輸出交流耦合電容器上的偏置電壓保持為2.5 V。因此,直流分量不會隨著該多路復用器進入/退出高阻抗狀態而改變(反之亦然)。
視頻通道輸入必須采用交流耦合方式,如果電視或監視器沒有配備這種方式,可能需要加入直流恢復電路。此時,頻率響應和總諧波失真加噪聲(THD+N)性能與雙±5V電路相同。
然而,放大器電源電壓的降低將使放大器的輸出范圍相應下降,從雙電源時的5.5V(峰峰值)下降到1.5V(峰峰值)。此時,復合視頻通道仍有足夠的裕度,而且音頻通道中的THD將提高到大約2V(峰峰值)或者更高。
隨著典型家庭娛樂系統中音頻和視頻(A/V)源數量的日益增多(如VCR、DVD、機頂盒等),人們需要一種簡單方法來選擇想要的音頻或視頻源。但目前使用的附加式機械開關既笨重又容易磨損,導致開關性能隨時間的推移逐漸下降。
固態模擬開關可以解決這個問題,但是當開關通斷動作使交流耦合電容充電和放電時,無源開關會產生令人厭煩的砰砰聲。如果使用三相4:1多路復用器,工程師可以設計出結構簡單、能大大降低開關瞬態噪聲、并具有卓越性能的A/V源選擇多路復用器。
圖1顯示的基本4:1 A/V多路復用器利用Intersil公司的EL4342 4:1視頻多路放大器,從4個外部音頻/視頻源(包含復合視頻通道和立體聲左右通道)中選擇任何一個。
該電路利用通道A選擇4個復合視頻源中的1個,利用通道B和C選擇立體聲左右通道。由采用二進制編碼的通道控制邏輯輸入S0和S1,完成輸入選擇。邏輯輸入兼容TTL電平,開關時間為20ns,適用于復雜的多路復用器功能中的高速數字控制。
高阻抗(HiZ)邏輯輸入通過把輸出放大器置于高阻狀態,使三個信道全部無效。除了提供音頻靜音和視頻空白功能之外,HiZ狀態可讓其它多路放大器共享同一輸出,從而使輸入源擴展到超過4:1的基本配置。
圖1:A/V源選擇器的通路中沒有機械開關,它可選擇四個外部音頻/視頻信號中的任一個。
多路復用器工作在雙5V電源下,將允許視頻輸入和輸出進行直流耦合,從而可在輸出上保持復合視頻源(視頻、直流同步和黑色電平)。電阻R1a到電阻R4a是輸入端接電阻。為實現精確的視頻電纜端接,可以采用75Ω的輸入端接和輸出后向端接,但前提是允許6dB的吞吐量損失。
如果不能忽略6dB的損耗,則可將75Ω輸入端接電阻提高到10kΩ。許多視頻電纜并沒有受控的75Ω特征阻抗,因此將端接電阻提高到10kΩ可在不降低視頻信號品質的情況下把增益恢復到單位增益。
在音頻輸入通道增加電容耦合(從C1b, c到C4b, c),可以將放大器與音頻源中可能存在的多余直流信號隔離開來。電阻R1b~R4b和R1c~R4c設定期望的輸入阻抗并構成高通濾波器。4.7μF電容和10kΩ電阻形成一個截止頻率為20Hz(3dB)的高通濾波器。使用大容量交流耦合電容的缺點是,當通道被連接到選擇器輸出端時可能會產生聽得見的“砰砰”聲。當音頻源和接收器輸入端之間存在直流電壓差時,就可能發生這種情況。
圖2:利用該電路可讓圖1中的電路工作在單電源下。
當交流耦合電容在開關過程中被充電和放電時,低阻抗多路開關能使輸出端出現瞬態信號。對于這種情況,高阻抗輸入緩存使交流耦合電容具有恒定阻抗,從而消除充放電時的瞬態信號。
利用圖2中的電路,這種A/V多路復用器適合工作在單+5V電源下。輸入端的10kΩ/10kΩ電阻分壓器提供2.5V的輸入直流偏置,并把放大器輸出電壓范圍的中心置于2.5V到1V之間。在音頻通道的輸出端,10kΩ/10kΩ電阻分壓器將輸出交流耦合電容器上的偏置電壓保持為2.5 V。因此,直流分量不會隨著該多路復用器進入/退出高阻抗狀態而改變(反之亦然)。
視頻通道輸入必須采用交流耦合方式,如果電視或監視器沒有配備這種方式,可能需要加入直流恢復電路。此時,頻率響應和總諧波失真加噪聲(THD+N)性能與雙±5V電路相同。
然而,放大器電源電壓的降低將使放大器的輸出范圍相應下降,從雙電源時的5.5V(峰峰值)下降到1.5V(峰峰值)。此時,復合視頻通道仍有足夠的裕度,而且音頻通道中的THD將提高到大約2V(峰峰值)或者更高。