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能消除RGB差分视频传输线上共模噪声的放大器
摘要:类网络电缆由四对双绞线组成,并有耐用的外套,这种电缆能为分量视频信号的传输提供一种通用而有良好性价比的选择。三个线对可以承载RGB视频信号,而第四对线可以承载音频信号、同步信号和其它传输信号。不幸的是,5 类电缆缺乏屏蔽,因此容易遭受共模噪声耦合干扰,共模噪声会在每根电缆导体上产生相等的电压。针对共模问题的第一个防护方法是将RGB信号配置成差分电压,但双绞线的驱动器与接收器的两个地基准之间的任何电压差都会在每根接收线上产生一个共模信号。
Abstract:
Key words :

  5类网络电缆由四对双绞线组成,并有耐用的外套,这种电缆能为分量视频信号的传输提供一种通用而有良好性价比的选择。三个线对可以承载RGB视频信号,而第四对线可以承载音频信号、同步信号和其它传输信号。不幸的是,5 类电缆缺乏屏蔽,因此容易遭受共模噪声耦合干扰,共模噪声会在每根电缆导体上产生相等的电压。针对共模问题的第一个防护方法是将RGB信号配置成差分电压,但双绞线的驱动器与接收器的两个地基准之间的任何电压差都会在每根接收线上产生一个共模信号。

  共模噪声电压限制了视频信号的传输质量。本设计实例告诉你如何用一只运算放大器,将差分分量视频接收器上的共模信号影响减小到最低程度。在图1中,接收器电路的接地端(红色)表示每个 RGB差分信号的地基准电压与驱动器上的有差异。为保持信号质量,减小反射,每个视频信号双绞传输线都用100Ω作端接。例如,电阻器R35与R37端接R+线,而R36与R38端接R-线。同时,G和B端接电路也完全相同。在R信号线对上的任何共模电压都会出现在R37与R38的结点和R39上。

接收器电路的接地端(红色)表示每个 RGB差分信号的地基准电压与驱动器上的有差异


  为建立一个共模抑制电压,运算放大器IC1将所有三个或四个信号线对上的信号相加和反

相。例如,将R+与R-信号相加来抑制它们的差分电压成份,并将每根线上的共模电压加倍。电容器C1与C2分别为电路的输入和输出提供交流耦合。IC1的输出通过一个30kΩ电阻器的匹配对R42与R43,在R+与R-接收器网络上施加一个共模偏置电压。R42与R43的严格公差可确保ROUT+与ROUT-提供的差分电压相对于输入共模电压实现紧密平衡。电容器C11与C12提供均化功能,提升差分视频信号中的高频成份。

  在施加抑制电压之前,电路输出端ROUT+与ROUT-的信号如下:ROUT+=VDIFF/2+VCM,ROUT-=-VDIFF/2+VCM,其中VDIFF表示要求的差分信号,VCM则相对于电路的局部地而存在。施加抑制电压以后,输出信号为:ROUT+=+VDIFF/2+VCM-VCMS=+VDIFF/2,ROUT-=-VDIFF/2+VCM-VCMS=-VDIF/2,其中VCMS表示IC1输出端经相加和反相的共模电压。

  图2显示一个在R+线(黄色线)上接收到的1V峰值信号,以及一个伴生2V峰值共模信号(粉色线)。
图3显示出电路的共模抑制能力。虽然差分信号(黄色)并未改变,但共模信号(粉色)则减少了80%、14dB。时间延迟和相加模拟信号(分别由输入网络和IC1产生)之间的任何不匹配都会影响抑制的完美性。另外,为达到最优性能,共模信号不得超过IC1的额定共模输入电压。此外,IC1是Intersil ISL55001,它必须在宽的带宽上呈现单位增益稳定性,以及出色的转换率响应,为获得最佳结果,还必须工作在相对较高的电源电压下,以得到好的线性。输入、输出耦合电容器采用10mF无极性电容器,以适应极低频率共模电压。IC1的电源端上要保证有能够适应所有频率的足够旁路能力。

在R

电路的共模抑制能力

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