解析VGA視頻信號的分配原理
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VGA分配器的主要功能是把一個視頻信號重新分配成多個信號。高分辨率的視頻分配放大器的作用是在接收一個來自計算機視頻端口的信號后將其進行放大處理，并且在保持原有信號質(zhì)量的情況下，將其信號分配到多個高分辨率數(shù)據(jù)的顯示設備上。調(diào)配放大器同時供給信號的峰值和電平調(diào)整和平衡等放大和加強功能。調(diào)配放大器上的每路輸出都經(jīng)過緩沖解決，所以在信號調(diào)配時仍可維持原始信號的清楚度和強度，完整到達桌面效果。vga轉(zhuǎn)hdmi
1、系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)設計包含兩部分，一部分是視頻信號的本地調(diào)配，實現(xiàn)1分2、1分4等；另一部分是視頻信號的遠程傳輸系統(tǒng)，遠程傳輸系統(tǒng)又包含本地發(fā)送端和遠程吸收端。
2 VGA信號調(diào)配
VGA信號調(diào)配是指在本地調(diào)配，即一路VGA信號帶2個、4個顯示器。VGA信號調(diào)配包含兩部分，一是視頻信號R，G，B的調(diào)配；二是同步信號HSYNC，VSYNC的調(diào)配。
2.1 同步HSYNC，VSYNC信號的分路
程度、垂直同步信號HSYNC，VSYNC經(jīng)過74HC04高速反相器后，輸出波形得到整形，提高帶負載的能力后，分別接至輸出分路器1、2路的程度、垂直同步信號線上，實現(xiàn)VGA程度、垂直同步信號的1分2功能。
2.2 視頻信號R、G、B的調(diào)配
C101和R107構(gòu)成高通網(wǎng)絡，下限截止頻率為1/(2πRC)，假如C101選33 nF，R107選150 Ω，則下限截止頻率fL=1/(2πRC)=1/(2π×150×33×10-9)=3 215 Hz，轉(zhuǎn)變電阻R107和電容C101的值，就能夠轉(zhuǎn)變下限頻率。Q100，Q101，Q102為高頻三極管，截止頻率應大于視頻信號的最高頻率。頻率信號經(jīng)電容C101耦合至Q100的基極，Q100飽和導通，導通時Q100的VCES約為0.3 V，流過R102電阻的電流為ic，流過電阻R101的電流為ie。因為ic≈ie，則Q100集電極的電壓為。假如，VCC設置為5V，則VC=1.76V。Q101，Q102構(gòu)成兩級射極追隨器，VGA OUT1 RED，VGA OUT2 RED分別接至輸出分路器1，2路VGA的紅色信號輸入端，驅(qū)動VGA紅色信號，輸出電壓為VCC-VCES=(5-0.3)V=4.7 V，提高了系統(tǒng)的帶負載能力。VGA信號的藍色信號、綠色信號分路原理與紅色信號一致，從而實現(xiàn)了VGA信號的1分2功能。vga轉(zhuǎn)hdmi
3、VGA信號遠程傳輸系統(tǒng)
VGA信號遠程傳輸系統(tǒng)包含兩組發(fā)送端和吸收端。發(fā)送端將信號差分放大后，接入RJ-45網(wǎng)口，通過CAT-5雙絞線傳輸至遠程端。遠程吸收端從RJ-45口將信號吸收下來，解決后復原成清楚的視頻信號接入本地VGA接口。
3.1 VGA發(fā)送端
VGA信號遠程傳輸中，因為傳輸導線的阻抗會引起信號的衰減，傳輸?shù)拈g隔越長衰減越大，從而造成信號不能準確讀取。因而，VGA信號在遠程傳輸?shù)陌l(fā)送端須要將信號差分放大，以提高信號的傳輸能力。本系統(tǒng)發(fā)送端選用EL4543為差分放大器件。EL4543是高帶寬(350 MHz)的三路差動放大器，可對視頻同步信號進行完全的編碼，它的輸入適宜解決單端或差分情勢的高速視頻或其余通訊信號。高帶寬是尺度雙絞線或同軸電纜線上的差分信號，有十分低的諧波失真，同時，內(nèi)部反饋保障輸出有穩(wěn)固的增益和相位，以減少輻射的電磁攪擾諧和波。嵌入邏輯將尺度的視頻水溫和垂直同步信號編碼到雙絞線的共模信號上，帶同步信息的VGA輸入RGB信號后與EL4543輸入端上的75 Ω的終端電阻相連，單端的RGB信號被轉(zhuǎn)換為差模信號，HSYNC和VSYNC在三個差動信號各自的共模信號上進行編碼。EL4543的50 Ω終端輸出驅(qū)動差分R，G，B，同步信號編碼在CAT-5雙絞線電纜的共模中。不帶信號頻率平衡的系統(tǒng)，可在200英尺的CAT-5雙絞線上很好的傳輸。關于更長的電纜，在吸收端用頻率和增益平衡技術(shù)(EL9111)和延遲線技術(shù)(EL9115)來彌補信號的衰減，從而調(diào)整吸收端的信號的相位不匹配。vga轉(zhuǎn)hdmi
3.2 VGA信號吸收端
EL9111是三通道差分吸收器和平衡器，含有三個高速差分吸收器，具備5個可編程的電極。EL9111帶寬為150 MHz，平衡長度由一個獨自引腳上的電壓設定。EL9111有兩個邏輯輸入引腳(ENBL)和開關增益(X2)。邏輯電路的邏輯基準管腳(VREF)的電勢之上都有1.1V的額定門限。在多數(shù)應用中，芯片工作在+5 V，0 V，-5 V的供電系統(tǒng)中，邏輯值在0~+5 V之間。EL9111的特征是共模譯碼，可對水溫和垂直方向上的信息進行譯碼，該信息由EL4543的三個差分輸入端譯碼，因而僅用三對電纜，就可完全地傳輸RGB視頻信號和相干的同步信息。
EL9115是三路模仿延遲線，可對三個信號供給斜率彌補。EL9115對由典范的CAT-5電纜（每對電線有不同的電長度）引入的斜率，可供給十分好的彌補。EL9115總延遲為62 ns，可在每個通道上設置2 ns的步長。EL9115延遲時間由延遲存放器內(nèi)8b數(shù)據(jù)決議，延遲存放器的數(shù)據(jù)款式為：0abVWXYZ。當ab=01時，示意紅色存放器，當ab=10時，示意綠色存放器當ab=11時，示意藍色存放器。延遲存放器的數(shù)據(jù)乘以步長即為延遲的總時間。
延遲存放器數(shù)據(jù)由外部AVR單片機程序設置，NSEnable，SCLOCK，SDATA三個引腳和單片機的三個引腳構(gòu)成串行總線通訊。
1、系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)設計包含兩部分，一部分是視頻信號的本地調(diào)配，實現(xiàn)1分2、1分4等；另一部分是視頻信號的遠程傳輸系統(tǒng)，遠程傳輸系統(tǒng)又包含本地發(fā)送端和遠程吸收端。
2 VGA信號調(diào)配
VGA信號調(diào)配是指在本地調(diào)配，即一路VGA信號帶2個、4個顯示器。VGA信號調(diào)配包含兩部分，一是視頻信號R，G，B的調(diào)配；二是同步信號HSYNC，VSYNC的調(diào)配。
2.1 同步HSYNC，VSYNC信號的分路
程度、垂直同步信號HSYNC，VSYNC經(jīng)過74HC04高速反相器后，輸出波形得到整形，提高帶負載的能力后，分別接至輸出分路器1、2路的程度、垂直同步信號線上，實現(xiàn)VGA程度、垂直同步信號的1分2功能。
2.2 視頻信號R、G、B的調(diào)配
C101和R107構(gòu)成高通網(wǎng)絡，下限截止頻率為1/(2πRC)，假如C101選33 nF，R107選150 Ω，則下限截止頻率fL=1/(2πRC)=1/(2π×150×33×10-9)=3 215 Hz，轉(zhuǎn)變電阻R107和電容C101的值，就能夠轉(zhuǎn)變下限頻率。Q100，Q101，Q102為高頻三極管，截止頻率應大于視頻信號的最高頻率。頻率信號經(jīng)電容C101耦合至Q100的基極，Q100飽和導通，導通時Q100的VCES約為0.3 V，流過R102電阻的電流為ic，流過電阻R101的電流為ie。因為ic≈ie，則Q100集電極的電壓為。假如，VCC設置為5V，則VC=1.76V。Q101，Q102構(gòu)成兩級射極追隨器，VGA OUT1 RED，VGA OUT2 RED分別接至輸出分路器1，2路VGA的紅色信號輸入端，驅(qū)動VGA紅色信號，輸出電壓為VCC-VCES=(5-0.3)V=4.7 V，提高了系統(tǒng)的帶負載能力。VGA信號的藍色信號、綠色信號分路原理與紅色信號一致，從而實現(xiàn)了VGA信號的1分2功能。vga轉(zhuǎn)hdmi
3、VGA信號遠程傳輸系統(tǒng)
VGA信號遠程傳輸系統(tǒng)包含兩組發(fā)送端和吸收端。發(fā)送端將信號差分放大后，接入RJ-45網(wǎng)口，通過CAT-5雙絞線傳輸至遠程端。遠程吸收端從RJ-45口將信號吸收下來，解決后復原成清楚的視頻信號接入本地VGA接口。
3.1 VGA發(fā)送端
VGA信號遠程傳輸中，因為傳輸導線的阻抗會引起信號的衰減，傳輸?shù)拈g隔越長衰減越大，從而造成信號不能準確讀取。因而，VGA信號在遠程傳輸?shù)陌l(fā)送端須要將信號差分放大，以提高信號的傳輸能力。本系統(tǒng)發(fā)送端選用EL4543為差分放大器件。EL4543是高帶寬(350 MHz)的三路差動放大器，可對視頻同步信號進行完全的編碼，它的輸入適宜解決單端或差分情勢的高速視頻或其余通訊信號。高帶寬是尺度雙絞線或同軸電纜線上的差分信號，有十分低的諧波失真，同時，內(nèi)部反饋保障輸出有穩(wěn)固的增益和相位，以減少輻射的電磁攪擾諧和波。嵌入邏輯將尺度的視頻水溫和垂直同步信號編碼到雙絞線的共模信號上，帶同步信息的VGA輸入RGB信號后與EL4543輸入端上的75 Ω的終端電阻相連，單端的RGB信號被轉(zhuǎn)換為差模信號，HSYNC和VSYNC在三個差動信號各自的共模信號上進行編碼。EL4543的50 Ω終端輸出驅(qū)動差分R，G，B，同步信號編碼在CAT-5雙絞線電纜的共模中。不帶信號頻率平衡的系統(tǒng)，可在200英尺的CAT-5雙絞線上很好的傳輸。關于更長的電纜，在吸收端用頻率和增益平衡技術(shù)(EL9111)和延遲線技術(shù)(EL9115)來彌補信號的衰減，從而調(diào)整吸收端的信號的相位不匹配。vga轉(zhuǎn)hdmi
3.2 VGA信號吸收端
EL9111是三通道差分吸收器和平衡器，含有三個高速差分吸收器，具備5個可編程的電極。EL9111帶寬為150 MHz，平衡長度由一個獨自引腳上的電壓設定。EL9111有兩個邏輯輸入引腳(ENBL)和開關增益(X2)。邏輯電路的邏輯基準管腳(VREF)的電勢之上都有1.1V的額定門限。在多數(shù)應用中，芯片工作在+5 V，0 V，-5 V的供電系統(tǒng)中，邏輯值在0~+5 V之間。EL9111的特征是共模譯碼，可對水溫和垂直方向上的信息進行譯碼，該信息由EL4543的三個差分輸入端譯碼，因而僅用三對電纜，就可完全地傳輸RGB視頻信號和相干的同步信息。
EL9115是三路模仿延遲線，可對三個信號供給斜率彌補。EL9115對由典范的CAT-5電纜（每對電線有不同的電長度）引入的斜率，可供給十分好的彌補。EL9115總延遲為62 ns，可在每個通道上設置2 ns的步長。EL9115延遲時間由延遲存放器內(nèi)8b數(shù)據(jù)決議，延遲存放器的數(shù)據(jù)款式為：0abVWXYZ。當ab=01時，示意紅色存放器，當ab=10時，示意綠色存放器當ab=11時，示意藍色存放器。延遲存放器的數(shù)據(jù)乘以步長即為延遲的總時間。
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