CN0264 帶輸出電池短路保護功能的可靠復(fù)合視頻傳輸解決方案

CN0264 許多應(yīng)用都需要差分輸出，而不是單端輸出。對于此類應(yīng)用，應(yīng)以 ADA4432-1替換 ADA4433-1. ADA4433-1是一款全差分濾波器/驅(qū)動器，可用作單端至差分放大器或差分至差分放大器。在圖7中，ADA4433-1配置為單端至差分輸出驅(qū)動器。在單端至差分輸出應(yīng)用中，對INN輸入進行適當?shù)仄每蓛?yōu)化輸出范圍。為了最有效地利用ADA4433-1的輸出范圍，尤其在電源電壓較低的情況下，允許差分輸出電壓圍繞輸出共模電壓(VOCM)電平(即電源電壓中間值，1.65 V)沿正負兩個方向擺動是非常重要的。 為此，應(yīng)將?IN輸入偏置到預(yù)期輸入信號范圍的中點，如圖7所示。這通過使用分壓器對電源電壓進行分壓來實現(xiàn)(3.3 V電源和GND之間連接的7.5 kΩ和1.33 kΩ將?IN偏置到0.5 V)。0.1μF電容有助于對高頻電源噪聲進行濾波。?IN偏置到0.5 V時，+IN上的1 V p-p單端信號可產(chǎn)生?0.5 V至+0.5 V的差分輸入電壓。所得差分輸出在VOCM電平(1.65 V)上下擺動。ADA4433-1的輸出電壓范圍現(xiàn)在為1.15 V至2.15 V，只需要1 V的輸出范圍即可在接收器處產(chǎn)生1 V p-p信號。 圖7. ADA4433-1典型應(yīng)用電路 ? ADA4433-1 的差分輸出允許使用雙絞線或非雙絞線進行完全平衡的傳輸。在這種配置下，差分輸出端接電阻包括每個輸出端連接一個源電阻。兩個電阻均等于接收器輸入端接電阻的一半。例如，在75Ω系統(tǒng)中，ADA4433-1的每個輸出端后部均端接37.5Ω電阻，這些電阻與接收器處的75Ω差分電阻相連。 該電路使用EVAL-CN0264-EB1Z電路板，其中包含要評估的電路，如本筆記所述。Cypress USB微控制器用于配置EVAL-CN0264-EB1Z板并向/從該板加載軟件。 設(shè)備要求 需要以下設(shè)備： 帶USB端口的Windows? XP、Windows Vista?(32位)或Windows? 7(32位)PC EVAL-CN0264-EB1Z 電路評估板 CN-0264?評估軟件 電源：7.5 V壁式電源適配器 頻譜分析儀：Agilent E4440A或等同產(chǎn)品 ? 開始使用 ? 將CN0264評估軟件光盤放進PC的光盤驅(qū)動器，加載評估軟件。打開我的電腦，找到包含評估軟件光盤的驅(qū)動器，打開Readme文件。按照Readme文件中的說明安裝和使用評估軟件。 ? 功能框圖 ? 電路框圖參見本電路筆記的圖1，電路原理圖參見EVALCN0264-EB1Z-SCH.pdf文件。此文件位于CN0264設(shè)計支持包中。 ? 設(shè)置 ? 在斷電情況下，將一個7.5 V電源連接到板上的7.5 V引腳和GND引腳。如果有7.5 V壁式電源適配器，可將其連接到板上的管式連接器，代替7.5 V電源。將USB電纜連接到PC上的USB端口。此時請勿將該USB電纜連接到板上的微型USB連接器。 ? 測試 ? 為連接到EVAL- CN0264-EB1Z電路板的7.5 V電源(或壁式電源適配器)通電。啟動評估軟件，并通過USB電纜將PC連接到PCB上的微型USB連接器。 有關(guān)如何使用評估軟件來捕捉數(shù)據(jù)的詳細信息，請參閱CN-0264評估軟件Readme文件。 ADV7391 是一款低功耗、完全集成式數(shù)字視頻編碼器，能夠?qū)碜訡MOS成像設(shè)備的數(shù)字8位分量視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與全球標準兼容的標準模擬基帶視頻信號。三個10位數(shù)模視頻轉(zhuǎn)換器(采用VAA = 2.6 V至3.46 V工作)支持標清(SD)或高清(HD)視頻格式的復(fù)合(CVBS)、S視頻(YC)或分量(YPrPb/RGB)模擬輸出。圖1中的電路配置為僅通過DAC1提供低輸出驅(qū)動。為了進一步降低功耗，其它DAC和鎖相環(huán)(PLL)均已關(guān)閉。低驅(qū)動模式定義為4.33 mA滿量程輸出電流。ADV7391包含一個RSET引腳。RSET引腳與AGND之間連接了一個電阻，用于控制滿量程輸出電流。對于低驅(qū)動操作，RSET必須等于4.12kΩ，RL必須等于300Ω。連接到RSET引腳的電阻必須有1%的容差。 ADV7391包含一個片內(nèi)PLL，允許對視頻數(shù)據(jù)進行過采樣。如圖1所示，PLL已禁用(子地址0x00，Bit 1 = 1)，從而提供了2倍的SD過采樣速率。在PLL禁用的情況下，為了節(jié)省空間和成本，移除了外部環(huán)路濾波器元件。 ADA4432-1可用作帶不平衡傳輸線路的偽差分(單端)驅(qū)動器。偽差分模式使用一個導(dǎo)體來承載從驅(qū)動器傳輸?shù)浇邮掌鞯牟黄胶鈹?shù)據(jù)信號，另一個導(dǎo)體用作接地參考信號。 正極導(dǎo)體將ADA4432-1輸出端連接到差分接收器的正輸入端。來自源極電路的負極線或接地導(dǎo)體連接到接收器的負輸入端。ADA4432-1的輸出端接電阻應(yīng)該與接收器輸入端接電阻的阻抗相匹配。例如，在一個75Ω的系統(tǒng)中，ADA4432-1的每個輸出端均后部端接75Ω電阻，這些電阻與接收器處的一個75Ω電阻相連。 在圖1中，ADA4432-1配置為單端至單端驅(qū)動器，允許使用雙絞線、非雙絞線或同軸電纜進行不平衡傳輸。 低功耗考慮因素 與通過DAC輸出直接驅(qū)動視頻電纜相比，在低電源電壓下利用ADA4432-1或 ADA4433-1和串聯(lián)源端接和并聯(lián)負載端接能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的省電效果。圖2顯示了直接驅(qū)動電纜的視頻DAC。正確端接的DAC驅(qū)動傳輸線路要求將兩個75 Ω負載并聯(lián)，需要超過33mA的電流才能實現(xiàn)1.3 V的滿量程電壓電平。圖3顯示了利用ADA4432-1和串聯(lián)-并聯(lián)端接驅(qū)動相同視頻負載的情況。這就要求有兩倍的輸出電壓來驅(qū)動150Ω等效電阻，但只需要略高于15 mA的電流即可實現(xiàn)滿量程輸出。采用與DAC相同的電源電壓時，與圖2中的電路相比，這樣可以省電74%。ADA4432-1提供的高階濾波功能可降低DAC過采樣速率要求，從而進一步降低功耗。圖3所示配置實現(xiàn)省電的主要來源是ADV7391的低驅(qū)動模式設(shè)置。與過采樣要求(PLL關(guān)閉)及所需負載電流的降低相結(jié)合，此模式可以明顯降低功耗。 有關(guān)低驅(qū)動模式的詳情，請參閱 ADV7391數(shù)據(jù)手冊。 圖2. 利用DAC直接驅(qū)動視頻傳輸線路 ? 圖3. 利用ADA4432-1驅(qū)動視頻傳輸線路 ? EMI和EMC考量 ADV7391 等視頻DAC的模擬輸出要求進行低通濾波，以去除頻率高于采樣速率或頻率邊帶的無用信號成分。數(shù)模信號的轉(zhuǎn)換會在頻域中創(chuàng)建重復(fù)鏡像，具體頻率大小等于采樣頻率的倍數(shù)。重構(gòu)濾波器的主要功能就是去除這些頻率邊帶成分。此類濾波器可以顯著衰減邊帶信號，從而防止在對DAC輸出進行解碼時出現(xiàn)混疊。混疊誤差會導(dǎo)致圖像質(zhì)量問題。 此外，鏡像頻率邊帶會在輸出走線和線路中造成輻射，可能對相鄰電路及其它電子系統(tǒng)造成干擾。為了降低輻射影響，在沿印刷電路板(PCB)走線和傳輸電纜進行傳輸之前，應(yīng)先去除所有無用的高頻成分。ADA4432-1 可對DAC輸出進行濾波并去除無用的高頻內(nèi)容，從而幫助降低EMI。圖4至圖6說明了這一點。 圖4顯示了不采用ADA4432-1的情況下ADV7391輸出端CVBS視頻信號的頻譜。該頻譜顯示了內(nèi)容帶寬為6.5 MHz的信號，其邊帶為27 MHz、54 MHz、108 MHz等。ADV7391采用全輸出驅(qū)動模式工作，PLL關(guān)閉且2倍過采樣。 圖4. 直接在ADV7391輸出端測量的CVBS(PLL關(guān)閉、2倍過采樣和全輸出驅(qū)動模式) ? 圖5顯示了不采ADV7391 的情況下ADA4332-1輸出端相同CVBS信號的頻譜。此處的差別在于，雖然ADV7391也采用全輸出驅(qū)動模式工作，但是PLL開啟且進行8倍過采樣。 圖5. 直接在ADV7391輸出端測量的CVBS(PLL開啟、8倍過采樣和全輸出驅(qū)動模式) ? 圖6顯示了采用ADA4432-1對ADV7391輸出進行濾波的情況下相同CVBS信號的頻譜。所有邊帶均衰減到50 dB以下。ADV7391采用低輸出驅(qū)動模式工作，PLL關(guān)閉且進行2倍過采樣。 圖6. 在ADA4432-1輸出端測量的CVBS(PLL關(guān)閉) ? PCB布局考慮 在任何注重精度的電路中，必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。應(yīng)盡可能隔離PCB的數(shù)字部分和模擬部分。本PCB采用4層板堆疊而成，具有較大面積的接地層和電源層多邊形。有關(guān)布局和接地的詳細論述，請參見 MT-031指南 ；有關(guān)去耦技術(shù)的信息，請參 MT-101 指南 通過10μF和0.1μF電容對ADV7391的電源進行去耦。通過0.1μF和22μF電容對ADA4432-1和 ADA4433-1輸出放大器進行去耦，以適當?shù)匾种圃肼暡p小紋波。這些電容應(yīng)盡可能靠近相應(yīng)器件，0.1μF電容應(yīng)具有低ESR值。對于所有高頻去耦，建議使用陶瓷電容。 兩個IC應(yīng)盡可能相互靠近，這點很重要。電源走線應(yīng)盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的毛刺效應(yīng)。通過數(shù)字地將時鐘及其它快速開關(guān)數(shù)字信號屏蔽起來，使之不影響電路板的其它器件。 有關(guān)本電路筆記的完整設(shè)計支持包(包括電路板布局)，請訪問 http://www.analog.com/CN0264-DesignSupport CN0264 帶輸出電池短路保護功能的可靠復(fù)合視頻傳輸解決方案 圖1中的電路顯示了數(shù)模視頻轉(zhuǎn)換器與輸出具有電池短路(STB)保護功能的低成本、低功耗、完全集成式重構(gòu)視頻濾波器配對，非常適用于在惡劣的信息娛樂環(huán)境(例如汽車領(lǐng)域)中傳輸CVBS視頻。盡管 ADV7391等許多視頻編碼器(視頻DAC)都能直接驅(qū)動視頻負載，但在視頻編碼器的輸出端放置一個視頻驅(qū)動器通常都很有好處，可用于實現(xiàn)省電、濾波、線路驅(qū)動以及過壓電路保護功能。視頻驅(qū)動器通常配置為有源濾波器(也稱為重構(gòu)濾波器)，其主要用途體現(xiàn)在兩個方面：阻止采樣過程中引入視頻信號的高頻成分(奈奎斯特頻率以上)；提供增益以驅(qū)動連接到視頻顯示器的750Ω外部電纜。 后視攝像頭和后座娛樂系統(tǒng)等信息娛樂及其它視頻系統(tǒng)的設(shè)計人員都傾向于用這種電路來傳輸視頻，其原因就如上文所述。然而，還有第三種迫切的設(shè)計問題，也就是魯棒性。 ADA4432-1 和 ADA4433-1 為模擬視頻設(shè)計人員提供集成式IC，這種IC具有至關(guān)重要的過壓保護功能、強化的ESD耐受性能、出色的視頻特性、較低的功耗以及線路診斷功能。 ADA4432-1和ADA4433-1是完全集成的視頻重構(gòu)濾波器，分別為單端和差分類型。二者使輸出端具有高達18 V的過壓保護(STB保護)功能，同時還具備低功耗特性和線路診斷功能。線路診斷功能通過邏輯輸出方式提供，可在發(fā)生故障情況時激活。ADA4432-1和ADA4433-1內(nèi)置一個高階濾波器，該濾波器的?3 dB截止頻率為10 MHz且在27 MHz時提供45 dB抑制性能。 憑借STB保護和魯棒的ESD耐受性能，ADA4432-1和ADA4433-1能夠在惡劣的環(huán)境中提供卓越的保護。 ADV7391和ADA4432-1完全符合汽車應(yīng)用標準，非常適合汽車應(yīng)用中的信息娛樂系統(tǒng)和視覺安全系統(tǒng)。ADV7391、ADA4432-1和ADA4433-1提供非常小的LFCSP封裝，適合小空間應(yīng)用。 Figure 1. Low Cost, Fully Integrated Reconstruction Filter using the ADA4432-1 (All Connections and Decoupling Not Shown) ? CN0264 | circuit note and reference circuit info 帶輸出電池短路保護功能的可靠復(fù)合視頻傳輸解決方案 | Analog Devices cn0264

圖1中的電路顯示了數(shù)模視頻轉(zhuǎn)換器與輸出具有電池短路(STB)保護功能的低成本、低功耗、完全集成式重構(gòu)視頻濾波器配對，非常適用于在惡劣的信息娛樂環(huán)境(例如汽車領(lǐng)域)中傳輸CVBS視頻。盡管adiCN0264