CN102340645B - 模拟高清视频接口钳位保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟高清视频接口钳位保护电路，其中：本地正电源6连接快恢复二极管D1的阳极，快恢复二极管D1的阴极连接瞬变二极管D2的阴极，瞬变二极管D2的阳极接参考地8，瞬变二极管D2上并联瓷片电容C1，形成高钳位电压参考点4；本地负电源7连接快恢复二极管D4的阴极，快恢复二极管D4的阳极连接瞬变二极管D3的阳极，瞬变二极管D3的阴极接参考地8，瞬变二极管D3上并联瓷片电容C2，形成低钳位电压参考点；视频信号线连接二极管对的公共端，二极管对的阳极连接低钳位电压参考点，二极管对的阴极连接高钳位电压参考点。本发明能用于模拟高清视频接口的信号输入/输出信号线防护。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟高清视频接口钳位保护电路，主要用于模拟高清视频接口的信号输入/输出信号线防护，包含信号电平过压防护，与ESD静电防护两方面。
背景技术
目前，高清视频已经风靡全球，特别是在娱乐视听和大屏幕显示行业，高清成了必然的标准，就连监控行业，高清化也成为了势在必行的趋势。为了支持高清视频，各种具备高清接口的传输设备、切换设备，以及高清视频的编辑处理设备，都大量的涌现出来。
高清视频接口包含模拟高清视频接口，和数字高清视频接口，它们都广泛应用于各种产品。由于使用数字高清视频接口，信号传输距离有限，或价格昂贵，所以，虽然其图像质量相对较好，仍然无法取代模拟高清视频接口，很长一段时间，两者将并存于市场。甚至于在低端市场，模拟高清视频接口仍然大行其道，模拟高清视频接口设备仍然很受青睐。
模拟高清视频接口又主要包含YCbCr/YPbPr分量视频接口，和VGA计算机图形接口两种。前者主要用于娱乐视听。后者主要用在计算领域，同时大屏幕行业也广泛应用，可以支持更高分辨率，更高速的图形画面，或视频图像。不管使用哪种接口，电平过压防护，与ESD静电防护都是必不可少的保护措施。特别是在大屏幕应用中，多路信号经过长线传输后，通过集中设备来切换、处理，在集中点会形成很大的电压波动。复杂的现场环境，和频繁的热插拔操作，也容易在接口处形成浪涌电压与静电释放。这些现象都很可能永久性的损坏设备。完善的保护措施，可以有效的避免这些损害。
高清视频图像占用更高的带宽，信号传输速度更快，从标清时代延续下来的过压及静电保护电路，常常显得力不从心，或者会影响信号质量。所以，一些芯片厂商迅速推出了高速信号线的专用静电防护芯片，以支持新的高清视频接口。只是这些专用芯片价格都很高，所以，迫切需要一种价格低廉，但是性能满足高清视频的高带宽、高速度的过压、静电防护电路。
本发明涉及的这种保护电路，全部采用传统器件，价格低廉，采购方便，而性能又可以和最新的专用静电防护芯片媲美，性价比很高，很据实用性。市场上，某些设备也有类似电路，但是还不完善，有诸多弊病，而本专利中的这种保护电路，彻底解决了这些问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟高清视频接口钳位保护电路，提供一种完善的信号过压，及ESD静电防护的保护电路，该电路连接于模拟高清视频接口的信号线上，防止高带宽的视频输入/输出信号发生过压、浪涌，以及静电释放给接口芯片带来的永久性损坏；本发明电压保护范围可根据需求调节，广泛适用于各种模拟视频接口芯片。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种模拟高清视频接口钳位保护电路，其中：本地正电源6连接快恢复二极管D1的阳极，快恢复二极管D1的阴极连接瞬变二极管D2的阴极，瞬变二极管D2的阳极接参考地8，瞬变二极管D2上并联瓷片电容C1，在快恢复二极管D1的阴极与瞬变二极管D2的阴极连接处形成高钳位电压参考点4；本地负电源7连接快恢复二极管D4的阴极，快恢复二极管D4的阳极连接瞬变二极管D3的阳极，瞬变二极管D3的阴极接参考地8，瞬变二极管D3上并联瓷片电容C2，在快恢复二极管D4的阳极与瞬变二极管D3的阳极的连接处形成低钳位电压参考点5；视频信号线连接二极管对的公共端，二极管对的阳极连接低钳位电压参考点5，二极管对的阴极连接高钳位电压参考点4。
其中，所述视频信号线包括视频信号分量RED/Pr/Cr、视频信号分量GREEN/Y、视频信号分量BLUE/Pb/Cb。
其中，所述二极管对由两个二极管组成，其中，所述二极管对的公共端是该两个二极管的阳极与阴极的连接处。
由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：
本发明能用于模拟高清视频接口的信号输入/输出信号线防护，包含信号电平过压防护，与ESD静电防护两方面；本发明能防止高带宽的视频输入/输出信号发生过压、浪涌，以及静电释放给接口芯片带来的永久性损坏；本发明的电压保护范围可根据需求调节，广泛适用于各种模拟视频接口芯片。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1.视频信号分量RED/Pr/Cr，2.视频信号分量GREEN/Y，3.视频信号分量BLUE/Pb/Cb，4.高钳位电压参考点，5.低钳位电压参考点，6.本地正电源，7.本地负电源，8.参考地，D1、D4.快恢复二极管，D2、D3.瞬变二极管，D5、D6、D7.快恢复二极管对，C1、C2.瓷片电容。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明使用普通的小功率瞬变二极管，配合快恢复二极管与瓷片电容，生成钳位电压，确定信号电平的最高和最低值。参考视频信号标准中所规定的视频信号波形参数，可以确定，视频信号电压范围一般在0至1V之间。但是，考虑到很多应用中，特别是大屏幕行业中常用到的一些视频传输、切换设备，都采用了交流耦合，或人为的增加一个偏置电压，再或者视频传输线缆太长，视频信号的直流电平波动或漂移了，导致视频信号的电压范围可能扩展到-5V至5V。所以，一般情况下，这儿需要两组器件，生成两个钳位电压，一个5V，一个-5V。
参见图1，本发明的一种模拟高清视频接口钳位保护电路，由视频信号分量RED/Pr/Cr1、视频信号分量GREEN/Y2、视频信号分量BLUE/Pb/Cb3、高钳位电压参考点4、低钳位电压参考点5、本地正电源6、本地负电源7、参考地8、快恢复二极管D1、D4、瞬变二极管D2、D3、快恢复二极管对D5、D6、D7、瓷片电容C1、C2组成。
本地正电源6连接快恢复二极管D1的阳极，快恢复二极管D1的阴极连接瞬变二极管D2的阴极，瞬变二极管D2的阳极接参考地8。瞬变二极管D2上并联瓷片电容C1。这样就生成了高钳位电压参考点4。高钳位电压参考点4的初始电压由本地正电源6确定，最高不会超过瞬变二极管D2的击穿电压。
本地负电源7连接快恢复二极管D4的阴极，快恢复二极管D4的阳极连接瞬变二极管D3的阳极，瞬变二极管D3的阴极接参考地8。瞬变二极管D3上并联瓷片电容C2。这样就生成了低钳位电压参考点5。低钳位电压参考点5的初始电压由本地负电源7确定，其绝对值最高不会超过瞬变二极管D3的击穿电压。
三组视频信号线1、2、3连接三组快恢复二极管对D5、D6、D7的公共端，三组快恢复二极管对D5、D6、D7的阳极连接低钳位电压参考点5，三组快恢复二极管对D5、D6、D7的阴极连接高钳位电压参考点4。
模拟高清视频信号一般都包含三个分量信号，比如，YCbCr包含Y2、Cb3和Cr1，YPbPr包含Y2、Pb3和Pr1，VGA包含RED1、GREEN2和BLUE3。信号分量RED/Pr/Cr1连接快恢复二极管对D5的公共端，快恢复二极管对D5的独立阴极连接高钳位电压参考点4，快恢复二极管对D5的独立阳极连接低钳位电压参考点5。信号分量GREEN/Y2连接快恢复二极管对D6的公共端，快恢复二极管对D6的独立阴极连接高钳位电压参考点4，快恢复二极管对D6的独立阳极连接低钳位电压参考点5。信号分量BLUE/Pb/Cb3连接快恢复二极管对D7的公共端，快恢复二极管对D7的独立阴极连接高钳位电压参考点4，快恢复二极管对D7的独立阳极连接低钳位电压参考点5。
当视频信号电压太高，超过高钳位电压参考点4的电压，快恢复二极管对D5、D6、D7中，连接公共端到独立阴极的二极管导通，过高的电压得以泄放，视频信号的电压最终被限定在高钳位电压之下。
当视频信号电压过低，超过低钳位电压参考点5的电压，快恢复二极管对D5、D6、D7中，连接公共端到独立阳极的二极管导通，过低的电压得以补充，视频信号的电压最终被限定在低钳位电压之上。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (3)
1.一种模拟高清视频接口钳位保护电路，其特征在于：本地正电源(6)连接快恢复二极管D1的阳极，快恢复二极管D1的阴极连接瞬变二极管D2的阴极，瞬变二极管D2的阳极接参考地(8)，瞬变二极管D2上并联瓷片电容C1，在快恢复二极管D1的阴极与瞬变二极管D2的阴极连接处形成高钳位电压参考点(4)；本地负电源(7)连接快恢复二极管D4的阴极，快恢复二极管D4的阳极连接瞬变二极管D3的阳极，瞬变二极管D3的阴极接参考地(8)，瞬变二极管D3上并联瓷片电容C2，在快恢复二极管D4的阳极与瞬变二极管D3的阳极的连接处形成低钳位电压参考点(5)；视频信号线连接二极管对的公共端，二极管对的阳极连接低钳位电压参考点(5)，二极管对的阴极连接高钳位电压参考点(4)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟高清视频接口钳位保护电路，其特征在于：所述视频信号线包括视频信号分量RED/Pr/Cr、视频信号分量GREEN/Y、视频信号分量BLUE/Pb/Cb。
3.根据权利要求1所述的一种模拟高清视频接口钳位保护电路，其特征在于：所述二极管对由两个二极管组成，其中，所述二极管对的公共端是该两个二极管的阳极与阴极的连接处。
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