CN202652410U - 一种视频信号远距离传输装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种视频信号远距离传输装置，包括一信号输入接口，所述信号输入接口与第一ESD保护电路、滤波电路以及差分转换电路并联连接后与相互并联连接的RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路串联连接，之后再串联连接一第二ESD保护电路后并联连接两个信号输出接口。本实用新型的视频信号远距离传输装置克服了VGA信号传输距离较短、容易受环境干扰、在显示屏上会出现拖尾、重影等不良现象，并且能正常运行于复杂运行环境中。
Description
技术领域
本实用新型涉及信息传输技术领域，具体涉及DB9串行接口的一种模拟视频信号远距离传输方案。
背景技术
常见的铁路、地铁等系统中，往往需要把视频信号经过一段距离传输到各个显示屏，普通的VGA信号传输距离较短，容易受环境干扰，在显示屏上会出现拖尾、重影等不良现象，而且在复杂运行环境中更加容易出现各种不良现象，因此VGA信号长距离传输需要采用双绞线差分传输的方式。
输出模拟信号的接口一般采用VGA连接器，申请人考虑到运行的环境比较复杂，且从成本等各方面考虑，所以采用DB9接口来实现信号的连接。
R、G、B三原色信号和行、场同步信号的远距离传方案现在市面上很多，包括intersil、AD、MAXIM等公司都有自己专属的芯片方案，基于采购成本和设计的抗干扰性能的考虑，最终采用了CADEKA的方案。
CADEKA提供的方案是使用CLC2000运放芯片来处理VGA差分信号，主体思路如下：
RED CM = K * (Vsync - Hsync) + mid-supply
GREEN CM = K * (-2Vsync) + mid-supply
BLUE CM = K * (Vsync + Hsync) + mid-supply
通过上面的三个公式搭建模拟电路可以把RED、GREEN、BLUE、Vsync、Hsync解调出来。
在低电源电压应用中，无论是使用单电源，或是低电压双极性电源，放大器的输入范围和输出摆幅都有一定的限制，有限的输入范围和受限的输出摆幅都会减小放大器的动态范围。轨到轨放大器不仅有助于扩展这个动态范围，而且还能提高性能。
放大器通常采用射极跟随器(源跟随器)或共发射极(共源极)输出级电路。射极跟随器可提供较低的失真，但输出摆幅也较小，这是因为输出级晶体管需要在线性域工作，这样会使输出摆幅减小约1V。轨到轨输出放大器一般采用共射极或共源极输出电路，虽然这种输出电路无法提供像射极跟随器那么好的性能，但它能提供更宽的摆幅。轨到轨输出的摆幅能够非常接近电源轨，但由于晶体管上有一定的压降，所以也不能完全达到轨电压，不过两者的差值在几毫伏之内。综合各方面考虑，采用轨到轨的运放芯片SGM8052来实现VGA信号的解调。
按照CADEKA的方案设计的VGA信号解码板在现场使用的时候，在有的显示屏上出现显示问题，如显示屏黑屏（显示屏黑屏，出现信号自动调整后恢复正常）、显示屏快闪等故障现象，经过分析研究对其电路进行修改，修改后经过实际使用，该故障现象未再出现。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种视频信号远距离传输装置。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种视频信号远距离传输装置，包括一信号输入接口，所述信号输入接口与第一ESD保护电路、滤波电路以及差分转换电路并联连接后与相互并联连接的RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路串联连接，之后再串联连接一第二ESD保护电路后并联连接两个信号输出接口；
所述视频信号远距离传输装置由一电源电路产生+5V的直流电压供电；
所述RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路由一基准电压电路产生+2.5V的直流电压供电。
优选的，所述滤波电路由第一电阻和电容并联后与第二电阻连接而成。
优选的，所述差分转换电路由第三电阻和第四电阻串联连接而成。
优选的，所述RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路中使用轨到轨运算放大器。
优选的，所述Vsync解调电路和Hsync解调电路的输入及输出位置均设置有滤波电容。
优选的，所述Vsync解调电路和Hsync解调电路中使用的是施密特触发器。
优选的，所述信号输入接口及信号输出接口皆为DB9接口。
本实用新型的有益效果是:
克服了VGA信号传输距离较短、容易受环境干扰、在显示屏上会出现拖尾、重影等不良现象，并且能正常运行于复杂运行环境中。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1 系统架构图；
图2 VGA差分信号输入接口；
图3 VGA信号输出接口；
图4 ESD保护电路；
图5 视频匹配电路；
图6 基准电压电路；
图7 R、G、B解码电路；
图8 场信号解码电路;
图9 行信号解码电路。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
一种视频信号远距离传输装置，包括一信号输入接口，信号输入接口与第一ESD保护电路、滤波电路以及差分转换电路并联连接后与相互并联连接的RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路串联连接，之后再串联连接一第二ESD保护电路后并联连接两个信号输出接口,视频信号远距离传输装置由一电源电路产生+5V的直流电压供电,RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路由一基准电压电路产生+2.5V的直流电压供电, 参照图1所示。
1、VGA差分信号输入接口和VGA信号输出接口
VGA差分信号的输入接口采用的是DB9接口，引脚定义如图2，其中：1脚和2脚是RED的一对差分信号，3脚和6脚是GREEN的一对差分信号，4脚和5脚是BLUE的一对差分信号，第7脚和第8脚通过电阻接信号地，第9脚经过磁珠接信号地，M1和M2接外壳且经过电阻电容接到信号地。
两个VGA信号的输出接口同样采用的是DB9接口，引脚定义如图3，其中：1、3、5脚接到信号地，2脚接到RED信号，4脚接到BLUE信号，6脚接到GREEN信号，第9脚经过磁珠接信号地，M1和M2接外壳且经过电阻、电容接到信号地。
CADEKA的方案中对接地没有涉及，从共地方面考虑，在现场使用中，我们是使用8芯网线传输VGA差分信号，我们把网线中的屏蔽线焊接到DB9插座的外壳上，使屏蔽线接地，从而改善信号的传输质量。
2、ESD保护电路
CADEKA的方案中对ESD保护没有涉及，产品设计时，一方面是由于轨到轨运算放大器SGM8052要求ESD保护，另外一方面由于VGA差分信号经过DB9接口接到信号解码板上，在插拔等接触的过程中可能会有静电，所以我们在设计时使用了ESD保护芯片PESD12VS5UD,后面再加了BAV99用来上拉和下拉，使传输给后面电路的电信号保持在0-5V，从而保证了电路的可靠性，具体可见图4。
3、视频匹配电路
视频匹配电路通过依次连接的滤波电路、差分转换电路组成，滤波电路由第一电阻R11和电容C9并联后与第二电阻R10连接而成，差分转换电路由第三电阻R9和第四电阻R12串联连接而成，如图5。图5中的Vref+是基准电压，由+5V经过电阻分压后连接到运算放大器，电压跟随后旁路0.1uf电容滤波，输出Vref+基准电压，如图6。
4、RED、GREEN、BLUE信号解调电路
R、G、B的差分信号经过差分转换后，再经过比较输入运算放大器，输出信号经过放大得到原色的R、G、B三色信号，分为两路输出，如图7。
5、Vsync（场信号）、Hsync(行信号)解调电路
CADEKA的方案中对Vsync和Hsync的解调有详细的电路，但在实际使用中，VGA差分信号会有较多的串扰信号，我们根据时间常数T=RC，在行、场信号解调电路的输入位置增加电容可以滤除一定的杂波，如图8、图9中的滤波1、滤波2，同理在输出时增加了两个滤波电容。
当传输线较长，且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的哪一种情况，都可通过施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。实际使用中，运算放大器出来的波形的上升、下降的时间较长，而且在波形的上升沿和下降沿上存在一定的反射信号，所以这里使用了施密特触发器，反向使其获得更好的信号，如图8、图9中的反相器。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种视频信号远距离传输装置，其特征在于：
包括一信号输入接口，所述信号输入接口与第一ESD保护电路、滤波电路以及差分转换电路并联连接后与相互并联连接的RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路串联连接，之后再串联连接一第二ESD保护电路后并联连接两个信号输出接口；
所述视频信号远距离传输装置由一电源电路产生+5V的直流电压供电；
所述RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路由一基准电压电路产生+2.5V的直流电压供电。
2.根据权利要求1所述的视频信号远距离传输装置，其特征在于：所述滤波电路由第一电阻（R11）和电容（C9）并联后与第二电阻（R10）连接而成。
3.根据权利要求1所述的视频信号远距离传输装置，其特征在于：所述差分转换电路由第三电阻（R9）和第四电阻（R12）串联连接而成。
4.根据权利要求1所述的视频信号远距离传输装置，其特征在于：所述Vsync解调电路和Hsync解调电路的输入及输出位置均设置有滤波电容。
5.根据权利要求1所述的视频信号远距离传输装置，其特征在于：所述RED解调电路、GREEN解调电路、BLUE解调电路、Vsync解调电路和Hsync解调电路中使用轨到轨运算放大器。
6.根据权利要求1所述的视频信号远距离传输装置，其特征在于：所述Vsync解调电路和Hsync解调电路中使用的是施密特触发器。
7.根据权利要求1所述的视频信号远距离传输装置，其特征在于：所述信号输入接口及信号输出接口皆为DB9接口。
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