CN203632783U - 一种多路长距离vga信号差分的发送装置及接收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多路长距离VGA信号差分的发送装置及接收装置。本实用新型提供了一种多路长距离VGA信号差分的发送装置，包括VGA输入接口、同步信号滤波电路、同步信号整波电路、同步信号复合电路、RGB信号驱动电路、VGA编码电路、VGA单端转差分电路和网络发送端口，其中，所述VGA输入接口的输出端分别与所述同步信号滤波电路、RGB信号驱动电路连接。本实用新型提供了一种多路长距离VGA信号差分的接收装置。本实用新型的有益效果是：能够保证传输性能且成本低，实用性强，抗干扰能力强，解决了多媒体视频信号在远距离传播过程中易受环境干扰或数据丢失等弊端，从而使信息化时代的多媒体的音视频远距离传播更可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及VGA信号差分收发装置，尤其涉及一种多路长距离VGA信号差分的发送装置及接收装置。
背景技术
目前随着高清数字接口的计算接显示屏迅速发展，对于多媒体视频传播带来了多元化的空间，越来越多的多媒体信息需要通过VGA接口（Video Graphics Array，是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。）远距离连接到远程显示界面，例如大屏幕高清LED液晶电视、投影机、商业广告屏等，存在着在远距离传播时多媒体信号易受环境干扰、数据丢失、信号衰减，从而导致远程终端显示的信息不正确、画面失真、拖尾等现象。在这样的情况下，出现了很多VGA信号传输的方法，例如采用光纤传输、增大VGA线芯直径、将铜芯做粗等。虽然都能达到要求，但是成本过高，制作不方便等因素得不到广泛的运用，因此需要研发一种能够保证传输性能且成本低的多路长距离VGA信号差分收发装置。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种能够保证传输性能且成本低的多路长距离VGA信号差分的发送装置及接收装置。
本实用新型提供了一种多路长距离VGA信号差分的发送装置，包括VGA输入接口、同步信号滤波电路、同步信号整波电路、同步信号复合电路、RGB信号驱动电路、VGA编码电路、VGA单端转差分电路和网络发送端口，其中，所述VGA输入接口的输出端分别与所述同步信号滤波电路、RGB信号驱动电路连接，所述同步信号滤波电路的输出端与所述同步信号整波电路连接，所述同步信号整波电路的输出端与所述同步信号复合电路连接，所述同步信号复合电路、RGB信号驱动电路的输出端分别与所述VGA编码电路连接，所述VGA编码电路的输出端与所述VGA单端转差分电路连接，所述VGA单端转差分电路的输出端与所述网络发送端口连接，所述VGA输入接口的行场同步信号依次经过所述同步信号滤波电路进行滤波、同步信号整波电路进行整波、同步信号复合电路进行复合后输入到所述VGA编码电路，所述VGA输入接口的RGB信号经过所述RGB信号驱动电路输入到所述VGA编码电路，所述VGA编码电路对行场同步信号、RGB信号进行VGA编码并输出到所述VGA单端转差分电路，所述VGA单端转差分电路输出正负VGA差分信号到所述网络发送端口，一个所述网络发送端口对应一路所述VGA差分信号。
作为本实用新型的进一步改进，所述网络发送端口为RJ45发送端口，所述RJ45发送端口至少有二路，所述RJ45发送端口发送RGB差分对信号。
作为本实用新型的进一步改进，所述RJ45发送端口有六路。
作为本实用新型的进一步改进，所述VGA输入接口为DB15HD接口。
作为本实用新型的进一步改进，VGA输入接口为单端VGA输入接口。
本实用新型还提供了一种多路长距离VGA信号差分的接收装置，包括网络接收端口、匹配阻抗网络电路、RGB解码电路、输出幅度补偿电路、H/V解码电路、同步波形整形电路和VGA输出接口，其中，所述网络接收端口的输出端与所述匹配阻抗网络电路连接，所述匹配阻抗网络电路的输出端分别与所述RGB解码电路、H/V解码电路连接，所述RGB解码电路的输出端与所述输出幅度补偿电路连接，所述H/V解码电路的输出端与所述同步波形整形电路连接，所述输出幅度补偿电路、同步波形整形电路的输出端分别与所述VGA输出接口连接，从所述网络接收端口VGA差分信号经过所述匹配阻抗网络电路分成两部分信号，一部分为差分的RGB信号，另一部分为差分的H/V同步信号，差分的RGB信号经过RGB解码电路调解，之后再经过输出幅度补偿电路输出RGB信号；差分的H/V同步信号经过H/V解码电路解码，并经过同步波形整形电路进行波形整波，经VGA输出接口输出完整的场行信号。
作为本实用新型的进一步改进，所述网络接收端口为RJ45接收端口，所述RJ45接收端口至少有二路，所述RJ45接收端口接收RGB差分对信号。
作为本实用新型的进一步改进，所述RJ45接收端口有六路。
作为本实用新型的进一步改进，所述VGA输出接口至少有二路，所述VGA输出接口输出RGB差分对信号。
作为本实用新型的进一步改进，所述VGA输出接口有六路，所述VGA输出接口输出标准的RGB、HV差分对信号。
本实用新型的有益效果是：通过上述方案，能够保证传输性能且成本低，实用性强，抗干扰能力强，解决了多媒体视频信号在远距离传播过程中易受环境干扰或数据丢失等弊端，从而使信息化时代的多媒体的音视频远距离传播更可靠。
附图说明
图1是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的收发装置的原理框图；
图2是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的电路示意图；
图3是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的电路示意图；
图4是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的VGA输入接口的接口示意图；
图5是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的VGA输入接口的输入保护电路的电路图；
图6是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的系统电源模块的电路图；
图7是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的同步信号滤波电路、同步信号整波电路的电路图；
图8是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的同步信号复合电路的电路图；
图9是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的RGB信号驱动电路的电路图；
图10是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的VGA单端转差分电路的电路图；
图11是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的RJ45发送端口的接收保护电路的电路图；
图12是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的发送装置的RJ45发送端口的端口示意图；
图13是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的RJ45接收端口的端口示意图；
图14是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的RJ45接收端口的接收保护电路的电路图；
图15是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的系统电源模块的电路图；
图16是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的匹配阻抗网络电路的电路图；
图17是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的H/V解码电路、同步波形整形电路的电路图；
图18是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的RGB解码电路、输出幅度补偿电路的电路图；
图19是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的VGA输出接口的输入保护电路的电路图；
图20是本实用新型一种多路长距离VGA信号差分的接收装置的VGA输出接口的接口示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1至图20中的附图标号为：计算机本地终端1；多路长距离VGA信号差分的发送装置2；VGA输入接口21；同步信号滤波电路22；同步信号整波电路23；同步信号复合电路24；RGB信号驱动电路25；VGA编码电路26；VGA单端转差分电路27；RJ45发送端口28；多路长距离VGA信号差分的接收装置3；RJ45接收端口31；匹配阻抗网络电路32；RGB解码电路33；输出幅度补偿电路34；H/V解码电路35；同步波形整形电路36；VGA输出接口37；远程显示界面4；VGA传输电缆5；双绞线6。
如图1所示，一种多路长距离VGA信号差分的收发装置，包括多路长距离VGA信号差分的发送装置2和多路长距离VGA信号差分的接收装置3，多路长距离VGA信号差分的发送装置2的输出端通过VGA传输电缆5连接有计算机本地终端1，多路长距离VGA信号差分的发送装置2和多路长距离VGA信号差分的接收装置3通过双绞线6连接，多路长距离VGA信号差分的接收装置3通过VGA传输电缆5连接有多个远程显示界面4。
如图1至图20所示，一种多路长距离VGA信号差分的发送装置2，包括VGA输入接口21、同步信号滤波电路22、同步信号整波电路23、同步信号复合电路24（又称为行场同步复合电路）、RGB信号驱动电路25、VGA编码电路26、VGA单端转差分电路27和网络发送端口，其中，所述VGA输入接口21的输出端分别与所述同步信号滤波电路22、RGB信号驱动电路连接25，所述同步信号滤波电路22的输出端与所述同步信号整波电路23连接，所述同步信号整波电路23的输出端与所述同步信号复合电路24连接，所述同步信号复合电路24、RGB信号驱动电路25的输出端分别与所述VGA编码电路26连接，所述VGA编码电路26的输出端与所述VGA单端转差分电路27连接，所述述VGA单端转差分电路27的输出端与所述网络发送端口连接，所述VGA输入接口21的行场同步信号（又称为同步行、场信号）依次经过所述同步信号滤波电路22进行滤波、同步信号整波电路23进行整波、同步信号复合电路24进行复合后输入到所述VGA编码电路26，所述VGA输入接口21的RGB信号经过所述RGB信号驱动电路25输入到所述VGA编码电路26，所述VGA编码电路26对行场同步信号、RGB信号进行VGA编码并输出到所述VGA单端转差分电路27，所述VGA单端转差分电路27输出正负VGA差分信号到所述网络发送端口，一个所述网络发送端口对应一组所述VGA差分信号。
如图1至图20所示，所述网络发送端口为RJ45发送端口28，所述RJ45发送端口28至少有二路，所述RJ45发送端口28发送RGB差分对信号。
如图1至图20所示，所述RJ45发送端口28有六路。
如图1至图20所示，所述VGA输入接口为DB15HD接口。
如图1至图20所示，VGA输入接口为单端VGA输入接口。
如图1至图20所示，本实用新型还提供了一种多路长距离VGA信号差分的接收装置3，包括网络接收端口、匹配阻抗网络电路32、RGB解码电路33、输出幅度补偿电路34（又称为输出幅度补偿和高频补偿电路）、H/V解码电路35、同步波形整形电路26和VGA输出接口37，其中，所述网络接收端口的输出端与所述匹配阻抗网络电路32连接，所述匹配阻抗网络电路32的输出端分别与所述RGB解码电路33、H/V解码电路35连接，所述RGB解码电路33的输出端与所述输出幅度补偿电路34连接，所述H/V解码电路35的输出端与所述同步波形整形电路36连接，所述输出幅度补偿电路34、同步波形整形电路36的输出端分别与所述VGA输出接口37连接，从所述网络接收端口VGA差分信号经过所述匹配阻抗网络电路32分成两部分信号，一部分为差分的RGB信号，另一部分为差分的H/V同步信号，差分的RGB信号经过RGB解码电路33调解，之后再经过输出幅度补偿电路34输出RGB信号；差分的H/V同步信号经过H/V解码电路35解码，并经过同步波形整形电路36进行波形整波，经VGA输出接口37输出完整的场行信号。
如图1至图20所示，所述网络接收端口为RJ45接收端口31，所述RJ45接收端口31至少有二路，所述RJ45接收端口31接收RGB差分对信号。
如图1至图20所示，所述RJ45接收端口31有六路。
如图1至图20所示，所述VGA输出接口37至少有二路。
如图1至图20所示，所述VGA输出接口37有六路。
所述的VGA编码电路26、RGB解码电路33、同步波形整形电路36涉及了轨到轨的运算放大器。所述同步信号复合电路24主要运用运算放大器利用加、减法电路进行信号的复合。所述同步信号滤波电路22由运算放大器信号输入和输出端并联一电容组成。同步信号整波电路23中的施密特触发电路是利用74HC14D芯片设计而成。多路长距离VGA信号差分的发送装置2和多路长距离VGA信号差分的接收装置3中的电源主要利用低压线性稳压器。
所述多路长距离VGA信号差分的发送装置2的供电系统采用DC TO DC加LDO组合的方式，多路长距离VGA信号差分的发送装置2中电源部分由24V直流输入经DC-DC电源模块输出8V电压，在经过精密稳压电路输出5V供电，其中DC-DC电源模块主要由开关电源芯片LM22670设计，精密稳压电路主要是由KA7805设计而成。
所述多路长距离VGA信号差分的接收装置3的供电采用单LDO的方式，接收装置中的电源部分由12V直流输入，经精密稳压LDO电路输出5V，其中解码电路涉及的偏置电压则由运算放大电路设计而成，主5V稳压芯片为KA7805R，2.5V参考电压为运放芯片LF353等。
VGA输入接口21采用的是DB15HD接口，引脚定义如图4所示，其中：1脚为RED信号，2脚为GREEN信号，3脚为BLUE信号，13脚为HSYNC信号，14脚为VSYNC信号，6、7、8、16、17脚接地。为了防止VGA输入信号幅度过大，可能使后面的集成运放造成堵塞现象，从而使电路不能正常工作，这里设计了输入保护，即每路RGB信号和同步信号并接了两个钳位二极管。
同步信号滤波电路22和同步信号整波电路23如图7所示，其中：对于HSYNC的滤波，采用电阻R3和电容C8并联组成带通滤波器，对于VSYNC的滤波采用R10和C9并联。同步信号整波电路23利用施密特触发器原理，采用飞利浦的74HC14D，具有六路反相器。其中每个信号并联一个二极管，主要起保护作用，防止高压损坏后面的整波电路。
同步信号复合电路24如图8所示，其中A_HSYNC、A_VSYNC为经过整波之后的场行信号，这里运算放大电路的参考电压为1.16V，根据：5*R21=1.16*（R21+R22），这里选取R21为1K，R22为3.3K，同理可得其他电阻的阻值。A_HSYNC经过两级运算放大输出HR信号，A?_VSYNC经过一级运算放大输出VG信号，HVB是由A_HSYNC 与A_VSYNC经反向输入运算放大复合而成。
RGB信号驱动电路25如图9所示，其中：每个RGB信号输入端串联一个电容，起隔离作用，隔离直流信号。这里利用轨到轨运算放大器组成电压跟随器，把输入阻抗较高的RGB信号转化为输出阻抗较小的RGB信号，增大RGB信号的电流驱动能力。
VGA单端转差分电路27如图10所示，其中：REDO为经过电流放大的RED信号，HR为同步信号经过复合电路以后输出的复合信号。RED+、RED-为RED编码之后出来的差分信号。为了防止每路差分信号输出反射回来的信号干扰波形边沿，这里每路差分信号的输出端串联50R的电阻，也叫隔离电阻。
所述多路长距离VGA信号差分的接收装置3的的接收端口采用RJ45接收端口31，如图11所示，其中：1、2脚为RED的差分信号，3、4脚为GREEN差分信号，5、6脚为BLUE差分信号、7、8脚接地。考虑到输入端的差模电压过高，可能会使后面集成运放中的某个三极管的发射结被反向击穿而损害，也可能使集成运放的差分对管不平衡，从而使电路不能正常工作，这里设计输入保护，即每路输入的差分信号并联连接两个二极管一个正向接+5V，一个反向接地。
阻抗匹配网络电路32如图16所示，其中：RED+、RED-是接收的R差分信号，里面复合有差分行信号(HSYNC-)。BLUE+、BLUE-为接收的B差分信号，里面复合有差分的行信号(HSYNC-)。依据原理：(HSYNC-)+(RED+)+(RED-)=(HSYNC-);(HSYNC+)+(RED+)+(RED-)=(HSYNC+)。经计算，匹配电阻R5、R7、R11、R13均为1K，同理，要提取出差分的场信号VSYNC-、VSYNC+，匹配电阻R4、R6、R10、R12、R8、R9均为2K。
H/V解码电路35及同步波形整形电路36如图17所示，其中：VSYNC+、VSYNC-是输入的RGB差分信号经过阻抗匹配电路转出的场差分信号，HSYNC+、VSYNC-是输入的差分信号经过阻抗匹配电路转出的差分信号，H/V差分信号经过差分比列运算电路实现电压的放大，出来的信号在经过运算放大电路及后面串联一个电阻实现波形的整形。
RGB解码电路33及输出幅度补偿电路34如图18所示，其中：RED+、RED-为接收的R差分信号，经过二级差分输入运算电路解调出R信号RED。在输出端加了一个电容和EMI电阻，电容主要用来隔离直流信号，电阻用来吸收反射信号，从而实现信号的幅度补偿及完整解码
本实用新型提供的一种多路长距离VGA信号差分的发送装置及接收装置，克服了VGA信号传输距离短、且限单路VGA信号传输以及在传输过程中信号易受干扰，稳定可靠，从而导致在液晶显示屏上出现的拖尾、失真等不良现象，并且能够在复杂的环境中正常的运行与完整传输，能够保证传输性能且成本低，易量产，实用性强，抗干扰能力强，解决了多媒体视频信号在远距离传播过程中易受环境干扰或数据丢失等弊端，从而使信息化时代的多媒体的音视频远距离传播更可靠。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种多路长距离VGA信号差分的发送装置，其特征在于：包括VGA输入接口、同步信号滤波电路、同步信号整波电路、同步信号复合电路、RGB信号驱动电路、VGA编码电路、VGA单端转差分电路和网络发送端口，其中，所述VGA输入接口的输出端分别与所述同步信号滤波电路、RGB信号驱动电路连接，所述同步信号滤波电路的输出端与所述同步信号整波电路连接，所述同步信号整波电路的输出端与所述同步信号复合电路连接，所述同步信号复合电路、RGB信号驱动电路的输出端分别与所述VGA编码电路连接，所述VGA编码电路的输出端与所述VGA单端转差分电路连接，所述述VGA单端转差分电路的输出端与所述网络发送端口连接，所述VGA输入接口的行场同步信号依次经过所述同步信号滤波电路进行滤波、同步信号整波电路进行整波、同步信号复合电路进行复合后输入到所述VGA编码电路，所述VGA输入接口的RGB信号经过所述RGB信号驱动电路输入到所述VGA编码电路，所述VGA编码电路对行场同步信号、RGB信号进行VGA编码并输出到所述VGA单端转差分电路，所述VGA单端转差分电路输出正负VGA差分信号到所述网络发送端口，一个所述网络发送端口对应一路所述VGA差分信号。
2.根据权利要求1所述的多路长距离VGA信号差分的发送装置，其特征在于：所述网络发送端口为RJ45发送端口，所述RJ45发送端口至少有二路，所述RJ45发送端口发送RGB差分对信号。
3.根据权利要求2所述的多路长距离VGA信号差分的发送装置，其特征在于：所述RJ45发送端口有六路。
4.根据权利要求1所述的多路长距离VGA信号差分的发送装置，其特征在于：所述VGA输入接口为DB15HD接口。
5.根据权利要求1所述的多路长距离VGA信号差分的发送装置，其特征在于：VGA输入接口为单端VGA输入接口。
6.一种多路长距离VGA信号差分的接收装置，其特征在于：包括网络接收端口、匹配阻抗网络电路、RGB解码电路、输出幅度补偿电路、H/V解码电路、同步波形整形电路和VGA输出接口，其中，所述网络接收端口的输出端与所述匹配阻抗网络电路连接，所述匹配阻抗网络电路的输出端分别与所述RGB解码电路、H/V解码电路连接，所述RGB解码电路的输出端与所述输出幅度补偿电路连接，所述H/V解码电路的输出端与所述同步波形整形电路连接，所述输出幅度补偿电路、同步波形整形电路的输出端分别与所述VGA输出接口连接，从所述网络接收端口VGA差分信号经过所述匹配阻抗网络电路分成两部分信号，一部分为差分的RGB信号，另一部分为差分的H/V同步信号，差分的RGB信号经过RGB解码电路调解，之后再经过输出幅度补偿电路输出RGB信号；差分的H/V同步信号经过H/V解码电路解码，并经过同步波形整形电路进行波形整波，经VGA输出接口输出完整的场行信号。
7.根据权利要求6所述的多路长距离VGA信号差分的接收装置，其特征在于：所述网络接收端口为RJ45接收端口，所述RJ45接收端口至少有二路，所述RJ45接收端口接收RGB差分对信号。
8.根据权利要求7所述的多路长距离VGA信号差分的接收装置，其特征在于：所述RJ45接收端口有六路。
9.根据权利要求6所述的多路长距离VGA信号差分的接收装置，其特征在于：所述VGA输出接口至少有二路，所述VGA输出接口输出RGB差分对信号。
10.根据权利要求9所述的多路长距离VGA信号差分的接收装置，其特征在于：所述VGA输出接口有六路。
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