CN216216811U - 一种调节信号传输失真的均衡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调节信号传输失真的均衡器，包括如下部件：信号输入模块，包括匹配滤波子模块和输入网络子模块，匹配滤波子模块配置用于对输入信号进行滤波，输入网络子模块配置用于对滤波后的输入信号进行初步均衡补偿；信号放大模块，包括运算放大器、第一放大电阻和第二放大电阻，输入网络子模块的输出端与运算放大器的输入端连接，第一放大电阻和第二放大电阻的一端均与运算放大器的负反馈输入端连接，第一放大电阻的另一端连接输出信号，第二放大电阻的一端接地；增益补偿模块，包括并联的多组反馈网络子模块，且多组反馈网络子模块均连接在第一放大电阻与运算放大器的负反馈输入端之间。

Description

一种调节信号传输失真的均衡器

技术领域

本实用新型涉及信号传输领域，更具体地，特别是指一种调节信号传输失真的均衡器和服务器。

背景技术

VGA信号包含有R/G/B/H/V五种，分别是三原色和行场同步信号。VGA线材虽然包含15根线，VGA线材里面实际传输图像信号的只有5根线，所以VGA线材的好坏首先取决于用来传输RGBHV的那五根线的线芯质量。VGA线芯虽然很细小，但是衰减比较大。VGA线材在短距离传输的时候基本不会有问题。但在传输距离超过10米以后画面模糊拖尾重影等问题就逐渐显露出来。

为解决传输距离远的难题，一般最简单的办法就是改善线材质量，如加大线芯直径，改善芯线材质等。但是长距离VGA线材又粗又硬，成本又高，需要到工厂定做，拐弯剧烈还容易出现内部断裂，布线极为不便。另外，VGA头在焊接的时候也非常容易出各种问题(如驻波干扰，虚焊等)。导致有些试验环境下能成功而实际工程做了却根本没有办法应用，造成返工或无法验收的巨大损失。所以超过10米的距离就不太适合采用这种方式。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提出一种调节信号传输失真的均衡器，利用信号长距离传输失真增益补偿技术，通过信号放大补偿原理，将发送端信号进行增益补偿，针对不同传输距离的信号均衡，可以通过配置多组反馈网络子模块的组合来达到最佳信号失真补偿效果，从而实现对不同传输距离的信号失真提供灵活可配置的失真补偿，增强了产品的竞争力。

基于上述目的，本实用新型实施例的一方面提供了一种调节信号传输失真的均衡器，包括如下部件：信号输入模块，所述信号输入模块包括匹配滤波子模块和输入网络子模块，所述匹配滤波子模块配置用于对输入信号进行滤波，所述输入网络子模块配置用于对滤波后的输入信号进行初步均衡补偿；信号放大模块，所述信号放大模块包括运算放大器、第一放大电阻和第二放大电阻，所述输入网络子模块的输出端与所述运算放大器的输入端连接，所述第一放大电阻和所述第二放大电阻的一端均与所述运算放大器的负反馈输入端连接，所述第一放大电阻的另一端连接输出信号，所述第二放大电阻的一端接地；以及增益补偿模块，所述增益补偿模块包括多组反馈网络子模块，所述多组反馈网络子模块并联，且多组反馈网络子模块均连接在所述第一放大电阻与所述运算放大器的负反馈输入端之间。

在一些实施方式中，所述输入网络子模块包括：第一电容，所述第一电容C1的一端连接输入信号；串联连接的第一电阻和第二电容，所述第一电阻和所述第二电容与所述第一电容并联连接；以及第二电阻，所述第二电阻与所述第一电容并联连接。

在一些实施方式中，所述匹配滤波子模块包括：第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第二电阻靠近信号输入的一端，所述第三电阻的另一端接地；以及第三电容，所述第三电容与所述第三电阻并联。

在一些实施方式中，所述信号输入模块还包括：第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第一电容C1的另一端，所述第四电阻的另一端连接所述运算放大器的输入端。

在一些实施方式中，所述运算放大器配置用于根据第一放大电阻和第二放大电阻的比值确定所述输出信号的幅值。

在一些实施方式中，所述多组反馈网络子模块包括第一反馈网络子模块和第二反馈网络子模块，并且配置用于：响应于输入信号的传输距离小于第一阈值，开启所述第一反馈网络子模块的开关并关闭所述第二反馈网络子模块的开关；响应于输入信号的传输距离大于或等于第一阈值且小于第二阈值，关闭所述第一反馈网络子模块的开关并开启所述第二反馈网络子模块的开关；以及响应于输入信号的传输距离大于或等于第二阈值，同时开启所述第一反馈网络子模块的开关和所述第二反馈网络子模块的开关。

在一些实施方式中，所述第一反馈网络子模块包括第一反馈网络和第一分压电阻，所述第一分压电阻一端连接所述第一反馈网络子模块的开关，另一端连接所述第一反馈网络，所述第一反馈网络配置用于补偿三次谐波的频率分量。

在一些实施方式中，所述第一反馈网络包括：第四电容，所述第四电容的一端连接所述第一分压电阻，所述第四电容的另一端接地；串联连接的第五电阻和第五电容，所述第五电阻和所述第五电容与所述第四电容并联连接；以及第六电阻，所述第六电阻与所述第四电容并联连接。

在一些实施方式中，所述第二反馈网络子模块包括第二反馈网络和第二分压电阻，所述第二分压电阻一端连接所述第二反馈网络子模块的开关，另一端连接所述第二反馈网络，所述第二反馈网络配置用于补偿五次谐波的频率分量，所述第一分压电阻的阻值与所述第二分压电阻的阻值相等。

在一些实施方式中，所述第二反馈网络包括：第六电容，所述第六电容的一端连接所述第二分压电阻，所述第六电容的另一端接地，所述第六电容的电容值大于所述第四电容；串联连接的第七电阻和第七电容，所述第七电阻和所述第七电容与所述第六电容并联连接；以及第八电阻，所述第八电阻与所述第六电容并联连接。

本实用新型具有以下有益技术效果：利用信号长距离传输失真增益补偿技术，通过信号放大补偿原理，将发送端信号进行增益补偿，针对不同传输距离的信号均衡，可以通过配置多组反馈网络子模块的组合来达到最佳信号失真补偿效果，从而实现对不同传输距离的信号失真提供灵活可配置的失真补偿，增强了产品的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本实用新型调节信号传输失真的均衡器实施例的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本实用新型实施例的第一个方面，提出了一种调节信号传输失真的均衡器的实施例。图1示出的是本实用新型调节信号传输失真的均衡器实施例的示意图，如图1所示，调节信号传输失真的均衡器包括如下部件：

信号输入模块，所述信号输入模块包括匹配滤波子模块和输入网络子模块，所述匹配滤波子模块配置用于对输入信号进行滤波，所述输入网络子模块配置用于对滤波后的输入信号进行初步均衡补偿；

信号放大模块，所述信号放大模块包括运算放大器、第一放大电阻和第二放大电阻，所述输入网络子模块的输出端与所述运算放大器的输入端连接，所述第一放大电阻和所述第二放大电阻的一端均与所述运算放大器的负反馈输入端连接，所述第一放大电阻的另一端连接输出信号，所述第二放大电阻的一端接地；以及

增益补偿模块，所述增益补偿模块包括多组反馈网络子模块，所述多组反馈网络子模块并联，且多组反馈网络子模块均连接在所述第一放大电阻与所述运算放大器的负反馈输入端之间。

信号进入本实施例的调节信号传输失真的均衡器后，经过信号输入模块对传输过程中产生的各种复杂干扰进行初步的简单滤波整形，保证信号的频率分量相对平滑易于后部处理，并且对信号做一个初步的均衡补偿，使信号更接近理想曲线。然后将经过信号输入模块处理后的信号输入信号放大模块，同时采用增益补偿模块对经过信号输入模块处理后的信号进行增益补偿，可以根据传输距离来确定使用反馈网络的组数，并且将增益补偿的信号也输入信号放大模块，然后通过信号放大模块将信号进行输出。

本实用新型实施例中的运算放大器的转换斜率为1400v/us，因此，本实用新型实施例中的信号输入模块适用于信号带宽在0-100MHz范围内的模拟信号或数字信号，但是这并不是对信号带宽的限制，频率和转换斜率是一次正斜率线性关系，并且不同的信号其正斜率也不同。在其他的实施例中，当运算放大器的转换斜率改变时，适用的信号带宽也会随之改变。另外，转换斜率最好不要低于1400v/us，这样可以取得较好的技术效果。

在一些实施方式中，所述输入网络子模块包括：第一电容C1，所述第一电容C1的一端连接输入信号；串联连接的第一电阻R1和第二电容C2，所述第一电阻R1和所述第二电容C2与所述第一电容C1并联连接；以及第二电阻R2，所述第二电阻R2与所述第一电容C1并联连接。R1、R2、C1、C2组成的输入网络子模块针对信号做一个初步的均衡补偿，使信号更接近理想曲线。

在一些实施方式中，所述匹配滤波子模块包括：第三电阻R5，所述第三电阻R5的一端连接所述第二电阻R2靠近信号输入的一端，所述第三电阻R5的另一端接地；以及第三电容C3，所述第三电容C3与所述第三电阻R5并联。第三电阻R5为信号输入的匹配电阻，第三电容C3为信号传输过程中产生的各种复杂干扰进行初步的简单滤波整形，保证信号的频率分量相对平滑易于后部处理。

在一些实施方式中，所述信号输入模块还包括：第四电阻R3，所述第四电阻R3的一端连接所述第一电容C1的另一端，所述第四电阻R3的另一端连接所述运算放大器U1的输入端。

在一些实施方式中，所述运算放大器U1配置用于根据第一放大电阻R4和第二放大电阻R6的比值确定所述输出信号的幅值。U1是一个斜率为1400V/uS的电流反馈型运放，信号通过3脚进入运算放大器U1，4脚为负反馈输入，1脚为信号输出。输出信号幅值Uo与输入信号Ui的关系是：Uo＝(1+R4/R6)Ui。此处需要注意的是负载需要提供一个衰减器使信号还原为初始数值。

在一些实施方式中，所述多组反馈网络子模块包括第一反馈网络子模块和第二反馈网络子模块，并且配置用于：响应于输入信号的传输距离小于第一阈值，开启所述第一反馈网络子模块的开关并关闭所述第二反馈网络子模块的开关；响应于输入信号的传输距离大于或等于第一阈值且小于第二阈值，关闭所述第一反馈网络子模块的开关并开启所述第二反馈网络子模块的开关；以及响应于输入信号的传输距离大于或等于第二阈值，同时开启所述第一反馈网络子模块的开关和所述第二反馈网络子模块的开关。

例如，第一阈值、第二阈值分别为30米和50米，当传输距离小于30米时，开启第一反馈网络子模块的开关JP1并关闭所述第二反馈网络子模块的开关JP2，当传输距离大于或等于30米且小于50米，关闭第一反馈网络子模块的开关JP1并开启所述第二反馈网络子模块的开关JP2，当传输距离大于或等于50米，同时开启第一反馈网络子模块的开关JP1和第二反馈网络子模块的开关JP2。实际产品中为了便于操作，JP1和JP2可以设置为对外的拨码开关甚至是改为MCU软件控制，通过通讯网络或者屏幕的操作界面来控制效果配置。

在一些实施方式中，所述第一反馈网络子模块包括第一反馈网络和第一分压电阻R7，所述第一分压电阻R7一端连接所述第一反馈网络子模块的开关JP1，另一端连接所述第一反馈网络，所述第一反馈网络配置用于补偿三次谐波的频率分量。

在一些实施方式中，所述第一反馈网络包括：第四电容C4，所述第四电容C4的一端连接所述第一分压电阻R7，所述第四电容C4的另一端接地；串联连接的第五电阻R9和第五电容C6，所述第五电阻R9和所述第五电容C6与所述第四电容C4并联连接；以及第六电阻R11，所述第六电阻R11与所述第四电容C4并联连接。

在一些实施方式中，所述第二反馈网络子模块包括第二反馈网络和第二分压电阻R8，所述第二分压电阻R8一端连接所述第二反馈网络子模块的开关JP2，另一端连接所述第二反馈网络，所述第二反馈网络配置用于补偿五次谐波的频率分量，所述第一分压电阻R7的阻值与所述第二分压电阻R8的阻值相等。

在一些实施方式中，所述第二反馈网络包括：第六电容C5，所述第六电容C5的一端连接所述第二分压电阻R8，所述第六电容C5的另一端接地，所述第六电容C5的电容值大于所述第四电容C4；串联连接的第七电阻R10和第七电容C7，所述第七电阻R10和所述第七电容C7与所述第六电容C5并联连接；以及第八电阻R12，所述第八电阻R12与所述第六电容C5并联连接。

第一反馈网络用于补偿3次谐波的频率分量，第二反馈网络用于补偿5次谐波的频率分量，经过第一反馈网络和第二反馈网络的组合配置，基本可以覆盖大多数情况的信号失真。也即是，一般短距离信号传输只需要接入第一反馈网络即可，中距离信号传输接入第二反阔网络，长距离传输时两组同时接入。同理，为达到更好的信号均衡效果，可以使用更多的补偿网络来达到目的。

本实用新型实施例既可以放置于信号发送端用于信号驱动，也可以用于线缆传输中间用于信号中继，还可以放置于信号接收端作为信号均衡补偿。

下面举一个示例对本实用新型进行说明：输入信号为VGA信号，经过一分二电路进入本地显示器，一路进入此电路用于VGA信号环出，经过30米、50米、70米75ohm同轴线缆传输到远端VGA显示器。其中：

信号输入模块中输入网络子模块的第一电容C1为18pF，第二电容C2为33pF，第一电阻R1和第二电阻R2均为499Ω。信号输入模块中匹配滤波子模块的第三电容C3为82pF，第三电阻R5为75Ω匹配电阻。信号输入模块中的第四电阻R3为249Ω。

信号放大模块中的第一放大电阻R4和第二放大电阻R6的电阻相等，均为249Ω，也即是输出信号幅值Uo＝(1+R4/R6)Ui＝2Ui。

增益补偿模块中第一反馈网络子模块的第一反馈网络的第四电容C4为22pF，第五电容C6为82pF，第五电阻R9为4.99kΩ，第六电阻R11为33kΩ；第二反馈网络子模块中第二反馈网络的第六电容C5为47pF，第七电容C7为150pF，第七电阻R10为2kΩ，第八电阻R12为16kΩ。第一分压电阻和第二分压电阻均为249Ω。

本实用新型实施例利用信号长距离传输失真增益补偿技术，通过信号放大补偿原理，将发送端信号进行增益补偿，针对不同传输距离的信号均衡，可以通过配置多组反馈网络子模块的组合来达到最佳信号失真补偿效果，从而实现对不同传输距离的信号失真提供灵活可配置的失真补偿，增强了产品的竞争力。

以上是本实用新型公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本实用新型实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本实用新型实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本实用新型实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本实用新型实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调节信号传输失真的均衡器，其特征在于，包括如下部件：

信号输入模块，所述信号输入模块包括匹配滤波子模块和输入网络子模块，所述匹配滤波子模块配置用于对输入信号进行滤波，所述输入网络子模块配置用于对滤波后的输入信号进行初步均衡补偿；

信号放大模块，所述信号放大模块包括运算放大器、第一放大电阻和第二放大电阻，所述输入网络子模块的输出端与所述运算放大器的输入端连接，所述第一放大电阻和所述第二放大电阻的一端均与所述运算放大器的负反馈输入端连接，所述第一放大电阻的另一端连接输出信号，所述第二放大电阻的一端接地；以及

增益补偿模块，所述增益补偿模块包括多组反馈网络子模块，所述多组反馈网络子模块并联，且多组反馈网络子模块均连接在所述第一放大电阻与所述运算放大器的负反馈输入端之间。

2.根据权利要求1所述的均衡器，其特征在于，所述输入网络子模块包括：

第一电容，所述第一电容C1的一端连接输入信号；

串联连接的第一电阻和第二电容，所述第一电阻和所述第二电容与所述第一电容并联连接；以及

第二电阻，所述第二电阻与所述第一电容并联连接。

3.根据权利要求2所述的均衡器，其特征在于，所述匹配滤波子模块包括：

第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第二电阻靠近信号输入的一端，所述第三电阻的另一端接地；以及

第三电容，所述第三电容与所述第三电阻并联。

4.根据权利要求3所述的均衡器，其特征在于，所述信号输入模块还包括：

第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第一电容C1的另一端，所述第四电阻的另一端连接所述运算放大器的输入端。

5.根据权利要求1所述的均衡器，其特征在于，所述运算放大器配置用于根据第一放大电阻和第二放大电阻的比值确定所述输出信号的幅值。

6.根据权利要求1所述的均衡器，其特征在于，所述多组反馈网络子模块包括第一反馈网络子模块和第二反馈网络子模块，并且配置用于：

响应于输入信号的传输距离小于第一阈值，开启所述第一反馈网络子模块的开关并关闭所述第二反馈网络子模块的开关；

响应于输入信号的传输距离大于或等于第一阈值且小于第二阈值，关闭所述第一反馈网络子模块的开关并开启所述第二反馈网络子模块的开关；以及

响应于输入信号的传输距离大于或等于第二阈值，同时开启所述第一反馈网络子模块的开关和所述第二反馈网络子模块的开关。

7.根据权利要求6所述的均衡器，其特征在于，所述第一反馈网络子模块包括第一反馈网络和第一分压电阻，所述第一分压电阻一端连接所述第一反馈网络子模块的开关，另一端连接所述第一反馈网络，所述第一反馈网络配置用于补偿三次谐波的频率分量。

8.根据权利要求7所述的均衡器，其特征在于，所述第一反馈网络包括：

第四电容，所述第四电容的一端连接所述第一分压电阻，所述第四电容的另一端接地；

串联连接的第五电阻和第五电容，所述第五电阻和所述第五电容与所述第四电容并联连接；以及

第六电阻，所述第六电阻与所述第四电容并联连接。

9.根据权利要求8所述的均衡器，其特征在于，所述第二反馈网络子模块包括第二反馈网络和第二分压电阻，所述第二分压电阻一端连接所述第二反馈网络子模块的开关，另一端连接所述第二反馈网络，所述第二反馈网络配置用于补偿五次谐波的频率分量，所述第一分压电阻的阻值与所述第二分压电阻的阻值相等。

10.根据权利要求9所述的均衡器，其特征在于，所述第二反馈网络包括：

第六电容，所述第六电容的一端连接所述第二分压电阻，所述第六电容的另一端接地，所述第六电容的电容值大于所述第四电容；

串联连接的第七电阻和第七电容，所述第七电阻和所述第七电容与所述第六电容并联连接；以及

第八电阻，所述第八电阻与所述第六电容并联连接。

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