視頻分配器信號完整性分析

　　當把一路輸出視頻信號提供給多臺視頻設備使用時，就要考慮使用VGA視頻分配器。其實現方式主要有：晶體管放大驅動多路輸出和集成芯片視頻分配器兩種。由于前者電源電壓低，電路的動態范圍小，且高頻衰減較大，只能用在對這兩方面要求不高的場合。因此，為使所設計的分配器能夠實現高保真傳輸，本文采用集成芯片作為視頻驅動。

　　采用15針VGA母插頭作為視頻信號輸入輸出接口，信號經過VGA插頭后，分為行、場及R、G、B信號分別輸出。行、場信號經過晶體管放大至輸出端，R、G、B信號經集成芯片MAX4020視頻放大器驅動和終端濾波網絡濾波后送至輸出端，如圖2所示。

　　MAX4020是單位增益放大器，+5V電源驅動，輸出電流可達120mA。在VGA 分配器的設計中，信號完整性最突出的問題就是阻抗匹配。理想傳輸線L被內阻為R₀的數字信號驅動源Vs驅動，傳輸線的特性阻抗為Z₀，負載阻抗為R_L，如圖3所示。如果終端阻抗(B點)跟傳輸線阻抗(A點)不匹配，就會形成反射，反射回來的電壓幅值由負載反射系數ρ_L決定。ρ_L可由下式得出：

ρ_L=(R_L-Z₀)/(R_L+Z₀)

　　從終端反射回的電壓到達源端時，可再次反射回負載端，形成二次反射，此時反射電壓的幅值由源反射系數ρs決定，ρs可由下式得出：

ρ_s=(R₀-Z₀)/(R₀+Z₀)    

　　由上式可知，只要匹配電路的設計滿足源端阻抗R₀等于傳輸線的特性阻抗Z₀，或者負載阻抗R_L等于傳輸線的特性阻抗Z₀即可。

　　在實際的電路設計中一般都采用源端阻抗等于負載端阻抗的端接匹配方式 ，在負載端加入一下拉到地的電阻來實現匹配。由于系統負載阻抗為75Ω, 芯片輸出電阻為8Ω，因此，只要在源端串連一個67Ω的匹配電阻RTO即可。所插入的串行電阻阻值加上驅動源的輸出阻抗應大于等于傳輸線阻抗(輕微過阻尼)。這種匹配方式使源端反射系數為零，從而抑制了從負載反射回來的信號。其優點在于：每條線只需要一個端接電阻，無需與電源相連接，消耗功率小。實際調試中得到的圖像無重影、雪花，但稍有偏暗。　　原因是采用此端接方式，源端匹配電阻在輸出電路中分壓，從而導致圖像顯示偏暗。

　　對電路做如圖4所示的配置：在反饋端加一個接地電阻RG，從而放大電路的驅動電壓。設計當中要注意反饋電阻RF和輸入電阻RG的阻值選擇要符合系統配置。阻值過大會增加電壓噪聲，影響放大器的輸入容量，從而產生不必要的零極點，降低帶寬甚至產生振蕩。調試結果：圖像顯示與輸入相同。