在過去幾年中，連接到單個顯示器的視頻源數(shù)量穩(wěn)步增加，使得視頻信號切換成為大多數(shù)視頻系統(tǒng)的必要條件。例如，在典型的家庭娛樂系統(tǒng)中，用于有線或衛(wèi)星電視的機(jī)頂盒 （STB） 或數(shù)字視頻錄像機(jī) （DVR）、VCR、DVD 播放器、視頻游戲機(jī)和 PC 都饋送單個顯示器。將多個視頻源切換到單個顯示器的能力也擴(kuò)展到汽車，其中視頻源包括車輛娛樂系統(tǒng) （VES）、后視攝像頭、DVD 播放器、導(dǎo)航系統(tǒng)和輔助視頻輸入。

傳統(tǒng)的CMOS多路復(fù)用器和開關(guān)在視頻頻率下有幾個缺點(diǎn)，它們的導(dǎo)通電阻會引入失真，降低差分增益和相位性能，并與終端電阻相互作用以衰減輸入的視頻信號并影響亮度。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通過添加外部緩沖器來增加增益和驅(qū)動能力，從而解決了這一問題。

通過使用具有禁用模式的高速視頻放大器，可以簡化視頻多路復(fù)用。當(dāng)放大器被禁用時，其輸出級進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。這與省電模式不同，后者顯著降低了功耗，但未定義輸出級的狀態(tài)。

高速視頻放大器具有使其成為此功能的理想選擇所需的所有關(guān)鍵特性。它們的高輸入阻抗不會影響傳輸線的特性阻抗，因此允許反向端接。由于它們是視頻放大器，因此它們具有固有的良好視頻規(guī)格，包括差分增益和相位、壓擺率、帶寬和0.1 dB平坦度。

在多路復(fù)用器配置中，禁用的通道會給單個有源通道帶來高阻抗負(fù)載。增益設(shè)置和反饋電阻會加載有源放大器，但與150歐姆視頻負(fù)載相比，它們的值很大，因此它們的影響可以忽略不計(jì)。AD8013、AD8029和AD8063等具有這些關(guān)鍵特性的高速視頻放大器。表1顯示了可復(fù)用視頻放大器的代表性列表。

3：1 視頻多路復(fù)用器

ADA4853-3具有獨(dú)立的禁用控制功能，適合用作低成本3：1緩沖輸出視頻多路復(fù)用器。其輸出阻抗在 10 MHz 時大于 2 kohms，因此放大器輸出可以連接成 3：1 多路復(fù)用器，具有出色的開關(guān)行為和出色的隔離特性。圖1所示配置采用5 V單電源供電，提供14 MHz帶寬（0.1 dB）、+2增益和10 MHz時58 dB通道外隔離。其 10μs 通道間切換時間支持 CVBS 模擬視頻應(yīng)用。

圖1.3：1 視頻多路復(fù)用器

高性能 2：1 視頻多路復(fù)用器

圖 2 顯示了一個高性能 2：1 多路復(fù)用器。兩個輸入放大器配置為單位增益跟隨器，而輸出放大器的增益設(shè)置為+2。關(guān)斷兩級的能力使該多路復(fù)用器能夠?qū)崿F(xiàn)圖3所示的出色輸入至輸出關(guān)斷隔離。此配置中的開關(guān)時間為 45 μs。

圖2.2：1 視頻多路復(fù)用器

圖3.使用ADA4853-3實(shí)現(xiàn)2：1多路復(fù)用器的關(guān)斷隔離

具有SAG校正功能的2：1視頻多路復(fù)用器

信號幅度增益（SAG）校正用于為由后端接電纜和輸出耦合電容器的150歐姆視頻負(fù)載形成的高通濾波器提供低頻補(bǔ)償。傳統(tǒng)的交流耦合使用大而昂貴的耦合電容，使其成本高昂，浪費(fèi)了寶貴的PCB空間。SAG校正允許兩個小型低成本電容器取代一個大型交流耦合電容器。圖4所示為具有SAG校正功能的高性能2：1多路復(fù)用器。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括 C1、C2、R11 和 R12。磁場傾斜是交流耦合電容施加恒定亮度信號時發(fā)生的電壓下降（傾斜）的量度。這種下降是由75歐姆負(fù)載電阻產(chǎn)生的小放電電流引起的。所示電容值經(jīng)過優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn) 220μF 交流耦合電容的等效場傾斜。典型的 220μF 鉭交流耦合電容器占用 28 mm2大批量成本為 0.50 美元。用于 SAG 校正的典型 47μF 和 22μF 電容器占用約 0.72 mm2和 0.4 毫米2大批量成本低至 0.10 美元。

圖4.2：1 復(fù)用器，具有下垂校正功能

圖5.具有 SAG 校正的 2：1 多路復(fù)用器頻率響應(yīng)

結(jié)論

具有獨(dú)立禁用引腳的高速視頻放大器非常適合構(gòu)建簡單、低成本的視頻多路復(fù)用器和開關(guān)，用于復(fù)合和高分辨率視頻。它們是替代CMOS開關(guān)的理想選擇，并且比視頻多路復(fù)用器更具成本效益。如果您的系統(tǒng)需要視頻切換功能，請務(wù)必考慮使用高速視頻放大器。

審核編輯：郭婷