采用高速無交叉切換開關芯片AD8108實現(xiàn)視頻切換矩陣的設計

【Word版本下載可任意編輯】采用高速無交叉切換開關芯片AD8108實現(xiàn)視頻切換矩陣的設計在高速視頻切換矩陣系統(tǒng)中，帶寬和串擾是兩個重要的衡量指標。AD8108芯片中采用輸入緩沖和高隔離度的運算放大器實現(xiàn)低串擾性能；采用無阻塞型的設計構造實現(xiàn)芯片系統(tǒng)的寬帶寬性能，并實現(xiàn)低耗能。AD8108芯片組成的視頻切換矩陣系統(tǒng)的-3dB帶寬可到達325MHz。

串擾問題一般可定義為在同一個方向上傳輸?shù)母餍诺乐g信號的干擾。另外也可定義為一個系統(tǒng)進出間的耦合干擾。在視頻切換矩陣系統(tǒng)中，串擾的過程是復雜的，有電的串擾，比方每個電阻是電磁發(fā)射器的同時，也是電磁的接收器；有磁場的串擾，電流的流動會產生磁場進而在其它線路上產生串擾電壓；還有共阻回饋串擾，它是指由于公用的電源供電線和地線或其它的共用連線通過共線的電阻形成的串擾。所有這些串擾按矢量組合起來，形成一個復雜的矢變量。降低串擾的方法是選擇低串擾的芯片，同時在系統(tǒng)設計上對串擾開展抑制處理。在本系統(tǒng)中，信道間的串擾表達較為明顯。一般計量信道間串擾的公式如下：

|XT|=20log10［Asel（s）/Atest（s）］（1）

其中，s=jw是拉普拉斯轉換量，Atest（s）是選定的信道中的串擾信號的振幅，而Atest（s）是測試信號的振幅。如以dB值表示信道間串擾值，則可以看到|XT|是一個與頻率相關的量，而與測試信號的幅度無關。另外串擾信號與測試信號之間還有著相位相關的關系。根據(jù)串擾的有關定義，可以建立一個測試環(huán)境來測量串擾與頻率的關系。如圖3所示，讓IN3通過一個75Ω的電阻接地，另外的7路線路輸入1V標準電壓的測試信號Atest（s），且測試信號的頻率可以調節(jié)，而這7路的輸出端也是通過75Ω的電阻接地。然后測量OUT3輸出鏈路信號的振幅Asel（s）。根據(jù)公式（1）可計算出通道間串擾的水平。改變輸入測試信號的頻率繼續(xù)開展串擾的測試，就可以得到一個與頻率相關的串擾變化圖，如圖4所示。一般來說，由于高頻信號的干擾特性表現(xiàn)明顯，串擾會隨著頻率的變高而逐漸加大。在這里測量了7路輸入對單路信號的串擾。當要測量一個信道對另外一個信道的串擾時，也可以通過這個測試方法來實現(xiàn)。

為解決串擾的問題，在設計中采用了多項措施來保證。R、G、B、H、V五路信號的PCB排布采取并行排布，更好的方法是把它們分別排布于不同的板子上；另外，要做好電源的濾波，在每個芯片的電源接線端采用高容量濾波電容開展濾波，而且濾波電容盡可能地靠近芯片電源接線端；再有，R、G、B的輸入和輸出端采用75Ω的電阻接地，以與外部的75Ω視頻連線電阻相匹配。

5應用分析

基于AD8108的高性能矩陣切換系統(tǒng)可以應用在有線電視系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)中。它的325MHz的通道帶寬可以對計算機應用系統(tǒng)中的分辨率為1280×1024的75Hz的24bit的真彩SXGA信號實現(xiàn)無損傷切換。在高分辨率大屏幕顯示系統(tǒng)中，需要切換不同分辨率的計算機信源信號到顯示大屏幕上，基于AD8108的切換矩陣可以有效地完成這樣的切換過程。在實現(xiàn)時，一般是將計算機的VGA信號的各色度信號與同步信號分解成R、G、B、H、V信號，再通過基于AD8108的切換矩陣切換到顯示投影儀上。另外，AD8108芯片的串行控制輸入輸出鏈功能和輸出禁止功能還可以使多個AD8108組成16