专利名称：具有sag补偿的增益可编程视频缓冲放大器电路的制作方法
技术领域：
本发明属于视频监控领域复合基带视频信号处理技术领域，尤其是一种 具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器电路。
技术背景以模拟基带信号形式出现的视频信号在诸多的传递环节上存在着许多 影响信号完整性的因素，例如阻抗不匹配路径冗长、印制板的有害分布参 数、受印制板面积或成本等影响一些元器件参数的不合理选择等等都会直接 或间接地破坏视频信号的传递质量。信号质量变差的结果是，带宽增益不均 匀度增加、彩色还原信息遭到破坏、信号/噪声比变差、信号幅度的衰减增加、 容易引入谐波失真分量等，这些都会大幅度降低原本很好的视频信号的重放 质量。为了提高视频信号的质量， 一般采用在传输线路中串联视频缓冲放大器 电路装置对信号进行处理，该常规视频缓冲放大器电路包括了输入交流耦合 电路、运算放大器和输出交流耦合电路。输入输出电容的交流耦合电路消除 了传输线上的直流电压，并将发射和接收系统的接地点隔离起来。该电路装 置中为将信号质量的损害减小到最小，输出电容容量必须在数百微法的数量 级， 一般容量大于470uF，在广播设备中经常使用的是1000uF的大容量耦 合电容。对于电容来说100uF是一个物理尺寸和成本之间的平衡点，大于该 容量后，电容的体积和成本急剧的增加，不仅使电路体积增大，而且加大的 设备的成本。发明内容本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种结构简单、体积 小、成本低廉、有效保证视频传输质量并且增益可按照需要进行调整的具有 SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器电路。本发明采取的技术方案是一种具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器电路，包括交流耦合电 路、输出电阻R6和运算放大器U1，运算放大器U1为输入阻抗高、输入偏置 电流低并且支持Rail to Rail输出的宽带运算放大器，输出电阻R6的输出 端连接BNC接口，其特征在于运算放大器U1连接一具有SAG补偿的增益可 编程电路，该可编程电路由电容C4、 C5、电阻R4、 R5、 R8及增益可编程电 路等效电阻R7构成，其中运算放大器Ul的输出端连接电阻R4和电容C4的3一端，电阻R4的另一端连接运算放大器Ul的反相输入端和电容C5的一端， 电容C4的另一端连接电阻R5和输出电阻R6的输入端，电阻R5的另一端连 接电容C5的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接增益可编程电路 等效电阻R7的一端，增益可编程电路等效电阻R7的另一端接地。
而且，增益可编程电路等效电阻R7为可调电阻，或由可编程开关控制 的电阻网络。
而且，所述的电容C4和电容C5为电解电容或陶瓷电容，其容量取值为 10-47uF。
而且，在运算放大器Ul的正极上还可连接一由电感Ll和电容C2、 C3 组成的退耦合电路。
本发明的优点和积极效果是
1. 本放大器电路中，其输出电容C4的容量可控制在50uF以下，由此有效 地减小了整体电路的体积，降低了电路的成本；而且该输出电容被包含在运 算放大器的反馈环中，并与电阻R4、电阻R5和电容C5构成SAG补偿电路，保证 了视频缓冲放大器电路在整个视频频带内的增益不均匀度控制在一个极小的 范围内，同时获得很好的带宽响应。
2. 本放大器电路中的增益可编程电路既由可调电阻组成，也可以采用由 可编程开关控制的电阻网络，使用时只需调整可调电阻的滑动端以改变可调 电阻的阻值或者开启闭合控制电阻网络的开关切入或切除电阻以达到调整电 压、改变增益的目的。该电阻阻值的调整可以按照电路增益的需要进行，不 仅方式灵活方便，而且扩大了该电路的适用范围。
3. 本放大器电路同常规视频缓冲放大器电路相比虽然增加了少量元器 件，但由于输出电容因容量降低而导致其体积和成本的降低，其整体电路仍 具有结构简单、体积小、成本低廉的优点，并且该电路装置能有效地保证视 频传输质量，而且增益可按照需要进行调整。
图l为本发明的方框图2为本发明的电路原理图。
具体实施例方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是 限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的葆护范围。
本具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器电路包括交流耦合电路、 退耦合电路、运算放大器U1、 SAG (下陷)补偿增益可编程电路和输出电路， 其中交流耦合电路由Rl、 R2、 R3及电容Cl构成并连接运算放大器Ul的同相 输入端，退耦合电路由电感Ll和电容C2、 C3组成并连接在运算放大器正极，运算放大器U1的输出端通过输出电阻R6连接BNC接口，本发明中运算放大 器U1采用的是输入阻抗高、输入偏置电流低并且支持Rail to Rail输出的 宽带运算放大器。本发明上述电路的具体连接关系是CVBS(Composite Video Broadcast Signal)信号输入端连接电阻Rl和电容CI的一端，电阻Rl的另 一端接地，电容CI的另一端连接电阻R2、电阻R3的一端及运算放大器Ul 的同相输入端，电阻R2的另一端连接电感L1、电容C2、电容C3—端和运算 放大器U1的正极，电感L1的另一端连接电源Vdd，电容C2的另一端与电容 C3的另一端并联后接地，电阻R3的另一端接地，运算放大器Ul的负极接地。 本发明的创新点在于运算放大器Ul连接一具有反馈及SAG补偿的增益可编程电路，该可编 程电路由电容C4、 C5、电阻R4、 R5、 R8及等效电阻R7构成，其中运算放大 器Ul的输出端连接电阻R4和电容C4的一端，电阻R4的另一端连接运算放 大器Ul的反相输入端和电容C5的一端，电容C4的另一端连接电阻R5和输 出电阻R6的输入端，电阻R5的另一端连接电容C5的另一端和电阻R8的一 端，电容C4和电容C5为电解电容，或者也可以是陶瓷电容，其容量取值为 10-47uF;电阻R8的另一端连接增益可编程电路等效电阻R7的一端，增益 可编程电路等效电阻R7的另一端接地。本增益可编程电路等效电阻R7为可调电阻(如本实施例附图所示)，或 由可编程开关控制的电阻网络。本发明的工作原理为输入回路对于信号源(如摄像机的视频输出信号)为典型的交流耦合方 式，由Rl、 Cl、 R2、 R3组成。Cl的一端连接在R1的远地端并与输入信号连 接，Rl是输入信号源的负载电阻，对于lVp-p、 75Q的信号幅度，其上可有 1Vp-p的幅度，C1的另一端与R2、 R3的串联节点相连接，R2与R3组成的串 联网络跨接在VDD (在这里，Ll可以视为短路)和地之间，其串联节点处的 电压(U23)为R2、 R3的分压值(U23 二 ( VDD/ (R2+R3)) *R3)。若R2:R3， 则1123为VDD/2;通过Cl耦合过来的输入信号与Um迭加后，信号的0V (OIRE) 线被抬高到VDD，作为运算放大器U1的同相输入信号，满足了单电源供电的 放大电路的要求。鉴于视频信号的特点，还可以令U2^0.6V (80IRE)。SAG补偿回路由R4、 C4、 R5、 C5及R7 (增益可编程回路等效电阻)组成， 反馈环起于U1的输出，终于U1的反相输入端，而反馈量取决于附图中的A 点电位。与传统反馈放大器不同的是，输出电容C4被包含在反馈环中，它与 R4、 R5、 C5又构成了一个有效的SAG补偿电路，保证了本专利所提出的缓冲 放大器在整个视频频带内的增益不均匀度被控制在一个极小范围内。不仅如 此，由于输出电容也参与了反馈，使得该电容可以有很小的数值范围，例如，传统类似电路的输出电容在470uF以上时，都很难保证增益带宽的平坦，而 这里输出电容的取值在10uF到30uF之间就能获得相当满意的带宽响应。本增益可编程回路简单到可以由一只可调电阻组成，也可以有一组电阻 网络和可编程开关组成。可编程开关可以在容许的增益范围内选择电阻参数， 从而达到增益可变放大器的目的，这种可变增益的设计在视频信号传输系统 中是非常有意义的。由于本电路的带宽响应非常平坦，所以其增益只与R4、 R5、 R8及R7 (增益可编程回路等效电阻)有关Gain 二 (R4〃R5) / (R8 + R7)R4、 R5及R8为定值，当R7被编程后，电路的增益为一确定值。 输出回路实际上有一只输出阻抗匹配电阻R6组成，当要求电路的输出阻抗为75Q时，R6取值为75Q或稍小。当输出回路与匹配的负载相连接时，该放大器的总增益为 Gain' 二Gain/2 本电路中一些元器件参数的选择U1—选择输入阻抗高、输入偏置电流低并且支持Rail to Rail输出的宽 带运算放大器，单电源供电。C1—0. 22uF到luF间，首选陶瓷介质电容器。C4、 C5—C4二C5， 10uF到47uF间，首选陶瓷介质电容器。R1—75Q，在一些应用中可以从几十Q到OPEN之间。R2、 R3—除上述陈述外，可以根据所选定的Ul在几十KQ到几百KQ之间。R4—在几十KQ之间。 R5—1KQ至U服Q之间。 R6—75Q或稍小。 R8—可为R5的1/3到1/2。R7—满足增益调整要求的可调电阻或由可编程开关控制的电阻网络。 Ll、 C2、 C3—为退耦合电路，可根据实际情况自行确定。 VDD，根据所要求的输出信号幅度确定， 一般为3V到5V。
权利要求
1、一种具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器电路，包括交流耦合电路、输出电阻R6和运算放大器U1，运算放大器U1为输入阻抗高、输入偏置电流低并且支持Rail to Rail输出的宽带运算放大器，输出电阻R6的输出端连接BNC接口，其特征在于运算放大器U1连接一具有SAG补偿的增益可编程电路，该可编程电路由电容C4、C5、电阻R4、R5、R8及增益可编程电路等效电阻R7构成，其中运算放大器U1的输出端连接电阻R4和电容C4的一端，电阻R4的另一端连接运算放大器U1的反相输入端和电容C5的一端，电容C4的另一端连接电阻R5和输出电阻R6的输入端，电阻R5的另一端连接电容C5的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接增益可编程电路等效电阻R7的一端，增益可编程电路等效电阻R7的另一端接地。
2、 根据权利要求1所述的具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器 电路，其特征在于增益可编程电路等效电阻R7为可调电阻，或由可编程开 关控制的电阻网络。
3、 根据权利要求1所述的具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器 电路，其特征在于所述的电容C4和电容C5为电解电容或陶瓷电容，其容 量取值为10-47uF。
4、 根据权利要求1所述的具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器电 路，其特征在于在运算放大器U1的正极上还可连接一由电感Ll和电容C2、 C3组成的退耦合电路。
全文摘要
本发明涉及一种具有SAG补偿的增益可编程视频缓冲放大器电路，该电路的运算放大器U1连接一具有反馈及SAG补偿的增益可编程电路，其中运算放大器U1的输出端连接电阻R4和电容C4，电阻R4连接运算放大器U1电容C5，电容C4连接电阻R5和输出电阻R6，电阻R5连接电容C5和电阻R8，电阻R8连接增益可编程电路等效电阻R7。本发明同常规视频缓冲放大器电路相比虽然增加了元器件，但由于输出电容因容量减小导致其体积和成本的降低，整体电路具有结构简单，体积小，成本低廉的优点，并且该电路装置能有效地保证视频传输质量，而且增益可按照需要进行调整。
文档编号H03G3/20GK101330278SQ20071005768
公开日2008年12月24日 申请日期2007年6月20日 优先权日2007年6月20日
发明者崔广庆 申请人:天津市亚安科技电子有限公司