双绞线长距离传输视频信号的驱动和接收器的工作原理及.doc

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双绞线长距离传输视频信号的驱动和接收器的工作原理及性能参数

1概述：
在监控系统中常常要把视频信号进行一定距离的传送，有时往往会利用电话线（双绞线）来传，但是在双绞线上传送视频信号，信号跌落很大，而且微分增益、微分相位失真很大，给图像带来严重失真，特别是彩色图像，所以研制一定长距离的双绞线传输视频信号的驱动和接收电路很有用处。
2工作原理
2．1驱动器原理和作用
驱动器作用：这节电路分为两部分，第一部分由T1和T2组成，主要把从75Ω电缆来的单端信号转换成双端信号，供驱动电路放大；第二部分由T3和T4组成，把平衡视频信号进一步放大驱动（见图1（b））

驱动器原理：T1作用是反向放大，T2作用是跟随放大，这样在其输出形成平衡输出；R3和R5为匹配本节输出和下一节电路的输入用；本节增益为一。T3和T4实际上是个双跟随器；R3，R5是前后级匹配电阻，调R6可调节本级增益，R8，R10是与双绞线匹配电阻。
2．2接收器原理和作用
接收器原理和作用：T5把经过长距离双绞线传输后的视频信号进行平衡放大和进行双端-单端的转换（平衡-不平衡转换）；补偿网络根据双绞线长度不同而进行不同的补偿，T6把已放大了的视频信号进行整型和缓冲放大输出。
R11，R15为输入匹配电阻，R13调节T5的增益；R16起到前后级匹配作用，R17调节T6的增益，T5，T6的增益都均为1左右（见1（C））。
3元器件的采用
3．1双绞线驱动器的运算放大器的选用
本线路采用了Elantec公司的差分线驱动运算放大器作为驱动电路和接收电路，其-3dB带宽为63MHZ，正负电源供电，其微分增益误差（DG）为0。17%，微分相位误差（DP）为0。06°。而驱动器和接收器的双端的转换采用了Elantec公司的电流反馈运算放大器（CFA），其中相输入阻抗高（2MΩ）,0.1DbAV=2时的带宽为50MHZ,-3dBAv=1时的带宽为250MHZ.DG为0.01%,DP为0.01°(AV=1时).
3.2电流反馈放大器的原理
CFA的工作原理
CFA的工作原理如图2所示,同相输入端具有很高的输入阻抗,其输入信号通过互补射极跟随器Q1和Q2,直接缓冲输出到反相输入端,由于发射极电阻很小,所以反相输入端电阻很小,仅为10～100Ω.Q1和Q2的集电极驱动电流镜Q3和Q4该电流镜把反相输入的电流传输给高阻节点T(S),该高阻节点特性用RT和CP来表示，假设给CFA同相输入端加一个阶跃进信号，Q1立即把相应的电流输出给外部反馈电阻，产生一个误差电流I，Q3同时把I加到高阻节点上，高阻节点电压等于I乘以等效阻抗Rt//Zc，可见CFA的开环增益T（S）是一个阻抗，而不是VFA（电压反馈放大器）中无量纲的开环增益A（S），所以CFA也可称为互阻放大器。
因为误差电流I不受输入极偏置电流限制，所以以理想CFA的SR不受限制，可以非常高。电流镜从电源上取得电流供给高阻节点。负反馈环路迫使输出达到某个电压值，该电压值使反向输入的误差电流为0.CFA的等效模型和相应的波特图如图3图4图所示，
输入缓冲单元的输出抗阻为RO，输入误差电流为1，动用负反馈原理列出节点方程，可得：
Vout=1+R2/R1
Vin1+jωCPP2(1+RO/R1+RO/R2)

在闭环-3dB带宽fd处满足2fdCPR2(1+RO/R1+RO/R2)=1.当RO<<R1,RO<<R2时,由上式可得:
fd=1CPR2
2
上式表明CFA由内部极点电容CP和外部反馈电阻R2决定,而与增益设置电阻R1无关,由于fd和R2成反比，所以制造商常把CFA的R2优化成某个特定值。R2大于此值，带宽会降低，R2小于此值，CFA会由于高频寄生极点而产生振荡，工作不稳定，
（2）CFA的基本特性
由于CFA的转换速率不受限制，所以在同样的制造工艺、同样的静态电流条件下，CFA能比VFA获得更高的全功率带宽（FPBW），CFA的全功率带宽和小信号带宽近似相等。
由于CFA的反相输入电阻非常小，所以它对反想输入端杂散电容的敏感和度比CFA小很多。把CFA接成反相工作方式（如I/V转换器）会很有利。
CFA的闭环带宽由内部极点电容和