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降低30米電纜傳輸損耗的解決方案 - 無圖版
外行人bili --- 2019-04-10 11:44:27
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過去幾年，由于5類非屏蔽雙絞線 (UTP) 電纜具有可觀的性能和低成本優(yōu)勢，其使用范圍有所增加。此類電纜目前用于鍵盤-視頻-鼠標 (KVM) 網(wǎng)絡(luò)，四根雙絞線中的三根傳送紅、綠、藍 (RGB) 視頻信號。隨著高清電視 (HDTV) 越來越普及，在需要長距離連接（最遠30米）時，此類電纜可提供一種廉價的解決方案。
5類UTP電纜經(jīng)濟實惠，但其性能會隨著距離加長而迅速下降。本文針對使用最長30米電纜傳輸HDT V 1080p信號的應(yīng)用（需要約75 MHz的視頻帶寬），提出兩種可以降低傳輸損耗的解決方案。
圖1顯示了30米電纜的幅度響應(yīng)與頻率的關(guān)系。75 MHz時的損耗約為6dB，因此必須在傳輸之前或接收之后增加6dB的高頻增益。
表1列出了最新的HDTV標準和要求。高清藍光播放機使用1080p 16:9HDTV。所需的確切視頻帶寬未明確定義，但75MHz應(yīng)足以滿足體驗需要。
預(yù)加重
圖2所示電路利用帶預(yù)加重的 AD8148 驅(qū)動板來補償30米5類UTP電纜所引起的衰減。接收端使用無均衡的 AD8145 板，其增益設(shè)置為2。
圖3顯示預(yù)加重電路。差分放大器AD8148內(nèi)部設(shè)置增益4 (12 dB)；RC網(wǎng)絡(luò)控制總增益，低頻時的起始增益為2，然后緩慢增加到高頻時的增益4，如圖4所示。
一般構(gòu)想是利用驅(qū)動器的預(yù)加重來抵消電纜在高頻時的衰減。如果接收器的平坦度帶寬高于100 MHz，AD8145的增益設(shè)為2就是這種情況，將接收器添加到電纜輸出端不會影響帶寬。圖5顯示6 dB增益時1 dB平坦度帶寬可達100 MHz，證明5類電纜可以傳輸1080p HDTV信號。
此電路的性能已針對10米、20米和30米電纜進行過測試。不過，如果所需電纜較短（5米以下），則可以不使用預(yù)加重，驅(qū)動器本身就能夠應(yīng)付較短的距離。
均衡器
AD8143 接收器板。其原理相同：必須通過提升高頻時的信號增益來抵消長電纜的高頻衰減。AD8148驅(qū)動器的增益設(shè)為4；AD8143接收器的增益在低頻時設(shè)為1，在高頻時設(shè)為2。
圖7顯示了均衡器電路；低頻時增益設(shè)為1，高頻時增益設(shè)為2，如圖8所示。當頻率低于2 MHz時，增益為0.5 dB；當頻率為50 MHz時，增益達到約6 dB。
添加30米電纜后，幅度仍然平坦，1 dB平坦度帶寬可達80 MHz，超過1080p HDTV信號所需的帶寬。圖9顯示在40 MHz時出現(xiàn)約2 dB峰化。這會使高頻信號更亮一點，但在屏幕上難以注意到其影響。
考慮到輸入和輸出端接，增益需為4。AD8143的增益設(shè)為1，因此驅(qū)動器必須提供4的增益，同時平坦度帶寬仍需高于100 MHz。增益為4時，A D8148驅(qū)動器提供約500 MHz的平坦度帶寬，可以支持1080p HDTV應(yīng)用中的接收器。
結(jié)束語：
隨著人們不斷追求更高畫質(zhì)，對能夠支持高清信號的廉價電纜的需求也不斷上升。5類UTP電纜日漸成為最佳的替代解決方案。本文針對較長距離傳輸需要提出的兩種解決方案，只需使用無預(yù)加重的AD8148驅(qū)動器和AD8145或AD8143接收器，便很容易轉(zhuǎn)用于較短的電纜。無論何種情況，所提出的解決方案都能使驅(qū)動器的輸入到接收器的輸出保持單位增益，所有內(nèi)部增益用于補償輸入和輸出端接損耗。這些獨立的解決方案允許采用廉價的5類電纜進行高清傳輸，從而取代當今市場上較貴的電纜。