專利名稱：加權(quán)視頻放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加權(quán)視頻放大器，屬視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)放大與補(bǔ)償設(shè)備。
在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，攝象機(jī)視頻圖象信號(hào)經(jīng)過較長(zhǎng)的同軸電纜傳輸后，由于電纜對(duì)信號(hào)不同頻率分量具有不同的衰減特性，所以經(jīng)過傳輸后的視頻信號(hào)，不僅幅度上有衰減，而且各種頻率成分的相時(shí)比例產(chǎn)生了變化，頻率越高，衰減量越大，這就是頻率失真。幅度的衰減，會(huì)使圖象對(duì)比度下降，變得灰暗。頻率失真，高頻分量大幅度衰減，又使圖象清晰度嚴(yán)重下降，圖象細(xì)節(jié)變得模糊；目前解決這一問題的產(chǎn)品主要以臺(tái)灣LILIN(利凌)公司的PIH-6001型視頻放大器和美國(guó)AD公司的AD1422視頻線路放大器為代表。其主要問題是性能上PIH-6001帶寬太窄，標(biāo)稱4Mhz，而中國(guó)PAL制標(biāo)準(zhǔn)帶寬為6Mhz，放大器本身的頻率補(bǔ)償特性與電纜實(shí)際衰減特性的補(bǔ)償要求相差較遠(yuǎn)，達(dá)不到實(shí)用目的。AD1422標(biāo)稱補(bǔ)償1500米，而產(chǎn)品給出的高頻提升最大范圍卻只有10db，只能補(bǔ)償700-800米。目前見到的這類放大器共同特點(diǎn)是可控變參數(shù)補(bǔ)償電路，都是用固定電容器作為頻率補(bǔ)償元件，通過電位器調(diào)節(jié)電容耦合量，改變補(bǔ)償量的大小，其實(shí)際補(bǔ)償效果是在滿足高頻補(bǔ)償時(shí)，會(huì)產(chǎn)生低頻過補(bǔ)償，造成行同步頭過沖失真，色亮增益差和相位差失真度超標(biāo)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能克服上述不足，補(bǔ)償距離更長(zhǎng)、補(bǔ)償特性更理想的頻率加權(quán)視頻放大器。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。這種加權(quán)視頻放大器是由寬帶高速運(yùn)算放大器1，連接在其增益控制端a、b上的幅度調(diào)節(jié)電位器2和與幅度調(diào)節(jié)電位器2并聯(lián)的可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3組成，其特殊之處是，在幅度調(diào)節(jié)電位器2兩端并聯(lián)的可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3，是選用反偏PN結(jié)電容4作為可控變參數(shù)器件，PN結(jié)電容4的反偏電壓是由兩端與正負(fù)電源連接的頻率補(bǔ)償電位器5調(diào)節(jié)大小，并通過隔離電阻R1、R2加到PN結(jié)電容4兩端的，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)PN結(jié)電容量參數(shù)的變化控制；這種可控變化的PN結(jié)電容參數(shù)，則是經(jīng)過兩個(gè)連接在PN結(jié)電容兩端的固定電容C1有效耦合到寬帶高速運(yùn)算放大器1的幅度調(diào)節(jié)電位器2兩端的。
所述PN結(jié)電容4可以是一個(gè)PN結(jié)元件，也可以是N個(gè)(N≥2)PN結(jié)元件不同串并聯(lián)組合的等效結(jié)電容。N個(gè)(N≥2)PN結(jié)元件不同串并聯(lián)的組合包括以下四層含義一是N個(gè)(N≥2)PN結(jié)元件的串聯(lián)；二是N個(gè)(N≥2)PN結(jié)元件的并聯(lián)；三是N個(gè)(N≥3)PN結(jié)元件串聯(lián)與并聯(lián)組合；四是包括一、二、三層含義之一及其控制電路的組合。
所述PN結(jié)電容4的PN結(jié)可以是二極管的PN結(jié)(變?nèi)荻O管或普通二極管)；也可以是三極管的PN結(jié)；還可以是其他半導(dǎo)體元件的PN結(jié)，如可控硅的PN結(jié)，單結(jié)管的PN結(jié)，對(duì)管的PN結(jié)等。
總之，采用可控PN結(jié)元件頻率補(bǔ)償電路作視頻電纜補(bǔ)償放大器時(shí)，只要合理選擇PN結(jié)電容元件和組成電路，便可實(shí)現(xiàn)不同電纜長(zhǎng)度補(bǔ)償范圍的要求。本實(shí)用新型可以滿足補(bǔ)償要求的PN結(jié)元件不僅包括變?nèi)荻O管，而且普通二極管、三極管等各種具有PN結(jié)的半導(dǎo)體元器件也都可以選用，只要容量變化范圍和頻率特性能夠滿足補(bǔ)償要求就行。特別需要指出的是，本實(shí)用新型中所指的可控變參數(shù)PN結(jié)器件，不僅包括單個(gè)PN結(jié)元件，而切包括采用多個(gè)PN結(jié)元件串并聯(lián)組合及不同的控制電路組合，以滿足不同的補(bǔ)償范圍要求。這就比只選用變?nèi)荻O管提供了更廣泛的選材種類和更低的造價(jià)。
本實(shí)用新型技術(shù)方案的工作原理是經(jīng)電纜傳輸后具有幅度衰減和頻率失真的視頻信號(hào)(見圖5B)進(jìn)入寬帶高速運(yùn)算放大器1，寬帶高速運(yùn)算放大器1像多數(shù)運(yùn)算放大器一樣有兩個(gè)增益控制端a和b，在a、b端接一可變電阻，即可控制增益。阻值越小，增益越高。阻值越大，增益越小。幅度調(diào)節(jié)電位器2就是接在a、b端的可變電阻。幅度調(diào)節(jié)電位器2可以控制放大器的總增益，用來提升視頻輸出信號(hào)幅度達(dá)到1伏標(biāo)準(zhǔn)值，實(shí)現(xiàn)幅度恢復(fù)。并聯(lián)在幅度調(diào)節(jié)電位器2兩端的可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3，實(shí)際可等效為一個(gè)電容并聯(lián)在幅度調(diào)節(jié)電位器2兩端，見圖2。由于容抗Xc=1/ωc，寬帶高速運(yùn)算放大器1在增益控制端等效電容的作用下，可以對(duì)不同頻率分量的信號(hào)產(chǎn)生不同的增益頻率低，增益低，頻率越高，增益越大，形成與電纜實(shí)際衰減特性相反的補(bǔ)償特性(見圖5C)。另外，電纜長(zhǎng)度不同，衰減量不同，需要的補(bǔ)償量也不同，電纜越長(zhǎng)補(bǔ)償量越大。為適應(yīng)不同電纜長(zhǎng)度的補(bǔ)償需要，在可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3中，設(shè)置了一個(gè)兩端與正負(fù)電源連接的頻率補(bǔ)償電位器5，調(diào)整頻率補(bǔ)償電位器5，便可改變偏壓大小，該偏壓是通過兩個(gè)隔離電阻R1、R2直接加到PN結(jié)電容4的兩端，控制PN結(jié)電容4的容量變化，偏壓高，電容量少；偏壓降低，電容量增大；偏壓為零，電容量最大；PN結(jié)電容4的這種可控變化的電容參數(shù)，則是通過連接在該P(yáng)N結(jié)電容4兩端的固定電容C1耦合到幅度調(diào)節(jié)電位器2兩端的；因此，從幅度調(diào)節(jié)電位器2兩端看可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3，是一個(gè)等效可變電容，且容量大小可通過頻率補(bǔ)償電位器5調(diào)節(jié)，以滿足不同電纜長(zhǎng)度對(duì)補(bǔ)償量的需要；電容量小，補(bǔ)償量小，電容量大，補(bǔ)償量也大。這樣通過幅度調(diào)節(jié)電位器2調(diào)整幅度補(bǔ)償，通過頻率補(bǔ)償電位器5調(diào)整頻率補(bǔ)償，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的失真視頻信號(hào)的有效補(bǔ)償和恢復(fù)(見圖5A)。所以它本身就是一個(gè)“失真放大器”，以“失真”補(bǔ)償“失真”。
由于本實(shí)用新型采用了上述技術(shù)解決方案，使加權(quán)視頻放大器，具有運(yùn)算放大器選型容易，可控PN結(jié)元件選型種類廣泛，價(jià)格低廉及電路變化靈活，補(bǔ)償效果更理想，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用這種技術(shù)的單級(jí)頻率加權(quán)視頻放大器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)SYV-75-7同軸電纜300-3000米的后端有效補(bǔ)償。6Mhz頻率點(diǎn)的補(bǔ)償總增益可以超過40db。而且，采用這種可控PN結(jié)變參數(shù)電路設(shè)計(jì)的視頻加權(quán)放大器，不僅可用于PAL制，也適用于NTSC和SECAM制電視系統(tǒng)。
附圖圖面說明


圖1本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的原理線路圖；圖2可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3及等效電容圖；圖3本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的原理線路圖圖4本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的原理線路圖圖5視頻信號(hào)波形圖；APAL制標(biāo)準(zhǔn)0-6Mhz掃頻等幅信號(hào)波形圖；B標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)A經(jīng)電纜傳輸后，產(chǎn)生幅度衰減和頻率失真的波形圖；C本實(shí)用新型加權(quán)視頻放大器的頻率補(bǔ)償特性波形圖；圖中示出了標(biāo)準(zhǔn)掃頻信號(hào)A，經(jīng)電纜傳輸后產(chǎn)生幅度衰減和頻率失真變?yōu)樾盘?hào)B，信號(hào)B經(jīng)加權(quán)視放補(bǔ)償后恢復(fù)到信號(hào)A。
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例，用來進(jìn)一步說明技術(shù)解決方案。
以下實(shí)施例的寬帶高速運(yùn)算放大器1，都采用MB3501寬帶高速運(yùn)算放大器，區(qū)別只是PN結(jié)電容4不同。
實(shí)施例1如
圖1所示，一種采用一個(gè)2CC12C變?nèi)荻O管作PN結(jié)電容4，用MB3501運(yùn)算放大器作寬帶高速運(yùn)算放大器1的加權(quán)視頻放大器；其連接關(guān)系和工作原理與前述相同。實(shí)測(cè)結(jié)果是對(duì)SYV-75-7同軸電纜傳輸，可以實(shí)現(xiàn)300-1000米范圍內(nèi)的可變有效補(bǔ)償。
實(shí)施例2如圖3所示。一種用C2500三極管的集電結(jié)作PN結(jié)電容4，寬帶高速運(yùn)算放大器1同實(shí)施例1的加權(quán)視頻放大器，其連接關(guān)系和工作原理與前述相同。實(shí)測(cè)結(jié)果是SYV-75-7電纜，可以實(shí)現(xiàn)1000-2000米范圍內(nèi)的可變有效補(bǔ)償。
實(shí)施例3如圖4所示。一種用兩個(gè)D441三極管c結(jié)和e結(jié)并聯(lián)作為PN結(jié)電容4，寬帶高速運(yùn)算放大器1同實(shí)施例1的加權(quán)視頻放大器，其連接關(guān)系和工作原理與前述相同。實(shí)測(cè)結(jié)果是SYV-75-7電纜，可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償距離1800-3200米，6Mhz高頻最大補(bǔ)償值超過40db。
同理，采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，還可根據(jù)不同用途，器件的不同選型，特性的不同要求等，組成不同的實(shí)施例。
權(quán)利要求1．一種加權(quán)視頻放大器，它由寬帶高速運(yùn)算放大器(1)，連接在其增益控制端a、b上的幅度調(diào)節(jié)電位器(2)和與該幅度調(diào)節(jié)電位器并聯(lián)的可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路(3)組成，其特征是，在幅度調(diào)節(jié)電位器(2)的兩端并聯(lián)的可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路(3)，是由反偏PN結(jié)電容(4)作為可控變參數(shù)器件，PN結(jié)電容(4)的反偏電壓是通過兩端與正負(fù)電源連接的頻率調(diào)節(jié)電位器(5)調(diào)節(jié)大小并通過兩個(gè)隔離電阻R1和R2耦合到PN結(jié)電容(4)兩端來實(shí)現(xiàn)對(duì)PN結(jié)電容量的變化控制，這種可控變化的電容是經(jīng)過兩個(gè)連接在PN結(jié)電容(4)兩端的固定電容C1有效耦合到寬帶高速運(yùn)算放大器(1)的幅度調(diào)節(jié)電位器(2)兩端的。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的加權(quán)視頻放大器，其特征是所述PN結(jié)電容(4)可以是一個(gè)PN結(jié)元件，也可以是N個(gè)(N≥2)PN結(jié)元件不同串并聯(lián)的組合的等效結(jié)電容。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的加權(quán)視頻放大器，其特征是，所述PN結(jié)電容(4)，可以是二極管的PN結(jié)，也可以是三極管的PN結(jié)，還可以是其他半導(dǎo)體器件的PN結(jié)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種加權(quán)視頻放大器,屬視頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)放大與補(bǔ)償設(shè)備。它由寬帶高速運(yùn)算放大器1,幅度調(diào)節(jié)電位器2和可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3組成。特點(diǎn)是,可控變參數(shù)頻率特性補(bǔ)償電路3,是由可控變參數(shù)反偏PN結(jié)電容4及其反偏電壓控制電路組成的。該放大器具有補(bǔ)償距離長(zhǎng),補(bǔ)償特性更理想和結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N5/208GK2441271SQ002156
公開日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2000年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月25日
發(fā)明者李基生 申請(qǐng)人:李基生