三通道視頻MUX放大器兼具A/V來源選擇器功能

　　在一個典型的家庭娛樂系統(tǒng)中，A/V 源(VCR、DVD、機頂盒等)數(shù)量的不斷增加，產(chǎn)生了通過采用簡單方式選擇所需源的需求。當今可用的Add-on機械開關(guān)體積很大并易于觸點磨損，因而長時間使用會導(dǎo)致性能退化。固態(tài)模擬開關(guān)解決了這個問題，但是由于AC耦合電容器通過開關(guān)的接通和斷開動作來進行充電和放電，因而無源轉(zhuǎn)換會產(chǎn)生令人討厭的噪聲。本文描述了如何利用一個4:1多路復(fù)用器設(shè)計一個簡易的音視頻來源選擇多路復(fù)用器，從而在大大降低開關(guān)瞬時時間的同時提供了出色的性能。

　　圖1所示的基本型4:1 A/V多路復(fù)用器采用了4：1視頻多路復(fù)用放大器來對最多達四個的外部音頻-視頻來源進行選擇，其中包括一個復(fù)合視頻通道和立體聲L-R音頻通道。

　　圖1: 基本的 A/V MUX 結(jié)構(gòu)圖

　　此電路采用通道A來選擇4個復(fù)合視頻源中的1個，利用通常B和C來選擇立體聲的左聲道和右聲道。通道控制邏輯輸入S0和S1是二進制編碼形式的，并可以完成輸入選擇。邏輯輸入為TTL兼容并提供20ns的開關(guān)時間，使其在尖端MUX功能中適用于高速數(shù)字控制。HIZ邏輯輸入能夠通過設(shè)置輸出放大器為高阻抗狀態(tài)來禁用3個通道。除提供一個靜音功能和視頻消隱功能，HIZ狀態(tài)使額外的MUX放大器可以共用同一個輸出，實現(xiàn)了輸入源的擴展超過基本的4：1配置。

　　利用+/-5V電源對MUX供電，使視頻輸入和輸出成為DC耦合，因此視頻源中的復(fù)合視頻DC同步和暗電平在輸出時得以保存。電阻R1A至R4A是輸入終端電阻。對于精確的視頻傳輸電纜終端，假設(shè)可以允許 –6dB的吞吐量損耗，那么可以使用75歐姆作為輸入終端和輸出反饋終端。如果不能允許–6dB的損耗，75歐姆輸入結(jié)點電阻可以增加至10K歐姆。許多視頻電纜并未控制75歐姆的特性阻抗，所以增加較高的10K歐姆阻抗將使增益恢復(fù)為一，從而避免視頻信號衰減。

　　將電容性耦合(C1B,C到C4B,C)添加到音頻輸入，可以把放大器與出現(xiàn)在音頻源中不需要的DC相隔離。電阻R1B，C到R4B，C，設(shè)置所需的輸入阻抗并形成一個高通濾波器。4.7uF電容器和10K電阻器形成20Hz、–3dB的低截止頻率。采用大AC耦合電容的主要缺點是當通道與選擇器輸出相連接時，可能會聽到 “重擊聲”。只要在電源和接收器輸入之間存在DC電壓差，就會出現(xiàn)這種問題。當AC耦合電容在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中充電或放電時，一個低阻抗多路復(fù)用器開關(guān)會引起輸出端出現(xiàn)瞬時尖峰現(xiàn)象。在這種情況下，高阻抗輸入緩沖器對于AC耦合電容的恒定阻抗， 去除了任何的充電-放電的瞬時尖峰現(xiàn)象。

　　視頻性能的優(yōu)越性要取決于EL4323 500MHz –3dB的帶寬和60MHz 0.1dB的增益平坦性。高視頻性能也有益于音頻性能，從輸入DC到超過80kHz都可以產(chǎn)生非常平坦(< +/-0.02Db)的頻率響應(yīng)。音頻頻率響應(yīng)也由輸入和輸出RC濾波器網(wǎng)絡(luò)進行處理。音頻精密系列2500，在20Hz至20KHz的頻率范圍上，從1Vrms到100mVrms范圍，所測得的THD+N和幅度比小于0.015%，在4mVrms下增至0.1%。

　　采用圖2所示的電路，A/V MUX可以適應(yīng)一個單獨的+5V電源電壓。一個2.5V的輸入DC補償電壓通過輸入處的10K/10K電阻分壓器來建立，從而將放大器輸出電壓擺動集中到2.5V +/- 1V。在音頻通道輸出上的10K/10K分壓器使輸出AC耦合電容器上的偏壓保持在2.5V，因此DC不會隨著MUX轉(zhuǎn)換到(或脫離)高阻抗狀態(tài)而改變。視頻通道輸入必須是AC耦合的，如果沒有配備TV或監(jiān)視器，那么可能需要一個DC恢復(fù)電路。頻率響應(yīng)和THD+N性能不會和 +/-5V電路有所不同，然而，放大器電源電壓的降低將會引起放大器輸出擺動上的相應(yīng)降低，雙電源版本時，從5.5Vp-p降至1.5Vp-p。對于復(fù)和視頻通道而言有足夠的余量，在音頻通道上的THD將會增加到~2Vp-p的級別甚至更高。

　　圖2：單一的+5V電源結(jié)構(gòu)圖