在過去幾年中，連接到單個顯示器的視頻源數量穩步增加，使得視頻信號切換成為大多數視頻系統的必要條件。例如，在典型的家庭娛樂系統中，用于有線或衛星電視的機頂盒 （STB） 或數字視頻錄像機 （DVR）、VCR、DVD 播放器、視頻游戲機和 PC 都饋送單個顯示器。將多個視頻源切換到單個顯示器的能力也擴展到汽車，其中視頻源包括車輛娛樂系統 （VES）、后視攝像頭、DVD 播放器、導航系統和輔助視頻輸入。

傳統的CMOS多路復用器和開關在視頻頻率下有幾個缺點，它們的導通電阻會引入失真，降低差分增益和相位性能，并與終端電阻相互作用以衰減輸入的視頻信號并影響亮度。系統設計人員通過添加外部緩沖器來增加增益和驅動能力，從而解決了這一問題。

通過使用具有禁用模式的高速視頻放大器，可以簡化視頻多路復用。當放大器被禁用時，其輸出級進入高阻抗狀態。這與省電模式不同，后者顯著降低了功耗，但未定義輸出級的狀態。

高速視頻放大器具有使其成為此功能的理想選擇所需的所有關鍵特性。它們的高輸入阻抗不會影響傳輸線的特性阻抗，因此允許反向端接。由于它們是視頻放大器，因此它們具有固有的良好視頻規格，包括差分增益和相位、壓擺率、帶寬和0.1 dB平坦度。

在多路復用器配置中，禁用的通道會給單個有源通道帶來高阻抗負載。增益設置和反饋電阻會加載有源放大器，但與150歐姆視頻負載相比，它們的值很大，因此它們的影響可以忽略不計。AD8013、AD8029和AD8063等具有這些關鍵特性的高速視頻放大器。表1顯示了可復用視頻放大器的代表性列表。

3：1 視頻多路復用器

ADA4853-3具有獨立的禁用控制功能，適合用作低成本3：1緩沖輸出視頻多路復用器。其輸出阻抗在 10 MHz 時大于 2 kohms，因此放大器輸出可以連接成 3：1 多路復用器，具有出色的開關行為和出色的隔離特性。圖1所示配置采用5 V單電源供電，提供14 MHz帶寬（0.1 dB）、+2增益和10 MHz時58 dB通道外隔離。其 10μs 通道間切換時間支持 CVBS 模擬視頻應用。

圖1.3：1 視頻多路復用器

高性能 2：1 視頻多路復用器

圖 2 顯示了一個高性能 2：1 多路復用器。兩個輸入放大器配置為單位增益跟隨器，而輸出放大器的增益設置為+2。關斷兩級的能力使該多路復用器能夠實現圖3所示的出色輸入至輸出關斷隔離。此配置中的開關時間為 45 μs。

圖2.2：1 視頻多路復用器

圖3.使用ADA4853-3實現2：1多路復用器的關斷隔離

具有SAG校正功能的2：1視頻多路復用器

信號幅度增益（SAG）校正用于為由后端接電纜和輸出耦合電容器的150歐姆視頻負載形成的高通濾波器提供低頻補償。傳統的交流耦合使用大而昂貴的耦合電容，使其成本高昂，浪費了寶貴的PCB空間。SAG校正允許兩個小型低成本電容器取代一個大型交流耦合電容器。圖4所示為具有SAG校正功能的高性能2：1多路復用器。補償網絡包括 C1、C2、R11 和 R12。磁場傾斜是交流耦合電容施加恒定亮度信號時發生的電壓下降（傾斜）的量度。這種下降是由75歐姆負載電阻產生的小放電電流引起的。所示電容值經過優化，可實現 220μF 交流耦合電容的等效場傾斜。典型的 220μF 鉭交流耦合電容器占用 28 mm2大批量成本為 0.50 美元。用于 SAG 校正的典型 47μF 和 22μF 電容器占用約 0.72 mm2和 0.4 毫米2大批量成本低至 0.10 美元。

圖4.2：1 復用器，具有下垂校正功能

圖5.具有 SAG 校正的 2：1 多路復用器頻率響應

結論

具有獨立禁用引腳的高速視頻放大器非常適合構建簡單、低成本的視頻多路復用器和開關，用于復合和高分辨率視頻。它們是替代CMOS開關的理想選擇，并且比視頻多路復用器更具成本效益。如果您的系統需要視頻切換功能，請務必考慮使用高速視頻放大器。

審核編輯：郭婷