在過去幾年中，由于其可觀的性能和低成本，5 類 （Cat-5） 非屏蔽雙絞線 （UTP） 電纜的使用有所增加。這種類型的電纜目前用于鍵盤-視頻-鼠標(biāo) （KVM） 網(wǎng)絡(luò)，四根雙絞線中有三根傳輸紅色、綠色和藍(lán)色 （RGB） 視頻信號。隨著高清電視 （HDTV） 越來越受歡迎，當(dāng)需要長達(dá) 30 米的長距離連接時，這種類型的電纜可以提供一種廉價的解決方案。

由于 Cat-5 UTP 電纜是為經(jīng)濟用途而設(shè)計的，因此其性能會隨著距離的延長而迅速下降。本文介紹了兩種解決方案，當(dāng)使用長達(dá) 30 m 的電纜和 HDTV 1080p 信號時，可以減少傳輸損耗，這需要大約 75 MHz 的視頻帶寬。

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6 dB，因此必須在發(fā)射前或接收后施加6 dB的高頻增益。

圖 1：電纜衰減與頻率的關(guān)系（30 米）

表 1 列出了最新的 HDTV 標(biāo)準(zhǔn)和要求。高清藍(lán)光播放器使用 1080p 16：9 高清電視。所需的確切視頻帶寬尚未定義，但 75 MHz 應(yīng)該足以捕獲體驗。

表 1：常見視頻分辨率和帶寬

預(yù)加重

圖2所示電路使用帶預(yù)加重功能的AD8148驅(qū)動板，通過30 m Cat-5 UTP電纜補償高頻衰減。在接收器端，AD8145板（設(shè)置為增益為2）在沒有均衡的情況下使用。

圖2：帶預(yù)加重功能的AD8148

圖3所示為預(yù)加重電路。AD8148差分放大器在內(nèi)部設(shè)置為增益4 （12 dB）;RC網(wǎng)絡(luò)控制總增益，從低頻增益2開始，在較高頻率下緩慢增加到增益4，如圖4所示。

圖3：預(yù)加重電路

圖4：預(yù)加重增益與頻率的關(guān)系

一般的想法是使用驅(qū)動器的預(yù)加重來抵消電纜在高頻下的衰減。將接收器添加到電纜輸出不會影響帶寬，前提是接收器的平坦帶寬超過100 MHz，AD8145設(shè)置為增益為2時也是如此。圖5顯示，在6 MHz時，1 dB時的增益平坦到100 dB以內(nèi)，證明Cat-5電纜可以傳輸1080p HDTV。

圖 5：預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)和電纜增益與頻率的關(guān)系

該電路的性能針對 10 m、20 m 和 30 m 電纜長度進行了測試。但是，如果需要較短（< 5 m）的電纜，則可以在沒有預(yù)加重的情況下使用驅(qū)動器，因為它將能夠處理較短的距離。

均衡器

圖6所示電路使用不帶預(yù)加重的AD8148板和帶均衡功能的AD8143接收器板。想法是一樣的;長電纜的高頻衰減必須通過提高更高頻率的信號增益來抵消。AD8148驅(qū)動器的增益設(shè)置為4，AD8143接收器的增益設(shè)置為低頻時為1，高頻時的增益設(shè)置為2。

圖6：具有均衡功能的AD8143

圖7所示為均衡器電路，該電路將低頻增益設(shè)置為1，將高頻增益設(shè)置為2，如圖8所示。小于2 MHz時，增益為0.5 dB，在6 MHz時達(dá)到約50 dB。

圖7：均衡電路

添加 30 m 電纜后，幅度保持在 1 dB 以內(nèi)，最高可達(dá) 80 MHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 1080p 高清電視所需的幅度。圖9顯示了2 MHz時的峰值約為40 dB。這將使高頻信號稍微變亮，但其效果在屏幕上并不明顯。

為了考慮輸入和輸出端接，需要增益4。AD8143的增益設(shè)置為1，因此驅(qū)動器必須處理4的增益，并且仍然具有超過100 MHz的平坦頻帶。增益為4時，AD8148驅(qū)動器可提供約500 MHz的平坦響應(yīng)，從而支持1080p HDTV應(yīng)用中的接收器。

圖 8：不帶電纜的均衡器幅度響應(yīng)

圖 9：使用 30 m 電纜的均衡器幅度響應(yīng)

結(jié)論

隨著對更好圖像的需求，對可以支持高清的廉價電纜的需求正在上升。Cat-5 UTP 電纜正在成為最佳的替代解決方案。針對長距離需求提出的兩種解決方案，只需使用AD8148驅(qū)動器以及AD8145或AD8143接收器，即可輕松轉(zhuǎn)換為更短的電纜。在所有情況下，所提出的解決方案始終保持從驅(qū)動器輸入到接收器輸出的單位增益，所有內(nèi)部增益補償輸入和輸出端接損耗。這些獨立的解決方案允許使用廉價的Cat-5電纜進行高清傳輸，取代當(dāng)今市場上更昂貴的電纜。

審核編輯：郭婷