基于AD8108的宽频带低串扰视频切换矩阵的设计
减小字体
增大字体3 软件流程
软件流程图如图2所示。通过5V供电的硬件系统上电后，首先进行系统的初始化。这里，AT89C51完成对串行口、E2ROM芯片读写的初始化；8255芯片完成键盘扫描和显示的初始化；而AD8108芯片的／RST起作用完成切换矩阵的初始化。然后AT89C51读入X5025 E2ROM中上一次掉电时存下来的切换逻辑并通过DI串行控制口发送到AD8108芯片和ispMACH4A5芯片中的寄存器，当它们的／UPDATE管脚加上一个低电平，则上一次掉电时的逻辑在AD8108和ispMACH4A5中起作用，从而形成输入输出切换逻辑；以后软件进入扫描键盘和串口中断的循环过程。由于切换矩阵系统显示LED是采用动态显示方法，因而在收到串口中断控制信号和键盘输入控制信号时，一般使用并行控制方法对AD8108进行切换以节省切换处理时间。当然，在其它场合，若对矩阵进行大规模的模式切换，用DI串行控制则可以更方便和快捷些。
4 视频切换矩阵的性能分析
在高速视频切换矩阵系统中，带宽和串扰是两个重要的衡量指标。AD 8108芯片中采用输入缓冲和高隔离度的运算放大器实现低串扰性能；采用无阻塞型的设计结构实现芯片系统的宽带宽性能，并实现低耗能。AD 8108芯片组成的视频切换矩阵系统的-3dB带宽可达到325MHz。
串扰问题一般可定义为在同一个方向上传输的各信道之间信号的干扰。另外也可定义为一个系统进出间的耦合干扰。在视频切换矩阵系统中，串扰的过程是复杂的，有电的串扰，比如每个电阻是电磁发射器的同时，也是电磁的接收器；有磁场的串扰，电流的流动会产生磁场进而在其它线路上产生串扰电压；还有共阻回馈串扰，它是指由于公用的电源供电线和地线或其它的共用连线通过共线的电阻形成的串扰。所有这些串扰按矢量组合起来，形成一个复杂的矢变量。降低串扰的方法是选择低串扰的芯片，同时在系统设计上对串扰进行抑制处理。在本系统中，信道间的串扰体现较为明显。一般计量信道间串扰的公式如下：
其中，s=jw是拉普拉斯转换量，Atest（s）是选定的信道中的串扰信号的振幅，而Atest(s)是测试信号的振幅。如以dB值表示信道间串扰值，则可以看到︱XT︱是一个与频率相关的量，而与测试信号的幅度无关。另外串扰信号与测试信号之间还有着相位相关的关系。根据串扰的有关定义，可以建立一个测试环境来测量串扰与频率的关系。如图3所示，让IN3通过一个75Ω的电阻接地，另外的7路线路输入1V标准电压的测试信号Atest(s)，且测试信号的频率可以调节，而这7路的输出端也是通过75Ω的电阻接地。然后测量OUT3输出链路信号的振幅Asel(s)。根据公式(1)可计算出通道间串扰的水平。改变输入测试信号的频率继续进行串扰的测试，就可以得到一个与频率相关的串扰变化图，如图4所示，一般来说，由于高频信号的干扰特性表现明显，串扰会随着频率的变高而逐渐加大。在这里测量了7路输入对单路信号的串扰，当要测量一个信道对另外一个信道的串扰时，也可以通过这个测试方法来实现。
为解决串扰的问题，在设计中采用了多项措施来保证。R、G、B、H、V五路信号的PCB排布采取并行排布．更好的方法是把它们分别排布于不同的板子上；另外，要做好电源的滤波，在每个芯片的电源接线端采用高宕量滤波电容送行滤波，而且滤波电容尽可能地靠近芯片电源接线端；再有，R、G、B的输入和输出端采用75Ω的电阻接地，以与外部的75Ω视频连线电阻相匹配。
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5 应用分析
基于AD8108的高性能矩阵切换系统可以应用在有线电视系统、大屏幕显示系统、计算机监控系统中。它的325MHz的通道带宽可以对计算机应用系统中的分辨军为1280×1024的75Hz的24bit的真彩SXGA信号实现无损伤切换。在高分辨率大屏幕显示系统中，需要切换不同分辨率的计算机信源信号到显示大屏幕上，基于AD8108的切换矩阵可以有效地完成这样的切换过程。在实现时，一般是将计算机的VGA信号的各色度信号与同步信号分解成R、G、B、H、V信号，再通过基于AD8108的切换矩阵切换到显示投影仪上。另外，AD8108芯片的串行控制输入输出链功能和输出禁止功能还可以使多个AD8108组成16x8、16x16甚至更多输入输出端口的切换矩阵。输入可以采用并行输入，而输出则可使用线与方式，就能有效地实现更大规模的宽频带低串扰的视频切换矩阵
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作者：佚名
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