魯棒的視頻接收器 輸入具有電池短路保護功能

評估和設計支持

電路評估板

CN-0263 電路評估板(EVAL-CN0263-EB1Z)

設計和集成文件

原理圖、布局文件、物料清單

電路功能與優(yōu)勢

圖1. 魯棒的差分視頻接收器，采用ADA4830-1和ADV7180(未顯示所有連接和去耦)

圖1所示電路提供了極為魯棒的解決方案，集成過(guò)壓(電池短路[STB])保護，可在惡劣環(huán)境下接收CVBS視頻信號。它采用低成本、低功耗、單極性、差分接收器ADA4830-1 ，可在A(yíng)DV7180完成數字化前將全差分或偽差分(地參考單端)視頻信號轉換為單端信號。

ADA4830-1用于消除共模噪聲和相位噪聲，噪聲是由于輸入視頻信號源與接收電路之間存在地電位差造成的。更重要的是，ADA4830-1和ADV7180 的組合提供了可在惡劣汽車(chē)環(huán)境下工作的非常魯棒的輸入特性，還可保護與檢測電池短路事件，并符合汽車(chē)制造商嚴格的要求。

該魯棒的接收器電路使用ADA4830-1和ADV7180 ，符合傳統、經(jīng)驗證的隔離/獨立式低壓集成電路架構，例如來(lái)自外部并使用放大器電路進(jìn)行信號調理和保護的ADV7180 。

ADA4830-1(單通道)是一款單芯片高速差動(dòng)放大器，集成最高18 V的輸入過(guò)壓(電池短路)保護功能，提供寬輸入共模電壓范圍和出色的ESD魯棒性。它設計用作差分或偽差分CVBS及其它高速視頻信號的接收器，適合在惡劣的高噪聲環(huán)境下工作，如汽車(chē)信息娛樂(lè )和視覺(jué)系統等。

ADA4830-1兼具高速和精密特性，可以精確再現CVBS視頻信號，同時(shí)抑制不需要的共模誤差電壓。

憑借STB保護/檢測、魯棒的ESD耐受性和寬輸入共模電壓范圍，ADA4830-1可用作后視攝像頭和后座娛樂(lè )等系統內的汽車(chē)模擬視頻接收器。

ADV7180和ADA4830-1完全符合汽車(chē)應用標準，非常適合汽車(chē)應用中的信息娛樂(lè )系統和視覺(jué)安全系統。ADV7180和ADA4830-1提供非常小的LFCSP封裝，適合空間受限的應用。

電路描述

ADA4830-1是一款單芯片高速差動(dòng)放大器，專(zhuān)為汽車(chē)應用而設計。該設計以傳統4 電阻差動(dòng)放大器為基礎，經(jīng)優(yōu)化以避免增強該標準放大器應用電路時(shí)容易犯的錯誤。

當檢測到輸入過(guò)壓條件時(shí)，集成到ADA4830-1 的電池短路保護功能利用快速開(kāi)關(guān)電路，將內部電壓節點(diǎn)箝位并保持在安全電平。這種保護使得ADA4830-1 的輸入可以直接連接到遠程視頻源，如后視攝像頭等，而不需要昂貴的串聯(lián)大電容。

像ADV7180等大多數視頻解碼器都建立在極低的電壓處理上，因此輸入電壓范圍有限。ADA4830-1 的信號增益為0.5V/V ，設計用于將視頻信號保持在視頻解碼器允許的輸入范圍內，通常為1 V p-p或更低。

輸入共模電壓范圍

在一個(gè)具有0.5 V/V增益的標準4 電阻差動(dòng)放大器中，輸入共模(CM)范圍是內核放大器CM范圍的三倍。ADA4830-1的輸入共模被擴展至超過(guò)地電壓±8.5 V(5 V 電源) 。這種極寬的共模電壓范圍可讓ADA4830-1和ADV7180在很大的共模偏置和噪聲下工作，而對圖像質(zhì)量不產(chǎn)生任何不利影響。

線(xiàn)路診斷

圖1所示的ADA4830-1/ ADV7180組合通過(guò)連接ADA4830-1上的STB輸出至ADV7180 的其中一個(gè)GPIO端口而具有電池短路線(xiàn)路診斷功能。在電池短路事件發(fā)生期間，STB輸出為邏輯低電平信號。ADV7180讀取該低電平并產(chǎn)生一個(gè)可被系統微控制器讀取的中斷。電池短路輸出標志(STB引腳)功能與電池短路保護無(wú)關(guān)。它的作用是表示每個(gè)輸出的過(guò)壓狀態(tài)。由于是被動(dòng)提供保護，因此始終有效；標志僅表示目前是否發(fā)生故障而已。

輸入ESD保護

保護ADA4830-1輸入的架構采用了雙向非對稱(chēng)閉鎖電壓的全新技術(shù)。它不受電池短路影響，并且具有超過(guò)8 kV HBM等級的ESD魯棒性。對于高達15kV的額外ESD保護，推薦使用外部瞬態(tài)抑制器。

共模噪聲抑制

ADA4830-1集成的片內電阻內部匹配良好，增加了寬頻率范圍的共模抑制(CMR)性能。圖2表示ADA4830-1 CMR 與頻率的關(guān)系，低頻時(shí)的典型值為65 dB ，可在共模噪聲較大的情況下恢復視頻信號。

圖2. 不同輸入共模電壓下的CMR與頻率響應的關(guān)系

共模誤差，無(wú)論是直流偏置還是交流信號，都會(huì )降低視頻圖像質(zhì)量。圖3和圖4顯示白色背景下的單個(gè)巨大黑色條紋。圖3表示500 kHz 、1 V p-p共模噪聲信號對視頻圖像質(zhì)量的影響。圖4表示加入了ADA4830-1輸入級以去除共模噪聲的增強視頻圖像質(zhì)量。

圖3. 加入1 V p-p、500 kHz共模噪聲、旁路ADA4830-1后，視頻顯示的黑色條紋

圖4. ADA4830-1抑制1 V p-p、500 kHz共模噪聲后，視頻顯示的黑色條紋

ADV7180 自動(dòng)檢測與全球NSTC 、PAL和SECAM標準兼容的標準模擬基帶電視信號，并將其轉換為與8位ITU-R.656接口標準兼容的4:2:2分量視頻數據。針對具有真8位數據分辨率的消費電子應用，精確的10位模數轉換可以提供專(zhuān)業(yè)品質(zhì)的視頻性能。三個(gè)模擬視頻輸入通道接受標準復合視頻信號、S-視頻信號或分量視頻信號，支持較寬范圍的消費視頻源。自動(dòng)增益控制(AGC)和箝位復位電路使輸入視頻信號峰峰值范圍可達到1.0 V。