视频设计通常被要求在尽可能低的轨道电压下运行——这是低压逻辑趋势的一个简单结果，也是尽可能共享供电潜力的优势。随着图像内容的变化，视频设计需要适应交流耦合设计中固有的动态偏移变化，这使得视频设计更加复杂。传统运放需要相对较大的输出摆幅余量，因此即使在5V时也不适合交流耦合。Linear Technology提供了一个新的视频运放系列，解决了这些问题，并在大多数情况下提供了低至3.3V的工作能力。该系列包括LT6205(单路)、LT6206(双路)、LT6207(四路)、LT6550(三路，固定增益2)和LT6551(四路，固定增益2)。

视频信号特性

为了确定最小的视频放大器供电电压，我们必须首先检查信号的性质。复合视频信号是广播级产品中最常用的信号。复合视频将亮度(亮度，强度信息)，色度(色度信息)和同步(垂直和水平光栅定时)元素组合成一个信号，NTSC和PAL是常见的格式。娱乐系统的组件视频格式使用单独的亮度和色度信号(即Y/C或YPbPr)，通常同步应用于亮度通道(Y信号)。在某些情况下，原生RGB信号(每个原色的单独强度信息:红、绿、蓝)也包含同步。从电压摆幅的角度来看，包括同步在内的所有信号类型在电气上都是相似的，尽管根据适用的标准存在各种时序和带宽关系。

包含同步(包括全合成)的典型视频波形被指定为标称1.0V(P-P)振幅，如图1所示。较低的0.3V保留给携带定时信息的同步提示。波形的黑电平(零强度)处于(或设置非常略高于)同步信息的上限。黑电平以上的波形内容为强度信息，峰值亮度表示为最大信号电平。同步电位代表比黑还黑的强度，所以扫描回溯活动在CRT上是不可见的。在复合视频的情况下，调制的彩色子载波叠加在波形上，但动态通常保持在1V(P-P)限制内(一个值得注意的例外是用于差分增益和差分相位测量的色度斜坡，它可以达到1.15V(P-P))。

放大器的考虑

大多数视频放大器驱动电缆是串联端接(后端接)在源端和负载端接在目的端，电阻等于电缆特性阻抗Z(0)(通常为75欧姆)。这种配置在布线中形成2:1的电阻分压器，必须在驱动放大器中通过将2.0V(P-P)输出传送到有效的2·Z(0)负载(例如150欧姆)来进行校正。当输出接近放大器输出的饱和极限时，驱动电缆可能需要超过13mA。绝对最小电源是V(MIN) = 2.0 + V(SATH) + V(SATL)，其中V(SAT)值表示放大器相对于适当的电源轨可以保证发展的最小电压降。

例如，图2中的LT6206双路工作电压为3.3V，极低V(SATH)≤0.5V和V(SATL)≤0.35V，提供0.45V的设计余量，足以覆盖直流耦合视频输入的电源变化和直流偏置精度。

处理交流耦合视频信号

不幸的是，人们不能总是保证源视频具有适当的直流内容来满足所涉及的放大器，因此经常需要其他设计解决方案。交流耦合的视频输入本质上比直流耦合更难处理，因为视频波形的平均信号电压受到图像内容的影响，这意味着放大器的黑电平会随着场景亮度的变化而变化。通过分析最坏情况偏差，确定交流耦合约束。

图3显示了两个重叠的交流耦合波形，上升走线为黑场，下降走线为白场。对于所示的1V(P-P) NTSC波形，漂移测量为0.56V，因此必须在放大器电源中添加1.12V的余量(假设增益为2，因此V(MIN) = 3.12 + V(SATH) + V(SATL))。放大器输出(增益为2)必须在直流工作点附近摆动+1.47V至-1.65V，因此需要相应地设计偏置电路以获得最佳保真度。例如，工作在5.0V的LT6551，具有优秀的V(SATH)≤0.8V和V(SATL)≤0.2V，其亮度(同步)信号的健康设计裕度为0.88V。色度信号是一个最大约0.7V(P-P)的对称彩色子载波波形，因此它在与亮度通道相同的偏置下工作良好。

进一步减少交流耦合供电需求的一种流行方法是采用如图4所示的简单夹紧方案。在该电路中，LT6205 (LT6206的单版本)能够通过同步提示控制耦合电容上的电荷在3.3V下工作，从而将黑电平输入漂移降低到≈0.07V。这个电路的一个小缺点是轻微的同步尖端压缩(≈0.025V输入)由于二极管的传导电流，尽管图像内容保持完全保真。该电路的设计余量接近其直流耦合对应物，为0.31V(对于该电路，V(MIN) = 2.14 +V(SATH) +V(SATL))。

结论

具有业界最低V(SAT)输出特性的低压视频放大器，包括LT6205(单路)、LT6206(双路)、LT6207(四路)、LT6550(三路，固定增益为2)和LT6551(四路，固定增益为2)，为视频设计人员提供了共享降低电源电压和逻辑电路的能力。这种共享电源电压的能力有助于通过降低功耗和电源转换器的复杂性来节省空间和成本。