工程师们意识到，在驱动传输线时，他们必须匹配阻抗以避免反射。在视频中尤其如此，因为它的分量频率范围很广。虽然大多数应用程序跨越几个八度，但视频涵盖六个或更多。

只有耗散元件(电阻器)才能在如此宽的带宽上匹配(1)。使用电阻器会产生损耗。驱动器必须用附加增益进行补偿。这就是为什么大多数视频驱动具有固定的2(2)增益，尽管有些是可设置的。这允许对长线路进行均衡，将其频率响应恢复到应用程序所需的带宽。

很明显，同轴电缆和差分对电缆都是传输线。但是什么时候走线或导线会成为传输线，这在视频设计中是一个问题吗?

带宽

设计或选择视频驱动程序时需要的第一个信息是带宽。从微观上看，视频是一个比特流，高频端取决于波形的上升/下降时间。为了以令人满意的保真度再现波形，在视频信号的上升/下降时间(3)上-3db点应在0.35至0.50之间，从而将视频带通的高端置于数十或数百MHz。从宏观上讲，视频是一幅图像，为了再现它，我们必须通过它的采样率或帧率。这将低端设置在2.5到5Hz左右。交流耦合需要较大的电容器，这就是为什么大多数应用都是直流耦合的原因。这也意味着驱动器必须吸收和输入电流给负载，这是由电源返回。因此，即使是直流耦合驱动器也需要靠近大型电源旁路电容器，以避免在其设计中包括电源走线。

交流耦合帽的尺寸可以通过“自举”负载来减小，如图所示图1． 通过增加R(fb)在较低频率提升增益，在高频时由第二个耦合电容分流。这减少了C(C)的值，但您需要两个C。

图1所示。一种通过自举负载来减小耦合电容器尺寸的方法。

下一个问题可能听起来很奇怪，队伍有多长?传输线的带宽取决于它的长度。例如，在10MHz时，100ft的RG-59A具有1.1db IL(插入损耗)，200ft具有2.2db IL, 300ft具有3.3db(4)。根据长度的不同，NTSC或PAL视频几乎没有损失，但HDTV或SXGA视频会受到影响。为了纠正这个问题，需要对线路进行“均衡”，以恢复对必要应用程序带宽的总体响应。与传输线相比，均衡器具有反频率特性，可在线路末端产生平坦响应。可以在驱动程序中内置一个简单的均衡器(图2)，只要均衡器(蓝线)在驱动器(红线)的GBW内即可。这要求驱动器的增益带宽更大，但对于固定长度的线路，它比线路接收器便宜。为了实现这一点，一些驱动器具有可设置的增益，而不是固定增益。

图2。一个简单的R-C均衡器(预强调)用于补偿F1和F2之间的损失。

特性阻抗

传输线有一个特性阻抗(Zo)，传输线应该用它来驱动和端接;在视频方面，最流行的是75欧姆同轴电缆。这给出了150欧姆“后端接”单元负载，驱动器看到由于系列75欧姆源电阻，(图2中的Ro)和75欧姆线。但是“其他线”呢?PCB走线和电线:它们是线路吗?

它的长短

为了确定导线是否是传输线，我们需要知道它的电气长度。用视频的上升/下降时间(tr)除以(5)表示;

L = t(r)/(
t /
l)

在那里,
t /
l为单位长度的延迟(见表1)，当长度接近1/6* l时，它开始看起来像一条“线”。在此之前，它没有特征阻抗，只有一个电抗(6)。

为了了解事情的规模，高清电视信号的上升时间为20秒，因此，传输线必须有2英尺长． 在PCB走线成为传输线之前，上升/下降时间必须接近1-2nsec。产生问题的主要是电抗，窄走线是串联电感，宽走线是并联电容。驱动器对并联电容的容忍度比串联电感的容忍度高。

需要记住的是:

• 一英寸#20AWG导线的电感约为20nH

• 一英寸0.030的轨迹有10nH

• 一平方英寸的FR-4有大约5pF的电容。

• 电感按长度缩放，电容按面积缩放。

表1。各种类型传输线的典型延迟时间

PCB上的另一个潜在问题是连接层之间 走线的“通孔”。在高频，Pi滤波器(7)形成 可以“环”在快速转换。这经常出现在视频重建滤波器 应用中，该应用源于电路板的数字 部分中的窄(高Zo)迹线。这些信号具有比视频更快的上升/下降时间， 通常由DAC中使用的逻辑系列设置。在这种情况下， 是最好保持线路短，并尽可能终止它。然后将 放在via之后的缓冲区或驱动程序。

除了长度外，传输线还必须是均匀的。这意味着 它必须经过一个连续的返回路径。虽然痕迹不是 传输线，但如果不能在传输线下面铺设连续的接地，就会 产生微妙的副作用。首先是，你不能摆脱 铃声通常跟着哄被焊接到板。第二个 是超出你预期的相声，然后是更多的哄骗。

虽然大多数PCB走线不是传输线，但它们的作用好像 它们是。在这种情况下，它是返回电流。不要在分割平面或大的间隙上路由视频 线。它改变电抗导致 振铃，混合地电流导致串扰。

微分对

类别3至6的双绞线是“差分”传输线，与传统的单端同轴电缆不同。这些线路的特性阻抗(Zo)在100到150欧姆之间8。通常，差分线仅用于LVDS等数字信号，但越来越多地用于信号;特别是在现有的基础设施中，哄骗是非常重要的。

在双绞线的发展过程中，发现了两个重要的性质;首先是电磁干扰率低于等效同轴电缆，并且线路不易受外部场的影响。第二点是“平衡”对实现这种改进的重要性。

就像单端同轴电缆必须有适当的端接一样，差分对也必须有适当的端接，但信号路径也必须“平衡”，否则电流就会从差分电路外流过，它就会像单端电路一样工作。一个很好的可视化方法是差分源由两个完全对称的单端源组成，因此整个信号电流从两个源输出输入和输出，而不是通过它们可能连接的地。这一事实对EMC有着巨大的影响。与同轴电缆相比，平衡良好的端接差分电路可以提高30-40dB的传动比和灵敏度。

对于驱动器、接收器和线路，平衡属性的指定不同。由于需要在单端域和差分域之间进行转换，使得问题更加复杂。

驱动/源/线路通常被指定为具有一个属性，通常称为“共模式平衡”，“纵向平衡”或简称为“线路不平衡”。虽然平衡与源有关，但它假定是完全平衡的、端接正确的差动负载。在数字驱动器中，这通常在20到40 dB之间，限制了它们的性能，但是电路可以在10MHz13下将其提高到理论上的60db。

接收端平衡由共模拒绝比(CMRR)决定。即使对于简单的运算放大器(50-70dB)， CMRR也可能相当大，因此驾驶员侧平衡是限制因素。假设这些是双极信号，就必须有一个静止点，它们围绕它摆动，称为共模电压(CMV)。通常，这是电源电压的一半，以优化接收器的共模输入电压范围。超过这个范围将使信号失真，并可能损坏部件。

ESD和Shoot Thru

这不是视频问题，但它确实影响 用于连接外部负载的视频驱动程序。为了保护他们，输出有 分流二极管到电源和地，以保护驱动器从 ESD起源于机箱外。

如今，新的机顶盒、视频游戏、录像机、dvd甚至电视机都有孤立的 (2线)机箱，这就造成了一个潜在的问题，叫做“射 穿线”。这里的市电旁路电容器称为“Y帽” 充电和放电机箱达到峰值交流线路电位。底盘 也是视频地面。只要驱动器连接到同一条交流线路上的设备 ，除了接地良好的 和粗心之外，什么也不会发生。电缆和卫星接收器必须连接到地面 为了操作和安全原因。商业 视频最常见的连接器，RCA插孔，可能会首先连接信号引脚。为了避免 损坏驱动器，必须在输入端和 输出端都有分流二极管。

选择驱动程序、接收器或缓冲区

表2和表3显示了Maxim最流行的视频驱动器、 缓冲器和具有单端和差分输出的接收器的大信号带宽(2Vp-p)、摆幅率、差分 增益和相位以及电源电压。

视频驱动程序的一个特殊子集是视频分配 放大器(见表4)。用于驱动多个负载，它们提供更高的 隔离，可选输出，固定或可设置增益，并且经常 用于专业设备。

视频驱动程序的另一个子集是视频多路放大器 (见表5)。多路放大器结合了视频多路复用器和视频线 驱动程序，用于路由视频信号。

表2。单端视频线路驱动器和缓冲器

表3。差分视频线路驱动器和接收器

表4。分布放大器

表5所示。视频Mux-Amps

笔记

1. 宽带电路设计书号:ISBN0-8493-7897-4

2. 虽然这两个术语经常互换，但视频缓冲器 与视频线路驱动器相反，通常具有+1V/V的增益。

3. 高速数字化设计，约翰逊和格雷厄姆，ISBN 0-13-395724-1

4. 输电线路设计手册， Waddell, ISBN 0-89006-436-9

5. 高速数字化设计，约翰逊和格雷厄姆，ISBN 0-13-395724-1

6. 宽带电路设计书号:ISBN0-8493-7897-4

7. 输电线路设计手册， Waddell, ISBN 0-89006-436-9