dwukana³owym multiplekserem /demultiple-

kserem o paœmie 200 MHz (3 dB). Jedna li-

nia cyfrowa jednoczeœnie steruje czterema

parami prze³¹czników. Umo¿liwia wybór jed-

nego lub dwóch Ÿróde³ albo mo¿e kierowaæ

sygna³ jedn¹ z dwóch œcie¿ek.

Je¿eli zachodzi potrzeba tylko multipleksowa-

nia lub tworzenia wiêkszych bloków, mo¿na

u¿yæ czterowejœciowego multipleksera wi-

zyjnego LT1204 firmy Linear Technology.

Ten uk³ad bezpoœrednio, przez wzmacniacz

o pr¹dowym sprzê¿eniu zwrotnym, steruje li-

ni¹ przesy³ow¹ o rezystancji charakterystycz-

nej 75

Ω

. Jego wzmocnienie 0,1 dB i p³aska

charakterystyka w zakresie do 75 MHz czy-

ni go odpowiednim do monitorów studyjnych.

Zawiera obwody bootstrapuj¹ce rezystory

sprzê¿enia zwrotnego w stanie zakazu,

umo¿liwia zatem skuteczne tworzenie wiêk-

szych matryc prze³¹czaj¹cych, zwiêksza siê

impedancja uk³adu i nastêpuje minimalizacja

ewentualnych skutków niedopasowania re-

zystancji falowych kabli.

Uk³ad CLC533 firmy National jest multiplekse-

rem 4-1 z aktywnymi wejœciami i wyjœciem.

Firma przeznaczy³a uk³ad do urz¹dzeñ obra-

zuj¹cych w podczerwieni oraz do pracy z ka-

merami CCD i procesorów I/Q odbiorników te-

lekomunikacyjnych, jego parametry prede-

stynuj¹ go do zasto-

sowañ prze³¹czaj¹-

cych w technice wi-

zyjnej. Cechuje siê

pasmem przenosze-

nia (3 dB) do 110

MHz przy wzmocnie-

niu 2, izolacj¹ 80 dB

przy 10 MHz i znie-

kszta³ceniami poni-

¿ej –80 dB przy

5 MHz; czas ustala-

nia z b³êdem 0,01%

wynosi 24 ns.

Je¿eli wymiary po-

¿¹danego multiple-

ksera lub matrycy ro-

sn¹, to opcj¹ mo¿e

byæ stworzenie go

z ma³ych multiple-

kserów. To rozwi¹-

zanie umo¿liwia

„skrojenie na miarê”

finalnego rozwi¹za-

nia stosownie do po-

trzeb. Pozostanie

koniecznoœæ zwró-

r

PODZESPO£Y

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2002

28

T

endencja do zasilania z jednego

Ÿród³a równie¿ prawie nie wystêpu-

je w œwiecie wizyjnym. Poniewa¿

wiêkszoœæ urz¹dzeñ jest zasilana

z sieci, ³atwiej jest zapewniæ dwubiegunowe

zasilacze ni¿ w przypadku zasilania bateryj-

nego. Bardziej istotne jest, ¿e sterowniki linii

i inne pomocnicze uk³ady analogowe o ma-

³ych zniekszta³ceniach i du¿ej szybkoœci prze-

³¹czania przystosowane do jednobieguno-

wego zasilania s¹ trudniej dostêpne i dro¿sze

ni¿ te przystosowane do zasilania dwubiegu-

nowego. Tym niemniej, wystêpuj¹ca niekiedy

niechêæ do pojedynczego zasilania zmienia

siê wraz z pojawianiem siê uk³adów gwaran-

tuj¹cych maksymaln¹ dynamikê (rail to rail).

Ponadto, chocia¿ urz¹dzenia wykorzystuj¹ce

zasilanie 5 V wypieraj¹ uk³ady o zasilaniu

12 V, projektanci s¹ zdecydowani zrobiæ dal-

szy krok i przejœæ w uk³adach przetwarzania

analogowych sygna³ów wizyjnych na zasila-

nie 3 V. Jest to najmniejsza wartoœæ napiêcia

zasilania, która gwarantuje odpowiedni stosu-

nek sygna³u do szumu (S/N).

Zale¿nie od zastosowania, mo¿e byæ po-

trzebny wzglêdnie ma³y prze³¹cznik lub mul-

tiplekser ewentualnie mo¿e byæ potrzebna

matryca 4x4 lub mniejsza. Na przyk³ad, uk³ad

scalony Pericom PI5V330 jest poczwórnym

cenia uwagi na maksymalizacjê separacji

kana³ów. Ale poniewa¿ bêd¹ to oddzielne

uk³ady, bêd¹ gwarantowaæ lepsz¹ izolacjê ni¿

zawarte w jednym uk³adzie scalonym.

Jednak¿e, tworzenie w³asnego rozwi¹zania

ma swoje s³abe strony, pomijaj¹c nawet czyn-

niki zwi¹zane z poch³anianiem wiêcej czasu

na projekt, ocenê i wykonanie. Mo¿na praw-

dopodobnie dodaæ multiplekser lub szere-

gowy rejestr przesuwaj¹cy do uproszczenia

sterowania ró¿nych matryc prze³¹czników

i redukcji liczby niezbêdnych linii interfejsów

steruj¹cych. Bez uwa¿nego buforowania

miêdzy stopniami, wiele paso¿ytniczych po-

jemnoœci wejœciowych mo¿e sumowaæ siê

tworz¹c wzglêdnie du¿e obci¹¿enia pojem-

noœciowe kana³u. Zjawiska zwi¹zane

z nadmiernym obci¹¿eniem pojemnoœcio-

wym mog¹ powodowaæ zwiêkszenie wyma-

gañ dotycz¹cych sterowania, a niekiedy po-

wodowaæ oscylacje.

Alternatyw¹ mo¿e byæ zwrócenie uwagi na

wiêksze uk³ady spe³niaj¹ce wymagania lub

inne bloki funkcjonalne. Rodzina uk³adów

firmy Maxim, MAX4141 zawiera szereg mul-

tiplekserów od 1x1 do 4x1. MAX 4141 cha-

rakteryzuje siê pasmem przenoszenia 330

MHz, z nierównomiernoœci¹ poni¿ej 0,1 dB

w zakresie do 150 MHz. Mimo jego wymia-

ru 4x1, jest on przeznaczony do stosowania

w du¿ych matrycach, poniewa¿ zawiera sta-

³¹ wielk¹ impedancjê i funkcjê zakazu powo-

duj¹c¹ przejœcie wszystkich wyjœæ do stanu

wielkiej impedancji; praca przy otwartej pêtli

przeciwdzia³a oscylacjom, jakie mog³yby na-

st¹piæ przy obci¹¿eniu o charakterze pojem-

noœciowym. Dodatkow¹ korzyœci¹ jest ma³y

impuls zak³ócaj¹cy powstaj¹cy podczas prze-

³¹czania, wynosz¹cy zaledwie 13 mV i do-

datni. Dziêki temu nie dochodzi do kolizji ze

standardowymi impulsami synchronizuj¹cy-

mi o zboczu ujemnym (opadaj¹cym).

U¿ytkownik nie jest ograniczony do elemen-

tów Nx1. Niezale¿nie od podstawowych mul-

tiplekserów, firma Harris Semiconductor ofe-

ruje HA456 – wizyjny prze³¹cznik krzy¿owy

8x8 z wejœciami i wyjœciami w pe³ni buforowa-

nymi, które umo¿liwiaj¹ do³¹czanie sygna³ów

wizyjnych do dowolnego lub nawet wszyst-

kich wyjœæ. Pasmo przenoszenia (3 dB) uk³a-

du wynosi 120 MHz, a przes³uch przy

10 MHz wynosi _55 dB. W jednym uk³adzie

scalonym umieszczono ponadto 3-bitowy

zespó³ steruj¹cy wspó³pracuj¹cy z ³¹czem

szeregowym lub równoleg³ym. Bufor

o wzmocnieniu jednostkowym daje sygna³

Rys. 4. Schemat blokowy prze³¹cznika z uk³adem scalonym AD8116

Rejestr przesuwaj¹cy

Zatrzask

równoleg³y

Bufory

wyjœciowe

Dekodowanie

16x5:16 dekodery

Udostêpnienie/zakaz

Matryca

prze³¹-

czników

Ustawianie

indywidualne

lub wy³¹czenie

wszystkich wyjϾ

PRZE£¥CZNIKI

SYGNA£ÓW WIZYJNYCH

(2)

16 WejϾ

16 WyjϾ

wzmocnienia 0,01% i b³êdem

fazy 0,01

o

. Przez 80-bitowe wej-

œcie szeregowe mo¿na stero-

waæ matryc¹ nawet 256x256.

Oprócz multiplekserów ogólnego

przeznaczenia i matryc o ró¿-

nych rozmiarach, rynek masowy

potrzebuje kosztownych prze-

³¹czników wizyjnych o optymali-

zowanej budowie, do zastoso-

wañ takich jak internetowe przy-

stawki abonenckie (set top box).

Niektórzy dostawcy zauwa¿aj¹

takie potrzeby. Vishay Siliconix

(dawniej Temic) oferuje uk³ad

scalony DG884 – prze³¹cznik

krzy¿owy 8x4, ale równie¿ oferu-

je DG894 – prze³¹cznik zespolo-

nych sygna³ów wizyjnych. Mo¿e

byæ sterowany przez szynê

I

2

C lub przez bezpoœrednie li-

nie steruj¹ce. Ten uk³ad o pa-

œmie przenoszenia 200 MHz

mo¿e prze³¹czaæ grupê sygna-

³ów z jednego lub kilku Ÿróde³

do jednej grupy wyjœciowej. W

typowej konfiguracji sygna³y mo-

g¹ obejmowaæ sk³adowe RGB

wizji, sygna³y synchronizuj¹ce

oraz sygna³y akustyczne kana-

³u lewego i prawego (rys. 5).

Mo¿na równie¿ prze³¹czaæ sygna³y Y (lumi-

nancja) i C (chrominancja) lub sygna³y

S-VHS jako uzupe³nienie podstawowych sy-

gna³ów wizyjnych RGB.

Podobnie, ST Microelectronics oferuje za-

równo elementy matrycowe jak i specjali-

zowane. Uk³ad scalony TEA6415C stanowi

matrycê 8x6, niezwyk³¹, bo oferuj¹c¹

wzmocnienie 6 dB i sterowan¹ przez szynê

I

2

C. Tym niemniej, firma oferuje STV6410 –

akustyczno-wizyjn¹ matrycê prze³¹czników,

bardziej rozbudowan¹ i specjalizowan¹. Na

rys. 6 przedstawiono typowe zastosowanie.

29

wyjœciowy o nachyleniu 200 V/ms i mo¿e

dostarczaæ do obci¹¿enia o rezystancji

400

Ω

i pojemnoœci 5 pF sygna³ ±

±

2 V.

W celu uzyskania matrycy wiêkszej ni¿ 8x8

nale¿y u¿yæ kombinacji uk³adów mniejszych.

Analog Devices oferuje matrycê 16x16, uk³ad

scalony z punktami matrycowymi o ³¹cznej

liczbie 256, który mo¿e zast¹piæ osiem ma-

tryc 8x4 lub szeœædziesi¹t cztery elementy

4x1 (rys. 4). Uk³ad scalony o 128 wyprowa-

dzeniach charakteryzuje siê pasmem prze-

noszenia 200 MHz (3 dB) i mo¿e sterowaæ

obci¹¿eniem o rezystancji 150

Ω

z b³êdem

Uk³ad scalony o 64 wyprowadzeniach, o pa-

œmie przenoszenia 15 MHz jest sterowany

przez szynê I

2

C i ma matrycê z³o¿onych

sygna³ów wizyjnych 5x4, matrycê 5x3 dla

sygna³ów luminancji i chrominancji i matry-

cê RGB 2x1, mo¿e realizowaæ wygaszanie

wizji i obcinanie impulsów synchronizacji.

W czêœci akustycznej uk³adu scalonego za-

warto prze³¹czniki kana³u lewego i prawego

z matryc¹ 5x4 z wyciszanymi wyjœciami (dwa

z nich o regulowanym poziomie wy³¹cza-

nia) oraz z mo¿liwoœci¹ tworzenia akustycz-

nego sygna³u monofonicznego.

Nie zapominaæ o podstawach

Mo¿na u¿yæ najlepszych osi¹galnych ele-

mentów, ale zawsze nale¿y pamiêtaæ, ¿e

operacje na szybkich sygna³ach analogo-

wych w fizycznie ciasnym, zwartym œrodowi-

sku, przy wzglêdnie du¿ych prze³¹czanych

obci¹¿eniach mog¹ powodowaæ ró¿nego ro-

dzaju perturbacje. Jednym z podstawowych

czynników warunkuj¹cych osi¹gniêcie wszy-

stkich pozytywnych w³aœciwoœci prze³¹czni-

ków i multiplekserów oraz zagwarantowa-

nie jakoœci sygna³u telewizyjnego jest prawi-

d³owe filtrowanie zasilania. Nale¿y pamiê-

taæ o zakoñczeniach wszystkich linii przesy-

³owych i nie pozostawianiu wolnych (otwar-

tych) nieu¿ywanych wejœæ i wyjœæ. Trzeba

korzystaæ z doœwiadczeñ dostawcy podze-

spo³ów i jego wzorcowych projektów (p³ytki

demonstracyjne), w miarê mo¿liwoœci nale-

¿y korzystaæ z programów komputerowego

wspomagania projektowania.

Przes³uch jest najtrudniejszym parametrem

do oszacowania. Nawet je¿eli elementy sk³a-

dowe maj¹ ma³y przes³uch w³asny, to wystê-

puj¹ce sygna³y cyfrowe, wspó³dzielone Ÿród³a

napiêæ odniesienia, zak³ócenia od uziemieñ

i inne sygna³y szerokopasmowe mog¹ mieæ

wp³yw na jakoœæ przekazywania sygna³ów wi-

zyjnych. Nawet nie nale¿y rozpatrywaæ mo¿-

liwoœci u¿ycia uniwersalnych p³ytek prototy-

powych; ich pojemnoœci mog¹ staæ siê przy-

czyn¹ znacznych przes³uchów. Podobnie,

podstawki do uk³adów scalonych dodaj¹ pa-

so¿ytnicze pojemnoœci i indukcyjnoœci, które

mog¹ powodowaæ przes³uchy, dzwonienie

lub nawet oscylacje.

Do osi¹gniêcia sta³ych impedancji falowych

œcie¿ek prowadz¹cych sygna³y wizyjne na

p³ytce z uk³adami scalonymi mo¿e byæ ko-

nieczne u¿ycie linii mikropaskowych lub pa-

skowych. Zaleca siê stosowanie elementów

miniaturowych, do monta¿u p³askiego, po-

wierzchniowego (nie przewlekanego). P³ytka

drukowana powinna byæ wielowarstwowa,

z warstw¹ uziemiaj¹c¹ o ma³ej impedancji.

Wszystkie œcie¿ki miêdzy Ÿród³em sygna³u

i jego ujœciem (obci¹¿eniem) powinny byæ

krótkie i proste. Je¿eli jest mo¿liwoœæ zaokr¹-

glania skrêtów œcie¿ek, to nale¿y je stosowaæ

zamiast zagiêæ pod k¹tem prostym.

n

Ceazary Rudnicki

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2002

Rys. 6. STV6410 – akustyczno-wizyjna matryca prze³¹czników

Uk³ad

steruj¹cy

Wybór kana³u

Grupa

sygna³ów

telewi-

zyjnych

RF

modulator

Grupa

sygna³ów

magneto-

widowych

Wyjœcia

typu RCA

Grupa

wejœciowa

koderów

cyfrowych

Grupa wej.

sygn. anal.

Pomocnicza

grupa

wejϾ/

/wyjϾ

Prze³¹czniki

R, G, B, FB

Prze³¹czniki

sygna³u

z³o¿onego

Prze³¹czniki

chrominancji

Prze³¹czniki

fonii

Wygaszanie

sterowanie

Rys. 5.

Prze³¹cznik

zespolonych

sygna³ów

wizyjnych

z uk³adem

scalonym DG884