電路功能與優勢

圖1所示電路提供了極為魯棒的解決方案，集成過壓（電池短路［STB］）保護，可在惡劣環境下接收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 ADV7180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環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、經驗證的隔離/獨立式低壓集成電路架構，例如來自外部并使用放大器電路進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放大器，集成最高18V的輸入過壓（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境下工作，如汽車信息娛樂和視覺系統等。

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等系統內的汽車模擬視頻接收器。

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

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）

電路描述

ADA4830-1是一款單芯片高速差動放大器，專為汽車應用而設計。該設計以傳統4電阻差動放大器為基礎，經優化以避免增強該標準放大器應用電路時容易犯的錯誤。

當檢測到輸入過壓條件時，集成到ADA4830-1的電池短路保護功能利用快速開關電路，將內部電壓節點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1Vp-p或更低。

輸入共模電壓范圍

在一個具有0.5V/V增益的標準4電阻差動放大器中，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地電壓±8.5V（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，而對圖像質量不產生任何不利影響

線路診斷

圖1所示的ADA4830-1/ADV7180 組合通過連接ADA4830-1上的STB輸出至ADV7180的其中一個GPIO端口而具有電池短路線路診斷功能。在電池短路事件發生期間，STB輸出為邏輯低電平信號。 ADV7180讀取該低電平并產生一個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關。它的作用是表示每個輸出的過壓狀態。由于是被動提供保護，因此始終有效；標志僅表示目前是否發生故障而已。

輸入ESD保護

保護ADA4830-1輸入的架構采用了雙向非對稱閉鎖電壓的全新技術。它不受電池短路影響，并且具有超過8 kVHBM 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ADA4830-1CMR與頻率的關系，低頻時的典型值為65dB，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與頻率響應的關系

共模誤差，無論是直流偏置還是交流信號，都會降低視頻圖像質量。圖3和圖4顯示白色背景下的單個巨大黑色條紋。圖3表示500 kHz、1Vp-p共模噪聲信號對視頻圖像質量的影響。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量。

圖3. 加入 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業品質的視頻性能。三個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。

印刷電路板（PCB）布局考量

在任何注重精度的電路中，必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。PCB應盡可能隔離數字部分和模擬部分。本PCB采用4層板堆疊而成，具有較大面積的接地層和電源層多邊形。有關去耦技術的信息，請參見MT-101 指南。

通過10μF和0.1μF電容對 ADV7180的電源進行去耦。此外，采用0.1μF和22μF電容對 ADA4830-1 進行去耦，以適當抑制噪聲并減小紋波。這些電容應盡可能靠近相應器件，以確保0.1μF電容具有低ESR值。對于所有高頻去耦，建議使用陶瓷電容。

確保電源走線盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的毛刺效應。通過數字地將時鐘及其它快速開關數字信號屏蔽起來，使之不影響電路板的其它器件。

常見變化

若需要多個通道， 則 ADA4830-1 提供2通道版本， 即 ADA4830-2。

電路評估與測試

該電路使用 EVAL-CN0263-EB1Z 電路板，其中包含要評估的電路，如本筆記所述。電路板還包括 ADV7391 視頻編碼器，可用于重建輸入視頻信號。若需有關輸出電路的介紹，請參考 CN-0264 電路筆記。Cypress USB微控制器用于配置 EVAL-CN0263-EB1Z 板并向/從該板加載軟件。

設備要求

需要以下設備：

帶USB端口的Windows? XP、Windows Vista?（32位）或Windows? 7（32位）PC。

Astrodesign VG-828可編程視頻信號發生器。

用作單通道和共模誤差電壓的視頻源。本電路筆記中的測試采用 AD8137差分放大器，它將單端視頻從VG-828轉換為差分視頻，并為AD8137的VOCM輸入施加500 kHz、1 V p-p共模信號。加入共模電壓情況下的輸出差分信號施加于評估板的輸入端。

Hewlett-Packard 3314A函數發生器。

Agilent E3631A電源。

EVAL-CN0263-EB1Z 電路板。

CN-0263 評估軟件。

電源：7.5 V或7.5 V壁式電源適配器。

視頻顯示器，用于觀察 EVAL-CN0263-EB1Z 電路板的模擬視頻輸出。

開始使用

將CN-0263 評估軟件光盤放入PC，加載評估軟件。打開我的電腦，找到包含評估軟件光盤的驅動器，打開Readme 文件。按照Readme文件中的說明安裝和使用評估軟件。

功能框圖

電路框圖參見本電路筆記的圖1，電路原理圖參見EVALCN0263- EB1Z-SCH.pdf文件。此文件位于 CN0263設計支 持包中。

設置

在斷電情況下，將一個7.5 V電源連接到電路板上的+7.5 V和GND引腳。如果有7.5 V壁式電源適配器，可將其連接到板上的管式連接器，代替7.5 V電源。將USB電纜連接到PC上的USB端口。此時請勿將該USB電纜連接到板上的微型USB連接器。

測試

為連接到EVAL-CN0263-EB1Z 電路板的7.5 V電源（或壁式電源適配器）通電。啟動評估軟件，并通過USB電纜將PC連接到PCB上的微型USB連接器。