Vga信号矩阵切换电路和方法
【专利摘要】本发明公开了VGA信号矩阵切换电路和方法。所述VGA信号矩阵切换电路，包括8选1模拟开关74HC4051，该74HC4051的八个输入引脚分别与VGA信号输入端连接，每个输入引脚和VGA信号输入端之间分别串联电阻R1；74HC4051设有用于输出VGA信号的OUT引脚。本发明例结构、方法简单，创造性的使用国内外通用的普通模拟开关74HC4051的级联和外围电路改造，利用元件的特性便捷的实现对VGA信号矩阵切换，大大节省设备成本，生产上也更为便捷。
【专利说明】VGA信号矩阵切换电路和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号检测【技术领域】，具体涉及VGA信号矩阵切换电路和方法。
【背景技术】
[0002] 传统对VGA信号（VGA:VideoGraphicsArray，视频图形阵列）多路多出信号切换， 通常采用美国ADI公司芯片实现。如：AD8116AD8111等。美国ADI公司芯片的价格一直居 高不下。AD8116国内代理商价位470元/片。单片只能完成16路模拟信号输入和16路模 拟信号输出。其内部干扰、串扰也无法通过外部改造增减。ADI公司长期对矩阵行业形成价 格垄断。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于公开了 VGA信号矩阵切换电路和方法，解决了现有VGA信号矩 阵切换技术为ADI公司芯片所垄断，成本高，且无法减少干扰、串扰现象的问题。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] VGA信号矩阵切换电路，包括8选1模拟开关74HC4051，该74HC4051的八个输入 引脚分别与VGA信号输入端连接，每个输入引脚和VGA信号输入端之间分别串联电阻R1 ; 74HC4051设有用于输出VGA信号的OUT引脚。
[0006] 进一步，还包括单片机MCU，所述74HC4051的A引脚、B引脚和C引脚分别连接单 片机MCU。
[0007] 进一步，所述74HC4051的VEE引脚外接-5V电压，E引脚和GND引脚接地，所述-5V 电压、电容C32和GND弓丨脚串联，电容C32接地。
[0008] 进一步，还包括用于放大电流的第一运放电路，所述VGA信号输入端通过该第一 运放电路和电阻R1连接。
[0009] 进一步，所述第一运放电路包括第一集成运算放大器、电阻R2、电阻R3、电阻R4和 电阻R5 ;第一集成运算放大器包括第一同相输入端、第一反相输入端和第一输出端；所述 VGA信号输入端、电阻R2和第一同相输入端串联；VGA信号输入端、电阻R3、电阻R4和一反 相输入端串联，电阻R3、电阻R4、电阻R5和第一输出端串联，电阻R3和电阻R4之间接地。
[0010] 进一步，还包括用于放大电流的第二运放电路，该第二运放电路和所述74HC4051 的所述OUT引脚串联。
[0011] 进一步，所述第二运放电路包括第二集成运算放大器、电阻R6和电阻R7 ;第二集 成运算放大器包括第二同相输入端、第二反相输入端和第二输出端；所述OUT引脚、电阻R6 和第二同相输入端串联；OUT引脚和电阻R7串联，R7接地。
[0012] 进一步，所述八个输入引脚为Y0引脚、Y1引脚、Y2引脚、Y3引脚、Y4引脚、Y5引 脚、Y6引脚和Y7引脚。
[0013] 本发明还公开了 VGA信号矩阵切换方法，包括：
[0014] 步骤1，将VGA信号通过第一运放电路后输出；
[0015] 步骤2,第一运放电路的第一输出端通过电阻R1连接到74HC4051的八个输入引 脚，将步骤1输出的VGA信号通过电阻R1输入到74HC4051 ;同时，74HC4051的A引脚、B引 脚和C引脚分别连接单片机MCU，从而用单片机MCU控制74HC4051的OUT引脚输出VGA信 号；
[0016] 步骤3,将步骤2输出的VGA信号通过第二运放电路后输出。
[0017] 进一步，在所述步骤2中，所述八个输入引脚为Y0引脚、Y1引脚、Y2引脚、Y3引 脚、Y4引脚、Y5引脚、Y6引脚和Y7引脚。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0019] 1、本发明例结构、方法简单，创造性的使用国内外通用的普通模拟开关 74HC4051 (国内已经量产芯片0. 3元/片）的级联和外围电路改造，利用元件的特性便捷的 实现对VGA信号矩阵切换，大大节省设备成本，生产上也更为便捷。
[0020] 2、采用了第一运放电路和第二运放电路，在信号补偿，图像锐度等方面相比ADI 公司芯片有了更佳的效果。
[0021] 3、74HC4051级联的方式完成8进1出的切换，核心造价成本约为100元(含 74HC4051、运放费用和制板费）；而采用ADI芯片实现同样的功能，需要最少2片ADI芯片， 仅芯片成本就需940元；本发明可以打破ADI对模拟开关芯片的垄断，也极大的降低成本。
[0022] 4、本实施例采用以上结构和方法，过实际测试，串扰明显改善。图像可以上到 1080P，，50米内无拖尾，重影。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。对 于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得 其他的附图。
[0024] 图1是本发明中VGA彳目号矩阵切换电路实施例的原理不意图；
[0025] 图中，1-VGA信号输入端；2-第一运放电路；21-第一集成运算放大器；3-第二运 放电路；31-第二集成运算放大器。
【具体实施方式】
[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0027] 如图1所示实施例中VGA信号矩阵切换电路，包括8选1模拟开关74HC4051，该 74HC4051的八个输入引脚分别与VGA信号输入端1连接，每个输入引脚和VGA信号输入端 1之间分别串联电阻R1 ;74HC4051设有用于输出VGA信号的OUT引脚。八个输入引脚为Y0 引脚、Y1引脚、Y2引脚、Y3引脚、Y4引脚、Y5引脚、Y6引脚和Y7引脚。
[0028] 本实施例还包括单片机MCU，74HC4051的A引脚、B引脚和C引脚分别连接单片机 MCU。
[0029] 74HC4051的VEE引脚外接-5V电压，E引脚和GND引脚接地，所述-5V电压、电容 C32和GND引脚串联，电容C32接地。采用此结构，实现滤波功能，防止信号被干扰。
[0030] 作为对本实施例的进一步改进，本实施例还包括用于放大电流的第一运放电路2， VGA信号输入端1通过该第一运放电路2和电阻R1连接。第一运放电路包括第一集成运 算放大器21、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5。第一集成运算放大器21包括第一同相 输入端、第一反相输入端和第一输出端22 ;所述VGA信号输入端1、电阻R2和第一同相输 入端串联；VGA信号输入端、电阻R3、电阻R4和一反相输入端串联，电阻R3、电阻R4、电阻 R5和第一输出端串联，电阻R3和电阻R4之间接地。VGA信号通过第一运放电路2 (电压恒 定，电流放大）放大，通过R1电阻，能有效的降低信号返回造成的重影和拖尾现象，输出给 74hc4051。如果不加运放，74HC4051由于内阻过大，会照成图像锐度不够，图像切换后的效 果变的不清晰。
[0031] 为对本实施例的进一步改进，本实施例还包括用于放大电流的第二运放电路3， 该第二运放电路3和74HC4051的OUT引脚串联。第二运放电路包括第二集成运算放大器 31、电阻R6和电阻R7 ;第二集成运算放大器包括第二同相输入端、第二反相输入端和第二 输出端；所述OUT引脚、电阻R6和第二同相输入端串联；OUT引脚和电阻R7串联，R7接地。 74hc4051输出后的VGA信号依然加一个电流放大的运放，这样避免由于74HC4051输出功 率不够在成的图像失真。通过第二运放电路3运放后，图像传输在50米内（普通VGA线材） 没有拖尾和重影。80米内有轻微重影。此方法比ADI芯片独立输出10?15米内有极大的 提升。
[0032] 本实施例VGA信号矩阵切换电路的其它结构参见现有技术。
[0033] 作为本实施例的进一步说明，现说明VGA信号矩阵切换方法，包括：
[0034] 步骤1，将VGA信号通过第一运放电路2后输出；
[0035] 步骤2,第一运放电路2的第一输出端通过电阻R1连接到74HC4051的八个输入引 脚，将步骤1输出的VGA信号通过电阻R1输入到74HC4051 ;同时，74HC4051的A引脚、B引 脚和C引脚分别连接单片机MCU，从而用单片机MCU控制74HC4051的OUT引脚输出VGA信 号；
[0036] 步骤3,将步骤2输出的VGA信号通过第二运放电路3后输出。
[0037] 本实施例采用以上结构，具有如下优点：
[0038] 1、本实施例结构、方法简单，创造性的使用国内外通用的普通模拟开关 74HC4051 (国内已经量产芯片0. 3元/片）的级联和外围电路改造，利用元件的特性便捷的 实现对VGA信号矩阵切换，大大节省设备成本，生产上也更为便捷。
[0039] 2、采用了第一运放电路2和第二运放电路，在信号补偿，图像锐度等方面相比ADI 公司芯片有了更佳的效果。
[0040] 3、74HC4051级联的方式完成8进1出的切换，核心造价成本约为100元(含 74HC4051、运放费用和制板费）；而采用ADI芯片实现同样的功能，需要最少2片ADI芯片， 仅芯片成本就需940元；本发明可以打破ADI对模拟开关芯片的垄断，也极大的降低成本。
[0041] 4、本实施例采用以上结构和方法，过实际测试，串扰明显改善。图像可以上到 1080P，，50米内无拖尾，重影。
[0042] 本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明 的精神和范围；倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发 明也意图包含这些改动和变型。
【权利要求】
1. VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：包括8选1模拟开关74HC4051，该74HC4051的 八个输入引脚分别与VGA信号输入端连接，每个输入引脚和VGA信号输入端之间分别串联 电阻R1 ;74HC4051设有用于输出VGA信号的OUT引脚。
2. 如权利要求1所述VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：还包括单片机MCU，所述 74HC4051的A引脚、B引脚和C引脚分别连接单片机MCU。
3. 如权利要求2所述VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：所述74HC4051的VEE引脚 外接-5V电压，E引脚和GND引脚接地，所述-5V电压、电容C32和GND引脚串联，电容C32 接地。
4. 如权利要求1至3任意一项所述VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：还包括用于 放大电流的第一运放电路，所述VGA信号输入端通过该第一运放电路和电阻R1连接。
5. 如权利要求4所述VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：所述第一运放电路包括第 一集成运算放大器、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5 ;第一集成运算放大器包括第一同 相输入端、第一反相输入端和第一输出端；所述VGA信号输入端、电阻R2和第一同相输入端 串联；VGA信号输入端、电阻R3、电阻R4和一反相输入端串联，电阻R3、电阻R4、电阻R5和 第一输出端串联，电阻R3和电阻R4之间接地。
6. 如权利要求1至3任意一项所述VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：还包括用于 放大电流的第二运放电路，该第二运放电路和所述74HC4051的所述OUT引脚串联。
7. 如权利要求6所述VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：所述第二运放电路包括第 二集成运算放大器、电阻R6和电阻R7 ;第二集成运算放大器包括第二同相输入端、第二反 相输入端和第二输出端；所述OUT引脚、电阻R6和第二同相输入端串联；OUT引脚和电阻R7 串联，R7接地。
8. 如权利要求1所述VGA信号矩阵切换电路，其特征在于：所述八个输入引脚为Y0引 脚、Y1引脚、Y2引脚、Y3引脚、Y4引脚、Y5引脚、Y6引脚和Y7引脚。 9. VGA信号矩阵切换方法，其特征在于，包括： 步骤1,将VGA信号通过第一运放电路后输出； 步骤2,第一运放电路的第一输出端通过电阻R1连接到74HC4051的八个输入引脚，将 步骤1输出的VGA信号通过电阻R1输入到74HC4051 ;同时，74HC4051的A引脚、B引脚和 C引脚分别连接单片机MCU，从而用单片机MCU控制74HC4051的OUT引脚输出VGA信号； 步骤3,将步骤2输出的VGA信号通过第二运放电路后输出。
10. 如权利要求9所述VGA信号矩阵切换方法，其特征在于：在所述步骤2中，所述八 个输入引脚为Y0引脚、Y1引脚、Y2引脚、Y3引脚、Y4引脚、Y5引脚、Y6引脚和Y7引脚。
【文档编号】H04N5/268GK104125413SQ201310157877
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月29日 优先权日:2013年4月29日
【发明者】黄镇海 申请人:广州市北域电子科技有限公司