专利名称：加权视频放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加权视频放大器，属视频信号传输系统的信号放大与补偿设备。
在电视监控系统中，摄象机视频图象信号经过较长的同轴电缆传输后，由于电缆对信号不同频率分量具有不同的衰减特性，所以经过传输后的视频信号，不仅幅度上有衰减，而且各种频率成分的相时比例产生了变化，频率越高，衰减量越大，这就是频率失真。幅度的衰减，会使图象对比度下降，变得灰暗。频率失真，高频分量大幅度衰减，又使图象清晰度严重下降，图象细节变得模糊；目前解决这一问题的产品主要以台湾LILIN(利凌)公司的PIH-6001型视频放大器和美国AD公司的AD1422视频线路放大器为代表。其主要问题是性能上PIH-6001带宽太窄，标称4Mhz，而中国PAL制标准带宽为6Mhz，放大器本身的频率补偿特性与电缆实际衰减特性的补偿要求相差较远，达不到实用目的。AD1422标称补偿1500米，而产品给出的高频提升最大范围却只有10db，只能补偿700-800米。目前见到的这类放大器共同特点是可控变参数补偿电路，都是用固定电容器作为频率补偿元件，通过电位器调节电容耦合量，改变补偿量的大小，其实际补偿效果是在满足高频补偿时，会产生低频过补偿，造成行同步头过冲失真，色亮增益差和相位差失真度超标。
本实用新型的目的是提供一种能克服上述不足，补偿距离更长、补偿特性更理想的频率加权视频放大器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。这种加权视频放大器是由宽带高速运算放大器1，连接在其增益控制端a、b上的幅度调节电位器2和与幅度调节电位器2并联的可控变参数频率特性补偿电路3组成，其特殊之处是，在幅度调节电位器2两端并联的可控变参数频率特性补偿电路3，是选用反偏PN结电容4作为可控变参数器件，PN结电容4的反偏电压是由两端与正负电源连接的频率补偿电位器5调节大小，并通过隔离电阻R1、R2加到PN结电容4两端的，用以实现对PN结电容量参数的变化控制；这种可控变化的PN结电容参数，则是经过两个连接在PN结电容两端的固定电容C1有效耦合到宽带高速运算放大器1的幅度调节电位器2两端的。
所述PN结电容4可以是一个PN结元件，也可以是N个(N≥2)PN结元件不同串并联组合的等效结电容。N个(N≥2)PN结元件不同串并联的组合包括以下四层含义一是N个(N≥2)PN结元件的串联；二是N个(N≥2)PN结元件的并联；三是N个(N≥3)PN结元件串联与并联组合；四是包括一、二、三层含义之一及其控制电路的组合。
所述PN结电容4的PN结可以是二极管的PN结(变容二极管或普通二极管)；也可以是三极管的PN结；还可以是其他半导体元件的PN结，如可控硅的PN结，单结管的PN结，对管的PN结等。
总之，采用可控PN结元件频率补偿电路作视频电缆补偿放大器时，只要合理选择PN结电容元件和组成电路，便可实现不同电缆长度补偿范围的要求。本实用新型可以满足补偿要求的PN结元件不仅包括变容二极管，而且普通二极管、三极管等各种具有PN结的半导体元器件也都可以选用，只要容量变化范围和频率特性能够满足补偿要求就行。特别需要指出的是，本实用新型中所指的可控变参数PN结器件，不仅包括单个PN结元件，而切包括采用多个PN结元件串并联组合及不同的控制电路组合，以满足不同的补偿范围要求。这就比只选用变容二极管提供了更广泛的选材种类和更低的造价。
本实用新型技术方案的工作原理是经电缆传输后具有幅度衰减和频率失真的视频信号(见图5B)进入宽带高速运算放大器1，宽带高速运算放大器1像多数运算放大器一样有两个增益控制端a和b，在a、b端接一可变电阻，即可控制增益。阻值越小，增益越高。阻值越大，增益越小。幅度调节电位器2就是接在a、b端的可变电阻。幅度调节电位器2可以控制放大器的总增益，用来提升视频输出信号幅度达到1伏标准值，实现幅度恢复。并联在幅度调节电位器2两端的可控变参数频率特性补偿电路3，实际可等效为一个电容并联在幅度调节电位器2两端，见图2。由于容抗Xc=1/ωc，宽带高速运算放大器1在增益控制端等效电容的作用下，可以对不同频率分量的信号产生不同的增益频率低，增益低，频率越高，增益越大，形成与电缆实际衰减特性相反的补偿特性(见图5C)。另外，电缆长度不同，衰减量不同，需要的补偿量也不同，电缆越长补偿量越大。为适应不同电缆长度的补偿需要，在可控变参数频率特性补偿电路3中，设置了一个两端与正负电源连接的频率补偿电位器5，调整频率补偿电位器5，便可改变偏压大小，该偏压是通过两个隔离电阻R1、R2直接加到PN结电容4的两端，控制PN结电容4的容量变化，偏压高，电容量少；偏压降低，电容量增大；偏压为零，电容量最大；PN结电容4的这种可控变化的电容参数，则是通过连接在该PN结电容4两端的固定电容C1耦合到幅度调节电位器2两端的；因此，从幅度调节电位器2两端看可控变参数频率特性补偿电路3，是一个等效可变电容，且容量大小可通过频率补偿电位器5调节，以满足不同电缆长度对补偿量的需要；电容量小，补偿量小，电容量大，补偿量也大。这样通过幅度调节电位器2调整幅度补偿，通过频率补偿电位器5调整频率补偿，便可实现对输入的失真视频信号的有效补偿和恢复(见图5A)。所以它本身就是一个“失真放大器”，以“失真”补偿“失真”。
由于本实用新型采用了上述技术解决方案，使加权视频放大器，具有运算放大器选型容易，可控PN结元件选型种类广泛，价格低廉及电路变化灵活，补偿效果更理想，结构更简单等优点。实验结果表明，采用这种技术的单级频率加权视频放大器，可以实现对SYV-75-7同轴电缆300-3000米的后端有效补偿。6Mhz频率点的补偿总增益可以超过40db。而且，采用这种可控PN结变参数电路设计的视频加权放大器，不仅可用于PAL制，也适用于NTSC和SECAM制电视系统。
附图图面说明
图1本实用新型第一个实施例的原理线路图；图2可控变参数频率特性补偿电路3及等效电容图；图3本实用新型第二个实施例的原理线路图图4本实用新型第三个实施例的原理线路图图5视频信号波形图；APAL制标准0-6Mhz扫频等幅信号波形图；B标准信号A经电缆传输后，产生幅度衰减和频率失真的波形图；C本实用新型加权视频放大器的频率补偿特性波形图；图中示出了标准扫频信号A，经电缆传输后产生幅度衰减和频率失真变为信号B，信号B经加权视放补偿后恢复到信号A。
以下结合附图给出本实用新型的实施例，用来进一步说明技术解决方案。
以下实施例的宽带高速运算放大器1，都采用MB3501宽带高速运算放大器，区别只是PN结电容4不同。
实施例1如
图1所示，一种采用一个2CC12C变容二极管作PN结电容4，用MB3501运算放大器作宽带高速运算放大器1的加权视频放大器；其连接关系和工作原理与前述相同。实测结果是对SYV-75-7同轴电缆传输，可以实现300-1000米范围内的可变有效补偿。
实施例2如图3所示。一种用C2500三极管的集电结作PN结电容4，宽带高速运算放大器1同实施例1的加权视频放大器，其连接关系和工作原理与前述相同。实测结果是SYV-75-7电缆，可以实现1000-2000米范围内的可变有效补偿。
实施例3如图4所示。一种用两个D441三极管c结和e结并联作为PN结电容4，宽带高速运算放大器1同实施例1的加权视频放大器，其连接关系和工作原理与前述相同。实测结果是SYV-75-7电缆，可以实现补偿距离1800-3200米，6Mhz高频最大补偿值超过40db。
同理，采用本实用新型技术方案，还可根据不同用途，器件的不同选型，特性的不同要求等，组成不同的实施例。
权利要求1．一种加权视频放大器，它由宽带高速运算放大器(1)，连接在其增益控制端a、b上的幅度调节电位器(2)和与该幅度调节电位器并联的可控变参数频率特性补偿电路(3)组成，其特征是，在幅度调节电位器(2)的两端并联的可控变参数频率特性补偿电路(3)，是由反偏PN结电容(4)作为可控变参数器件，PN结电容(4)的反偏电压是通过两端与正负电源连接的频率调节电位器(5)调节大小并通过两个隔离电阻R1和R2耦合到PN结电容(4)两端来实现对PN结电容量的变化控制，这种可控变化的电容是经过两个连接在PN结电容(4)两端的固定电容C1有效耦合到宽带高速运算放大器(1)的幅度调节电位器(2)两端的。
2．根据权利要求1所述的加权视频放大器，其特征是所述PN结电容(4)可以是一个PN结元件，也可以是N个(N≥2)PN结元件不同串并联的组合的等效结电容。
3．根据权利要求2所述的加权视频放大器，其特征是，所述PN结电容(4)，可以是二极管的PN结，也可以是三极管的PN结，还可以是其他半导体器件的PN结。
专利摘要本实用新型公开了一种加权视频放大器,属视频信号传输系统的信号放大与补偿设备。它由宽带高速运算放大器1,幅度调节电位器2和可控变参数频率特性补偿电路3组成。特点是,可控变参数频率特性补偿电路3,是由可控变参数反偏PN结电容4及其反偏电压控制电路组成的。该放大器具有补偿距离长,补偿特性更理想和结构更简单等优点。
文档编号H04N5/208GK2441271SQ002156
公开日2001年8月1日 申请日期2000年7月25日 优先权日2000年7月25日
发明者李基生 申请人:李基生