Vga信號(hào)矩陣切換電路和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了VGA信號(hào)矩陣切換電路和方法。所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，包括8選1模擬開(kāi)關(guān)74HC4051，該74HC4051的八個(gè)輸入引腳分別與VGA信號(hào)輸入端連接，每個(gè)輸入引腳和VGA信號(hào)輸入端之間分別串聯(lián)電阻R1；74HC4051設(shè)有用于輸出VGA信號(hào)的OUT引腳。本發(fā)明例結(jié)構(gòu)、方法簡(jiǎn)單，創(chuàng)造性的使用國(guó)內(nèi)外通用的普通模擬開(kāi)關(guān)74HC4051的級(jí)聯(lián)和外圍電路改造，利用元件的特性便捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)VGA信號(hào)矩陣切換，大大節(jié)省設(shè)備成本，生產(chǎn)上也更為便捷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】VGA信號(hào)矩陣切換電路和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號(hào)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及VGA信號(hào)矩陣切換電路和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)對(duì)VGA信號(hào)（VGA:VideoGraphicsArray，視頻圖形陣列）多路多出信號(hào)切換， 通常采用美國(guó)ADI公司芯片實(shí)現(xiàn)。如：AD8116AD8111等。美國(guó)ADI公司芯片的價(jià)格一直居 高不下。AD8116國(guó)內(nèi)代理商價(jià)位470元/片。單片只能完成16路模擬信號(hào)輸入和16路模 擬信號(hào)輸出。其內(nèi)部干擾、串?dāng)_也無(wú)法通過(guò)外部改造增減。ADI公司長(zhǎng)期對(duì)矩陣行業(yè)形成價(jià) 格壟斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于公開(kāi)了 VGA信號(hào)矩陣切換電路和方法，解決了現(xiàn)有VGA信號(hào)矩 陣切換技術(shù)為ADI公司芯片所壟斷，成本高，且無(wú)法減少干擾、串?dāng)_現(xiàn)象的問(wèn)題。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] VGA信號(hào)矩陣切換電路，包括8選1模擬開(kāi)關(guān)74HC4051，該74HC4051的八個(gè)輸入 引腳分別與VGA信號(hào)輸入端連接，每個(gè)輸入引腳和VGA信號(hào)輸入端之間分別串聯(lián)電阻R1 ; 74HC4051設(shè)有用于輸出VGA信號(hào)的OUT引腳。
[0006] 進(jìn)一步，還包括單片機(jī)MCU，所述74HC4051的A引腳、B引腳和C引腳分別連接單 片機(jī)MCU。
[0007] 進(jìn)一步，所述74HC4051的VEE引腳外接-5V電壓，E引腳和GND引腳接地，所述-5V 電壓、電容C32和GND弓丨腳串聯(lián)，電容C32接地。
[0008] 進(jìn)一步，還包括用于放大電流的第一運(yùn)放電路，所述VGA信號(hào)輸入端通過(guò)該第一 運(yùn)放電路和電阻R1連接。
[0009] 進(jìn)一步，所述第一運(yùn)放電路包括第一集成運(yùn)算放大器、電阻R2、電阻R3、電阻R4和 電阻R5 ;第一集成運(yùn)算放大器包括第一同相輸入端、第一反相輸入端和第一輸出端；所述 VGA信號(hào)輸入端、電阻R2和第一同相輸入端串聯(lián)；VGA信號(hào)輸入端、電阻R3、電阻R4和一反 相輸入端串聯(lián)，電阻R3、電阻R4、電阻R5和第一輸出端串聯(lián)，電阻R3和電阻R4之間接地。
[0010] 進(jìn)一步，還包括用于放大電流的第二運(yùn)放電路，該第二運(yùn)放電路和所述74HC4051 的所述OUT引腳串聯(lián)。
[0011] 進(jìn)一步，所述第二運(yùn)放電路包括第二集成運(yùn)算放大器、電阻R6和電阻R7 ;第二集 成運(yùn)算放大器包括第二同相輸入端、第二反相輸入端和第二輸出端；所述OUT引腳、電阻R6 和第二同相輸入端串聯(lián)；OUT引腳和電阻R7串聯(lián)，R7接地。
[0012] 進(jìn)一步，所述八個(gè)輸入引腳為Y0引腳、Y1引腳、Y2引腳、Y3引腳、Y4引腳、Y5引 腳、Y6引腳和Y7引腳。
[0013] 本發(fā)明還公開(kāi)了 VGA信號(hào)矩陣切換方法，包括：
[0014] 步驟1，將VGA信號(hào)通過(guò)第一運(yùn)放電路后輸出；
[0015] 步驟2,第一運(yùn)放電路的第一輸出端通過(guò)電阻R1連接到74HC4051的八個(gè)輸入引 腳，將步驟1輸出的VGA信號(hào)通過(guò)電阻R1輸入到74HC4051 ;同時(shí)，74HC4051的A引腳、B引 腳和C引腳分別連接單片機(jī)MCU，從而用單片機(jī)MCU控制74HC4051的OUT引腳輸出VGA信 號(hào)；
[0016] 步驟3,將步驟2輸出的VGA信號(hào)通過(guò)第二運(yùn)放電路后輸出。
[0017] 進(jìn)一步，在所述步驟2中，所述八個(gè)輸入引腳為Y0引腳、Y1引腳、Y2引腳、Y3引 腳、Y4引腳、Y5引腳、Y6引腳和Y7引腳。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0019] 1、本發(fā)明例結(jié)構(gòu)、方法簡(jiǎn)單，創(chuàng)造性的使用國(guó)內(nèi)外通用的普通模擬開(kāi)關(guān) 74HC4051 (國(guó)內(nèi)已經(jīng)量產(chǎn)芯片0. 3元/片）的級(jí)聯(lián)和外圍電路改造，利用元件的特性便捷的 實(shí)現(xiàn)對(duì)VGA信號(hào)矩陣切換，大大節(jié)省設(shè)備成本，生產(chǎn)上也更為便捷。
[0020] 2、采用了第一運(yùn)放電路和第二運(yùn)放電路，在信號(hào)補(bǔ)償，圖像銳度等方面相比ADI 公司芯片有了更佳的效果。
[0021] 3、74HC4051級(jí)聯(lián)的方式完成8進(jìn)1出的切換，核心造價(jià)成本約為100元(含 74HC4051、運(yùn)放費(fèi)用和制板費(fèi)）；而采用ADI芯片實(shí)現(xiàn)同樣的功能，需要最少2片ADI芯片， 僅芯片成本就需940元；本發(fā)明可以打破ADI對(duì)模擬開(kāi)關(guān)芯片的壟斷，也極大的降低成本。
[0022] 4、本實(shí)施例采用以上結(jié)構(gòu)和方法，過(guò)實(shí)際測(cè)試，串?dāng)_明顯改善。圖像可以上到 1080P，，50米內(nèi)無(wú)拖尾，重影。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例。對(duì) 于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得 其他的附圖。
[0024] 圖1是本發(fā)明中VGA彳目號(hào)矩陣切換電路實(shí)施例的原理不意圖；
[0025] 圖中，1-VGA信號(hào)輸入端；2-第一運(yùn)放電路；21-第一集成運(yùn)算放大器；3-第二運(yùn) 放電路；31-第二集成運(yùn)算放大器。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0027] 如圖1所示實(shí)施例中VGA信號(hào)矩陣切換電路，包括8選1模擬開(kāi)關(guān)74HC4051，該 74HC4051的八個(gè)輸入引腳分別與VGA信號(hào)輸入端1連接，每個(gè)輸入引腳和VGA信號(hào)輸入端 1之間分別串聯(lián)電阻R1 ;74HC4051設(shè)有用于輸出VGA信號(hào)的OUT引腳。八個(gè)輸入引腳為Y0 引腳、Y1引腳、Y2引腳、Y3引腳、Y4引腳、Y5引腳、Y6引腳和Y7引腳。
[0028] 本實(shí)施例還包括單片機(jī)MCU，74HC4051的A引腳、B引腳和C引腳分別連接單片機(jī) MCU。
[0029] 74HC4051的VEE引腳外接-5V電壓，E引腳和GND引腳接地，所述-5V電壓、電容 C32和GND引腳串聯(lián)，電容C32接地。采用此結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)濾波功能，防止信號(hào)被干擾。
[0030] 作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)施例還包括用于放大電流的第一運(yùn)放電路2， VGA信號(hào)輸入端1通過(guò)該第一運(yùn)放電路2和電阻R1連接。第一運(yùn)放電路包括第一集成運(yùn) 算放大器21、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5。第一集成運(yùn)算放大器21包括第一同相 輸入端、第一反相輸入端和第一輸出端22 ;所述VGA信號(hào)輸入端1、電阻R2和第一同相輸 入端串聯(lián)；VGA信號(hào)輸入端、電阻R3、電阻R4和一反相輸入端串聯(lián)，電阻R3、電阻R4、電阻 R5和第一輸出端串聯(lián)，電阻R3和電阻R4之間接地。VGA信號(hào)通過(guò)第一運(yùn)放電路2 (電壓恒 定，電流放大）放大，通過(guò)R1電阻，能有效的降低信號(hào)返回造成的重影和拖尾現(xiàn)象，輸出給 74hc4051。如果不加運(yùn)放，74HC4051由于內(nèi)阻過(guò)大，會(huì)照成圖像銳度不夠，圖像切換后的效 果變的不清晰。
[0031] 為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)施例還包括用于放大電流的第二運(yùn)放電路3， 該第二運(yùn)放電路3和74HC4051的OUT引腳串聯(lián)。第二運(yùn)放電路包括第二集成運(yùn)算放大器 31、電阻R6和電阻R7 ;第二集成運(yùn)算放大器包括第二同相輸入端、第二反相輸入端和第二 輸出端；所述OUT引腳、電阻R6和第二同相輸入端串聯(lián)；OUT引腳和電阻R7串聯(lián)，R7接地。 74hc4051輸出后的VGA信號(hào)依然加一個(gè)電流放大的運(yùn)放，這樣避免由于74HC4051輸出功 率不夠在成的圖像失真。通過(guò)第二運(yùn)放電路3運(yùn)放后，圖像傳輸在50米內(nèi)（普通VGA線(xiàn)材） 沒(méi)有拖尾和重影。80米內(nèi)有輕微重影。此方法比ADI芯片獨(dú)立輸出10?15米內(nèi)有極大的 提升。
[0032] 本實(shí)施例VGA信號(hào)矩陣切換電路的其它結(jié)構(gòu)參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)。
[0033] 作為本實(shí)施例的進(jìn)一步說(shuō)明，現(xiàn)說(shuō)明VGA信號(hào)矩陣切換方法，包括：
[0034] 步驟1，將VGA信號(hào)通過(guò)第一運(yùn)放電路2后輸出；
[0035] 步驟2,第一運(yùn)放電路2的第一輸出端通過(guò)電阻R1連接到74HC4051的八個(gè)輸入引 腳，將步驟1輸出的VGA信號(hào)通過(guò)電阻R1輸入到74HC4051 ;同時(shí)，74HC4051的A引腳、B引 腳和C引腳分別連接單片機(jī)MCU，從而用單片機(jī)MCU控制74HC4051的OUT引腳輸出VGA信 號(hào)；
[0036] 步驟3,將步驟2輸出的VGA信號(hào)通過(guò)第二運(yùn)放電路3后輸出。
[0037] 本實(shí)施例采用以上結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0038] 1、本實(shí)施例結(jié)構(gòu)、方法簡(jiǎn)單，創(chuàng)造性的使用國(guó)內(nèi)外通用的普通模擬開(kāi)關(guān) 74HC4051 (國(guó)內(nèi)已經(jīng)量產(chǎn)芯片0. 3元/片）的級(jí)聯(lián)和外圍電路改造，利用元件的特性便捷的 實(shí)現(xiàn)對(duì)VGA信號(hào)矩陣切換，大大節(jié)省設(shè)備成本，生產(chǎn)上也更為便捷。
[0039] 2、采用了第一運(yùn)放電路2和第二運(yùn)放電路，在信號(hào)補(bǔ)償，圖像銳度等方面相比ADI 公司芯片有了更佳的效果。
[0040] 3、74HC4051級(jí)聯(lián)的方式完成8進(jìn)1出的切換，核心造價(jià)成本約為100元(含 74HC4051、運(yùn)放費(fèi)用和制板費(fèi)）；而采用ADI芯片實(shí)現(xiàn)同樣的功能，需要最少2片ADI芯片， 僅芯片成本就需940元；本發(fā)明可以打破ADI對(duì)模擬開(kāi)關(guān)芯片的壟斷，也極大的降低成本。
[0041] 4、本實(shí)施例采用以上結(jié)構(gòu)和方法，過(guò)實(shí)際測(cè)試，串?dāng)_明顯改善。圖像可以上到 1080P，，50米內(nèi)無(wú)拖尾，重影。
[0042] 本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變型不脫離本發(fā)明 的精神和范圍；倘若這些改動(dòng)和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā) 明也意圖包含這些改動(dòng)和變型。
【權(quán)利要求】
1. VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：包括8選1模擬開(kāi)關(guān)74HC4051，該74HC4051的 八個(gè)輸入引腳分別與VGA信號(hào)輸入端連接，每個(gè)輸入引腳和VGA信號(hào)輸入端之間分別串聯(lián) 電阻R1 ;74HC4051設(shè)有用于輸出VGA信號(hào)的OUT引腳。
2. 如權(quán)利要求1所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：還包括單片機(jī)MCU，所述 74HC4051的A引腳、B引腳和C引腳分別連接單片機(jī)MCU。
3. 如權(quán)利要求2所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：所述74HC4051的VEE引腳 外接-5V電壓，E引腳和GND引腳接地，所述-5V電壓、電容C32和GND引腳串聯(lián)，電容C32 接地。
4. 如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：還包括用于 放大電流的第一運(yùn)放電路，所述VGA信號(hào)輸入端通過(guò)該第一運(yùn)放電路和電阻R1連接。
5. 如權(quán)利要求4所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：所述第一運(yùn)放電路包括第 一集成運(yùn)算放大器、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5 ;第一集成運(yùn)算放大器包括第一同 相輸入端、第一反相輸入端和第一輸出端；所述VGA信號(hào)輸入端、電阻R2和第一同相輸入端 串聯(lián)；VGA信號(hào)輸入端、電阻R3、電阻R4和一反相輸入端串聯(lián)，電阻R3、電阻R4、電阻R5和 第一輸出端串聯(lián)，電阻R3和電阻R4之間接地。
6. 如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：還包括用于 放大電流的第二運(yùn)放電路，該第二運(yùn)放電路和所述74HC4051的所述OUT引腳串聯(lián)。
7. 如權(quán)利要求6所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：所述第二運(yùn)放電路包括第 二集成運(yùn)算放大器、電阻R6和電阻R7 ;第二集成運(yùn)算放大器包括第二同相輸入端、第二反 相輸入端和第二輸出端；所述OUT引腳、電阻R6和第二同相輸入端串聯(lián)；OUT引腳和電阻R7 串聯(lián)，R7接地。
8. 如權(quán)利要求1所述VGA信號(hào)矩陣切換電路，其特征在于：所述八個(gè)輸入引腳為Y0引 腳、Y1引腳、Y2引腳、Y3引腳、Y4引腳、Y5引腳、Y6引腳和Y7引腳。 9. VGA信號(hào)矩陣切換方法，其特征在于，包括： 步驟1,將VGA信號(hào)通過(guò)第一運(yùn)放電路后輸出； 步驟2,第一運(yùn)放電路的第一輸出端通過(guò)電阻R1連接到74HC4051的八個(gè)輸入引腳，將 步驟1輸出的VGA信號(hào)通過(guò)電阻R1輸入到74HC4051 ;同時(shí)，74HC4051的A引腳、B引腳和 C引腳分別連接單片機(jī)MCU，從而用單片機(jī)MCU控制74HC4051的OUT引腳輸出VGA信號(hào)； 步驟3,將步驟2輸出的VGA信號(hào)通過(guò)第二運(yùn)放電路后輸出。
10. 如權(quán)利要求9所述VGA信號(hào)矩陣切換方法，其特征在于：在所述步驟2中，所述八 個(gè)輸入引腳為Y0引腳、Y1引腳、Y2引腳、Y3引腳、Y4引腳、Y5引腳、Y6引腳和Y7引腳。
【文檔編號(hào)】H04N5/268GK104125413SQ201310157877
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月29日
【發(fā)明者】黃鎮(zhèn)海 申請(qǐng)人:廣州市北域電子科技有限公司