專利名稱：一種視頻信號輸入電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種視頻信號輸入電路。
背景技術：
在單電源供電的視頻信號處理電路中，會引入輸出DC (直流)失調電平，因此一般采用視頻信號的交流耦合。信號的DC電平在設定圖像亮度之后進行重建，并確保信號落在下一級的線性工作區內，這種操作被稱作“偏置”，根據視頻信號波形以及偏置點所需的精度和穩定性，可以采用不同的電路。音頻信號等正弦波信號可以使用阻容(RC)耦合來建立穩定的偏置電壓。但是S視頻(S-Video)中只有色度信號(C)近似于一個正弦波。亮度(Y)、復合信號(Cvbs)和RGB 都是復雜波形，從一個參考電平沿著一個方向變化，而在參考電平以下還可以疊加一個同步波形。這種信號需要一種專門用于視頻信號的偏置方法，被稱作箝位，因為它將信號的一個極值“箝位”在基準電壓，而另一個極值仍可以變化。圖I所示為現有的一種鉗位電路，專利號申請號為201010167197的《視頻信號輸入電路》中的方案，包括把在視頻信號中包含的同步脈沖頂部的電壓固定為規定電壓的鉗位電路(210)，用于決定與后級電路201的連接點的動作點的電平移位電路(220)，以及抑制輸入端子(INl)的電壓上升的微小電流源(230)。該電路有很多缺陷，在沒有負電壓輸入時，該部分電路對視頻信號不是全透明的；DC點的設置固定受限制；該部分對系統的電源抑制比(PSRR)性能的影響較大，不容易提高；在進行鉗位功能時，驅動能力非常有限。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種視頻信號輸入電路，實現對輸入視頻同步脈沖頂部的鉗位，在交流耦合輸入形式時建立信號直流電平的偏置并在負電壓輸入時對直流電平進行自動調節。實現上述目的的技術方案是—種視頻信號輸入電路，由一電源(VDD)供電，包括輸入視頻信號的輸入端子 (IN)、相接于第二節點(L2)的鉗位電壓點設置模塊(101)、降壓放電通路模塊(102)、輸出點保護模塊(103)和鉗位升壓拉電流模塊(104)，以及鉗位升壓加強和保護模塊(105)，其中，所述鉗位電壓點設置模塊(101)包括第一至第四NMOS管、第一電流源(12)、第二電流源(13)和一電壓源(15)，其中第一 NMOS管⑴的源極與第二 NMOS管⑵的漏極相連；第WOS管⑴的的漏極連接第一電流源(12)；第三NMOS管⑶的源極與第四NMOS管⑷的漏極相連；第三NMOS管⑶的漏極連接第二電流源(13)；第一 NMOS管⑴的柵極與第三NMOS管(3)的刪極均與電壓源(15)相連；[0012]第一 NMOS管⑴的漏極、第二 NMOS管⑵的柵極和第四NMOS管⑷的柵極相接于第一節點(LI)；所述鉗位升壓拉電流模塊(104)包括第一 PMOS管(9)和第一電阻(10)，其中 第一 PMOS管(9)，其源極連接所述電源(VDD)，柵極與第三NMOS管(3)的漏極相接于第三節點(L3)，漏極連接所述輸入端子(IN)和第一電阻(10)的一端；所述第一電阻(10)的另一端與第四NMOS管(4)的源極相接于第二節點(L2)；所述降壓放電通路模塊(102)用于對輸入端子(IN)進行放電；所述輸出點保護模塊(103)對第二節點(L2)的電壓進行低位限制；所述鉗位升壓加強和保護模塊(105)連接于第三節點(L3)，用于對第二電流源
(13)的補充，以及對第三節點(L3)的電位進行鉗位。上述的視頻信號輸入電路，其中，所述鉗位升壓加強和保護模塊(105)包括第二 PMOS管(7)和第三PMOS管(8)，其中第二 PMOS管(7)，其源極連接所述電源(VDD)，柵極與漏極均與第三PMOS管⑶ 的源極相連；第三PMOS管⑶的柵極和漏極均接于第三節點(L3)。上述的視頻信號輸入電路，其中，所述降壓放電通路模塊(102)包括串聯的第二電阻(5)和電流漏(14)，其中第二電阻(5)接于第二節點(L2)，電流漏(14)接地。上述的視頻信號輸入電路，其中，所述輸出點保護模塊(103)包括第五NMOS管
(11)，該第五NMOS管(11)的漏極接于第二節點(L2)，柵極和源極均接地。上述的視頻信號輸入電路，其中，所述鉗位電壓點設置模塊(101)還包括第一電容(6)，該第一電容(6)的一端連接所述電源(VDD)，另一端接于第三節點(L3)。上述的視頻信號輸入電路，其中，所述第一 NMOS管(I)和第二 NMOS管(2)均為二極管連接的NMOS管；所述第二 PMOS管(7)和第三PMOS管(8)均為二極管連接的的PMOS 管；所述第五NMOS管(11)為反向二極管連接的NMOS管。本實用新型的有益效果本實用新型實現對輸入視頻同步脈沖頂部的鉗位，在交流耦合輸入形式時建立信號直流電平的偏置并在負電壓輸入時對直流電平進行自動調節。 具體地講，在直流輸入形式工作時，輸入電平在0-1. 4V范圍內，此時本實用新型電路模塊不工作，對輸入信號實現全透明；在交流耦合輸入形式工作時，輸入電平大于零伏時，鉗位功能仍然不工作，提供直流工作點；在交流耦合輸入形式工作時，輸入電平小于零伏時，電路鉗位功能使能，并實現了電路工作點的自動調節功能。
圖I是現有技術的一種鉗位電路的電路圖；圖2是本實用新型的視頻信號輸入電路的電路結構圖；圖3是本實用新型的視頻信號輸入電路應用于交流耦合輸入時的示意圖；圖4是本實用新型的視頻信號輸入電路應用于直流耦合輸入時的示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。[0030]請參閱圖2，本實用新型的視頻信號輸入電路200，由一電源VDD供電，連接在前級設備201和后級電路202之間，前級設備201和后級電路202之間還連接有第二電容16。本實用新型的視頻信號輸入電路200包括輸入視頻信號的輸入端子IN、相接于第二節點L2的鉗位電壓點設置模塊101、降壓放電通路模塊102、輸出點保護模塊103和鉗位升壓拉電流模塊104，以及鉗位升壓加強和保護模塊105，其中，鉗位電壓點設置模塊101包括第一至第四NMOS管1_4、第一電流源12、第二電流源13、電壓源15和第一電容6,其中第一 NMOS管I的源極與第二 NMOS管2的漏極相連；第NMOS管I的的漏極連接第一電流源12 ；第三NMOS管3的源極與第四NMOS管4的漏極相連；第三NMOS管3的漏極連接第二電流源13 ；
第一 NM0S管1的柵極和第三NM0S管3的刪極均與電壓源15相連；第一 NM0S管1的漏極、第二 NM0S管2的柵極和第四NM0S管4的柵極相接于第一 節點L1 ；第一電容6的一端連接電源VDD，另一端連接第三NM0S管3的漏極，即接于第三節 點L3 ；鉗位升壓拉電流模塊104包括第一 PM0S管9和第一電阻10，其中第一 PM0S管9的源極連接電源VDD，其柵極與第三NM0S管3的漏極相接于第三節 點L3，其漏極連接輸入端子IN和第一電阻10的一端，該第一電阻10的另一端與第四NM0S 管4的源極相接于第二節點L2 ；
對于第四NMOS管4而言，當VLI-VL2 > VTH4時，第四NMOS管4導通，也即VLI-VTH4 > VL2。其中，VLl指第一節點LI的偏置電壓，VL2指第二節點L2的偏置電壓，VTH4指第四NMOS管4的導通閾值電壓。因此，通過設計可以調節VLl，使得輸入電壓低于某一電壓值時第四NMOS管4導通，從而實現鉗位電壓點的設置。鉗位升壓拉電流模塊104在本電路進入鉗位功能使能狀態時，能夠快速對輸入端子IN進行大電流充電，保證輸入端子IN迅速鉗位到預期電壓值；同時，鉗位升壓拉電流模塊104與第三、第四NMOS管3、4組成負反饋環路，在進行鉗位工作時，能夠保證穩定的工作。降壓放電通路模塊102包括串聯的第二電阻5和電流漏14，其中第二電阻5接于第二節點L2，電流漏14接地；當輸入端子IN因為輸入鉗位而將直流電平拉高，等輸入視頻信號恢復正常正電壓輸入以后，需要對輸入端子IN進行放電以將該輸入端子IN的直流電壓降到需要的電平，降壓放電通路模塊102實現降壓放電功能。輸出點保護模塊103包括第五NMOS管11，該第五NMOS管11的漏極接于第二節點 L2，柵極和源極均接地。輸出點保護模塊103對第二節點L2的電壓進行低位限制。鉗位升壓加強和保護模塊105包括第二 PMOS管7和第三PMOS管8，其中第二 PMOS管7的源極連接電源VDD，柵極與漏極均與第三PMOS管8的源極相連；第三PMOS管 8的柵極和漏極均接于第三節點L3。鉗位升壓加強和保護模塊105有兩個作用，一是在進行鉗位時第四NMOS管4導通后，作為對第二電流源13的補充，使得電路迅速進入正常的工作狀態，二是對第三節點L3的電位進行鉗位，電路進入鉗位工作狀態以后，第三節點L3的電壓VL3被迅速的鉗位在VDD-2*Vgs電壓處，其中，VDD指電源VDD的電壓，此處假設第二 PMOS管7和第三PMOS管8的源柵電壓相等，均為Vgs。從而使得本電路在鉗位狀態時，輸出電流保持穩定在最大值處，對電路起限流的作用。在本實施例總，第一 NMOS管I和第二 NMOS管2均為二極管連接的NMOS管；第二 PMOS管7和第三PMOS管8均為二極管連接的的PMOS管；第五NMOS管11為反向二極管連接的NMOS管。請參閱圖3，為本實用新型應用于交流耦合輸入時的示意圖。請參閱圖4，為本實用新型應用于直流耦合輸入時的示意圖。電容16、17、18為交流耦合電容，201、301、401為前級設備，200、300、400為本實用新型的視頻信號輸入電路，202、302、402為后級信號處理電路。其中，電容16、17、18的典型應用值為O. IuF,電阻19、20、21、22、23、24的典型應用值為75歐姆，電容25、26、27的典型應用值為220uF。此時，當輸入視頻信號明確限定在0-1. 4V區間內時，可以采用直流耦合工作模式。此時本實用新型的視頻信號輸入電路對輸入的視頻信號是全透明的，鉗位功能關斷；當交流耦合輸入時，若信號幅度仍然在0-1. 4伏范圍內時，鉗位功能仍然關斷，但是本實用新型的視頻信號輸入電路為輸入視頻信號提供直流電平；當交流耦合輸入時，若信號幅度低于零，或者說視頻信號同步脈沖頂部出現時，鉗位功能打開，并自動調節輸入視頻信號的直流電平。一般情況下降視頻信號同步脈沖頂部設置為稍低于零的位置。綜上所述，本實用新型實現對輸入視頻同步脈沖頂部的鉗位，在交流耦合輸入形式時建立信號直流電平的偏置并在負電壓輸入時對直流電平進行自動調節。同時，本實用新型結構簡單，易于實現，成本低廉。以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本實用新型的范疇，應由各權利要求所限定。
權利要求1.一種視頻信號輸入電路，由一電源(VDD)供電，其特征在于，包括輸入視頻信號的輸入端子(IN)、相接于第二節點(L2)的鉗位電壓點設置模塊(101)、降壓放電通路模塊 (102)、輸出點保護模塊(103)和鉗位升壓拉電流模塊(104)，以及鉗位升壓加強和保護模塊(105)，其中，所述鉗位電壓點設置模塊(101)包括第一至第四NMOS管、第一電流源(12)、第二電流源(13)和一電壓源(15),其中第一 NMOS管⑴的源極與第二 NMOS管⑵的漏極相連；第NMOS管⑴的的漏極連接第一電流源(12)；第三NMOS管(3)的源極與第四NMOS管(4)的漏極相連；第三NMOS管(3)的漏極連接第二電流源(13)；第一 NMOS管⑴的柵極與第三NMOS管(3)的刪極均與電壓源(15)相連；第一 NMOS管⑴的漏極、第二 NMOS管⑵的柵極和第四NMOS管(4)的柵極相接于第一節點(LI)；所述鉗位升壓拉電流模塊(104)包括第一 PMOS管(9)和第一電阻(10)，其中第一 PMOS管(9)，其源極連接所述電源(VDD)，柵極與第三NMOS管(3)的漏極相接于第三節點 (L3)，漏極連接所述輸入端子(IN)和第一電阻(10)的一端；所述第一電阻(10)的另一端與第四NMOS管(4)的源極相接于第二節點(L2)；所述降壓放電通路模塊(102)用于對輸入端子(IN)進行放電；所述輸出點保護模塊(103)對第二節點(L2)的電壓進行低位限制；所述鉗位升壓加強和保護模塊(105)連接于第三節點(L3)，用于對第二電流源(13)的補充，以及對第三節點(L3)的電位進行鉗位。
2.根據權利要求I所述的視頻信號輸入電路，其特征在于，所述鉗位升壓加強和保護模塊(105)包括第二 PMOS管(7)和第三PMOS管(8)，其中第二 PMOS管(7)，其源極連接所述電源(VDD)，柵極與漏極均與第三PMOS管(8)的源極相連；第三PMOS管(8)的柵極和漏極均接于第三節點(L3)。
3.根據權利要求I或2所述的視頻信號輸入電路，其特征在于，所述降壓放電通路模塊 (102)包括串聯的第二電阻(5)和電流漏(14)，其中第二電阻(5)接于第二節點(L2)，電流漏(14)接地。
4.根據權利要求3所述的視頻信號輸入電路，其特征在于，所述輸出點保護模塊(103) 包括第五NMOS管(11)，該第五NMOS管(11)的漏極接于第二節點(L2)，柵極和源極均接地。
5.根據權利要求I所述的視頻信號輸入電路，其特征在于，所述鉗位電壓點設置模塊 (101)還包括第一電容￠)，該第一電容(6)的一端連接所述電源(VDD)，另一端接于第三節點(L3)。
6.根據權利要求4所述的視頻信號輸入電路，其特征在于，所述第一NMOS管(I)和第二 NMOS管(2)均為二極管連接的NMOS管；所述第二 PMOS管(7)和第三PMOS管(8)均為二極管連接的的PMOS管；所述第五NMOS管(11)為反向二極管連接的NMOS管。
專利摘要本實用新型公開了一種視頻信號輸入電路，包括輸入視頻信號的輸入端子、相接于第二節點的鉗位電壓點設置模塊、降壓放電通路模塊、輸出點保護模塊和鉗位升壓拉電流模塊，以及接于第三節點的鉗位升壓加強和保護模塊，其中，鉗位電壓點設置模塊實現鉗位電壓點的設置；所述降壓放電通路模塊用于對輸入端子進行放電；所述輸出點保護模塊對第二節點的電壓進行低位限制；所述鉗位升壓加強和保護模塊用于對鉗位電壓點設置模塊中的第二電流源的補充，以及對第三節點的電位進行鉗位。本實用新型實現對輸入視頻同步脈沖頂部的鉗位，在交流耦合輸入形式時建立信號直流電平的偏置并在負電壓輸入時對直流電平進行自動調節。
文檔編號H04N5/18GK202353659SQ20112051822
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者趙海亮 申請人:上海貝嶺股份有限公司