Vga信號矩陣切換電路和方法
【專利摘要】本發明公開了VGA信號矩陣切換電路和方法。所述VGA信號矩陣切換電路，包括8選1模擬開關74HC4051，該74HC4051的八個輸入引腳分別與VGA信號輸入端連接，每個輸入引腳和VGA信號輸入端之間分別串聯電阻R1；74HC4051設有用于輸出VGA信號的OUT引腳。本發明例結構、方法簡單，創造性的使用國內外通用的普通模擬開關74HC4051的級聯和外圍電路改造，利用元件的特性便捷的實現對VGA信號矩陣切換，大大節省設備成本，生產上也更為便捷。
【專利說明】VGA信號矩陣切換電路和方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及信號檢測【技術領域】，具體涉及VGA信號矩陣切換電路和方法。
【背景技術】
[0002] 傳統對VGA信號（VGA:VideoGraphicsArray，視頻圖形陣列）多路多出信號切換， 通常采用美國ADI公司芯片實現。如：AD8116AD8111等。美國ADI公司芯片的價格一直居 高不下。AD8116國內代理商價位470元/片。單片只能完成16路模擬信號輸入和16路模 擬信號輸出。其內部干擾、串擾也無法通過外部改造增減。ADI公司長期對矩陣行業形成價 格壟斷。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于公開了 VGA信號矩陣切換電路和方法，解決了現有VGA信號矩 陣切換技術為ADI公司芯片所壟斷，成本高，且無法減少干擾、串擾現象的問題。
[0004] 為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0005] VGA信號矩陣切換電路，包括8選1模擬開關74HC4051，該74HC4051的八個輸入 引腳分別與VGA信號輸入端連接，每個輸入引腳和VGA信號輸入端之間分別串聯電阻R1 ; 74HC4051設有用于輸出VGA信號的OUT引腳。
[0006] 進一步，還包括單片機MCU，所述74HC4051的A引腳、B引腳和C引腳分別連接單 片機MCU。
[0007] 進一步，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，電容C32接地。
[0008] 進一步，還包括用于放大電流的第一運放電路，所述VGA信號輸入端通過該第一 運放電路和電阻R1連接。
[0009] 進一步，所述第一運放電路包括第一集成運算放大器、電阻R2、電阻R3、電阻R4和 電阻R5 ;第一集成運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信號輸入端、電阻R2和第一同相輸入端串聯；VGA信號輸入端、電阻R3、電阻R4和一反 相輸入端串聯，電阻R3、電阻R4、電阻R5和第一輸出端串聯，電阻R3和電阻R4之間接地。
[0010] 進一步，還包括用于放大電流的第二運放電路，該第二運放電路和所述74HC4051 的所述OUT引腳串聯。
[0011] 進一步，所述第二運放電路包括第二集成運算放大器、電阻R6和電阻R7 ;第二集 成運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；OUT引腳和電阻R7串聯，R7接地。
[0012] 進一步，所述八個輸入引腳為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] 本發明還公開了 VGA信號矩陣切換方法，包括：
[0014] 步驟1，將VGA信號通過第一運放電路后輸出；
[0015] 步驟2,第一運放電路的第一輸出端通過電阻R1連接到74HC4051的八個輸入引 腳，將步驟1輸出的VGA信號通過電阻R1輸入到74HC4051 ;同時，74HC4051的A引腳、B引 腳和C引腳分別連接單片機MCU，從而用單片機MCU控制74HC4051的OUT引腳輸出VGA信 號；
[0016] 步驟3,將步驟2輸出的VGA信號通過第二運放電路后輸出。
[0017] 進一步，在所述步驟2中，所述八個輸入引腳為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] 與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
[0019] 1、本發明例結構、方法簡單，創造性的使用國內外通用的普通模擬開關 74HC4051 (國內已經量產芯片0. 3元/片）的級聯和外圍電路改造，利用元件的特性便捷的 實現對VGA信號矩陣切換，大大節省設備成本，生產上也更為便捷。
[0020] 2、采用了第一運放電路和第二運放電路，在信號補償，圖像銳度等方面相比ADI 公司芯片有了更佳的效果。
[0021] 3、74HC4051級聯的方式完成8進1出的切換，核心造價成本約為100元(含 74HC4051、運放費用和制板費）；而采用ADI芯片實現同樣的功能，需要最少2片ADI芯片， 僅芯片成本就需940元；本發明可以打破ADI對模擬開關芯片的壟斷，也極大的降低成本。
[0022] 4、本實施例采用以上結構和方法，過實際測試，串擾明顯改善。圖像可以上到 1080P，，50米內無拖尾，重影。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例。對 于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得 其他的附圖。
[0024] 圖1是本發明中VGA彳目號矩陣切換電路實施例的原理不意圖；
[0025] 圖中，1-VGA信號輸入端；2-第一運放電路；21-第一集成運算放大器；3-第二運 放電路；31-第二集成運算放大器。
【具體實施方式】
[0026] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0027] 如圖1所示實施例中VGA信號矩陣切換電路，包括8選1模擬開關74HC4051，該 74HC4051的八個輸入引腳分別與VGA信號輸入端1連接，每個輸入引腳和VGA信號輸入端 1之間分別串聯電阻R1 ;74HC4051設有用于輸出VGA信號的OUT引腳。八個輸入引腳為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] 本實施例還包括單片機MCU，74HC4051的A引腳、B引腳和C引腳分別連接單片機 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，電容C32接地。采用此結構，實現濾波功能，防止信號被干擾。
[0030] 作為對本實施例的進一步改進，本實施例還包括用于放大電流的第一運放電路2， VGA信號輸入端1通過該第一運放電路2和電阻R1連接。第一運放電路包括第一集成運 算放大器21、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5。第一集成運算放大器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信號輸入端1、電阻R2和第一同相輸 入端串聯；VGA信號輸入端、電阻R3、電阻R4和一反相輸入端串聯，電阻R3、電阻R4、電阻 R5和第一輸出端串聯，電阻R3和電阻R4之間接地。VGA信號通過第一運放電路2 (電壓恒 定，電流放大）放大，通過R1電阻，能有效的降低信號返回造成的重影和拖尾現象，輸出給 74hc4051。如果不加運放，74HC4051由于內阻過大，會照成圖像銳度不夠，圖像切換后的效 果變的不清晰。
[0031] 為對本實施例的進一步改進，本實施例還包括用于放大電流的第二運放電路3， 該第二運放電路3和74HC4051的OUT引腳串聯。第二運放電路包括第二集成運算放大器 31、電阻R6和電阻R7 ;第二集成運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；OUT引腳和電阻R7串聯，R7接地。 74hc4051輸出后的VGA信號依然加一個電流放大的運放，這樣避免由于74HC4051輸出功 率不夠在成的圖像失真。通過第二運放電路3運放后，圖像傳輸在50米內（普通VGA線材） 沒有拖尾和重影。80米內有輕微重影。此方法比ADI芯片獨立輸出10?15米內有極大的 提升。
[0032] 本實施例VGA信號矩陣切換電路的其它結構參見現有技術。
[0033] 作為本實施例的進一步說明，現說明VGA信號矩陣切換方法，包括：
[0034] 步驟1，將VGA信號通過第一運放電路2后輸出；
[0035] 步驟2,第一運放電路2的第一輸出端通過電阻R1連接到74HC4051的八個輸入引 腳，將步驟1輸出的VGA信號通過電阻R1輸入到74HC4051 ;同時，74HC4051的A引腳、B引 腳和C引腳分別連接單片機MCU，從而用單片機MCU控制74HC4051的OUT引腳輸出VGA信 號；
[0036] 步驟3,將步驟2輸出的VGA信號通過第二運放電路3后輸出。
[0037] 本實施例采用以上結構，具有如下優點：
[0038] 1、本實施例結構、方法簡單，創造性的使用國內外通用的普通模擬開關 74HC4051 (國內已經量產芯片0. 3元/片）的級聯和外圍電路改造，利用元件的特性便捷的 實現對VGA信號矩陣切換，大大節省設備成本，生產上也更為便捷。
[0039] 2、采用了第一運放電路2和第二運放電路，在信號補償，圖像銳度等方面相比ADI 公司芯片有了更佳的效果。
[0040] 3、74HC4051級聯的方式完成8進1出的切換，核心造價成本約為100元(含 74HC4051、運放費用和制板費）；而采用ADI芯片實現同樣的功能，需要最少2片ADI芯片， 僅芯片成本就需940元；本發明可以打破ADI對模擬開關芯片的壟斷，也極大的降低成本。
[0041] 4、本實施例采用以上結構和方法，過實際測試，串擾明顯改善。圖像可以上到 1080P，，50米內無拖尾，重影。
[0042] 本發明并不局限于上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變型不脫離本發明 的精神和范圍；倘若這些改動和變型屬于本發明的權利要求和等同技術范圍之內，則本發 明也意圖包含這些改動和變型。
【權利要求】
1. VGA信號矩陣切換電路，其特征在于：包括8選1模擬開關74HC4051，該74HC4051的 八個輸入引腳分別與VGA信號輸入端連接，每個輸入引腳和VGA信號輸入端之間分別串聯 電阻R1 ;74HC4051設有用于輸出VGA信號的OUT引腳。
2. 如權利要求1所述VGA信號矩陣切換電路，其特征在于：還包括單片機MCU，所述 74HC4051的A引腳、B引腳和C引腳分別連接單片機MCU。
3. 如權利要求2所述VGA信號矩陣切換電路，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，電容C32 接地。
4. 如權利要求1至3任意一項所述VGA信號矩陣切換電路，其特征在于：還包括用于 放大電流的第一運放電路，所述VGA信號輸入端通過該第一運放電路和電阻R1連接。
5. 如權利要求4所述VGA信號矩陣切換電路，其特征在于：所述第一運放電路包括第 一集成運算放大器、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5 ;第一集成運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信號輸入端、電阻R2和第一同相輸入端 串聯；VGA信號輸入端、電阻R3、電阻R4和一反相輸入端串聯，電阻R3、電阻R4、電阻R5和 第一輸出端串聯，電阻R3和電阻R4之間接地。
6. 如權利要求1至3任意一項所述VGA信號矩陣切換電路，其特征在于：還包括用于 放大電流的第二運放電路，該第二運放電路和所述74HC4051的所述OUT引腳串聯。
7. 如權利要求6所述VGA信號矩陣切換電路，其特征在于：所述第二運放電路包括第 二集成運算放大器、電阻R6和電阻R7 ;第二集成運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；OUT引腳和電阻R7 串聯，R7接地。
8. 如權利要求1所述VGA信號矩陣切換電路，其特征在于：所述八個輸入引腳為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信號矩陣切換方法，其特征在于，包括： 步驟1,將VGA信號通過第一運放電路后輸出； 步驟2,第一運放電路的第一輸出端通過電阻R1連接到74HC4051的八個輸入引腳，將 步驟1輸出的VGA信號通過電阻R1輸入到74HC4051 ;同時，74HC4051的A引腳、B引腳和 C引腳分別連接單片機MCU，從而用單片機MCU控制74HC4051的OUT引腳輸出VGA信號； 步驟3,將步驟2輸出的VGA信號通過第二運放電路后輸出。
10. 如權利要求9所述VGA信號矩陣切換方法，其特征在于：在所述步驟2中，所述八 個輸入引腳為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】H04N5/268GK104125413SQ201310157877
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月29日 優先權日:2013年4月29日
【發明者】黃鎮海 申請人:廣州市北域電子科技有限公司