VGA矩阵切换器（讯威）

VGA矩阵切换器简介VGA矩阵切换器的英文名称为VGA Matrix. 该矩阵用于表示各种相关数据，例如统计数据. VGA矩阵切换器也称为VGA矩阵切换器. 在广播业和显示控制业中，矩阵切换器的应用正变得越来越流行. 本文主要讨论模拟信号（视频，音频，VGA信号）矩阵切换器的一些问题，因为信号格式，电路形式，主要指标和模拟信号的主要问题基本相同. 当然，不同的带宽，阻抗等会有一些差异，但是它们可以被归类为一种类型的问题，并且数字矩阵在电路形式等方面类似于模拟方法. 差异很大，所以我们分开讨论. 矩阵切换器的概念和功能矩阵切换器的概念指的是高数量的线性代数的概念，在有多个输入的情况下通常指的是多个输出选项，形成下图所示的矩阵结构，每个输出可以如果是具有不同输入信号的“短连接”，则每个输出只能连接到一个输入，但是一个输入可以（同时）连接到不同的输出，例如: 输出1 =输入1，输出2 =输入2 ，输出3 =输出4 =输入3，换句话说，可以在输入中“独立”选择每个输出，而不必关心其他通道的输出，也就是说，它可以不同于其他输出或相同. 例如，有8个独立的输出，可以在8个输入中选择每个输出，或者有一个独立的8个可以选择1，但是8个输入是相同的.

通常与此混淆的是分配的概念. 例如，8 4是指从8个输入中选择1个输出并将其分配给4个相同的输出，尽管外观上有4个输出. 但是这四个输出是相同的，不是独立的. 通常，将形成MN的结构称为矩阵，将M1的结构称为切换器或选择器. 实际上，只有N = 1，在讨论时我们将其视为矩阵. 在输入多通道信号的情况下，矩阵切换器的功能是独立选择多个（包括1个）信号进行输出，以完成信号选择. 选择矩阵切换原理和技术指标的方法有很多. 有很多选择电路切换原理的方法. 最简单的方法是直接连接信号线（例如接线板），然后手动将输出信号线跳到输入信号线. 完成选择，或使用键开关完成打开和关闭. 当然，这是手动操作，机械操作，并且没有指示器之类的技术问题，因此不作为矩阵开关进行讨论. 第二种方式，继电器也可以用来完成选择，利用电平来控制继电器的通断，可以完成输出线与输入信号之间的断开和连接，也可以完成信号的选择. . 第三种方式是基于电路的. 原理是利用芯片内部电路的通断来接通和关断，并通过电平控制信号选择. 中继方法和芯片方法各有优缺点. 继电器模式: 如果不考虑输入匹配和输出驱动电路部分，则与通过物理触点连接和断开的连接模式一致. 从这个角度来看，没有索引概念（最多有接触电阻和响应时间），因此技术指标好，价格低. 缺点是稳定性差. 毕竟，这取决于身体的接触. 继电器有一定寿命. 原则上，平均有80,000次无故障运行，并且在运行过程中会产生噪音. ，由于电路板布线的原因，无法制作的规模很大而且不是高端.

芯片方法: 由于电路是通断的，所以芯片本身具有技术指标（输入匹配且输出驱动器相同时），因此，为确保技术指标，必须选择专用的开关芯片，因此价格较高，但具有良好的稳定性，因此可以形成的基质更大. 矩阵切换应保证的技术指标矩阵切换器所需的技术指标根据不同的应用领域而有所不同. 以广播电视业为例，为了确保终端的显示质量，广播电视业将为从摄像机到电视的整个信号传输过程分配技术指标，并切换和分配模拟信号. 矩阵. 技术指标如下: GB / T14236-93和我公司的MCON-128 * 32示例指标: 国标中日常使用的最重要的指标如下: 随机信噪比: 信号通过任何设备由于引入了“噪音”，将导致质量下降. 比率是指信号与所产生的噪声的比率. 值越大，引入的噪声越小. 对于视频信号，信噪比（在6MHZ以内）至少需要65dB. 幅频特性: 当信号通过设备时，各种频率的信号将具有不同的衰减. 通常，频率越高，衰减越大. 对于视频信号，通常不使用带宽（频率衰减为3dB）的概念. 它采用6MHZ频谱中的最大衰减（视频信号的频谱在6MHZ之内）. 该标准要求不超过0.2dB. 如果考虑音频调制，则在8MHZ中音频调制不应超过0.5dB.

通道间串扰: 由于空间辐射和功率波动，同一设备中的多个信号会相互干扰，这称为串扰. 串扰不能大于-55dB. 根据不同的应用，对指示器的要求在监视行业中: 在监视行业中，由于信号仅通过摄像机，传输（通常是基带传输），控制和显示，并且在显示期间图像质量相对较低. ，只要您可以看到“清除”，“不用于重新广播”等等. 因此，监视行业要求矩阵具有多种功能（带有PTZ控制，警报等）和低指示器. 这个行业对矩阵指标没有明确和强制性的要求. 广播电视和电视会议，广播电视不必多说，它们必须符合国家标准. 根据广播级标准的要求，值得一提的是，在视频会议领域，视频信号必须进行传输，录制和重播，观众对图像质量的要求更高. 因此，应该选择广播级指示器而不是监视产品. 在VGA信号应用中，由于VGA信号的带宽较大且同时传输五个信号（R，G，B，H，V），因此每个通道的指示器要求尽可能高（应满足以下要求） （6MHZ内的广播电视），并且必须保持一致，并应符合广播级组件设备的技术要求. 但是，由于VGA信号切换没有像广播和电视那样广泛使用，并且涉及大量用户，因此没有强制性的索引标准. VGA矩阵的开发与设计VGA矩阵的RGB交叉矩阵主要采用American Analog Devices生产的AD8108 / AD8109，不仅集成了许多分立元件实现的功能，而且使用寿命长，电磁兼容性好，可扩展性； VGA矩阵的行的场交叉是一种数字信号，大多数制造商使用CPLD可编程逻辑器件.

1）AD8108 / AD8109的工作原理AD8108（G = 1）和AD8109（G = 2）具有相同的内核. 它的容量为88. 它主要由32位移位寄存器，并行锁存器，，64点切换矩阵和输出缓冲器组成. AD8108 / AD8109具有两种控制方法，它们都使用芯片中的32位移位寄存器来控制8个通道. 输入和8个输出进行切换以进行控制. 低电平时，选择串行模式. 在此模式下，将以默认顺序确定输出端口，而无需输入地址. AD8108 / AD8109的输出端口对应于4位数据，即D3〜DO. 其中，D3用于阻止或启用输出端口. D3，D2〜DO无效时，对应的输出端口被阻塞. D2〜D​​O用于确定连接到某个输出端口的输入端口. DATAIN由CLK信号的下降沿驱动，并发送OUT7 [D3]，OUT7 [D2]，OUT7 [D1]，OUT7 [D0]，...，OUT0 [D3]，OUT0 [D2]，OUT0 [Dl ]，OUT0依次[D0]将数据传输到芯片中的32位移位寄存器，并且移位寄存器控制输入信号和输出信号之间的相应切换关系. 输入所有32bit数据后，CLK信号停止并变为低电平，并且根据刚输入的32bit数据切换矩阵的输入和输出.

如果未停止CLK信号，则开关矩阵数据将动态变化. 变为高电平时，将锁存32位数据. 串行模式的特点是使用较少的控制信号，但速度较慢: 同时，每次更改输入和输出配置时，都必须提供32位串行数据，以便整个矩阵数据可以更改: 此外，串行数据输出端子也可以为构建大容量矩阵切换器提供便利. 这时，只有一个芯片的DATAOUT端连接到另一芯片的DATIN，而其他芯片（例如CLK 、、、、、、、、、、、、、、）应并联. 高的时候. 选择并行模式. 在这种模式下，当它为低电平，设置为高电平并且在CLK的下降沿时，包括A2〜A0，D3〜DO在内的引脚上的逻辑值将被加载4位并行功能. 32位移位寄存器. 至于32位移位寄存器的哪个4位单元装载有4位数据D3〜D0，则由A2〜A0确定. A2〜A0将32位移位寄存器分为8位单元段，每个4位单元段对应一个输出缓冲区. 低电平时，上述移位寄存器的内容进入并行锁存模块，然后经过8x4: 8解码，可以控制开关矩阵实现由D3，D2〜D0，A2〜A0确定的8个输入. 到8个输出中的任何一个. 并行模式的特点: 首先，它使用许多控制信号，但是速度很快；其次，当更改单个输出通道的工作模式时，无需重新编程整个开关矩阵.

2）时序和控制逻辑编程AD8108 / AD8109的信号通道带宽不小于250MHz（-3dB），高于计算机视频信号和许多雷达视频脉冲的带宽，因此可用于复合视频，分量视频和压缩视频等待许多宽带信号切换；芯片将输出缓冲器集成在芯片中，减少了寄生电容，使其具有更强的抗干扰能力. 该高密度集成模块更便于集成视频矩阵切换电路: 该器件具有串行或并行两种控制模式，其控制相对简单，驱动能力强，可驱动150Ω负载. 此外，该芯片功耗低，工作电流仅为45mA，并具有输出禁止功能，可以直接连接多个芯片的输出. 3）控制逻辑的编程串行工作模式通常使用引脚CLK，DATIN和. 第一步是在低电平有效时将其设置为低电平，以使其在串行模式下工作. 第二步是串行输入32位数据以完成输入和输出配置的更改. 每个输出端口对应一个4bit的位（D3〜DO，D3首先输入，如果D3为低电平，则对应的输出被阻塞，后面的D2〜D0无意义），总共8个输出端口，第8个数据首先输入输出端口的端口；第三步，当所有32位数据输入完毕后，停止CLK信号，转为低电平，并根据刚输入的32位数据切换矩阵的输入和输出配置.

如果在低电平期间CLK信号未停止，则为

. 然后，开关矩阵数据动态变化. 第四步是变为高电平，并锁存32位数据. 应当注意，如果多个AD8108 / AD8109器件级联，则一次更改所需的位数是32个器件的乘积. 串行数据首先进入第一个芯片的DATIN，然后依次进入其他芯片，直到最后一个芯片. 因此，最后一个芯片的数据是编程序列的前端. 并行工作模式仅允许一次更改一个输出端口的配置. 由于更改仅需一个CLK周期，因此更改速度大大提高. 并行工作模式需要引脚CLK，D3-D0，A2〜A0和. 第一步是将高电平设置为在低电平有效时以并行模式工作. 第二步是设置高电平，同时设置输出地址A2〜A0和输入地址D2〜DO和输出使能端D3，以便将4位数据D3〜D0装入某个4位. 由A2〜A0确定的32位移位寄存器中的位单元段. 在第三步中，将终端设置为低电平. 将32位移位寄存器中的数据锁存到并行寄存器中，并在8x4: 8解码后，控制矩阵完成切换. 要考虑的重要一点是，复位信号无法复位AD8108 / AD8109中的所有寄存器，但是开关矩阵的所有输出通道都设置为禁用状态，并且寄存器中的开关逻辑仍然处于随机状态. 安排.

因此，无论是串行模式还是并行模式，都必须在初始上电后将所有移位寄存器编程为所需状态. 矩阵切换器选择类型选择，广播级产品应用于广播和视频会议应用，监视产品可用于监视应用，并且VGA信号（某些人也将其视为视频）应使用VGA信号矩阵. 大小选择在项目中，音频信号，视频信号和VGA信号应视为三种不同的媒体. 通常，会有更多的音频信号，例如麦克风，CD和光盘播放器音频. 但是，考虑到通常只有一组功率放大器和扬声器，最多只能在功率放大器之前添加一级混音器进行混音. 因此，音频矩阵的输出将不会很大. 例如，可以是328或648，但是不必选择3​​232或6464. 除非是广播和视频会议传输，否则每个视频通道都必须具有音频同步传输. 在设计计划时，信号源的数量相对容易确定. 查看有多少个信号源，确定矩阵输入的数量，但应考虑独立输出通道的数量，这由系统的工作模式确定. ，有时在几个显示设备之间可能只有一种分配关系（总是彼此一致，而不是独立的），那么您可以考虑占用一个输出端口并添加一个分配器. 如果这些设备很可能是独立的，则每个设备都应占据一个独立的输出端口. 矩阵切换器是传输系统的一部分. 有关发生的主要问题，请参阅“工程中的常见问题和解决方案”一书. 原理是相同的，但是有几种生成机制. 只要现象能够被识别和解决，方向就不会有大问题.

更特别的一种是使用小规模矩阵来形成大问题. 例如，当使用6432形成12832时，不能使用两个6432形成12864. 这仍然是分组的概念，而使用3个6432形成12832. 如下图所示，这是a的概念全矩阵，因此组合使用时应区分分组和全矩阵之间的区别（全矩阵意味着每个输出端口都可以从所有输入中选择，并且彼此独立）. 制造商的选择有许多制造商生产具有不同标称指标的矩阵. 由于这类设备不是实验室原型而是工程应用产品，因此工程中的适用性和可靠性问题非常重要. 项目现场条件不同. 在产品成熟过程中，需要进行连续的工程检查，发现问题并及时加以改善. 因此，产品的成熟过程相对较长. 常见的情况是: 在现场使用某些品牌的产品，项目中会有一些技术问题，使用其他品牌的产品可以解决. 不是前一个品牌产品有很多错误，而是其适用性不如后一个品牌产品. 用外行的话说，学费还没有付. 足够多的是，没有遇到太多的问题，并且在产品设计中存在考虑不周的产品，因此我选择的生产公司的产品，因为它的产品相对成熟. 制造商的名义指示器，尤其是VGA信号产品，矩阵设备是显示的核心设备. 如果存在问题，那将是一个全局性问题，它将使整个系统瘫痪. 因此，稳定性和可靠性是压倒性的. 我宁愿付出高昂的代价. 即使索引较低，也必须保持一点稳定可靠.

在技术支持方面，项目现场遇到的问题千奇百怪，制造商的技术支持能力是一个非常重要的指标，独立的研发能力，对问题机理的正确理解，强大的产品适用性，稳定性和可靠性，与具有强大现场解决方案能力的制造商合作，例如: 成都讯威信息技术. 特点实现了自动增益技术VGA矩阵切换器，具有现场断电保护功能；可以在设备关闭时自动保存其状态；部分允许HV信号和RGB信号的延迟切换；调整延迟时间；采用新型的LED面板显示屏和触摸按钮；状态显示直观合理，设备操作更加方便. LCD屏幕显示输入和输出的控制状态；具有断电现场保护功能；简单的前面板操作，有一个后面板可以连接到控制系统的RS-232C通信端口；安装快捷，操作简单. 主要技术参数VGA通道带宽: 500MHz亮度和色度干扰: -50dB @ 10MHz信号类型: 数字VGA，数字TMDS差分相位I / 0S:

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