AD8146/AD8147/AD8148：高速視頻驅動的理想之選

在高速視頻傳輸領域，選擇合適的驅動芯片至關重要。今天，我們就來詳細探討一下Analog Devices推出的AD8146/AD8147/AD8148這三款高速差分驅動器，看看它們在性能、應用等方面有哪些出色的表現。

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產品特性

高速性能卓越

這三款驅動器均具備高速特性。AD8146和AD8148擁有700 MHz（?3 dB，2 V p-p帶寬），AD8147為600 MHz（?3 dB，2 V p-p帶寬），且在2 V p-p時0.1 dB帶寬可達200 MHz，壓擺率高達3000 V/μs。如此高的性能，能夠很好地滿足高速視頻信號傳輸的要求。各位工程師在設計高速視頻系統時，這樣的帶寬和壓擺率可以讓信號在傳輸過程中保持較少的失真，你是否也很期待在實際項目中體驗一下呢？

固定增益與靈活輸入輸出

AD8146和AD8147固定增益為2，AD8148固定增益為4。它們支持差分或單端輸入轉差分輸出，還能作為差分轉差分接收器使用。這種靈活性使得它們在不同的電路設計中都能有出色的表現，無論是單端信號還是差分信號，都能輕松處理。

驅動能力與輸出特性

可以驅動一或兩條100 Ω UTP電纜，AD8146還具備可調輸出共模電壓功能。它們擁有內部共模反饋網絡，輸出平衡誤差在50 MHz時可達?50 dB，能有效抑制偶次諧波并降低輻射電磁干擾（EMI）。AD8147和AD8148還具備片上同步共模編碼功能，以及輸出下拉特性用于線路隔離，在實際應用中可以更好地實現信號的傳輸和處理。大家在設計中是否遇到過因為輸出平衡問題導致信號干擾的情況呢，這些特性或許能為你解決困擾。

低功耗與寬電壓范圍

低功耗是這三款芯片的另一大亮點，以AD8146為例，在5 V電壓下3個驅動器的功耗僅57 mA。同時，它們的電源電壓范圍寬廣，從+5 V到±5 V，方便工程師根據不同的應用場景進行電源設計。

小封裝優勢

采用4 mm × 4 mm的LFCSP小封裝，對于空間有限的電路板設計來說非常友好，能夠有效節省電路板空間。

應用領域

高清視頻傳輸

QXGA或1080p視頻傳輸中，AD8146/AD8147/AD8148憑借其卓越的高速性能和輸出平衡特性，可以確保視頻信號的高質量傳輸，減少信號失真和干擾。在如今高清視頻普及的時代，這樣的芯片對于提高視頻顯示質量起著關鍵作用。

KVM網絡

在KVM網絡中，需要可靠的視頻信號傳輸和切換。這三款驅動器能夠很好地支持KVM網絡中的各種拓撲結構，如菊花鏈、星形和點對點連接，為KVM系統的穩定運行提供保障。

非屏蔽雙絞線（UTP）視頻傳輸

通過UTP電纜傳輸視頻信號時，這些驅動器能夠有效驅動電纜，補償信號傳輸過程中的損耗，并且利用同步共模編碼技術，將同步信號與視頻信號一起傳輸，減少了物理通道的需求。

差分信號復用

其輸出下拉特性和可靈活配置的輸入輸出方式，使得它們在差分信號復用方面表現出色，可以方便地實現多個信號在同一線路上的傳輸。

工作原理與設計要點

工作原理

與傳統運算放大器不同，每個差分驅動器有兩個電壓反向變化的輸出。它依靠高開環增益和負反饋來使輸出達到期望電壓。通過兩個反饋回路分別控制差分和共模輸出電壓，內部差分反饋控制差分輸出電壓，內部共模反饋控制共模輸出電壓，從而實現輸出在寬頻率范圍內的高度平衡。這種設計理念在實際應用中是如何發揮作用的呢，大家可以結合實際電路來深入理解。

輸入輸出參數計算

在設計電路時，我們需要了解一些關鍵參數的計算方法。例如，閉環增益方面，AD8146和AD8147的(R{F})為1.0 kΩ，(R{G})為500 Ω，差分模式增益(frac{V{OUT, d m}}{V{IN, d m}} =frac{R{F}}{R{G}})；AD8148的(R{F})為2.0 kΩ，(R{G})為500 Ω。輸入阻抗的計算則要根據輸入信號是單端還是差分來確定，對于平衡差分輸入信號，差分輸入阻抗(R{IN, dm}=2 × R{G})；對于單端輸入信號，則有相應的計算公式。這些參數的準確計算對于電路的性能至關重要，大家在設計時一定要仔細計算。

共模控制與同步

AD8146允許用戶通過三個(VOCM)輸入引腳獨立控制三個共模輸出電平，且(VOCM)引腳具有330 MHz的小信號帶寬和內部固定增益1。AD8147和AD8148采用同步共模技術，將水平和垂直同步脈沖嵌入三個共模輸出中，通過SYNC LEVEL輸入引腳控制同步脈沖的幅度，在實際應用中可以有效減少物理通道需求。在使用同步共模技術時，要注意同步脈沖幅度的限制，特別是在低正電源應用中，可能需要外部限幅電路。

典型應用電路分析

RGB視頻信號傳輸

在KVM網絡中傳輸RGB視頻信號時，AD8146可以將單端視頻信號轉換為差分信號進行傳輸，其內部固定增益可以自動補償源和負載端接的損耗。通過合理的電路設計，如使用合適的電阻進行端接，可以確保信號在UTP電纜中穩定傳輸。大家在設計這類電路時，要注意電阻的選擇和布局，以達到最佳的信號傳輸效果。

視頻同步共模編碼

在計算機視頻應用中，為了減少物理通道數量，AD8147和AD8148可以將垂直和水平同步信號編碼到輸出共模信號中。通過設置SYNC LEVEL輸入引腳的電壓，可以控制編碼同步信號的幅度。這種編碼方案可以使RGB顏色信號和同步信號在同一電纜中傳輸，并且通過差分和共模信號的正交性，在接收器端可以將它們分離。大家可以思考一下，這種編碼方案在實際應用中還可以有哪些拓展和優化呢。

驅動雙UTP電纜

每個驅動器能夠驅動兩條雙端接的電纜，形成100 Ω的差分負載。雖然驅動100 Ω負載時帶寬會有小幅度影響，但通過合理的電路設計和參數調整，仍然可以滿足大多數應用需求。在設計這類電路時，可以參考數據手冊中的典型電路和性能曲線，進行優化設計。

作為接收器使用

AD8146不僅可以作為差分驅動器，還可以作為差分轉差分接收器使用。在作為接收器時，通過合理的端接電阻和(VOCM)引腳的使用，可以將接收到的信號進行處理，同時保護后續的更復雜設備，如差分交叉點開關。在使用AD8146作為接收器時，要注意端接電阻的選擇和布局，以確保信號的準確接收和處理。

設計注意事項

布局與電源去耦

在設計PCB時，要遵循標準的高速PCB布局原則，使用實心接地平面，并在電源引腳附近放置良好的寬帶電源去耦網絡。推薦使用小尺寸表面貼裝陶瓷電容進行去耦，鉭電容用于大容量電源去耦。差分輸出的源端接電阻要盡量靠近輸出引腳，以減少PCB走線引起的負載電容。大家在PCB設計過程中，是否有因為布局不合理導致信號干擾的經歷呢，遵循這些原則可以有效避免此類問題。

容性負載驅動

純容性負載會與放大器的輸出阻抗產生不良的相移，導致脈沖響應出現高頻振鈴。為了減少這種影響，應在放大器的每個輸出端串聯一個小電阻來緩沖負載電容。大多數應用中使用的49.9 Ω源端接電阻可以有效緩沖雜散負載電容，但要注意不要故意在輸出端添加電容來引入頻域峰值，以免影響放大器的穩定性。在實際設計中，如何選擇合適的串聯電阻來緩沖容性負載，是需要我們仔細考慮的問題。

熱阻與散熱

芯片的最大安全功耗受結溫上升的限制，為了達到規定的熱阻，24引腳LFCSP封裝的暴露焊盤必須與PCB的接地平面有良好的熱連接，通過多個熱過孔連接到內層接地平面。大家在設計散熱方案時，要充分考慮芯片的熱阻特性，確保芯片在正常工作溫度范圍內。

總之，AD8146/AD8147/AD8148這三款高速差分驅動器在高速視頻傳輸領域具有出色的性能和廣泛的應用前景。作為電子工程師，我們在設計相關電路時，要充分了解它們的特性、工作原理和應用要點，結合實際需求進行合理設計，以實現高性能的視頻傳輸系統。希望大家在實際項目中能夠充分發揮這三款芯片的優勢，設計出優秀的電路。