專利名稱：視頻信號放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號放大裝置，尤其涉及一種視頻信號放大裝置， 該視頻信號的電壓放大與輸出端口擴充機制更具彈性。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)字視訊設(shè)備與產(chǎn)品正快速成長，其應(yīng)用包括了影像通訊、
保全監(jiān)控以及娛樂應(yīng)用等范疇。包括數(shù)字影碟播放機(DVD player)、 機上盒(Set-up box)等視訊設(shè)備中，進行譯碼的影像處理器的輸出端 必須再串接視頻信號放大電路，以增加譯碼出的視頻信號功率，從而 優(yōu)化影像的輸出品質(zhì)。 一般的視訊設(shè)備具有不同的視訊輸出端口，例 如，CVBS、 RGB、 S-VIDEO、 VGA、 YPbPr等。而基于功能整合化的 趨勢，部分設(shè)備同時設(shè)有多種輸出端口，以增加后端設(shè)備信號連接的 彈性。而視訊輸出端口的擴充需求進一步突顯了視頻信號放大機制的 重要性。
一般而言，視訊設(shè)備多采取集成電路廠商所制作的視訊放大器芯 片，作為電壓信號放大與擴充信號輸出端口的機制。視訊放大器芯片 的運用雖可減少硬件電路所占用的面積，與減少相關(guān)研發(fā)與測試的需 求。然而，視訊放大器芯片的價格較高，而造成視訊設(shè)備的成本耗費。 另一方面，視訊放大器具有固定的輸出端口數(shù)量，倘若采用的放大器 輸出端口數(shù)量與需求的輸出端口數(shù)量未互相匹配，則將造成功能閑置。 再者，若將視訊放大器視為產(chǎn)品的必要元件，則產(chǎn)品制程極易被放大 器芯片的交貨期等因素所限制。
本發(fā)明有鑒于上述缺陷，從而提出本發(fā)明，利用低價并容易取得 的晶體管來實現(xiàn)放大視頻信號電壓的目的，可降低產(chǎn)品成本需求，并使視頻信號的電壓放大與輸出端口擴充機制更具彈性，以符合實際需 求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種視頻信號放大裝置，藉由晶體管所構(gòu) 成，可降低視頻信號電壓放大機制的成本，并使其設(shè)計更具彈性。
本發(fā)明揭示一種視頻信號放大裝置，其適用于放大一視頻信號的 電壓。該視頻信號放大裝置包括一信號放大單元以及至少一輸出單元。 該信號放大單元包括一第一晶體管以及一第二晶體管，該第一晶體管 以及該第二晶體管分別構(gòu)成一射極隨耦器電路以及一反饋電路，該射 極隨耦器電路推動該反饋電路。該信號放大單元接收該視頻信號，并 利用該射極隨耦器電路以及該反饋電路將該視頻信號的電壓放大后輸 出。該輸出單元耦接于該信號放大單元，以接收該被放大的視頻信號。 該輸出單元包括一輸出阻抗匹配電路，該輸出單元利用該輸出阻抗匹 配電路對該被放大的視頻信號作阻抗匹配后輸出。
本發(fā)明更揭示另一種視頻信號放大裝置，其適用于放大一視頻信 號的電壓，該視頻信號放大裝置包括多個信號放大單元以及多個輸出 單元。該多個信號放大單元分別包括一第一晶體管以及一第二晶體管， 該第一晶體管以及該第二晶體管分別構(gòu)成一射極隨耦器電路以及一反 饋電路，該射極隨耦器電路推動該反饋電路。該多個信號放大單元分 別接收該視頻信號，并利用個別的射極隨耦器電路以及反饋電路將該 視頻信號的電壓放大后輸出。該多個輸出單元分別對應(yīng)耦接于該多個 信號放大單元，以接收該被放大的視頻信號。該多個輸出單元分別包 括一輸出阻抗匹配電路，該多個輸出單元利用個別的輸出阻抗匹配電 路對該被放大的視頻信號作阻抗匹配后輸出。
以上的概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明 本發(fā)明為達成預(yù)定目的所采取的方式、手段及功效。而有關(guān)本發(fā)明的
6其它目的及優(yōu)點，將在后續(xù)的說明及圖式中加以闡述。


圖1為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置之一具體實施例的系統(tǒng)架 構(gòu)示意圖2為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置的第一電路實例； 圖3為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置的第二電路實例； 圖4為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置的第三電路實例； 圖5為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置的第四電路實例； 圖6為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置的另一具體實施例的系統(tǒng) 架構(gòu)示意圖7為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置的第五電路實例。 圖中符號說明
10、 20、 30、 40、 60:視頻信號放大裝置
11、 61:輸入阻抗匹配電路 110、 610:濾波器
13、 43、 631-63N:信號放大單元
15、 251~25N、 351~35N、 451~45N、 651~65N:輸出單元 17、 67:影像處理器 IN:輸入端口
OUT、 OUTl OUTN:輸出端口
Ql、 Q11 Q1N:第一晶體管
Q2、 Q21 Q2N:第二晶體管
Q31 Q3N:第三晶體管
Q2':第四晶體管
Cl、 C11 C1N、 C21 C2N:電容
Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R11 R1N、 R21 R2N、 R51 R5N、 R61 R6N、 R71 R7N:電阻
具體實施例方式
本案利用晶體管所構(gòu)成的電壓信號放大電路，作為視頻信號的電 壓放大機制，以取代藉由視訊放大器芯片放大視頻信號的習(xí)用技術(shù)。 首先，請參閱圖1，該圖為本發(fā)明所揭示的視頻信號放大裝置之一具體 實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
如圖1所示，視頻信號放大裝置10適用于放大一影像處理器17
所輸出的視頻信號的電壓。視頻信號放大裝置io包括了一輸入阻抗匹 配電路11、 一信號放大單元13以及一輸出單元15。輸入阻抗匹配電 路11耦接于影像處理器17與信號放大單元13之間，作為影像處理器 17的輸出端與信號放大單元13的輸入端間的阻抗匹配，以避免信號在 阻抗不同的區(qū)塊間傳輸，因阻抗不匹配而造成信號的傳輸損失與劣化。 信號放大單元13包括了一第一晶體管以及一第二晶體管，第一晶體管 與第二晶體管分別構(gòu)成一射極隨耦器電路以及一反饋電路，射極隨耦
器電路推動反饋電路，而反饋電路的輸出信號再反饋至射極隨耦器電 路。信號放大單元13接收視頻信號，并利用射極隨耦器電路以及反饋 電路將視頻信號的電壓放大后輸出。輸出單元15耦接于信號放大單元 13，以接收被放大的視頻信號。輸出單元15包括一輸出阻抗匹配電路， 輸出單元15利用輸出阻抗匹配電路對被放大的視頻信號作阻抗匹配后 輸出。
接著，請參閱圖2，該圖為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置10的 第一電路實例。如圖2所示，輸入阻抗匹配電路11由濾波器110、電 阻Rl、 R2以及電容Cl所共同構(gòu)成；信號放大單元13由第一晶體管 Ql、第二晶體管Q2、電阻R3、 R4、 R5、 R6、 R7所共同構(gòu)成，其中， 第一晶體管Q1、電阻R3、 R4、 R6構(gòu)成一射極隨耦器電路，而第二晶 體管Q2、電阻R5、 R7構(gòu)成一反饋電路；輸出單元15由電阻Rll以及 電容Cll、 C21所共同構(gòu)成。
視頻信號由輸入端口 IN輸入阻抗匹配電路11，由電阻Rl、 R2與濾波器110進行影像處理器17與信號放大單元13間的阻抗匹配， 與擷取視頻信號的必要頻帶，并由交流信號耦合電容C1隔絕直流成分， 進而再輸入信號放大單元13。
信號放大單元13由第一晶體管Ql所構(gòu)成的射極隨耦器電路與第 二晶體管Q2所構(gòu)成的反饋電路共同組成，其中，第一晶體管Q1與第 二晶體管Q2分別為一 NPN型雙載子接面晶體管與一 PNP型雙載子接 面晶體管，電阻R3、 R4、 R5、 R6為配合第一晶體管Q1與第二晶體管 Q2所設(shè)置的偏壓、負載電阻。如圖2所示，第一晶體管Q1的集極耦 接于第二晶體管Q2的基極，以推動第二晶體管Q2;而第二晶體管Q2 的集極輸出端再透過電阻R7耦接于第一晶體管Ql的射極，從而可對 由第一晶體管Ql基極端輸入的視頻信號作電壓放大。
被放大的視頻信號進一步輸出到輸出單元15，輸出單元15中， 輸出阻抗匹配電路由電阻Rll與電容Cll、 C21所構(gòu)成，作為信號放 大單元13與一外接系統(tǒng)間的阻抗匹配，以將放大的視頻信號透過輸出 端口 OUT輸出。又， 一般視訊系統(tǒng)的傳輸阻抗為75歐姆，因此，電 阻Rll以及電容Cll、 C21 —般被設(shè)計為一 75歐姆阻抗匹配電路。
又，濾波器110設(shè)置于視頻信號放大裝置IO的電路中，以擷取視 頻信號的必要頻帶。圖2中，濾波器110被設(shè)置在輸入阻抗匹配電路 11內(nèi)，然于其它實務(wù)應(yīng)用中，濾波器110亦可被設(shè)置于其它單元內(nèi)， 例如，可設(shè)置于輸出單元15中，與電阻11或電容C21串接。
特別提出的是，本發(fā)明利用射極隨耦器電路作為輸入信號阻抗轉(zhuǎn) 換的緩沖電路，并利用反饋電路作電壓信號放大，其中，反饋電路的 輸出信號進一步反饋至射極隨耦器電路，以調(diào)整輸出信號的電壓增益 與頻寬范圍。圖2中，第一晶體管Q1與第二晶體管Q2分別為一NPN 型雙載子接面晶體管與一 PNP型雙載子接面晶體管為例，構(gòu)成射極隨 耦器電路與反饋電路，從而放大視頻信號的電壓。本發(fā)明可自由運用NPN型或PNP型的晶體管來實現(xiàn)信號放大單元13，圖2的晶體管種類
與架構(gòu)為一實例，然其并非用以限制本發(fā)明的范圍。
再者，所述的第一晶體管Ql與第二晶體管Q2的頻率響應(yīng)應(yīng)在 100MHz以上，以符合視頻信號的頻率需求。此外，視頻信號的電壓增 益由第一晶體管Q1與第二晶體管Q2所共同決定。為了確認此機制的 效能，本案發(fā)明人采用適當(dāng)?shù)木w管與電阻、電容等元件，依據(jù)圖2 所揭示的電路結(jié)構(gòu)來作連接，以對視頻信號的電壓作兩倍放大，經(jīng)過 實際量測其電氣特性之后，能完全符合相關(guān)視訊產(chǎn)品規(guī)范的要求。
依據(jù)圖1與圖2所揭示的系統(tǒng)架構(gòu)與電路實例為基礎(chǔ)，視頻信號 放大裝置IO可被進一步設(shè)計變化為多種電路型態(tài)，以符合實際應(yīng)用的 需求°
請參閱圖3，該圖為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置20的第二電 路實例，圖3進一步擴充視頻信號的輸出端口。如圖3所示，視頻信 號放大裝置20包括了多個輸出單元251、 252、…、25N，輸出單元251 包括了一由電阻Rll以及電容Cll、 C21所構(gòu)成的輸出阻抗匹配電路， 輸出單元252包括了一由電阻R12以及電容C12、 C22所構(gòu)成的輸出 阻抗匹配電路，…，以此類推。輸出單元251~25N同時耦接于第二晶 體管Q2的集極，以接收被放大的視頻信號，并分別對接收的視頻信號 作阻抗匹配后，從而將放大的視頻信號透過輸出端口 0UT1、0UT2、…、 OUTN輸出。
更進一步，請參閱圖4，該圖為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置 30的第三電路實例。圖4與圖3類似，圖4的視頻信號放大裝置30包 括了多個輸出單元351、 352、、 35N。圖4與圖3的不同之處在于 各個輸出單元351、 352、…、35N除了分別包括一輸出阻抗匹配電路 之外，又另外包括有一射極隨耦器電路，所述的射極隨耦器電路耦接 于信號放大單元13與各個輸出單元351、 352、…、35N之間，作為各個輸出單元351、 352、、 35N輸入端的緩沖電路，以提升系統(tǒng)效能。 如圖4所示，輸出單元351除了包括一電阻Rll以及二電容Cll、 C21 所構(gòu)成的輸出阻抗匹配電路之外，亦包括一第三晶體管Q31與一電阻 R21，第三晶體管Q31與電阻R21即構(gòu)成所述的射極隨耦器電路，被 放大的視頻信號由第三晶體管Q31的基極輸入，并由第三晶體管Q31 的射極輸出至電阻Rll。其余各個輸入單元352 35N均相同。
接著，請參閱圖5，該圖為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置40的 第四電路實例。圖5中，視頻信號放大裝置40包括了多個輸出單元451、 452、…、45N。此外，信號放大單元43還包括了一或多個第四晶體管 Q2'，第四晶體管Q2'為一PNP型雙載子接面晶體管，并與第二晶體管 Q2并聯(lián)，進一步增加視頻信號的功率，以符合負載增加的需求。
又，請參閱圖6，該圖為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置60的另 一具體實施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。如圖6所示，視頻信號放大裝置60 包括了一輸入阻抗匹配電路61、多個信號放大單元631~63N以及多個 輸出單元651~65N，其中N為一大于1的整數(shù)。又，信號放大單元631、 632、…、63N分別對應(yīng)耦接于輸出單元651、 652、…、65N。圖6中， 影像處理器67輸出一視頻信號，輸入阻抗匹配電路61耦接于影像處 理器67與信號放大單元631~63N之間，以作為影像處理器67的輸出 端與信號放大單元631 63N的輸入端間的阻抗匹配。
各個信號放大單元631、、 63N與圖1的信號放大單元13相同， 均分別包括了一第一晶體管以及一第二晶體管，第一晶體管與第二晶 體管構(gòu)成一射極隨耦器電路以及一反饋電路，射極隨耦器電路推動反 饋電路。信號放大單元631、…、63N分別接收視頻信號，并利用個別 的射極隨耦器電路與反饋電路將視頻信號的電壓放大后輸出。輸出單 元651、…、65N分別耦接于信號放大單元631、…、63N，以接收被 放大的視頻信號。各個輸出單元651、、 65N分別包括一輸出阻抗匹 配電路，輸出單元65K…、65N利用個別的輸出阻抗匹配電路對被放大的視頻信號作阻抗匹配后輸出。
請參閱圖7，該圖為本發(fā)明所揭示視頻信號放大裝置60的第五電
路實例，該圖為圖6的視頻信號放大裝置60之一電路實例。其中，輸 入阻抗匹配電路61、各個信號放大單元631~63N以及各個輸出單元 651-65N的電路結(jié)構(gòu)，分別與圖2的輸入阻抗匹配電路11、信號放大 單元13以及輸出單元15的電路結(jié)構(gòu)大致相同，因此，在此便不再作 贅述。又，本發(fā)明可依據(jù)實際需求，將圖3、 4、 5、 7所揭示的電路實 例進一步組合應(yīng)用。
藉由以上實例詳述，當(dāng)可知悉本發(fā)明所揭示的視頻信號放大裝置 利用低價格、易取得的晶體管放大視頻信號的電壓；并且，基于此一 概念，更進一步提供了數(shù)種電路設(shè)計方案。由此可見，本發(fā)明為一易 于配合實際需求的視頻信號放大與輸出端口擴充的機制。相較于已知 技術(shù)，本發(fā)明的視頻信號放大裝置可降低產(chǎn)品成本，并使視頻信號的 電壓放大與輸出端口擴充機制更具彈性。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施例的詳細說明及圖式而已，并 非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以下述的申請專利范圍為準， 任何熟悉該項技藝者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆 可涵蓋在本案所界定的專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種視頻信號放大裝置，其特征在于適用于放大一視頻信號的電壓，該視頻信號放大裝置包括一信號放大單元，包括一第一晶體管以及一第二晶體管，該第一晶體管以及該第二晶體管分別構(gòu)成一射極隨耦器電路以及一反饋電路，該射極隨耦器電路推動該反饋電路，該信號放大單元接收該視頻信號，并利用該射極隨耦器電路以及該反饋電路將該視頻信號的電壓放大后輸出；以及至少一輸出單元，耦接于該信號放大單元，以接收該被放大的視頻信號，該輸出單元包括一輸出阻抗匹配電路，該輸出單元利用該輸出阻抗匹配電路對該被放大的視頻信號作阻抗匹配后輸出。
2. 如權(quán)利要求l所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該第一晶 體管以及該第二晶體管分別為一 NPN型雙載子接面晶體管以及一 PNP 型雙載子接面晶體管。
3. 如權(quán)利要求2所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該第一晶體管的集極耦接于該第二晶體管的基極，該第二晶體管的集極耦接于 該第一晶體管的射極。
4. 如權(quán)利要求3所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該信號放 大單元還包括至少一第四晶體管，該第四晶體管為一 PNP型雙載子接 面晶體管，該第四晶體管與該第二晶體管并聯(lián)。
5. 如權(quán)利要求l所述的視頻信號放大裝置，其特征在于還包括一 濾波器，該濾波器設(shè)置于該視頻信號放大裝置的電路中，以擷取該視 頻信號的必要頻帶。
6. 如權(quán)利要求l所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該視頻信號由一影像處理器所輸出，該視頻信號放大裝置還包括一輸入阻抗匹 配電路，該輸入阻抗匹配電路耦接于該影像處理器以及該信號放大單 元之間。
7. 如權(quán)利要求l所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該輸出單元還包括一射極隨耦器電路，該射極隨耦器電路耦接于該信號放大單 元以及該輸出阻抗匹配電路之間。
8. 如權(quán)利要求7所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該射極隨 耦器電路包括有一 NPN型雙載子接面晶體管。
9. 一種視頻信號放大裝置，其特征在于適用于放大一視頻信號的 電壓，該視頻信號放大裝置包括多個信號放大單元，分別包括一第一晶體管以及一第二晶體管， 該第一晶體管以及該第二晶體管分別構(gòu)成一射極隨耦器電路以及一反 饋電路，該射極隨耦器電路推動該反饋電路，該多個信號放大單元分 別接收該視頻信號，并利用該射極隨耦器電路以及該反饋電路將該視 頻信號的電壓放大后輸出；以及多個輸出單元，分別對應(yīng)耦接于該多個信號放大單元，以接收該 被放大的視頻信號，該多個輸出單元分別包括一輸出阻抗匹配電路， 該多個輸出單元利用個別的輸出阻抗匹配電路對該被放大的視頻信號 作阻抗匹配后輸出。
10. 如權(quán)利要求9所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該第一 晶體管以及該第二晶體管分別為一 NPN型雙載子接面晶體管以及一 PNP型雙載子接面晶體管。
11. 如權(quán)利要求IO所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該第一 晶體管的集極耦接于該第二晶體管的基極，該第二晶體管的集極耦接 于該第一晶體管的射極。
12. 如權(quán)利要求ll所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該多個 信號放大單元更分別包括至少一第四晶體管，該第四晶體管為一 PNP型雙載子接面晶體管，該第四晶體管與該第二晶體管并聯(lián)。
13. 如權(quán)利要求9所述的視頻信號放大裝置，其特征在于還包括 一濾波器，該濾波器設(shè)置于該視頻信號放大裝置的電路中，以擷取該 視頻信號的必要頻帶。
14. 如權(quán)利要求9所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該視頻 信號由一影像處理器所輸出，該視頻信號放大裝置還包括一輸入阻抗 匹配電路，該輸入阻抗匹配電路耦接于該影像處理器以及該多個信號 放大單元之間。
15. 如權(quán)利要求9所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該多個 輸出單元分別包括一射極隨耦器電路，該射極隨耦器電路耦接于該信 號放大單元以及多個輸出單元個別的輸出阻抗匹配電路之間。
16. 如權(quán)利要求15所述的視頻信號放大裝置，其特征在于該射極 隨耦器電路包括有一 NPN型雙載子接面晶體管。
全文摘要
一種視頻信號放大裝置，其適用于放大一視頻信號的電壓。視頻信號放大裝置包括一信號放大單元以及至少一輸出單元。信號放大單元包括一第一晶體管以及一第二晶體管，第一晶體管以及第二晶體管分別構(gòu)成一射極隨耦器電路以及一反饋電路，射極隨耦器電路推動反饋電路。信號放大單元接收視頻信號，并利用射極隨耦器電路以及反饋電路將視頻信號的電壓放大后輸出。輸出單元耦接于信號放大單元，以接收被放大的視頻信號。輸出單元包括一輸出阻抗匹配電路，輸出單元利用輸出阻抗匹配電路對被放大的視頻信號作阻抗匹配后輸出。
文檔編號H04N5/765GK101296347SQ20071010191
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者黃廣建 申請人:揚智科技股份有限公司