[笔记]VGA 接口电阻网络阻抗

本文介绍了ADV7123视频转换器的工作原理及其在DE2-115板上的应用,并提出了一种成本节约的替代方案——使用R-2R电阻网络作为模拟DAC来生成VGA信号。该方案详细说明了如何通过16位真彩色显示实现0~0.714Vpeak-peak模拟电压输出。

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一、ADV7123 DA视频转换器(CMOS, 330MHz Triple 10-Bit high Speed Video DAC)

     

  ADV7123由完全独立的三个10位告诉D/A转换器组成,RGB视频数据分别从R9~R0、G9~G0、B9~B0输入,在时钟CLOCK的上升沿锁存到数据寄存器中,然后经告诉D/A转换器转换成模拟信号。三个独立的视频D/A转换器都是电流型输出,可以接成差分输出,也可以接成单端输出。DE2-115上按单端输出,在模拟输出端用75欧姆电阻接地,以满足工业标准。低电平有效的BLANK信号为复合消隐信号,当BLANK为低电平时,模拟视频输出消隐电平,此时从R9~R0,G9~G0,B9~B0输入的所有数据被忽略。BLANK和SYNC都是在CLOCK的上升沿被锁存的。

二、DE2-115 VGA电路图

三、

  考虑到成本意识实现的简易方案,用R-2R电阻网络分流模拟DAC替换ADV7123视频转换芯片 ,参考网络上搜集的几个方案:

  1、小马哥

  

  VGA接口协议规定,VGA_R,VGA_G,VGA_B分别为红绿蓝三基色模拟电压,为0~0.714V peak-peak(峰-峰值),0V代表无色,0.714V代表满色。三基色源端及终端匹配电阻均为75欧姆,如下:

  16bit真彩色显示,RGB分别占的位数为5:6:5模式,也就是说R用5位,G用6位,B用5位。由于DAC是一个线性输出,所以当红色5bit输出都是高电平的时候,我们需要得到0.714的电压,拓扑结构如下:

转载于:https://www.cnblogs.com/spartan/archive/2011/08/23/2150660.html

<think>嗯,用户想给老笔记本加装Type-C接口,同时支持65W PD充电和通过飞线连接原有USB3.0接口实现数据传输。这个问题需要综合考虑硬件改装、电路设计、信号完整性以及安全性等多个方面。 首先,用户提到的Type-C接口要实现65W PD充电,这需要支持USB Power Delivery协议。PD协议需要专用的芯片来处理电压和电流的协商,所以可能需要选择一款合适的PD控制器,比如CYPD3171或者类似的芯片。这类芯片通常需要正确的配置才能输出所需的电压,比如20V/3.25A来实现65W。同时,电源输入部分需要能够承受高功率,可能需要从笔记本原有的电源输入部分取电,或者外接一个适配器,但用户可能希望直接通过Type-C供电,这需要检查原笔记本的电源电路是否兼容,或者是否需要额外电路来切换电源。 然后是USB3.0的数据传输部分。用户打算飞线到原来的USB3.0接口,这里需要注意USB3.0的信号完整性。USB3.0的传输速率是5Gbps,对走线长度、阻抗匹配和干扰屏蔽要求很高。直接飞线可能会导致信号衰减或干扰,影响数据传输的稳定性。可能需要使用屏蔽线,并且尽量缩短飞线长度,同时保证差分对的走线对称,避免产生EMI问题。 另外,Type-C接口的物理安装也是一个挑战。老笔记本的外壳可能需要开孔,并且要确保接口稳固。内部空间是否足够放置新的Type-C接口和相关的电路板,比如PD控制器和可能的信号中继芯片,也需要考虑。如果空间不足,可能需要设计一个小型的PCB板来整合这些元件。 安全方面,高功率的充电电路需要过压、过流保护,防止损坏笔记本原有的电路。同时,电源切换电路需要可靠,避免在插入Type-C电源时与原有电源冲突,导致短路或其他问题。可能需要在电路中加入MOSFET开关和相应的控制逻辑,确保电源切换的安全。 软件配置也可能涉及,特别是PD控制器的固件可能需要编程,以正确支持所需的充电协议。如果用户不具备这方面的知识,可能需要预先配置好的芯片或者模块,简化安装过程。 还有兼容性问题,改装后的Type-C接口是否会影响笔记本原有的USB接口功能,或者是否存在系统识别的问题。需要确保USB3.0的数据飞线正确连接到主板上的对应引脚,避免接错导致接口损坏。 此外,用户可能希望保留原有的充电接口,同时新增Type-C充电,这时候需要设计电源路径管理,确保两种充电方式可以安全共存,不会互相干扰。这可能涉及到二极管隔离或更复杂的电源多路复用电路。 最后,整个改装过程的可行性和风险也需要评估。飞线操作需要一定的焊接技巧,而高密度电路板的改装可能会对笔记本内部结构造成损害。用户是否有足够的工具和经验来进行这样的改装,或者是否需要寻求专业人士的帮助,都是需要考虑的因素。 总结来说,这个项目需要分步骤进行:选择适合的PD控制器和电路设计,处理USB3.0信号的高速传输问题,物理安装Type-C接口,确保电源管理的安全性,并进行充分的测试和验证。可能还需要多次迭代和调试,才能实现稳定可靠的Type-C充电和数据传输功能。</think>### **分步改装方案与关键技术解析** --- #### **一、总体设计框架** 1. **功能目标**: - 通过Type-C接口实现**65W PD充电输入**(需支持20V/3.25A协议) - **USB3.0数据传输**复用原机接口(兼容5Gbps速率) - **物理结构适配**:Type-C母座安装与飞线布局 2. **核心模块划分**: - **PD协议控制模块**(CYPD3171等芯片) - **电源路径管理模块**(DC-DC降压+电源切换) - **USB3.0信号中继模块**(信号完整性补偿) --- #### **二、PD充电模块实现** ##### 1. **硬件选型与电路设计** | 关键器件 | 型号/参数 | 作用 | |-------------------|--------------------------|------------------------| | **PD控制器** | CYPD3171 | 协议解析与电压协商 | | **降压芯片** | MP9928(支持20V→19V) | 适配笔记本原有充电电压 | | **MOSFET开关** | SI2318CDS(N沟道) | 电源路径切换控制 | - **典型电路拓扑**: ``` Type-C VBUS → PD控制器 → MOSFET开关 → 原机充电电路 ↓ MP9928降压 ``` ##### 2. **PD协议配置要点** - **固件烧录**:使用MiniProg4工具配置CYPD3171的PDO(Power Data Object),需设定: - `Fixed PDO: 20V@3.25A (65W)` - 兼容`5V/9V/15V`备用档位 - **过流保护**:在VBUS线串联0.01Ω检流电阻,触发阈值设定为3.5A --- #### **三、USB3.0信号飞线处理** ##### 1. **信号定义与接线映射** | Type-C引脚 | USB3.0接口引脚 | 信号类型 | |-----------|---------------|--------------| | A6/A7 | D+/D- | USB2.0差分对 | | A2/A3 | TX+/TX- | SuperSpeed TX| | B11/B10 | RX+/RX- | SuperSpeed RX| ##### 2. **高速信号补偿措施** - **线材选择**: - 使用**28AWG屏蔽双绞线**(特性阻抗90Ω±10%) - 单根飞线长度**≤5cm**(避免信号衰减超过-3dB) - **阻抗匹配**: - 在Type-C端串联**22Ω电阻**(补偿阻抗突变) - 差分对间并联**0.1pF电容**(抑制共模噪声) ##### 3. **EMI抑制方案** - 在SuperSpeed线路靠近Type-C端添加**共模扼流圈**(如DLW21SN121SQ2L) - 飞线全程包裹铜箔并多点接地(间隔≤2cm) --- #### **四、机械结构改造** ##### 1. Type-C母座安装 - **开孔定位**: - 使用游标卡尺测量原机外壳,选择厚度≤1mm区域(常见于VGA/HDMI接口旁) - 开孔尺寸:8.4mm×2.6mm(兼容标准Type-C母座) - **固定方式**: - 3D打印定制ABS支架(需预留焊盘定位孔) - 使用环氧树脂胶加固接触点 ##### 2. 内部走线规划 - **高压隔离**:PD供电线与USB信号线间距≥3mm - **热管理**:在DC-DC芯片加贴散热硅胶垫(厚度0.5mm,导热系数≥5W/mK) --- #### **五、系统兼容性验证** ##### 1. **充电功能测试** - 使用电子负载仪验证不同电压档位触发: ```python # 示例:PD协议触发测试逻辑 if (voltage_request == 20V) and (current_capability >= 3.25A): enable_charging() else: fallback_to_lower_voltage() ``` - 监测充电效率:要求整机转换效率≥85%(20V→19V时) ##### 2. **USB3.0性能验证** - 使用USB3.0协议分析仪(如TotalPhase Beagle)检查: - 眼图张开度(需满足USB3.0规范Mask要求) - 误码率(BER≤1e-12) --- #### **六、风险控制与备选方案** | 风险点 | 解决方案 | 应急备选方案 | |-----------------------|---------------------------------|---------------------------| | **PD协议不触发** | 检查CC1/CC2引脚焊接 | 改用诱骗芯片(如CH224K) | | **USB3.0连接不稳定** | 缩短飞线长度并增强屏蔽 | 降级使用USB2.0模式 | | **DC-DC芯片过热** | 增加散热面积或降低输出电流 | 外接散热风扇强制对流 | --- ### **总结与成本估算** - **核心成本**: - PD控制模块:¥25-40 - Type-C母座+线材:¥15-20 - 辅助器件(电阻/电容):¥5-10 - **实施难度**: - ⚠️ 需熟练掌握SMD焊接(0402封装) - ⚠️ 要求具备基本信号完整性分析能力 - **最终效果**: - 理论充电功率:65W(实际可达55-60W,考虑转换损耗) - USB3.0实际速率:300-400MB/s(受飞线质量影响) 建议先通过**外接扩展板验证功能**,再实施内部集成改造以降低风险。
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