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      下列文章是我公司EIE實驗室根據公司產品開發、實驗、工程等實踐經驗及數據所寫,均為原創文章。希望能與廣大同行進行交流。未經我公司許可不得轉載。
     
    普通視頻放大器不能補償電纜傳輸損失
     
    ---本篇文章已被發表在“慧聰安防商務網網迅——商訊互動”第47期2003.04.30
     
    [提要]:在保證高圖像質量的原則下,運用頻率加權視頻補償技術,同軸電纜視頻傳輸距離可以由三、五百米提高到二、三千米。在這個范圍內,同軸電纜可以取代光纜、微波和射頻傳輸。
     
    一 工程實踐的體驗
      多數做過遠距離電纜視頻傳輸的工程商,一個共同體會就是:用普通視頻放大器對衰減的視頻信號進行放大,得到的效果不好,有時得到效果還不如不用。           
     
    二 原因分析          

    1,我國PAL-D視頻信號的帶寬是0~6MHz。這就是說:視頻信號包含著許多不同頻率、不同幅度的正弦波分量。使用同一部攝像機拍攝的畫面不同,其頻率分量結構的組成也不同。反過來說,不同頻率分量結構組成的視頻信號,又對應著不同的畫面。

    2,監控系統的一部遠端攝像機拍攝的圖像(視頻信號),經過一定距離的電纜傳輸后,如果組成圖像的各種頻率分量沒有任何變化,那么圖像也就沒有變化,100%的保真。如果各種頻率分量的相對比例沒有變化,只是幅度都按相同的比例降低了一些,圖像就反映為對比度不夠。這時用普通的6M帶寬的視頻放大器,按相同的比例放大所有的頻率分量,視頻信號就得以恢復,圖像也能得以恢復!       栴}是同軸視頻電纜的固有特性是:“對不同頻率分量的信號具有不同比例的衰減量。頻率低的衰減小,頻率越高衰減越大”。這就是說,傳輸電纜不僅降低了視頻信號幅度,而且改變了視頻信號各種頻率分量之間的相互比例關系,這就叫頻率失真。圖像也就跟著失真。這時,如果仍然用普通視頻放大器放大補償這種失真的信號,由于它對各種頻率分量仍然按照相同的比例放大相同的倍數,其結果是,由電纜引起的原信號各種頻率分量之間相對比例關系的變化并沒有得到恢復。這就是用普通視頻放大器對衰減的視頻信號進行補償,其效果仍然不好的真正原因。

    3,普通放大器的特性是:在6M有效帶寬內,對所有頻率分量提供相同的增益。用這種放大器作信號補償,顯然無法補償視頻信號的頻率失真,也就無法改善圖像質量。(見右圖)         

     
    三 電纜衰減特性實測電壓波形       
              

    由上圖可見,視頻信號電纜衰減特性規律是:
    1,產生幅度衰減,電纜越長衰減越大;視頻信號幅度降低,引起圖像對比度降低,圖像變淡。

    2,產生頻率失真,頻率越高衰減越大;高頻的衰減,引起圖像的清晰度、色度降低。

     
    四 頻率加權補償的特點

    1,頻率加權放大器,能提供足夠大且與頻率有關的電壓增益。

    2,這種與頻率有關的電壓增益特點是:頻率越低增益越低,頻率越高增益越高,這種對不同頻率呈現不同特性的技術,就是頻率加權補償。

    3,反補償特性:加權視頻放大器的"增益-頻率特性"與電纜的"衰減頻率特性"完全相反,所以才能夠補償電纜傳輸引起的視頻信號失真,恢復視頻信號的原貌。右圖是實測的加權視頻放大器的"增益-頻率特性"。

    4,大動態范圍可變補償調節功能:工程上,電纜長度不同,需要補償的從2、3百米到2500米。這種寬范圍補償要由同一個放大器來完成,就要求放大器的"增益-頻率特性"必須有足夠大的動態變化范圍,使遠程和近程電纜都能得到最佳補償。

    5,實用性:工程應用不是在實驗室,如何用簡單實用的測量儀器和方法,實現最佳補償效果,解決工程現場正確方便的使用問題,是能否推廣應用的關鍵。

    我公司的加權視頻放大器系列產品,具有全部上述各項功能。

     
    五 頻率加權補償技術對監控系統的影響要點

    1,有效擴展了電纜傳輸監控距離和范圍:使監控系統的有效"線距離"從2、3百米擴大到2、3公里(75-5電纜1500米,75-7電纜2500米,75-9以上電纜超過3000米)。監控工程未來將出現電纜傳輸的"大系統"。

    2,提高了工程的圖像質量:一般工程圖像質量的降低,大都由傳輸電纜衰減引起的(干擾和電纜損壞除外),一直沒有有效的改善辦法。加權頻率補償可使攝像機圖像得到有效恢復,發揮攝像機的最高水平。

    3,在2、3公里范圍內,可以考慮用同軸電纜取代目前只能采用的光纜、微波或射頻傳輸系統設備,有效降低了大系統的工程造價,提高了工程競標能力。

    4,擴展了細電纜的應用范圍:如75-5電纜,可由過去的1、2百米擴展到1千米以上。在保證圖像質量原則下,降低了造價。

    5,熟練應用加權視頻放大器,還可以使遠程圖像獲得“鑲邊”和增強清晰度的效果,做到比攝像機原圖像還要清晰一些的程度。

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