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    普通视频放大器不能补偿电缆传输损失

    作者:施工队长    来源:成都系统集成公司    更新时间:2010-6-30 18:31:04    设计指数:          ★★★ 

      [摘要]:在保证高图像质量的原则下,运用频率加权视频补偿技术,同轴电缆视频传输距离可以由三、五百米提高到二、三千米。在这个范围内,同轴电缆可以取代光缆、微波和射频传输。

      一 工程实践的体验

      多数做过远距离电缆视频传输的工程商,一个共同体会就是:用普通视频放大器对衰减的视频信号进行放大,得到的效果不好,有时得到效果还不如不用。

      二 原因分析

      1,我国PAL-D视频信号的带宽是0~6MHz。这就是说:视频信号包含着许多不同频率、不同幅度的正弦波分量。使用同一部摄像机拍摄的画面不同,其频率分量结构的组成也不同。反过来说,不同频率分量结构组成的视频信号,又对应着不同的画面。

      

     

      2,监控系统的一部远端摄像机拍摄的图像(视频信号),经过一定距离的电缆传输后,如果组成图像的各种频率分量没有任何变化,那么图像也就没有变化,100%的保真。如果各种频率分量的相对比例没有变化,只是幅度都按相同的比例降低了一些,图像就反映为对比度不够。这时用普通的6M带宽的视频放大器,按相同的比例放大所有的频率分量,视频信号就得以恢复,图像也能得以恢复。        问题是同轴视频电缆的固有特性是:“对不同频率分量的信号具有不同比例的衰减量。频率低的衰减小,频率越高衰减越大”。这就是说,传输电缆不仅降低了视频信号幅度,而且改变了视频信号各种频率分量之间的相互比例关系,这就叫频率失真。图像也就跟着失真。这时,如果仍然用普通视频放大器放大补偿这种失真的信号,由于它对各种频率分量仍然按照相同的比例放大相同的倍数,其结果是,由电缆引起的原信号各种频率分量之间相对比例关系的变化并没有得到恢复。这就是用普通视频放大器对衰减的视频信号进行补偿,其效果仍然不好的真正原因。

      3,普通放大器的特性是:在6M有效带宽内,对所有频率分量提供相同的增益。用这种放大器作信号补偿,显然无法补偿视频信号的频率失真,也就无法改善图像质量。(见右图)

      三 电缆衰减特性实测电压波形

      

     

      由上图可见,视频信号电缆衰减特性规律是:

      1,产生幅度衰减,电缆越长衰减越大;视频信号幅度降低,引起图像对比度降低,图像变淡。

      2,产生频率失真,频率越高衰减越大;高频的衰减,引起图像的清晰度、色度降低。

      四 频率加权补偿的特点

      1,频率加权放大器,能提供足够大且与频率有关的电压增益。

      2,这种与频率有关的电压增益特点是:频率越低增益越低,频率越高增益越高,这种对不同频率呈现不同特性的技术,就是频率加权补偿。

      3,反补偿特性:加权视频放大器的"增益-频率特性"与电缆的"衰减频率特性"完全相反,所以才能够补偿电缆传输引起的视频信号失真,恢复视频信号的原貌。右图是实测的加权视频放大器的"增益-频率特性"。

      4,大动态范围可变补偿调节功能:工程上,电缆长度不同,需要补偿的从2、3百米到2500米。这种宽范围补偿要由同一个放大器来完成,就要求放大器的"增益-频率特性"必须有足够大的动态变化范围,使远程和近程电缆都能得到最佳补偿。

      5,实用性:工程应用不是在实验室,如何用简单实用的测量仪器和方法,实现最佳补偿效果,解决工程现场正确方便的使用问题,是能否推广应用的关键。

      我公司的加权视频放大器系列产品,具有全部上述各项功能。

      

     

      五 频率加权补偿技术对监控系统的影响要点

      1,有效扩展了电缆传输监控距离和范围:使监控系统的有效"线距离"从2、3百米扩大到2、3公里(75-5电缆1500米,75-7电缆2500米,75-9以上电缆超过3000米)。监控工程未来将出现电缆传输的"大系统"。

      2,提高了工程的图像质量:一般工程图像质量的降低,大都由传输电缆衰减引起的(干扰和电缆损坏除外),一直没有有效的改善办法。加权频率补偿可使摄像机图像得到有效恢复,发挥摄像机的最高水平。

      3,在2、3公里范围内,可以考虑用同轴电缆取代目前只能采用的光缆、微波或射频传输系统设备,有效降低了大系统的工程造价,提高了工程竞标能力。

      4,扩展了细电缆的应用范围:如75-5电缆,可由过去的1、2百米扩展到1千米以上。在保证图像质量原则下,降低了造价。

      5,熟练应用加权视频放大器,还可以使远程图像获得“镶边”和增强清晰度的效果,做到比摄像机原图像还要清晰一些的程度。


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