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各类信号接口.doc

上传人:pc****0 文档编号:7234561 上传时间:2024-12-28 格式:DOC 页数:45 大小:1.47MB 下载积分:10 金币
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信号接口-视频输出端口介绍(HDMI、DVI、VGA、RGB、分量、S端子) 1.S端子 标准S端子 标准S端子连接线 音频复合视频S端子色差常规连接示意图      S端子(S-Video)是应用最普遍的视频接口之一,是一种视频信号专用输出接口。常见的S端子是一个5芯接口,其中两路传输视频亮度信号,两路传输色度信号,一路为公共屏蔽地线,由于省去了图像信号Y与色度信号C的综合、编码、合成以及电视机机内的输入切换、矩阵解码等步骤,可有效防止亮度、色度信号复合输出的相互串扰,提高图像的清晰度。      一般DVD或VCD、TV、PC都具备S端子输出功能,投影机可通过专用的S端子线与这些设备的相应端子连接进行视频输入。 显卡上配置的9针增强S端子,可转接色差 S端子转接线 欧洲插转色差、S端子和AV 与电脑S端子连接需使用专用线,如VIVO线 2.VGA接口 DVI接口正在取代VGA,图为DVI转VGA的转接头     VGA是Video Graphics Adapter的缩写,信号类型为模拟类型,视频输出端的接口为15针母插座,视频输入连线端的接口为15针公插头。VGA端子含红(R)、黄(G)、篮(B)三基色信号和行(HS)、场(VS)扫描信号。VGA端子也叫D-Sub接口。VGA接口外形象“D”,其具备防呆性以防插反,上面共有15个针孔,分成三排,每排五个。VGA接口是显卡上输出信号的主流接口,其可与CRT显示器或具备VGA接口的电视机相连,VGA接口本身可以传输VGA、SVGA、XGA等现在所有格式任何分辨率的模拟RGB+HV信号,其输出的信号已可和任何高清接口相貔美。 VGA转DVI线,可用在没有VGA接口的设备上     目前VGA接口不仅被广泛应用在了电脑上,投影机、影碟机、TV等视频设备也有很多都标配此接口。很多投影机上还有BGA输出接口,用于视频的转接输出。   3.分量视频接口 3RCA连接线 标准的3RCA线头     分量视频接口也叫色差输出/输入接口,又叫3RCA。分量视频接口通常采用YPbPr和YCbCr两种标识。分量视频接口/色差端子是在S端子的基础上,把色度(C)信号里的蓝色差(b)、红色差(r)分开发送,其分辨率可达到600线以上,可以输入多种等级讯号,从最基本的480i到倍频扫描的480P,甚至720P、1080i等等。如显卡上YPbPr接口采用9针S端子(mini-DIN)然后通过色差输出线将其独立传输。 3RCA转接头     分量视频接口是一种高清晰数字电视专业接口(逐行色差YPbPr),可连接高清晰数字信号机顶盒、卫星接收机、影碟机、各种高清晰显示器/电视设备。目前可以在投影机或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识,虽然其标记方法和接头外形各异但都是色差端口。  图12A VGA转3RCA线      Y.Pb.Pr是逐行输入/输出,Y.Cb.Cr是隔行输入/输出。分量视频接口与S端子相比,要多传输PB、PR两种信号,避免了两路色差混合解码并再次分离的过程,避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真,保障了色彩还原的更准确,保证了信号间互不产生干扰,所以其传输效果优于S端子。      具有这个接口的投影机可以和提供这类输出的电脑、影碟机和DV等设备相连,并可连接数字电视机顶盒收看高画质的数字电视节目。 4.BNC接口 标准的BNC端子     有别于普通15针D-SUB标准接头的特殊显示器借口,或称RGB端子、5RCA(Red/Green/Blue/H-sync/V-sync,为了方便使用,日本一些厂商将RGBHV接口的接线柱做成了色差常用的RCA/俗称“莲花头”接头,而不是RGBHV常用的BNC/螺旋锁自锁紧形式)。由RGB三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。 标准的BNC线 VGA转BNC DVI转BNC     BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头可以隔绝视频输入信号,使信号相互间干扰减少且信号频宽较普通D-SUB大,可达到最佳信号响应效果。可将数字信号传送至150/300M以上,模拟可传送300M以上。通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器,标准专业视频设备输入、输出等领域,投影机上也很常见。 5RCA线缆 VGA转5RCA线,可用于投影机没有标配VGA/DVI接口(标配HDMI)等场合 5.标准视频输入接口(RCA)     RCA是莲花插座的英文简称,RCA输入输出是最常见的音视频输入和输出接口,也被称AV接口(复合视频接口),通常都是成对的,把视频和音频信号“分开发送”,避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降。但由于AV接口传输的仍是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍需显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,所以其目前主要被用在入门级音视频设备和应用上。 音频转RCA线 RCA转接延长头 插入示意图     白色的是音频接口和黄色的视频接口,使用时只需要将带莲花头的标准AV线缆与其它输出设备(如放像机、影碟机)上的相应接口连接起来即可。 不要小瞧了RCA,其也有做工不错的高档货 6.DVI接口 DVI-D DVI转HDMI线 DVI转色差接头     DVI全称为Digital Visual Interface。目前的DVI接口有两种,一为DVI-D(Digital,所谓纯数字)接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空,其不兼容模拟信号。一为DVI-I(Inteface,通用接口可通过转接头兼容VGA信号)接口,可同时兼容模拟(其可以通过一个DVI-I转VGA转接头实现模拟信号的输出)和数字信号,目前多数显卡、液晶显示器、投影机皆采用这种接口。 DVI转VGA     两种DVI接口的显卡接口相互之间不能直接连接使用。如果播放设备采用的是DVI-D接口,而投影机是DVI-I接口,那么还需要另配一个DVI-D转DVI-I的转接头或转接线才能正常连接。DVI传输的是数字信号,数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程,大大节省了时间,因此它的速度更快,有效消除拖影现象,而且使用DVI进行数据传输,信号没有衰减,色彩更纯净,更逼真,更能满足高清信号传输的需求。 DVI-I和DVI-D之间连接也需要转接线/转接头   7. HDMI     HDMI的英文全称是“High  Definition Multimedia”,中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI连接器共有两种,即19针的A类连接器和29针的B类连接器。B类的外形尺寸稍大,支持双连接配置,可将最大传输速率提高一倍。使用这两类连接器可以分别获得165MHz及330MHz的像素时钟频率。 HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽,可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换,可以保证最高质量的影音信号传送。      HDMI在针脚上和DVI兼容,只是采用了不同的封装。与DVI相比,HDMI可以传输数字音频信号,并增加了对HDCP的支持,同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持5Gbps的数据传输率,最远可传输15米,足以应付一个1080P的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080P的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s,因此HDMI还有余量。      这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR。此外HDMI支持EDID,DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式。 HDMI to DVI-D转接头 HDMI to DVI-D转接线      应用HDMI的好处是只需要一条HDMI线,便可以同时传送影音信号,而不像现在需要多条线材来连接;同时,由于无线进行数/模或者模/数转换,能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言,HDMI技术不仅能提供清晰的画质,而且由于音频/视频采用同一电缆,大大简化了家庭影院系统的安装。      随着电视的分辨率逐步提升,高清电视越来越普及,HDMI接口主要就是用于传输高质量、无损耗的数字音视频信号到高清电视, 最高带宽达到5Gbps。美国FCC规定2005年7月1日起,所有数字电视周边产品都必须内建HDMI或DVI。 8.其它接口 ●RS232C     RS232C(串口)是一个通讯接口,可以用于仪器的二次开发,不过在单机工作的时候没有什么用处。RS232C端口被用于将计算机信号输入控制投影机。  ●RJ45接口 RJ45是通过双绞线网线/水晶头互联的     RJ45是网络设备的标准接口,指的是由IEC 603-7标准化,使用由国际性的接插件标准定义的8个位置(4或8针)的模块化插孔或者插头。投影机通过该接口可以和各种电脑设备进行互联或资源共享。  ●音频输入接口 3.5mm音频接口转2RCA,可用于和电脑等设备的音频连接     音频输入接口又叫AV接口或2RCA接口,可将计算机、录像机、影碟机等的音频信号输入进来,用自带扬声器播放。RCA音频端子一般成对地用不同颜色标注:右声道用红色(或者用字母“R”表示“右”);左声道用黑色或白色。有的时候,中置和环绕声道连接线会用其他的颜色标注来方便接线时区分,但整个系统中所有的RCA接头在电气性能上都是一样的。一般来讲,RCA立体声音频线都是左右声道为一组,每声道外观上是一根线。  ●USB接口 USB延长线     USB的英文缩写是Universal Serial Bus,翻译成中文就是“通用串行总线”,也称通用串联接口。其很常见,限于篇幅,就不多介绍了。 常见视频信号传输特性及转换 1. 分量视频(Component Signal) 摄像机的光学系统将景像的光束分解为三种基本的彩色:红色、绿色和蓝色。感光器材再把三种单色图像转换成分离的电信号。为了识别图像的左边沿和顶部,电信号中附加有同步信息。显示终端与摄像机的同步信息可以附加在绿色通道上,有时也附加在所有的三个通道,甚至另作为一个或两个独立的通道进行传输,下面是几种常见的同步信号附加模式和表示方法: · - RGsB:同步信号附加在绿色通道,三根75Ω同轴电缆传输。 · - RsGsBs:同步信号附加在红、绿、蓝三个通道,三根75Ω同轴电缆传输。 · - RGBS:同步信号作为一个独立通道,四根75Ω同轴电缆传输。 · - RGBHV:同步信号作为行、场二个独立通道,五根75Ω同轴电缆传输。 RGB分量视频可以产生从摄像机到显示终端的高质量图像,但传输这样的信号至少需要三个独立通道分别处理,使信号具有相同的增益、直流偏置、时间延迟和频率响应,分量视频的传输特性如下: · - 传输介质:3-5根带屏蔽的同轴电缆- 传输阻抗:75? · - 常用接头:3-5×BNC接头 · - 接线标准:红色=红基色(R)信号线,绿色=绿基色(G)信号线,蓝色=蓝基色(B)信号线,黑色=行同步(H)信号线,黄色=场同步(V)信号线,公共地=屏蔽网线(见附图VP-03) 2. 复合视频(Composite-Video) 由于分量视频信号各个通道间的增益不等或直流偏置的误差,会使终端显示的彩色产生细微的变化。同时,可能由于多条传输电缆的长度误差或者采用了不同的传输路径,这将会使彩色信号产生定时偏离,导致图像边缘模糊不清,严重时甚至出现多个分离的图像。 插入NTSC或PAL编解码器使视频信号易于处理而且是沿单线传输,这就是复合视频。复合视频格式是折中解决长距离传输的方式,色度和亮度共享4.2MHz(NTSC)或5.0-5.5MHz(PAL)的频率带宽,互相之间有比较大的串扰,所以还是要考虑频率响应和定时问题,应当避免使用多级编解码器,复合视频的传输特性如下: · - 传输介质:单根带屏蔽的同轴电缆 · - 传输阻抗:75欧姆 · - 常用接头:BNC接头、莲花(RCA)接头 · - 接线标准:插针=同轴信号线,外壳公共地=屏蔽网线(见附图VP-01) 3. 色差信号(Y,R-Y,B-Y) 对视频信号进行处理而传输图像时,RGB分量视频的方式并不是带宽利用率最高的方法,原因是三个分量信号均需要相同的带宽。 人类视觉对亮度细节变化的感受比彩色的变化更加灵敏,因此我们可以将整个带宽用于亮度信息,把剩余可用带宽用于色差信息,以提高信号的带宽利用率。 将视频信号分量处理为亮度和色差信号,可以减少应当传输的信息量。用一个全带宽亮度通道(Y)表示视频信号的亮度细节,两个色差通道(R-Y和B-Y)的带宽限制在亮度带宽的大约一半,仍可提供足够的彩色信息。采用这种方法,可以通过简单的线性矩阵实现RGB与Y,R-Y,B-Y的转换。色差通道的带宽限制在线性矩阵之后实现,将色差信号恢复为RGB分量视频显示时,亮度细节按全带宽得以恢复,而彩色细节会限制在可以接受的范围内。 色差信号也有多种不同的格式,有着不同的应用范围,在普遍使用的复合PAL、SECAM和NTSC制式中,编码系数是各不相同的,见下表: 4. 数字视频(SDI) 数字视频也有多种不同的格式,而且应用在不同的范围,这里指的是“串行数字视频”(Signal-Digital Interface),一般简写为SDI接口。 伽马校正后RGB信号在线性矩阵中变换为一个亮度分量Y和两个色度Pb、Pr。由于人眼视觉对亮度细节变化的感受比彩色的变化更加灵敏,因此亮度信号Y以较高的带宽(SDTV为5.5MHz)通过传输系统。亮度信号经过低通滤波后抽样频率为13.5MHz,在A/D转换器中产生了10 bit的13.5MB/s码流;两路色度信号经过同样的过程后,在A/D转换器中产生了两路10 bit的6.75MB/s码流,三个视频通道经复用形成27MB/s的10 bit并行数据码流(Y,Cb,Cr)。 27MB/s的10 bit并行数据码流送到移位寄存器(串化器),加入时钟和加扰,按照电视规范形成了270Mb/s的串行数据码流(SDI)。 5. 视频格式的转换 视频的不同格式决定了信号在亮度、色度、对比度、锐度、清晰度、最高分辨率等各个方面的表现。从上述对各种视频格式的分析可以知道,视频高清晰度质量的级别大致可以进行如右的排序(由高往低): 其中,目前最高级别的当选DVI数字视频信号,但存在只能短距离传输的缺点(有效距离约5米),SDI数字视频具备可以编辑和更长距离传输的优点,RGBHV与VGA其实属于统一档次的信号,只是由于信号的组成分量不同而有两种称呼,S-Video比起Video(复合视频的简称)在亮度利用率上有明显的提升,并有效消除了色彩蠕动现象,射频格式是最低级的信号,仅在监控和公共电视的范围应用。 工程应用中经常会面临很多信号格式的转换过程,这些不同格式的信号转换需要遵循那些规则?最终会产生什么效果的影响?一般认为: 低级别格式向高级别格式转换有比较明显的质量提升,比如早期的倍频扫描器或四倍频扫描器,还有目前流行的智能视频调节器,都是Video-RGBHV(复合视频-分量视频)的转换处理,对于提高信号的质量有很明显的改善。因为这些产品均使用了多比特数字技术,确保信号质量(清晰度、亮度、信噪比)可以进行高度还原。 DVI数字视频通常会转换成SDI或RGBHV,转换后原始信号的清晰度有所损失,但使DVI信号实现了长距离传输;VGA信号转换成RGBHV实际效果并没有得到提升,因为二者同等级别,但解决了VGA信号的同步通用匹配问题,而且能够进行更长距离的传输。 高级别格式向低级别格式(比如VGA转Video)转换的过程,无论对原始信号的任何方面,包括亮度、色度、色彩、对比度、锐度、清晰度、最高分辨率都会造成严重的损失,这种转换没有任何的意义,但早期具备一定的使用价值,比如:把电脑的VGA信号转换成Video进行磁带录像、电视机电视墙显示,或者在视像会议中用于“抓图”传输。 6. 高级别向低级别视频格式的转换缺点 6.1. 固有的扫描抖动 标准视频信号由一组扫描线组成,并不是所有这些线都可见。在NTSC制式中,可见的线有483条,而在PAL和SECAM制式中有576条。线数少的电视视频图像,在显示非常小的文字或其它复杂的细节方面受到限制。相比之下,计算机显示设备的扫描线数可从低分辨率(≤480条) 到高分辩率(≥1280条)。现在,许多新的计算机显示卡可让用户在几种不同显示分辨率中选择。显然分辨率越高,文字与图像的细节就显象得越完美。 电视信号是隔行扫描的,意味着每一屏 “画面”实际上是由两个半帧构成的,即两个分别由奇数线与偶数线组成的场。首先奇数线被扫描,然后消隐,接着偶数线被扫描在原奇数线之间。依次显示又隐去的奇数场和偶数场使具有一定形状的图像易产生明显的抖动,特别是那些细的水平线。如图: 左图:第一场(奇数线帧)奇数线按从上到下、从左至右扫描右图: 第二场(偶数线帧)偶数线在奇数线之间的位置上,从上到下、从左到右扫描相反,计算机信号的产生使用的是非隔行扫描的信号,也称为“逐行扫描”方式。 所有扫描线以从上到下,从左到右的顺序一次扫完,不分奇偶帧。这样就消除了电视系统中由于隔行扫描而带来的图像抖动问题。 6.2. 信号格式兼容性 NTSC、PAL和SECAM是几种常见的标准电视视频信号格式,它们规定了显示图像的线数、色彩信息的定义和扫描线的速度(即刷新频率)。另外还有许多与这些格式不同的格式,如:复合视频、S-Video和D1(数字)视频,但是所有这些格式都有很多共同点。例如:它们都是隔行扫描的,扫描线数为483(NTSC)或576 (PAL和SECAM),都有固定不变的刷新频率。NTSC制的两个隔行的场组成一帧,每秒钟出现30次(30Hz),对PAL和SECAM制式来说,每秒钟出现25次(25Hz)。 与电视视频不同,计算机视频信号并没有一个必须遵守的单一标准,可选择的分辨率与刷新频率范围很广,刷新频率一般在60Hz到85Hz之间。尽管计算机不采用隔行扫描的方式显示图像,但一些显卡提供了隔行扫描显示的功能。任意情况下,计算机视频信号向监视器传递色度与亮度信息的方式是相同的,所有VGA、SVGA和Mac计算机的视频格式都将红、绿、蓝信息作为单独的信号(分量)进行传递。 因此,这使计算机可以显示很宽的颜色范围而不失真,而最一般的电视视频格式是将红、绿、蓝信息组合为一个单独信号(色度)向监视器传递。高级别格式向低级别格式转换的过程一般通过扫描转换器实现。这种技术观念听起来很简单,就算使人认同了设计的理念,在技术上还是有很多需要考虑的因素: · - 扫描转换器的计算机输入兼容性 · - 兼容计算机的最高分辨率是多少 · - 是否需要“同步锁相” · - 扫描转换器的彩色抽样率 · - 扫描转换器的编码器的质量如何 · - 输出何种格式的视频信号 · - 有无内置的测试图案 熟悉计算机分辨率的人都知道视频线数不符合标准的分辨率。因此将上述信号输入到投影机或显示设备时会带来不兼容的问题,表现为: · - 画面像素点缺损,大部分细节无法重现 · - 图像被拉伸或扭曲,仅仅能重现信息的轮郭 · - 投影机或显示设备对输入图像进行强制兼容处理,这种附加的处理经常会使图像质量下降(人为因素,类似梯型校正功能)。 另一个局限是由扫描转换器产生的垂直刷新频率,由扫描转换器输出信号的垂直刷新频率最高为60Hz或50Hz,具体取决于输出信号是NTSC还是PAL/SECAM制式,而许多投影机都可以输入和显示更高的刷新频率,提供一个较好的图像质量。而当使用扫描转换器时,会使投影机在较低的刷新频率下所显示的图像受到限制。 6.3. 损失投影机的固有分辨率 LCD和DLP投影机或PDP显示设备是经常与扫描转换器或者视频调节器连用的设备,这些设备都用像素来显示图像,所有象素点的数目被称作固有分辨率。 尽管许多投影机可以显示那些分辨率低于固有分辨率的图像,但在固有分辨率下所显示的图像的质量最高。比如:固有分辨率为1024×768的投影机可以显示分辨率为800×600的画面,但其效果没有显示分辨率为 1024×768的图像好,因为分辨率为1024×768图像中的每一个点都对应于固有分辨率为1024×768的投影机的每一个像素点,使颜色的显示非常清晰,没有象显示分辨率为800×600的图像那样需要进行颜色补偿而造成图像清晰度下降。 监控系统中视频信号传输方式 监控系统中,视频信号的传输是整个系统非常重要的一环,也是广大工程商挺挠头的一件事,随着工程中监控设备价格的透明性和工程商竞争的加剧,信号传输部分的费用越来越受到大家的重视;目前,在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式,对于不同场合、不同的传输距离,怎样能保证传输质量、降低费用,根据多年的工程经验,在这里我们作一些介绍供参考。 一、 同轴电缆传输 (一)通过同轴电缆传输视频基带信号 视频基带信号也就是通常讲的视频信号,它的带宽是0-6MHZ,一般来讲,信号频率越高,衰减越大,一般设计时只需考虑保证高频信号的幅度就能满足系统的要求,视频信号在5.8MHZ的衰减如下:SYV75-3 96编国标视频电缆衰减30dB/1000米, SYV75-5 96编国标视频电缆衰减19dB/1000米,,SYV75-7 96编国标视频电缆衰减13dB/1000米;如对图象质量要求很高,周围无干扰的情况下,75-3电缆只能传输100米,75-5传输160米,75-7传输230米;实际应用中,存在一些不确定的因素,如选择的摄像机不同、周围环境的干扰等,一般来讲,75-3电缆可以传输 150米、75-5可以传输300米、75-7可以传输500米;对于传输更远距离,可以采用视频放大器(视频恢复器)等设备,对信号进行放大和补偿,可以传输2-3公里;另外,通过一根同轴电缆还 可以实现视频信号和控制信号的共同传输,即同轴视控传输技术,下面简单介绍一下该技术: 在监控系统中,需要传输的信号主要有两种,一个是图像信号,另一个是控制信号。其中视频信号的流向是从前端的摄像机流向控制中心;而控制信号则是从控制中心流向前端的摄像机(包括镜头)、云台等受控对像;并且,流向前端的控制信号,一般又是通过设置在前端的解码器解码后再去控制摄像机和云台等受控对像的。同轴视控传输技术是利用一根视频电缆便可同时传输来自摄象机的视频信号以及对云台、镜头的控制功能,这种传输方式节省材料和成本、施工方便、维修简单化,在系统扩展和改造时更具灵活性;同轴视控实现方法有两类: · 一是采用频率分割,即把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内,然后同视频信号复合在一起传送,再在现场做解调将两者区分开;由于采用频率分割技术,为了完全分割两个不同的频率,需要使用带通滤波器、带通陷波器和低通滤波器、低通陷波器,这样就影响了视频信号的传输效果;由于需将控制信号调制在视频信号频率的上方,频率越高,衰减越大,这样传输距离受到限制;另外方法是采用双调制的方式,将视频信号和控制信号调制在不同的频率点,和有线电视的原理一样,再在前、后端解调。 · 二是利用视频信号场消隐期间来传送控制信号,类似于电视图文传送;将控制信号直接插入视频信号的消隐期,视频信号中的消隐期部分在监视器上不显示,故对图像显示不会产生干扰,不影响图像的传输质量,通过前端视频信号的预放大和接收端信号的加权放大,可以大大延伸视频信号的传输距离,如采用75-5的视频电缆,可以实现2000米、75-7电缆实现3500米、75-9电缆5000米的视频传输和反向控制。 (二)通过同轴电缆传输射频信号 视频信号是指将视频信号调制到一定的频率上进行传输,也就是采用有线电视的传输方式,通常所讲的“一线通”、“共缆传输”、“宽频传输”等就是采用的此技术。 采用该技术特别适合于监控点较多和相对集中、距离较远的系统,采用该系统优点是布线简单,抗干扰能力强,但调试相对麻烦,因为是一根电缆传输多路信号,而且有的还要经过放大器放大,如果调试不好就会产生相互干扰(交调);另外,可靠性相对于光缆、视频电缆稍差,因为共缆系统是以串联为主,接头多,特别是靠近机房的部分,如果出问题将影响前面所有的信号(视频直传方案是一对一,一根电缆出问题只会影响一路信号)。所以采用该方案时,一定要将系统详细的设备位置图给有关“共缆传输”设备的厂家帮助设计系统传输方案,另外你需要配备1台场强仪。 二、 双绞线传输利用双绞线传输视频信号是近几年才兴起的技术,所谓的双绞线一般是指超五类网线,采用该技术与传统的同轴电缆传输相比,其优势越来越明显: (一)优点 1. 布线方便,线缆利用率高。一根普通超五类网线,内有4对双绞线,可以同时传输4路视频信号,或3路视频信号、1路控制信号;而且网线比同轴电缆更好敷设。 2. 价格便宜。普通超五类网线的价格相当与75-3视频线,室外防水超五类网线的价格相当与75-5视频线,但网线可以同时传输多路信号,其经济性用户可以根据具体情况核算; 3. 传输距离远,传输效果好。由于将视频信号进行了放大提升,传输距离可以达到1500米,有些厂家的产品可以保证900米内达到与现场一样的效果; 4. 抗干扰能力强。双绞线传输采用差分传输方法,其抗干扰能力大于同轴电缆。 (二)使用中注意的问题 1. 选用双绞线的原则:一般选用国产超五类网线,每根网线内有8芯,每芯的直流电阻值应小于15欧/100米(国标小于10欧/100米); 2. 对于不同传输距离,有不同的选择,如大楼内,一般不超过150米,可以选用无源收发器;距离在650米内可以选用前端无源发射、后端有源接收的设备,省去了前端加电的麻烦和设备损坏的可能;650米至1500米可以选用有源发射、有源接收的设备;如超过1500米,可以考虑增加中继器,在2200米内增加1个中继器可以保证效果,如再远建议选择同轴电缆或光缆传输。 3. 室外布线,尽可以选用室外阻水网线,虽然价格高了些,但可靠性可以保证; 4. 对于干扰特强的地方,如电厂、变电站等地方,建议选用屏蔽网线,或在普通网线外套金属管,如采用屏蔽网线一定要注意传输距离,一般控制在700米,采用在监控室单端接地的原则; 5. 对于电梯的干扰,建议选用电梯专用双绞线电缆,它的柔软性能够满足电梯电缆的要求; 6. 网线的连接,应进行可靠的焊接,在室外一定要做好防水处理,处理完后注意防止浸泡在水里,你可以将接头放在矿泉水瓶内,瓶口朝下,再将瓶口封好; 7. 由于双绞线传输采用“虚地”技术,比同轴电缆更容易感应静电或雷电,选择双绞线传输设备,一定要注意选用具有防静电、防雷的产品,如果在多雷区,最好在前端做防雷接地。 8. 双绞线传输技术并不复杂,市场上的生产厂家也很多,但真正能做好的并不多,首先,没有一定的视频测试设备,近凭示波器和监视器想做好非常不容易,其次,由于双绞线更容易招静电和雷电的损坏,所以其保护措施非常重要(保护部分的成本占到总成本的1/4-1/3),所以建议大家可以选择生产时间较长、规模较大的公司的产品,它们产品的性能、稳定性更好。 9. 总之,利用双绞线传输视频信号与同轴电缆相比具有明显的优势,对用户来讲有一个认识了解的过程;有些用户曾经用过,但没有选择合格的产品而全面否定该技术,其实你可以多选择几家试一下,该技术真不错。 三、 光纤传输 用光缆代替同轴电缆进行视频信号的传输,给电视监控系统增加了高质量、远距离传输的有力条件。其传输特性和多功能是同轴电缆线所无法比拟的。先进的传输手段、稳定的性能、高的可靠性和多功能的信息交换网络还可为以后的信息高速公路奠定良好的基础; (一)、光缆传输的优缺点 1. 传输距离长,现在单模光纤每公里衰减可做到0.2dB~0.4dB以下,是同轴电缆每公里损耗的1% 。 2. 传输容量大,通过一根光纤可传输几十路以上的信号。如果采用多芯光缆,则容量成倍增长。这样,用几根光纤就完全可以满足相当长时间内对传输容量的要求。 3. 传输质量高,由于光纤传输不像同轴电缆那样需要相当多的中继放大器,因而没有噪声和非线性失真叠加。加上光纤系统的抗干扰性能强,基本上不受外界温度变化的影响,从而保证了传输信号的质量。 4. 抗干扰性能好,光纤传输不受电磁干扰,适合应用于有强电磁干扰和电磁辐射的环境中。 5. 主要缺点是造价较高,施工的技术难度较大。 (二)单/多模光纤光端机的选用 1. 目前常用的光纤按模式分有两大类:多模光纤和单模光纤 多模光缆用于视频图像传输时,只能满足最远3~5km左右的传输距离,并且对视 频光端机的带宽(针对模拟调制)和传输速率(针对数字式)有较大的限制,一般适用于短距、小容量、简单应用的场合。单模光缆由于有着优异的特性和低廉的价格已经成为当前光通信传输的主流,但其设备价格比多模光端机高。 2. 视频监控光端机在技术实现上分为模拟调制的光端机和数字非压缩编码光端机两大类。模拟光端机采用的是基带视频信号直接光强度调制(简称AM)或脉冲频率调制(PFM)技术。数字光端机主要指的是非压缩编码视频光端机,严格意义上说,是一种采用数字传输方式的视频光端机,输入和输出仍然是标准模拟视频信号。模拟光端机发展至今已有十年以上的历史,已经是比较成熟的产品,从稳定性和可维护性上说,模拟设备在温度漂移特性,老化特性和长期工作稳定性上是显然不如数字设备。单从价格上说,目前在1~2路视频光端机上模拟的价格仍然有优势,但在4路以上视频光端机上模拟和数字的差别已经几乎没有了,如果要求需要在视频传输的同时,还要传输音频、低速数据、高速以太网数据等多业务,模拟设备就无法与数字设备比拟了。 四、 视频信号的干扰及解决 (一)干扰的产生 1. 前端电源的干扰:电梯的变频电机,工厂的大功率电机,变电站等。 2. 传输过程的干扰:主要是电磁波干扰,如广播电台、电信基站等,还有电缆损坏引起的干扰及地电位差干扰等。 3. 终端设备干扰:主要是设备电源产生的干扰和连接引起的干扰。 (二)干扰的解决方法 1. 先判断干扰的产生位置,先从前端检查摄像机有无干扰,如有,一般是通过电源进去的(可以先用12V电瓶供电验证一下是否电源干扰),可以采用开关电源给摄像机供电,也可以安装交流滤波器进行滤波,一般可以解决; 2. 如果是通过传输过程产生的,首先检查视频线的连接,屏蔽网有无破损等情况,另外可以考虑选择抗干扰器,目前,市场的抗干扰器基本原理有二种,一种是将视频基带信号调制到38MHZ或更高频率,避开干扰频率,其效果可以,但遇到干扰频率与38MHZ接近的话,那就没有办法了;另一种是采用将视频信号在前端进行幅度提升放大的办法,再在终端进行压缩,因为干扰信号的幅度是不变的,相对应的干扰信号也就被压缩了,这是一种广谱的抗干扰办法,但干扰有一定的残留,抗干扰的效果取决于视频信号放大的幅度和干扰信号的位置,幅度越大、干扰越靠近前端,抗干扰的效果越好。 3. 如果用了抗干扰器效果不明显,有可能是终端(机房)引起的干扰,这样需要检查连接、电源、接地和设备本身问题等方面。 DVI接口 DVI全称为Digital Visual Interface,它是1999年由Silicon Image、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(Digital Display Working Group,数字显示工作组)推出的接口标准。它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技术为基础,基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling,最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制,可以将象素数据编码,并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源,可以内建在显卡芯片中,也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上;而接收器则是显示器上的一块电路,它可以接受数字信号,将其解码并传递到数字显示电路中,通过这两者,显卡发出的信号成为显示器上的图象。  目前的DVI接口分为两种,一个是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。  另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上,而是必须通过一个转换接头才能使用,一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。  考虑到兼容性问题,目前显卡一般会采用DVD-I接口,这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。而带有DVI接口的显示器一般使用DVI-D接口,因为这样的显示器一般也带有VGA接口,因此不需要带有模拟信号的DVI-I接口。当然也有少数例外,有些显示器只有DVI-I接口而没有VGA接口。显示设备采用DVI接口具有主要有以下两大优点: 一、速度快 DVI传输的是数字信号,数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程,大大节省了时间,因此它的速度更快,有效消除拖影现象,而且使用DVI进行数据传输,信号没有衰减,色彩更纯净,更逼真。  二、画面清晰 计算机内部传输的是二进制的数字信号,使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中的D/A(数字/模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D(模拟/数字)转换器将模拟信号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰,导致图像出现失真甚至显示错误,而DVI接口无需进行这些转换,避免了信号的损失,使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。 最后,DVI接口可以支持HDCP协议,为将来看带版权的高清视频打下基础。不过要想让显卡支持HDCP,光有DVI接口是不行的,需要加装专用的芯片,还要交纳不斐的HDCP认证费,因此目前真正支持HDCP协议的显卡还不多。 视频模拟光纤传输技术 监控系统中的信号有三类:图像、音频、数据,如何将这三种信号置于有效的控制之下要考虑的因素之一是传输问题。在光纤应用之前,铜缆因为费用低廉而被大量采用(但在远距离传输上采用光纤传输的成本要低于采用铜缆传输),但是铜缆传输越来越暴露其缺点,传输距离短,保密性差,容易受到电磁干扰,维护费用高等等。光纤出现之后,光纤通讯的应用得到迅猛发展,已经成为远距离/近距离传输(超过500/800米的距离)的首选,可以预料当光纤成本进一步下降,光纤必将取代铜缆大量应用。 光纤监控系统的传输中,按传送信号的模式大致可分为两种方式:其一是模拟光纤传输,其二是数字光纤传输。目前,模拟光纤传输因为其成熟的技术保证而得到广泛的应用。通常采用的模拟光纤传输,大致可分为以下几类:VIDEO、DATA、AUDIO、VIDEO+DATA、VIDEO+AU
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