日本电子维修技术 转载:距离?不是问题!轻松搞定远距离视频显



在安防工程施工和一些日常视频应用中,我们常常会碰到一些让人头疼的距离问题,比如硬盘录像机与显示屏的距离太远,没法直接用视频线直接连接;广告显示屏挂在墙上,距离太远,没办法直接用VGA线缆连接电脑;再如一个大会议室,需要一根很长的视频线以确保每个位置都能轻松连上投影仪。我们都知道VGA视频信号是模拟视频信号,传输线缆过长,图像清晰度、色彩饱和度等等指标都会下降,再长就不能正常显示图像了。如果我们需要将VGA视频信号无压缩、无延时的传送到几十米甚至几百米的显示屏上,就需要借助一些传输工具了。今天,我们就介绍一个让VGA信号轻松传送300米而图像质量不下降的方法。


  为了实现低成本CAT-5eUTP 双绞线 300米远距离传输 VGA 视频信号,需要设计驱动器及接收器。在驱动器端,通过驱动芯片对VGA 单端信号进行差分转换及驱动,在接收器,需要对差分信号进行均衡和补偿,恢复原始VGA单端信号。采用此原理设计的产品具有图像清晰,色彩饱满,能较好地还原出原始画面。


  CAT-5e UTP 双绞线,指的是超5类非屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线是由多对双绞线和一个塑料护套构成。5类是指国际电气工业协会为双绞线电缆的传输频率为100Mhz,超5类是对现有5类线部分性能如近端串扰,衰减串扰比,回波损耗等加以改善后出现的电缆。


  CAT-5e UTP 双绞线,采用4个绕线对和1条撕裂绳,线对的颜色与5类线完全相同,分别为:白(橙)/橙,白(绿)/绿,白(蓝)/蓝,白(棕)/棕。标称裸铜(BC)线径为0.51mm(线规为24AWG),绝缘线径为0.9mm,UTP 电缆直径一般为5mm。


  VGA视频信号,VGA(Video GraphicsArray)是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。VGA接口是采用VGA标准输出数据的专用接口。VGA接口共有15针,分成3排,每排5个孔,传输红(R),绿(G),蓝(B),行同步(H),场同步(V)视频信号。


  VGA 视频分辨率,通常分辨率指的是图像的高/宽像素值,比如VGA640X480,表示水平方向为640像素,垂直方向为480像素。常用分辨率主要有:VGA(640X480),SVGA(800X600),XGA(1024X768),UXGA(1600X1200)。


  远距离传输,VGA 视频信号为非平衡式模拟信号,可以通过同轴电缆直接转送,由于在远距离传输中,同轴电缆抑制干扰能力较弱,而采用双绞线平衡式传输模拟信号,比如接地回路产生的共模干扰,同时出现在双绞线上,干扰波形刚好是相反的,会产生抵消干扰的作用,适用于长线远距离传输的应用。同时,因为需要将非平衡模拟信号转换为平衡模拟信号,需要在驱动端引入差分放大器,将非平衡传输转换为平衡传输,而在接收端在将平衡方式转换为非平衡方式。双绞线远距离传输时,电缆特性会导致视频信号的高频分量衰减,引起信号模糊;电缆特性会导致视频信号衰减,引起信号对比度及亮度降低;绞线对的等长误差,会导致传输延时不一致,导致视频显示串色等。所以,远距离传输不仅需要对原始视频信号进行差分化传输,还需要做好信号预加重,均衡,增益控制及时序对齐等


  300米 VGA 远距离延长器原理:


  系统组成由下图所示

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2014-5-2 14:31 上传



在安防工程施工和一些日常视频应用中,我们常常会碰到一些让人头疼的距离问题,比如硬盘录像机与显示屏的距离太远,没法直接用视频线直接连接;广告显示屏挂在墙上,距离太远,没办法直接用VGA线缆连接电脑;再如一个大会议室,需要一根很长的视频线以确保每个位置都能轻松连上投影仪。我们都知道VGA视频信号是模拟视频信号,传输线缆过长,图像清晰度、色彩饱和度等等指标都会下降,再长就不能正常显示图像了。如果我们需要将VGA视频信号无压缩、无延时的传送到几十米甚至几百米的显示屏上,就需要借助一些传输工具了。今天,我们就介绍一个让VGA信号轻松传送300米而图像质量不下降的方法。


  为了实现低成本CAT-5eUTP 双绞线 300米远距离传输 VGA 视频信号,需要设计驱动器及接收器。在驱动器端,通过驱动芯片对VGA 单端信号进行差分转换及驱动,在接收器,需要对差分信号进行均衡和补偿,恢复原始VGA单端信号。采用此原理设计的产品具有图像清晰,色彩饱满,能较好地还原出原始画面。


  CAT-5e UTP 双绞线,指的是超5类非屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线是由多对双绞线和一个塑料护套构成。5类是指国际电气工业协会为双绞线电缆的传输频率为100Mhz,超5类是对现有5类线部分性能如近端串扰,衰减串扰比,回波损耗等加以改善后出现的电缆。


  CAT-5e UTP 双绞线,采用4个绕线对和1条撕裂绳,线对的颜色与5类线完全相同,分别为:白(橙)/橙,白(绿)/绿,白(蓝)/蓝,白(棕)/棕。标称裸铜(BC)线径为0.51mm(线规为24AWG),绝缘线径为0.9mm,UTP 电缆直径一般为5mm。


  VGA视频信号,VGA(Video GraphicsArray)是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。VGA接口是采用VGA标准输出数据的专用接口。VGA接口共有15针,分成3排,每排5个孔,传输红(R),绿(G),蓝(B),行同步(H),场同步(V)视频信号。


  VGA 视频分辨率,通常分辨率指的是图像的高/宽像素值,比如VGA640X480,表示水平方向为640像素,垂直方向为480像素。常用分辨率主要有:VGA(640X480),SVGA(800X600),XGA(1024X768),UXGA(1600X1200)。


  远距离传输,VGA 视频信号为非平衡式模拟信号,可以通过同轴电缆直接转送,由于在远距离传输中,同轴电缆抑制干扰能力较弱,而采用双绞线平衡式传输模拟信号,比如接地回路产生的共模干扰,同时出现在双绞线上,干扰波形刚好是相反的,会产生抵消干扰的作用,适用于长线远距离传输的应用。同时,因为需要将非平衡模拟信号转换为平衡模拟信号,需要在驱动端引入差分放大器,将非平衡传输转换为平衡传输,而在接收端在将平衡方式转换为非平衡方式。双绞线远距离传输时,电缆特性会导致视频信号的高频分量衰减,引起信号模糊;电缆特性会导致视频信号衰减,引起信号对比度及亮度降低;绞线对的等长误差,会导致传输延时不一致,导致视频显示串色等。所以,远距离传输不仅需要对原始视频信号进行差分化传输,还需要做好信号预加重,均衡,增益控制及时序对齐等


  300米 VGA 远距离延长器原理:


  系统组成由下图所示

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2014-5-2 14:31 上传



蓝色表示 源端的阶跃响应,幅值为0.7V,建立时间远远小于0.2uS,红色表示经过在300米双绞线传输后的阶跃响应,幅值约为0.52V,上升时间约为0.6 uS.

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由图可见,频率越高,信号幅值衰减越快.


  接收器


  接收器将平衡式双绞线传输转换为非平衡单端显示,同时做均衡处理,还原出原始信号的阶跃响用曲线,如下图所示:

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2014-5-2 14:31 上传



可以看出,幅值为0.7V, 上升时间约为50nS


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