电缆传输失真与频率加权补偿
2004-9-29 卢氏仕通智能科技有限公司 视频信号直接经同轴电缆传输，会产生幅度衰减和频率失真。即不同频率分量衰减不同，频率越高衰减量越大。幅度衰减，引起对比度下降。高频衰减，引起清晰度降低。实测表明，常用的75-7电缆250-300米时，引起的失真度就超过我国电视标准的规定要求。EV-2010A加权视频放大器，对75欧姆同轴电缆的实际衰减特性，能进行全距离全频段有效补偿。最大有效补偿距离可达到2500米以上（75-5电缆可按60%折算，达到1500米以上）。这里就有关问题谈些看法，供交流探讨。一)PAL制视频标准：视频传输0-6M频率响应限定要求是在0.5-5M带宽，上下波动限定在±0.75db，6M限定在+0.75∽-3db；这是主要特性，还有其他一些失真度指标要求。一般420-480TVL的中高清晰度摄象机视频信号，4-6M的频率成份不可忽视。当然，拍摄的镜头（取景）不同，视频信号的各种频率成分组成也不同。细节变化小的镜头（如一面光墙），高频分量弱；细节变化多的镜头（如花丛、头发），高频分量十分丰富。所以，只根据某个电视画面来判断图象质量是有局限性的。工程商的责任，应该是尽可能减少视频信号失真，充分发挥摄象机的性能水平，以达到尽可能好的满意程度。二)视频标准信号源为了检测视频控制设备，变换（切换、分配、放大、）设备，传输（不同介质、不同变换与调制解调）设备的质量，需要有标准视频信号源，产生几种失真度为零的特殊视频信号。一种是连续扫频视频波形，扫频范围是0.2-6M，幅度为700Mv。可以十分直观地检测设备的频率响应。还有一种类似的多波群视频信号。每一群都是一种固定频率，六群从低到高分别是0.5/1.0/2.0/4.0/4.8/5.8M。用这种波形来研究电缆衰减与补偿非常直观，容易理解。三)视频电缆的频率失真不同型号的电缆特性不同，不同厂家，不同批次的电缆性能也有差别。我们这里以一种典型的75-7电缆为例进行分析与介绍。视频信号经过电缆传输会引起低频幅度衰减和高频失真，频率越高，衰减越大。同时注意到，行同步头失真，色同步头幅度严重降低。一组典型75-7电缆1000M不同频率衰减测试数据如表一：长度(1000m)0.5M---1.0M---2.0M---4.0M---4.8M---5.8M分贝数....-4.18db-6.15db-8.52db-11.0db-11.6db-12.6db倍数......61.8%...49%....37.5%...28.2%...26.3%..23.4%对于5.8M频率分量来说，2500m电缆，衰减量可达到-31.5db（2.67%）.这就是频率失真的实际概念和含义。由上述分析和实践经验，归纳出以下几点意见，供参考：1.视频同轴电缆，从它对不同频率分量具有不同衰减特性来看，可以把它理解为一种频率“去加重”器件；2.电缆具有频率“去加重”特性，所以“电缆视频补偿器”应该是一种具有频率“加重”（或“加权”）特性的器件。我们称之为“加权视频放大器”，简称“加权视放”；3.75-7电缆200m以上就应该考虑加权补偿。4.对视频加权补偿的要求是：①幅度要能提升到大于1Vp-p；②频率补偿必须是0-6M全频段范围的加权补偿（低端轻，高端重）；③补偿特性必须能与电缆衰减特性相反相成；④补偿距离尽可能大一些；⑤补偿器对上述各项补偿，必须有全范围连续可调的有效控制功能；⑥必须解决工程现场方便准确的调试方法问题（许多产品没能解决好这个根本性的实际使用问题）。四)“前补偿”与“后补偿”问题补偿位置放在电缆前端，还是末端，表面看来是一样的。所以有的产品介绍说：一台放大器补偿距离为1500米，电缆前后各放一台，可以补偿3000米。对此，我们还难以相信。因为在技术实现上二者是完全不同的。后补偿是低于1伏的小信号放大和补偿，最大动态范围是1伏；而前补偿相反，是要对1伏的标准信号先进行提升放大和频率加权，以补偿电缆衰减。举例说，1500米75-7电缆，5.8M频率衰减量为-18.9db，即衰减8.8倍。前补偿时，就要把这一频率成分放大4.26倍。这就要求达到0.7V*8.8=6.16V。而行同步头衰减-6.27db（2.06倍），即要求提升到0.3*2.06=0.618V。两项之和为视频信号“峰-缝”值，即6.16+0.618=6.778V。这是在75欧姆负载上的动态范围，而放大器实际输出的动态范围应该是6.778*2=13.556V，这是常规电路难以实现的。换句话说，长距离电缆后补偿有效，前补偿无效，甚至因失真而有害。后补偿连接：将电缆传输的末端接入输入端in），输出端接到监视器和示波器（20M以上示波器）；用示波器观察视频信号的行同步和色同步脉冲。
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