EV-2010A加权视频放大器
电缆传输失真与频率加权补偿提要: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,导致图象对比度下降。高频衰减,导致清晰度降低。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频率响应限定要求如图1。在0.5-5M带宽内,上下波动限定在±0.75db(±8%),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,工程中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,变换设备(切换、分配、放大),传输设备(不同介质、不同变换与调制解调)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。图二是一种连续扫频视频波形,扫频范围是0.2-6M,幅度为700Mv。还有一种类似的多波群视频信号,如图三。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效果, 可以十分直观地检测出设备的频率响应特性。
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。图四为经过电缆传输衰减后的扫频视频波形,图五为多波群波形。比较图二、图四或图三、图五,可
以看出:不仅低频幅度有衰减,而且不同频率分量的衰减量也不同,频率越高,衰减越大。同时还应注意到行同步头的失真和色同步头的幅度严重降低。一组典型75-7电缆1000M不同频率衰减测试数据如表一:
长度m 0.5M 1.0M 2.0M 4.0M 4.8M 5.8M
1000 -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频率来说,2500m电缆的衰减量为-31.5db(2.67%)。、
这就是频率失真的实际概念和含义。由此可以归纳出以下几点参考意见:
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“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”特性的频率非线性设备。我们称之为“加权视频放大器”,简称“加权视放”;显然,普通的宽带视频放大器,由于没有频率加权特性,所以是不能用来做为电缆补偿放大器用的。
3. 从工程应用的技术角度看,75-7电缆200m以上就应该补偿。一个480线彩色摄象机的视频信号,经过五、六百米电缆衰减后,在监视器上的图象效果,主观评价还不如一个330线摄象机不经过电缆衰减的图象效果。所以,工程上要充分发挥摄象机的性能水平,就必须考虑补偿。对补偿的要求,我们归纳出以下六点:①视频信号幅度要能提升到1Vp-p;②在我国PAL制情况下,频率补偿必须是0-6M全频段加权补偿。只有4M带宽的NTSC制设备是不能用的,号称有20M带宽的视频设备在这里也是没有意义的;③补偿特性必须与电缆衰减特性相符;④补偿距离尽可能大一些;⑤补偿器对上述补偿距离、补偿带宽和补偿特性,必须有全范围连续可调的有效控制功能;⑥必须有效解决工程现场安装调试人员的方便准确调试方法问题。
许多工程人员反映,买来的放大器做补偿用,不好用。原因大都是与上述六点的一条或几条不符。有的进口放大器,甚至是NTSC制电视4M带宽用的放大器,有的没有解决好工程现场准确调试方法问题等等。
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伏的小信号加权放大,最大动态范围是1伏,而前补偿是对1伏的标准信号先进行提升放大,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8.8倍。这就要求达到0.7V*8.8=6.16V,同步头补偿2.06倍,0.3*2.06=0.618V,合计为6.16+0.618=6.778V,这是在75欧姆负载上的动态范围,而放大器实际输出级的动态范