電視監(jiān)控系統(tǒng)的信號傳輸方式與傳輸用部件

1、 第二十章 電視監(jiān)控系統(tǒng)的信號傳輸方式與傳輸用部件20.1 概 述本章將闡述電視監(jiān)控系統(tǒng)中某些常用的、具體的信號傳輸方式并討論與傳輸系統(tǒng)有關(guān)的一些問題，同時，結(jié)合對各種傳輸方式的討論，還將介紹一些有關(guān)的傳輸用部件。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，主要的信號有兩種，一個是電視信號，另一個是控制信號。其中電視信號的流向是從系統(tǒng)前端的攝像機(jī)流向電視監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心；而控制信號則是從控制中心流向前端的攝像機(jī)（包括鏡頭）、云臺等受控對像。并且，流向前端的控制信號，一般又是通過設(shè)置在前端的解碼器解碼后再去控制攝像機(jī)和云臺等受控對像的。在帶有防盜報警的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，還有報警信號的傳送以與控制中心對前端報警探測器的控制

2、信號（如布防、撤防等控制信號）的傳送。其中報警信號的流向是從前端的報警探測器指向控制中心；而由控制中心對報警探測器發(fā)出的控制信號則是由控制中心指向報警探測器。如果從帶有防盜報警功能的整個電視監(jiān)控系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的整個報警信號的傳遞方向則是從報警探測器起始，傳向控制中心的報警主機(jī)，再由報警主機(jī)通過報警信號接口箱傳向電視監(jiān)控的主機(jī)，再由這個主機(jī)發(fā)出控制信號控制攝像機(jī)與云臺的動作，然后再由攝像機(jī)將圖像傳送回控制中心，從而完成報警與電視監(jiān)控的聯(lián)動運(yùn)行。由于上述的報警和控制信號大多采用開關(guān)信號的直接控制或是采用RS-232接口通信的控制方式，有關(guān)書籍和資料介紹的較多，所以這里就不做詳細(xì)地討論了。在本章中，

3、將主要對電視信號的傳輸加以詳細(xì)地論述。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，電視信號的傳輸，主要指的是從前端攝像機(jī)至監(jiān)控中心之間的傳輸。電視信號在傳輸系統(tǒng)中的流向是由前端攝像機(jī)指向控制中心，而不是像有線電視網(wǎng)那樣電視信號由有線電視臺流向各用戶的電視機(jī)終端。從這個角度上講，也可以說電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像信號的流向正好與有線電視網(wǎng)的電視信號流向相反，因此，也就導(dǎo)致了電視監(jiān)控系統(tǒng)在電視信號的傳輸上有許多特殊性而與有線電視網(wǎng)不同或不能完全相似。鑒于上述原因，我們在討論和研究電視監(jiān)控系統(tǒng)的電視信號傳輸時，除了有些傳送方式（如射頻有線傳輸）與有線電視網(wǎng)信號的傳送在理論上、計算方法上相類似之外，其它許多傳送方式需要專門去討論和研究。

4、在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，傳輸方式的確定，主要根據(jù)是傳輸距離的遠(yuǎn)近、攝像機(jī)的多少以與其他方面的有關(guān)要求。一般來說，當(dāng)各攝像機(jī)的安裝位置離監(jiān)控中心較近時（幾百米以），多采用視頻基帶傳送方式；當(dāng)各攝像機(jī)的位置距離監(jiān)控中心較遠(yuǎn)時，往往采用射頻有線傳輸或光纖傳輸方式；當(dāng)距離更遠(yuǎn)且不需要傳送標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)實時圖像時，也可以采用窄帶電視用線路傳輸。在實際應(yīng)用上，由于光纖傳輸系統(tǒng)造價較高，故真正采用光纖傳輸?shù)碾娨暠O(jiān)控系統(tǒng)并不多。但隨著技術(shù)的發(fā)展和若干設(shè)備、器件質(zhì)量的提高和價格的降低，射頻傳輸、光纖傳輸、微波傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葌鬏敺绞揭矊谶h(yuǎn)距離傳輸時陸續(xù)采用，因而本章對這些遠(yuǎn)距離傳輸方式也將較具體的加以介紹。20.2 視

5、頻基帶傳輸方式視頻基帶傳輸方式，是指從攝像機(jī)至控制臺之間傳輸?shù)碾娨晥D像信號，完全是視頻信號。視頻傳輸方式的優(yōu)點是傳輸系統(tǒng)簡單；在一定距離圍，失真小；附加噪聲低（系統(tǒng)信噪比高）；不必增加諸如調(diào)制器、解調(diào)器等附加設(shè)備。缺點是傳輸距離不能太遠(yuǎn)；一根電纜（視頻同軸電纜）只能傳送一路電視信號等等。但是，由于電視監(jiān)控系統(tǒng)一般來說攝像機(jī)與控制臺之間的距離都不是太遠(yuǎn)，所以在電視監(jiān)控系統(tǒng)中采用視頻傳輸是最常用的傳輸方式。視頻傳輸方式的原理框圖如圖20-所示。圖20-1 視頻傳輸方式原理框圖在圖20-中，傳輸線采用的是同軸電纜，其型號為SYV-75-5（國產(chǎn)）。其中75表示該種電纜的特性阻抗為75。表示電纜的線徑

6、。如果傳輸距離較遠(yuǎn)些時，為了減小傳輸線路對信號的衰減量，還可以用SYV-75-7或SYV-75-9的電纜線。由于在視頻傳輸系統(tǒng)中，攝像機(jī)的輸出阻抗為75不平衡方式，而控制臺與監(jiān)視器的輸入阻抗也為75不平衡方式，故為了整個系統(tǒng)的阻抗匹配，其傳輸線也必須采用75的特性阻抗。如果在系統(tǒng)中出現(xiàn)了阻抗不匹配的情況，信號就會失真。有時由于阻抗不匹配可能會產(chǎn)生寄生振蕩（特別是會產(chǎn)生以視頻圖像信號的行同步頭為基頻的高次諧波振蕩），這將嚴(yán)重影響圖像的質(zhì)量。有時，雖然從表面上看傳輸線用的是75特性阻抗的同軸電纜，但由于電纜質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)或其他原因，仍會產(chǎn)生失配現(xiàn)像導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降。在傳輸距離較遠(yuǎn)時（幾百米以上）

7、這種情況更易發(fā)生。因而，在實際工程中，根據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)的失配情況，往往需要在攝像機(jī)的輸出端串接幾十歐姆的電阻后再接至電纜線上，或在控制臺或監(jiān)視器上并聯(lián)75電阻以滿足匹配的要求。如圖20-2所示?？傊?，由于阻抗不匹配而產(chǎn)生的圖像質(zhì)量下降問題，在較遠(yuǎn)距離的視頻傳輸方式下是特別需要注意的。圖20-2 為解決阻抗失配而加入電阻20.3 遠(yuǎn)距離視頻傳輸方式在上一節(jié)我們討論了視頻基帶傳輸方式的一般情況。下面我們將討論較遠(yuǎn)距離的視頻傳輸方式。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，有時攝像機(jī)的位置距離監(jiān)控中心較遠(yuǎn)，甚至距離在幾公里以上。在這種較遠(yuǎn)距離的情況下，有時采用光纖傳輸方式或射頻傳輸方式。但是由于光纖傳輸或射頻傳輸?shù)脑靸r

8、均較高，不一定非要采用光纖或射頻傳輸方式。特別是在較遠(yuǎn)距離的位置上攝像機(jī)的數(shù)量較多，其攝像機(jī)所處的位置又比較集中的情況下，仍然考慮用視頻傳輸?shù)姆绞骄蜁@得適用些。但是，由于視頻信號在遠(yuǎn)距離傳輸時除帶來信號的衰減外，更主要的是會產(chǎn)生幅頻與相頻兩方面的失真，因此研究解決較遠(yuǎn)距離情況下的視頻傳輸就是一個很重要的課題。20.3.1 視頻平衡傳輸系統(tǒng)目前，解決遠(yuǎn)距離視頻傳輸?shù)囊环N比較好的辦法是采用“視頻平衡傳輸”方式。這種傳輸方式的原理框圖如圖20-3所示。圖中，攝像機(jī)輸出的視頻全電視信號經(jīng)發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)換為一正一負(fù)的差分信號，該信號經(jīng)普通雙絞線（或線）傳輸至監(jiān)控中心的接收機(jī)，由接收機(jī)重新合成為標(biāo)準(zhǔn)的全電視信

9、號再送入控制臺中的視頻切換器或其他設(shè)備。圖中的中繼器是為更遠(yuǎn)距離傳輸時使用的一種傳輸設(shè)備。當(dāng)這種傳輸方式不加中繼器時，黑白電視信號最遠(yuǎn)可傳輸2000米；彩色電視信號最遠(yuǎn)可傳輸1500米。加中繼器時最遠(yuǎn)可傳輸20公里（僅為傳送黑白電視信號時）。圖20-3 視頻平衡傳輸系統(tǒng)框圖這種傳輸方式之所以可行的主要原理是，由于把攝像機(jī)輸出的全電視信號由發(fā)射機(jī)變?yōu)橐徽回?fù)的差分信號，因而在傳輸中產(chǎn)生的幅頻與相頻失真，經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸后再合成時就會將失真抵消掉；在傳輸中產(chǎn)生的其它噪聲信號與干擾信號也因一正一負(fù)的原因，在合成時被抵消掉。也正因如此，傳輸線采用普通雙絞線即可滿足要求，這無疑減少了傳輸系統(tǒng)的造價（與電纜相

10、比）。特別是當(dāng)傳輸距離很遠(yuǎn)時，所用的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的價格比遠(yuǎn)距離電纜線的價格要低得多，所以該方式比較適合遠(yuǎn)距離視頻傳輸?shù)姆绞健，F(xiàn)將這種傳輸方式中所使用的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的技術(shù)指標(biāo)介紹如下：視頻發(fā)射機(jī)最大輸入電平：2VP-P全電視信號標(biāo)準(zhǔn)輸入電平：1VP-P全電視信號輸入阻抗：75不平衡平衡輸出電平：0VP-P4VP-P可調(diào)(或-3V+3V)不平衡輸出電平：0VP-P1VP-P平衡輸出電阻：120不平衡輸出電阻：75頻響：10HZ10MHZ±3dB3MHZ時2.0dB4MHZ時2.6dB5MHZ時8.0dB信噪比：54dB電源：AC180V250V50HZ尺寸：298mm×19

11、6mm×67mm功耗3.5W工作環(huán)境溫度：-10+50工作環(huán)境濕度：70%2視頻接收機(jī)最大輸入電平：4VP-P全電視信號（或-2V+2V）標(biāo)準(zhǔn)輸入電平：2VP-P全電視信號（或-1V+1V）輸入阻抗：60160可調(diào)輸出電平：1VP-P可調(diào)±6dB頻響：10HZ5MHZ±3dB黑白電視信號：2000m，5.0MHZ2500m，2.5MHZ彩色電視信號：1500m（高頻予加重）鉗位：平均值頻率補(bǔ)償：低頻1kHZ0.5MHZ，0dB20dB中頻0.5MHZ2MHZ，0dB40dB高頻2MHZ5MHZ，0 dB60dB尺寸298mm×190mm×67m

12、m工作環(huán)境溫度：-10+50工作環(huán)境濕度：70%如果在這種傳輸方式下，傳輸距離大于2000m（黑白電視信號）或1500m（彩色電視信號）時，可加設(shè)中繼器。中繼器可向供應(yīng)視頻發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的廠商訂購。訂購時務(wù)必說明傳輸距離，以便生產(chǎn)廠制作時有所根據(jù)，才能在使用時滿足要求。當(dāng)傳送彩色電視信號超過1500m的距離時，用上述發(fā)射機(jī)、接收機(jī)與中繼器，效果將會變差，這時可選用類似的進(jìn)口專用設(shè)備，并仍可用雙絞線（線）傳送，最大距離可達(dá)20km以上。20.3.2 遠(yuǎn)端切換方式在視頻傳輸?shù)姆绞较?，如果在距離監(jiān)控中心較遠(yuǎn)的某個同一方向相對集中較多臺攝像機(jī)時，也可以采取“遠(yuǎn)端切換方式”。所謂“遠(yuǎn)端切換方式”，就是把

13、原來在控制臺上進(jìn)行的切換（視頻信號切換與控制信號切換）移到遠(yuǎn)端攝像機(jī)群附近的地方進(jìn)行。這樣做的好處是可以大大減少傳輸線路的數(shù)量。如果該監(jiān)控系統(tǒng)控制信號是采用總線傳送，并且由終端解碼器解出控制命令，則只進(jìn)行遠(yuǎn)端的視頻切換即可?，F(xiàn)將遠(yuǎn)端切換方式的基本原理和具體實施方法敘述如下：1基本原理在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，控制中心對傳送進(jìn)來的各路攝像機(jī)的圖像信號一般都不是用與攝像機(jī)一樣數(shù)量的監(jiān)視器一一對應(yīng)的顯示。而是按一定的比例，用幾臺監(jiān)視器輪流切換（自動或手動）顯示各路攝像機(jī)的圖像信號。特別是當(dāng)進(jìn)入控制臺的圖像信號路數(shù)很多時更是如此。例如，用一臺監(jiān)視器輪流顯示四臺攝像機(jī)的圖像信號，即所謂的“四選一”切換顯示方式。

14、一般來說，應(yīng)根據(jù)視頻信號路數(shù)的多少以與對監(jiān)視對像的要求，選擇監(jiān)視器對攝像機(jī)的比例數(shù)。常用的有“四選一”、“八選一”等方案。既如此，對遠(yuǎn)距離的多路視頻信號就不必同時都傳送至監(jiān)控中心的控制臺里再進(jìn)行按比例的切換，而是只要按“四選一”、“八選一”等比例分成組，在同一時刻只傳送每組中的一路信號即可。根據(jù)這一思路，把“視頻切換器”安置在靠近遠(yuǎn)端攝像機(jī)群附近的地方，由控制中心送出切換控制信號，使其控制設(shè)置在遠(yuǎn)端的“視頻切換器”進(jìn)行切換，即可達(dá)到遠(yuǎn)端切換的目的。這樣，只傳輸切換后的信號，所用線路的數(shù)量就大大減少了。同樣，線路上的放大、補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備或部件也就相應(yīng)地減少了。從而大幅度地降低了成本。減少后的線路數(shù)可

15、由下式計算：Q=+X（20-1）式中，Q為減少后實際用的線路數(shù)；m為遠(yuǎn)端的攝像機(jī)個數(shù)；n為選用的切換比例數(shù)（如“四選一”切換，則n4）；x為控制中心記錄用的錄像機(jī)臺數(shù)，也稱為錄像專用線路數(shù)目。從式（20-1）可以看出，遠(yuǎn)端切換方式使傳輸線減少了好幾倍。式中值，由控制中心控制臺上的錄像機(jī)臺數(shù)決定。增加這樣的錄像專用線路的目的是，當(dāng)某臺攝像機(jī)所監(jiān)視的場所發(fā)生意外情況時（如匪警、火警等），可將這臺攝像機(jī)的信號由這種專用線路傳送，使錄像機(jī)可以一直記錄所發(fā)生的情況，且控制中心也可同時進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，而其他攝像機(jī)的信號仍由切換后所使用的傳輸線路輪流切換傳送和顯示，不會產(chǎn)生線路被占用而影響正常傳送的問題。遠(yuǎn)端

16、視頻切換分式見圖20-4。圖20-4 遠(yuǎn)端視頻切換方式2遠(yuǎn)端視頻切換器遠(yuǎn)端視頻切換器可以選用成品切換器，如16路輸入、8路輸出的矩陣編碼型切換器，也可自行設(shè)計制作。選用成品視頻切換器時，由于通常這種產(chǎn)品多做成16路輸入、8路輸出的定型產(chǎn)品，所以如果超過16路視頻信號輸入時，可用二臺或再增加臺數(shù)進(jìn)行組合使用。組合使用時，要向供應(yīng)廠商訂購組合連接的專用設(shè)備。當(dāng)然，如果能訂購如32路入、16路出等更加符合要求的切換主機(jī)，就更好了。如果自行設(shè)計，根據(jù)輸入信號的路數(shù)與輸出信號的路數(shù)來確定切換器的電路。圖20-5給出了一種32路輸入，10路輸出（其中2路為錄像機(jī)專用線路）的遠(yuǎn)端切換器的原理圖。當(dāng)使用定型產(chǎn)

17、品的切換器時，應(yīng)配套購買相對應(yīng)的操作鍵盤。該操作鍵盤安裝在監(jiān)控中心的控制臺上，可以遙控遠(yuǎn)端切換器的圖像信號切換，并可通過終端解碼器遙控遠(yuǎn)端的各攝像機(jī)與云臺的動作。當(dāng)遠(yuǎn)端切換器距離監(jiān)控中心超過1500m時，應(yīng)考慮在一定的距離上加裝放大器以放大和補(bǔ)償操作鍵盤傳向遠(yuǎn)端切換器的編碼控制信號。當(dāng)使用自行設(shè)計的遠(yuǎn)端切換器時，對遠(yuǎn)端切換器進(jìn)行圖像信號切換的切換控制信號也是來自監(jiān)控中心控制臺上的編碼控制信號。如果控制臺上采用的是定型生產(chǎn)的操作鍵盤，則應(yīng)在該鍵盤上引出用于切換的編碼控制信號，并使之與自行設(shè)計的遠(yuǎn)端切換器的切換要求相對應(yīng)；如果不是采用定型生產(chǎn)的操作鍵盤，就應(yīng)在控制臺上給出與遠(yuǎn)端切換器相應(yīng)的編碼控制

18、信號。當(dāng)距離較遠(yuǎn)時，也應(yīng)考慮在線路上加裝放大和補(bǔ)償裝置。在用定型生產(chǎn)的操作鍵盤控制自制的遠(yuǎn)端切換器時，要注意編碼控制信號的一致性，比如接口的對應(yīng)，串行碼與并行碼的轉(zhuǎn)換等等。3遠(yuǎn)端切換后輸出信號的放大問題在遠(yuǎn)端經(jīng)切換后再輸出的視頻圖像信號，因為要經(jīng)過較遠(yuǎn)的距離才能到達(dá)監(jiān)控中心的控制臺，所以視頻圖像信號一般會產(chǎn)生較大的衰減。為保證信號的信噪比要求以與使圖像信號到達(dá)控制臺時能滿足控制臺對輸入信號幅度的要求（1VP-P1.2VP-P），最好在遠(yuǎn)端切換器的視頻輸出端就把該信號加以放大，并對信號頻率的高端部分（2MHZ6MHZ）進(jìn)行預(yù)加重。根據(jù)實踐經(jīng)驗，每一路放大器的輸出幅度在2VP-P6VP-P之間可調(diào)

19、為宜。這種視頻放大器的具體電路與性能指標(biāo)可參考本章第七節(jié)所介紹的視頻分配放大器。在那里介紹的這種放大器，可以滿足對遠(yuǎn)端切換器輸出信號放大的要求。有關(guān)遠(yuǎn)端切換方式請參看本書第三十章 典型工程實例介紹之（三）。這里請注意的是，超過2000m以上的距離時，這種“遠(yuǎn)端切換方式”只適合傳送黑白電視信號。某遠(yuǎn)凋切換器的原理圖見圖20-5。圖20-5 某遠(yuǎn)端切換器的原理圖(實例)20.4 圖像信號的射頻傳輸方式在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，當(dāng)傳輸距離很遠(yuǎn)又同時傳送多路圖像信號時，有時也采用射頻傳輸方式。也就是將視頻圖像信號經(jīng)調(diào)制器調(diào)制到某一射頻頻道上進(jìn)行傳送。射頻傳輸方式的主要優(yōu)點是：(1) 傳輸距離可以很遠(yuǎn)；(2)

20、傳輸過程中產(chǎn)生的微分增益（DG）和微分相位（DP）較小，因而失真小，較適合遠(yuǎn)距離傳送彩色圖像信號；(3) 一條傳輸線（同軸電纜、特性阻抗75）可以同時傳送多路射頻圖像信號。(4) 可有效地克服傳輸中引入的0MHZ6MHZ圍的干擾和地環(huán)路造成的工頻干擾等現(xiàn)像。其缺點是：需增加調(diào)制器、混合器、線路寬帶放大器、解調(diào)器等傳輸部件，而這些傳輸部件會帶來不同程度的信號失真，并且會產(chǎn)生交擾調(diào)制與相互調(diào)制等干擾信號；同時，當(dāng)遠(yuǎn)端的攝像機(jī)不在同一方向時（即相對分散時），也需多條傳輸線將各路射頻信號傳送至某一相對集中地點后，再經(jīng)混合器混合后用一條電纜線傳送至控制中心。以上這些會使傳輸系統(tǒng)的造價升高。另外，在某些廣

21、播電視信號較強(qiáng)的地區(qū)還可能會與廣播電視信號或有線電視臺的信號產(chǎn)生互相干擾等（應(yīng)避開當(dāng)?shù)貜V播電視的頻道，即不能選用當(dāng)?shù)貜V播電視頻道用于傳輸電視監(jiān)控的圖像信號）。盡管射頻傳輸方式有以上缺點，但在某些遠(yuǎn)距離，特別是在遠(yuǎn)距離的同一方向上集中有多臺攝像機(jī)時，射頻傳輸方式仍是一種可供選擇使用的傳輸方式。并且，從目前已完成的一些工程實例看，效果相當(dāng)不錯。甚至當(dāng)傳輸距離較遠(yuǎn)，且有多臺前端攝像機(jī)時，其工程造價比用視頻基帶傳輸方式還要低得多，而且這種射頻傳輸方式無論對黑白電視信號，還是彩色電視信號都是適應(yīng)的。射頻傳輸方式的組成框圖如圖20-6所示。圖20-6 射頻傳輸方式的組成框圖現(xiàn)就射頻傳輸?shù)挠嘘P(guān)技術(shù)問題和傳輸

22、用部件分述如下：1調(diào)制器調(diào)制器是將視頻圖像信號變?yōu)樯漕l圖像信號的設(shè)備。調(diào)制器的輸入端為攝像機(jī)輸出的視頻圖像信號；調(diào)制器的輸出端則輸出已調(diào)制的射頻圖像信號。如果采用鄰頻傳送方式，每個鄰頻調(diào)制器所占頻帶寬度為8MHZ。這樣，在某一個頻段圍（例如在UHF頻段），可以傳送幾十路的射頻圖像信號。目前定型生產(chǎn)的調(diào)制器，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：(1) 輸入：1VP-P全電視信號(2) 輸出：105dB射頻圖像信號(3) 頻帶寬度：8MHZ(4) 邊帶：殘留邊帶或限制邊帶2混合器混合器的作用是將調(diào)制在不同頻道上的各路電視信號經(jīng)混合器混合成一路信號，再用一根射頻同軸電纜傳送至控制中心?；旌掀饔卸鄠€信號的輸入端，有一

23、個混合后的輸出端。混合器的基本原理是，讓不同頻道的射頻圖像信號合并在同一條電纜上傳送時，不會產(chǎn)生互相干擾，也不會某一路信號反串到其它信號上。混合器一般均為無源器件，由與各頻道相對應(yīng)的LC網(wǎng)絡(luò)組成。它的主要技術(shù)指標(biāo)有：1 輸入路數(shù)：2、4、6、8、10、12等。2 輸入頻道號：例如有6路輸入端，各路的頻道號分別是1頻道、3頻道、4頻道、5頻道、7頻道、8頻道等。3 反向隔離度：該指標(biāo)是反映當(dāng)在輸出端輸入一個信號時，在輸入端測試時有多大衰減的物理量，以衡量輸出端反串回輸入端的情況，此值越大越好，表示輸出端信號很難反串回輸入端。一般此值為65dB以上。4 正向衰減量：此指標(biāo)反映輸入端輸入的信號在輸出

24、端輸出時，有多大的衰減。此值越小越好。一般為3 dB6dB。不同頻道的信號，此值會有一些差別。5 相互隔離度：此指標(biāo)反映在輸入端輸入的各頻道信號之間隔離的程度（不能互相干擾的程度），此值越大越好。一般為60dB。為了適應(yīng)在一根射頻電纜傳輸?shù)难赝?，有一些攝像機(jī)的射頻圖像信號也需加入這根電纜中進(jìn)行傳輸，還可以用“定向耦合器”代替混合器將該路信號混合至傳輸電纜上。使用“定向耦合器”的方便之處在于隨時隨地都可以將分布在傳輸電纜沿途的攝像機(jī)輸出的、并經(jīng)調(diào)制后的圖像信號送入該電纜線上，而不必將各攝像機(jī)的信號集中在混合器輸入端后，再送入電纜線中。這種方式的構(gòu)成框圖如圖20-7所示。圖20-7 用定向耦合器將

25、信號送入傳輸電纜中定向耦合器也是一種無源器件，不必使用電源。它是按攝像機(jī)經(jīng)調(diào)制器給出的某一特定頻道來選用相應(yīng)的定向耦合器。從這點上說，定向耦合器就像把混合器拆開來用一樣，即將混合器中的每一路輸入與混合電路單獨(dú)拿出來使用。采用定向耦合器的方式時，必須要注意某一個特定頻道的定向耦合器，必須對應(yīng)該頻道的射頻輸入信號，并且在同一根傳輸電纜上，所使用的定向耦合器的頻道號不能一樣。另外，在用定向耦合器將信號插入傳輸電纜中時，還要注意插入的該路射頻信號電平與插入點傳輸電纜中原已有的其他各頻道的射頻信號電平保持基本一致。目前，在工程的實際應(yīng)用中，也有將分配器或分支器反向使用（對于擬插入頻道的圖像信號流向來說）

26、作為定向耦合器。由于這類分配器或分支器大部分都是寬帶的，所以對于擬插入的圖像信號所選用的頻道號沒什么太大的影響，也就是，這時基本上不用考慮該路圖像是采用哪一頻道號。3干線放大器干線放大器使用在傳輸距離較遠(yuǎn)的情況下。一般來說，在傳輸多路射頻信號的干線電纜上，如果傳輸電平低于80dBmv以下時，就應(yīng)加上一級干線放大器。干線放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有：(1) 增益：一般為20dB(2) 頻帶寬度：有VHF頻段、UHF頻段、VHF與UHF頻段、寬頻帶等。（視傳輸信號的頻道而定）(3) 噪聲系數(shù)：1.2(4) 最大允許輸入電平：80dBmV在使用干線放大器時，在盡可能的情況下，干線上所用的放大器數(shù)量越少越好

27、。因為每增加一級放大器，產(chǎn)生的相互調(diào)制和交擾調(diào)制就會更大一些。這也是采用射頻傳輸?shù)娜秉c之一。4分波器分波器的作用是將由電纜傳輸來的多路射頻信號一一分開，再送入對應(yīng)的解調(diào)器中解調(diào)出對應(yīng)的視頻信號。采用分波器的好處是，從電纜送入解調(diào)器的射頻信號，因為已經(jīng)過分波器的分波，故產(chǎn)生互相干擾的機(jī)會更小，從而提高圖像質(zhì)量。分波器實際上往往是把混合器反過來用，即把同前端所用的同樣的混合器反過來用。將混合器的原輸出端作為分波器使用時的輸入端，而混合器的原輸入端作為分波器使用時的輸出端。在一般情況下，也可不使用分波器，而直接將多路射頻信號送入解調(diào)器，由解調(diào)器本身進(jìn)行選頻。5解調(diào)器解調(diào)器的作用是將來自傳輸干線上的各

28、路射頻電視信號解調(diào)還原為視頻全電視信號，然后再將這些信號送入總控制臺中。每個解調(diào)器應(yīng)對應(yīng)一路射頻電視信號，因而解調(diào)器也要與相對應(yīng)的頻道一致才行。目前，定型產(chǎn)品中也有將若干路的解調(diào)器制作在一個設(shè)備里，輸入端只需將干線電纜接入，在輸出端上再分別輸出各路視頻電視信號。解調(diào)器的主要技術(shù)指標(biāo)有：(1) 輸入電平：一般為56dBmv80dBmv（射頻電視信號）(2) 輸出電平：1VP-P1.2VP-P（視頻全電視信號）(3) 頻道號：單一頻道或多頻道以上所述的幾種傳輸用部件是射頻傳輸中的主要部件。其中的調(diào)制器、干線放大器、解調(diào)器均為有源部件，因而還應(yīng)考慮其電源的要求。射頻傳輸從理論上講，可以傳輸?shù)木嚯x相當(dāng)

29、遠(yuǎn)，而不會產(chǎn)生大的相位失真。但由于在傳輸干線上不能無限制地加入放大器，所以事實上傳輸距離也是有一定限度的。這主要是因為干線上加入的放大器越多，產(chǎn)生的交擾調(diào)制和相互調(diào)制就越大，也就是自身產(chǎn)生的干擾噪聲越大；另外在綜合解決放大與噪聲等問題上，還將會發(fā)現(xiàn)在插入一定數(shù)量的放大器之后，放大器產(chǎn)生的實際增益作用已非常小。一般來說，在一條傳輸干線上能插入10多個放大器（每級放大器增益為20dB）就已經(jīng)不錯了。所以在考慮傳輸距離這一問題時，應(yīng)注意到這一點。有關(guān)上述問題的理論分析與計算以與射頻傳輸各種部件的電路原理，請參考電子工業(yè)出版的閉路電視系統(tǒng)工程技術(shù)一書( 殷德軍等)。為了能使射頻信號傳輸?shù)谋M量遠(yuǎn)一些，在

30、遠(yuǎn)距離的情況下，寧可采用損耗小的傳輸電纜（例如SYV-75-12或SYV-75-9的同軸電纜），而少用放大器。目前國產(chǎn)的SYV-75-9同軸電纜，已可做到每百米損耗在3dB以下（頻率為200 MHZ時），而SYV-75-12的同軸電纜，其損耗更小。還有一點需再次指出，在采用射頻方式時，一定要避開當(dāng)?shù)仉娨暸_無線發(fā)送的各電視頻道（即在系統(tǒng)中，不能使用這些當(dāng)?shù)責(zé)o線發(fā)送的頻道），以免造成相互干擾。另外，每條傳輸線上，傳輸圖像信號的的頻道數(shù)量不宜過多，一般在10個頻道左右為宜。20.5 光纜傳輸方式用光纜代替同軸電纜進(jìn)行電視信號的傳輸，給電視監(jiān)控系統(tǒng)增加了高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)挠辛l件。其傳輸特性和多功能

31、是同軸電纜線所無法比擬的。先進(jìn)的傳輸手段、穩(wěn)定的性能、高的可靠性和多功能的信息交換網(wǎng)絡(luò)還可為以后的信息高速公路奠定良好的基礎(chǔ)。20.5.1 光纜傳輸?shù)膬?yōu)缺點1傳輸距離長現(xiàn)在單模光纖在波長1.31m或1.55m時光速的低損耗窗口，每公里衰減可做到0.2dB0.4dB以下，是同軸電纜每公里損耗的1% 。因此，模擬光纖多路電視傳輸系統(tǒng)可實現(xiàn)20km無中斷傳輸。這個距離基本上能滿足超遠(yuǎn)距離的電視監(jiān)控系統(tǒng)。同軸電纜由于衰減大，用它組成的傳輸網(wǎng)，干線放大器之間的距離一般為427m610m，即每公里需要增加1至2個干線放大器。因此，一般需要遠(yuǎn)程供電，這無疑增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和降低了系統(tǒng)的可靠性。即使在這種限

32、制下，在干線傳輸中最多可串接20個放大器，因而電纜系統(tǒng)最長只能傳輸10km左右(采用SYV-75-12電纜)。再長將會由于中繼放大器的噪聲和失真的累加，使信號達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。2傳輸容量大目前，國外最先進(jìn)的光纖多路電視傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)念l率圍已由40MHZ550MHZ擴(kuò)展到40MHZ862MHZ。通過一根光纖可傳輸幾十路以上的電視信號。如果采用多芯光纜，則容量成倍增長。這樣，用幾根光纖就完全可以滿足相當(dāng)長時間對傳輸容量的要求。目前，國進(jìn)口的光端機(jī)設(shè)備，一芯單模光纖可傳送幾十路電視信號。3傳輸質(zhì)量高由于光纖傳輸不像同軸電纜那樣需要相當(dāng)多的中繼放大器，因而沒有噪聲和非線性失真疊加。另外，光頻噪聲以與光

33、纖傳輸系統(tǒng)的非線性失真很小，因而光纖多路電視傳輸系統(tǒng)的傳輸信號載噪比、交調(diào)、互調(diào)等性能指標(biāo)都較高。加上光纖系統(tǒng)的抗干擾性能強(qiáng)，基本上不受外界溫度變化的影響，從而保證了傳輸信號的質(zhì)量。4性能好由于光纖多路電視傳輸系統(tǒng)的性好，傳輸信號不易竊取，因此便于系統(tǒng)使用。同時，光纖傳輸不受電磁干擾，適合應(yīng)用于有強(qiáng)電磁干擾和電磁輻射的環(huán)境中。5，敷設(shè)方便由于光纜具有細(xì)而輕、拐彎半徑小、抗腐蝕、不怕潮、溫度系數(shù)小、不怕雷擊等優(yōu)點，所以為光纜的敷設(shè)工程帶來了很大的方便。光纜電視系統(tǒng)，雖然具有上述的優(yōu)點，但也存在一些特有的問題。一是為了普與應(yīng)用光纜傳輸，需要再降低光纜與光端機(jī)的成本；二是合理有效地解決光纜的接口技術(shù)

34、和器件，如光合波器、光分波器、電子式光開關(guān)、光衰減器與光隔離器以與尋求極好的光接頭處理手段。此外，為建立全新的光纜電視系統(tǒng)，對相干光源的獲取、光信號多路傳輸、光信號直接放大、光信號外差式接收與光纜分支等技術(shù)的研究還有待進(jìn)一步提高。總之，用光纜作干線傳輸?shù)南到y(tǒng)，其容量大、能雙向傳輸、系統(tǒng)指標(biāo)好、安全可靠性高。主要缺點是建網(wǎng)的造價較高，施工的技術(shù)難度較大，但它能適應(yīng)長距離的大系統(tǒng)干線使用。20.5.2 光纜傳輸系統(tǒng)1光纜傳輸?shù)男问焦饫|傳輸有三種形式：(1) 調(diào)頻（FM）光纜傳輸它可傳輸多頻道高質(zhì)量信號，傳輸距離遠(yuǎn)。如美國吉爾德公司的RF-700型FM光纜傳輸系統(tǒng)，一根光纖可傳輸16路電視信號，傳輸

35、距離達(dá)40km 。(2) 數(shù)字光纜傳輸這種系統(tǒng)無中繼噪聲積累，無任何交互調(diào)失真，在極長的距離上有很好的圖像質(zhì)量。但一根光纖只能傳輸6路8路電視信號。數(shù)字光纜傳輸技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展尚需開展數(shù)字壓縮技術(shù)的研究。(3) 多路調(diào)幅（AM）光纜傳輸它是一種殘留邊帶調(diào)幅光纜傳輸系統(tǒng)（VSB-AM）。目前，一般AM光纖可傳輸40多個頻道，且性能價格比高，發(fā)展很快，目前已廣泛應(yīng)用在有線電視系統(tǒng)中。同樣，也是電視監(jiān)控系統(tǒng)的一種很好的傳輸模式。下面將重點討論與VSB-AM光纜傳輸系統(tǒng)有關(guān)的問題。2光纜的結(jié)構(gòu)光纜是由石英纖芯、石英包層和尼龍覆蓋層組成。圖20-8表示了單芯光纜的斷面結(jié)構(gòu)。圖20-8 單芯光纜與傳輸模式

36、纖芯與包層的光折射率不同。光幾乎以與纖芯和包層界面相平行的角度射入，經(jīng)界面全反射，沿纖芯傳播，在多次反射中，光的損失很少。衡量光纖的重要性能指標(biāo)有損耗和帶寬特性。石英材料的光吸收損耗很低，一般都低于1dBkm。而制造低損耗光纖是發(fā)展光纜傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。光纖的損耗主要來自三個方面。一是來自端面反射和界面反射產(chǎn)生的損耗。二是結(jié)構(gòu)缺陷損耗，如因材料不均勻不連續(xù)造成的散射或因尺寸變化和彎曲所造成的泄漏。這部分損耗與光的波長有關(guān)，對0.8m1.8m的光，損耗為1dB/km2dB/km。三是材料本身的損耗。它包括雜質(zhì)離子形成的吸收和分子熱運(yùn)動造成的散射。另外，帶寬是表征光纜傳輸?shù)男阅?。按光傳輸?shù)哪Ｊ剑?/p>

37、光纖分為單模和多模兩類。在多模傳輸時，由于不同模式的光沿線傳輸?shù)乃俣炔煌?，會產(chǎn)生相位差，導(dǎo)致傳輸失真，因而使其傳輸頻帶受限。對單模傳輸，光在芯線直徑僅有5m傳輸，伴隨著不斷地界面全反射，這對單模式的光，不會產(chǎn)生失真。所以頻帶極寬，在有線電視傳輸系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。3光源與光調(diào)制用于光纜的光源，目前以發(fā)光二極管（LED）和激光二極管（LD）為主。發(fā)光二極管是用半導(dǎo)體PN結(jié)把電信號轉(zhuǎn)換成光的注入型場致發(fā)光器件。因為它具有電流-光輸出特性良好的線性和壽命長的優(yōu)點，加之器件本身制造和使用都比較方便，可以滿足光纜傳輸光源的實用要求。其輸出功率約數(shù)毫瓦，頻響可達(dá)100MHZ。激光二極管也是半導(dǎo)體器件，由

38、PN結(jié)構(gòu)成。其平行側(cè)面沿晶體的天然晶面（解理面）被拋光，在正向偏置下，注入電流超過閾值后就從一側(cè)解理面發(fā)射具有相干性的激光。激光二極管的輸出功率可達(dá)5mw10mw，壽命數(shù)十年，響應(yīng)速度為GHZ的數(shù)量級，故在系統(tǒng)中得到普遍的應(yīng)用。發(fā)光二極管和激光二極管都可用激勵源直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制（IM），使光載波的強(qiáng)度隨模擬信號連續(xù)變化。4光接收接收光纜傳輸?shù)男盘栍型獠顧z測和直接檢測兩種方式。所謂外差檢測是將光信號與機(jī)激光混頻，取出差頻信號經(jīng)放大、解調(diào)恢復(fù)原始信號。這種方式，目前還存在缺乏實用化技術(shù)，難以應(yīng)用。直接檢測是用檢光器件把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，進(jìn)而解出原始信號。這種方式現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于光纜傳輸?shù)慕邮障到y(tǒng)中

39、。目前廣泛應(yīng)用的光接收器件是PIN光電二極管。5光纜干線傳輸?shù)墓ぷ髟憩F(xiàn)已成熟并大力發(fā)展的調(diào)幅-殘留邊帶（VSB-AM）光纜傳輸系統(tǒng)如圖20-9所示。圖20-9 光纜干線傳輸工作原理圖由圖20-9看出，該光纖傳輸系統(tǒng)主要由光發(fā)射機(jī)、傳輸光纜和光接收機(jī)組成。光發(fā)射機(jī)的核心器件是激光二極管（LD），由前端來的射頻信號對激光管的發(fā)光強(qiáng)度直接進(jìn)行調(diào)制。目前光發(fā)射機(jī)一般采用分布反饋式（DFB）激光器。這是一種單模工作激光器，具有良好的噪聲性能、線性和互調(diào)性能。因此，可用多頻道組合信號直接調(diào)制。光纜系統(tǒng)中均使用單模光纜做傳輸媒介，其傳輸損耗非常小。光接收機(jī)一般采用光電二極管（PIN-PD）作為光電轉(zhuǎn)換器件

40、。它有較好的靈敏度和較高的接收電平，輸入光功率圍在0dBmV10dBmV之間。整個AM光纜干線傳輸?shù)膸捘壳翱勺龅?GHZ。當(dāng)前，在光纜傳輸中，對激光二極管進(jìn)行模擬強(qiáng)度調(diào)制主要的技術(shù)難點有：一是LD的光功率-電流（P-I）特性曲線存在一定的非線性，這將使傳輸?shù)亩嗦冯娨曅盘栔g產(chǎn)生交調(diào)、互調(diào)等非線性干擾。為此，要在光發(fā)射電路中采用非線性補(bǔ)償措施來減小交調(diào)和互調(diào)。二是激光二極管的P-I特性曲線的閾值與斜率隨溫度的變化和老化而發(fā)生變化，從而使靜態(tài)工作點發(fā)生變化，偏離線性區(qū)的中點，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。為此，在光發(fā)射機(jī)中采用了自動溫度控制（ATC）和自動功率控制（APC）等措施，使靜態(tài)工作點跟蹤P-I特性

41、曲線的變化，始終處于P-I特性曲線中的線性區(qū)中點，而不受溫度和使用時間的限制，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定工作。三是由于光纖的散射，以與光源與光纖之間、光纖與光纖之間的接頭處的反射，使耦合進(jìn)入光纖里的光有一部分反射回到光源，使光源工作不穩(wěn)定，光源的相對強(qiáng)度噪聲增加。為此，在光路中要采取一系列措施，盡量減小反射光的影響，使系統(tǒng)傳輸信號的載噪比（C/N）達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。圖20-10為對由光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)組成的光端機(jī)進(jìn)行技術(shù)處理后的結(jié)構(gòu)方框圖。圖20-10 光端機(jī)的電路結(jié)構(gòu)方框圖光發(fā)射機(jī)中，輸入混合射頻電視信號經(jīng)預(yù)失真電路的非線性處理后，由調(diào)制電路對半導(dǎo)體激光器（LD）進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，將電信號變成光信號，并經(jīng)光纜

42、活動連接器輸出到光纜線路中去。功率控制電路、溫度控制電路、保護(hù)電路與工作點控制電路保證了輸出端有恒定的光功率。在光接收機(jī)中，光信號經(jīng)光纜接口進(jìn)入光電檢波器將光信號變成電信號，電信號經(jīng)低噪聲放大補(bǔ)償校正、主放大與輸出匹配電路后輸出。其中補(bǔ)償校正電路用于校正激光器與光檢波器引起的非線性失真。20.5.3 光纜模擬射頻多路電視信號傳輸系統(tǒng)的典型應(yīng)用該應(yīng)用是利用射頻多頻道電視信號直接調(diào)制單模激光器。不加中繼放大、均衡等處理，經(jīng)低損耗一根單模光纖長距離傳送到光檢波器。經(jīng)檢波器直接恢復(fù)多頻道電視射頻信號，再經(jīng)對應(yīng)各射頻信號的解調(diào)器、解調(diào)出視頻全電視信號。其典型的框圖如圖20-11所示。圖20-11中的AM

43、光纜傳輸系統(tǒng)是先將各攝像機(jī)的視頻信號分別調(diào)制到對應(yīng)的射頻頻道上，經(jīng)混合后再去調(diào)制光發(fā)射端機(jī)，光發(fā)射端機(jī)輸出光調(diào)信號送入光纜中。經(jīng)光纜傳輸后，由光接收端機(jī)解調(diào)出射頻信號，再經(jīng)射頻解調(diào)器解調(diào)出對應(yīng)攝像機(jī)的視頻全電視信號。圖20-11 光纜模擬射頻多路電視系統(tǒng)方框圖20.5.4 商品化的光端機(jī)目前，已將制作成商品化的光端機(jī)直接用在工程中。這種光端機(jī)分為“光發(fā)射端機(jī)”和“光接收端機(jī)”兩種。光發(fā)射端機(jī)的輸入端有視頻信號的輸入接口（通常采用BNC接頭），有1路、2路、4路、8路等數(shù)量的輸入路數(shù)；它一般還有一個數(shù)字信號接口，輸出由系統(tǒng)的控制中心通過光纖傳送來的控制信號。該控制信號通常即為給前端解碼器的控制信

44、號。也就是前端的控制信號均通過同一條光纖傳送。有些光發(fā)射端機(jī)還有視音頻輸入接口。而光接收端機(jī)則有對應(yīng)的視音頻輸出接口，直接輸出1路、2路、4路、8路等視音頻信號，并有一個輸入控制信號的輸入接口,與光發(fā)射端機(jī)的控制信號輸出接口相對應(yīng)。這種光端機(jī)使用起來非常方便。其構(gòu)成的傳輸系統(tǒng)如圖20-12所示。圖20-12用光端機(jī)構(gòu)成的圖像傳輸與控制系統(tǒng)20.5.5光纖多路電視傳輸系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)光頻指標(biāo)、射頻指標(biāo)和國產(chǎn)與進(jìn)口光端機(jī)的主要性能對照分別列入表20-1、表20-2和表20-3。表20-1 光頻特性指標(biāo)激光器工作波長1.3mm輸出功率1.0mW檢波器工作波長1.0mm1.6mm檢波效率0.5mA/

45、mW允許線路損耗10dB適用光纜線路衰減<0.5dB/km色散<4ps/nm·km表20-2 射頻指標(biāo)項 目單 位技術(shù)要求實測水平頻率圍MHZ40500輸入電平dBmV92輸出電平dBmV76.4VHF頻段幅/頻特性dB122.8相鄰頻道電平差dB30.7頻道幅/頻特性dB±20.3載噪比dB>5757載 波互調(diào)比寬 帶dB>5757頻道dB>5455交擾調(diào)制比dB>4647表20-3 國產(chǎn)與國外光端機(jī)的性能對照項 目BYO-1(國產(chǎn))BYO-2（國產(chǎn)）ORTEL(美國)激光器類型F-PLDDFB-LD+光隔離器DFB-LD+光隔離器工作

46、波長1310nm±10nm1310nm±10nm1310nm±10nm發(fā)射光功率0.5mW4mW40mW800mW頻率圍40MHz550MHz40 MHz550MHz40 MHz800MHz載噪比47dB52dB54dB傳輸路數(shù)10km,10路10km,40路10km,40路50路20km,5路20km,30路20km,30路40路20.6 電纜傳輸方式20.6.1 概述電纜傳輸方式在這里是指利用平衡電纜對的傳送方式。在我國，以往所利用的傳送媒體是傳統(tǒng)的同軸電纜。隨著技術(shù)的進(jìn)步，近幾年光纜的利用越來越普與。當(dāng)然，這兩種傳送媒體在不同的系統(tǒng)中都能較好地解決圖像信號的

47、傳送問題。特別是光纜傳送技術(shù)還在不斷地向前發(fā)展和完善，并已經(jīng)勾畫出了電視信號傳送的美好前景。但另一方面利用現(xiàn)有的技術(shù)，開發(fā)出更多的傳輸方式也應(yīng)成為電視與電視監(jiān)控技術(shù)工作者不懈追求的目標(biāo)。在利用線傳送視頻信號的研究方面，我國已有多年歷史，有的廠家并已經(jīng)生產(chǎn)出了這樣的設(shè)備。但是就其技術(shù)水平與應(yīng)用領(lǐng)域都還未形成具有競爭力的傳輸方式，并且這種應(yīng)用都還限制在單位或企業(yè)部的電視信號的傳輸上。在利用電纜傳送視頻信號的技術(shù)方面早在上個世紀(jì)70年代國外某些國家就已經(jīng)商品化了。由于這種傳輸方式在遠(yuǎn)距離、低成本方面的優(yōu)越性能，已被廣泛地應(yīng)用于高速公路的交通監(jiān)視系統(tǒng)以與各大賓館、飯店之間的視頻服務(wù)網(wǎng)中。傳輸所使用的平

48、衡電纜對與其它各種設(shè)備都由電報公司負(fù)責(zé)經(jīng)營與管理。也就是說，使工業(yè)電視系統(tǒng)擺脫了自成體系獨(dú)立運(yùn)行的模式。由于傳輸系統(tǒng)的社會化，因而在投資、管理與利用效率等諸方面都有十分突出的優(yōu)點，并大大促進(jìn)了工業(yè)電視在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。這種傳送方式的優(yōu)越性如下：1.傳送距離最遠(yuǎn)可達(dá)60km。2.由于線路是對稱平衡的，所以不易受到低頻雜波的干擾。3.利用現(xiàn)有的電纜，并可根據(jù)時分法對電纜進(jìn)行多路復(fù)用，提高電纜的使用效率，降低運(yùn)行費(fèi)用。僅就以上幾點優(yōu)越性，就足以使電視技術(shù)工作者投入力量盡快開發(fā)出具有我國特色的電纜傳送視頻信號的系統(tǒng)。20.6.2 基本系統(tǒng)的組成電纜傳輸系統(tǒng)框圖如圖20-13所示。這是系統(tǒng)構(gòu)成的基本形式

49、，根據(jù)不同的實際要求，將圖中各設(shè)備進(jìn)行組合，就能構(gòu)成滿足各種應(yīng)用需要的系統(tǒng)。圖20-13 電纜傳輸基本系統(tǒng)框圖圖中各設(shè)備的作用與性能如下：1發(fā)送中繼設(shè)備它是將攝像機(jī)輸出的1VP-P全電視信號放大到3VP-P后，再經(jīng)視頻變壓器將75不平衡信號變成滿足平衡電纜對所要求的110（或140）的平衡信號，送入平衡電纜對中。為了對線路中的設(shè)備進(jìn)行自動增益控制與報警，系統(tǒng)中還專門設(shè)置了5MHZ的導(dǎo)頻信號。按照規(guī)定，這一導(dǎo)頻信號輸出電平為-5dBmV。如果該信號由于各種原因產(chǎn)生大于±5dB以上的電平變化時，電路就開始報警。2接收中繼設(shè)備該設(shè)備設(shè)置在監(jiān)視器端，它對送來的視頻信號進(jìn)行幅度、相位、波形的全

50、面均衡。該設(shè)備又由幅度均衡、可變均衡、相位均衡以與穩(wěn)定輸出等四部分電路所組成。因為在電纜中的信號是以110（或140）的阻抗與平衡方式傳送的，所以要先用視頻變壓器將它又變成原來的75不平衡信號。(1) 相位均衡：經(jīng)以上變換后的信號，首先經(jīng)相位均衡電路進(jìn)行相位均衡。其均衡特性為，對4.5MHZ的信號分7檔進(jìn)行，每檔均衡量為100ns，因此共均衡700ns；而對于3.5MHZ的信號也分為7檔，每檔均衡量為30ns?？偣簿饬繛?10ns。這樣總共可校正15個中繼段上所累積的相位變化。(2) 幅度均衡與可變均衡：因為在線路中設(shè)有多級中繼器，而各中繼器的增益、頻響以與多段中繼所累積的均衡不完善的特性，

51、再由幅度均衡與可變均衡電路進(jìn)行統(tǒng)一的組合均衡。(3) 穩(wěn)定輸出電路：經(jīng)以上均衡后的信號再送入輸出電路，由于該電路具有自動增益控制功能與箝位功能，因此能使經(jīng)相位與幅度均衡后的視頻信號變成穩(wěn)定的視頻信號送給監(jiān)視器。同時由于箝位電路的使用，消除了由于低頻干擾與視頻變壓器所引起的失真，并可具有直流分量恢復(fù)的功能。在短距離傳輸?shù)南到y(tǒng)中，可以直接采用視頻變壓器將信號送入電纜，然后又經(jīng)視頻變壓器還原成監(jiān)視器所需的視頻信號。而對2km3km以的距離，則可將發(fā)送中繼設(shè)備與接收中繼設(shè)備接入線路兩端即可。3地溝型中繼設(shè)備該設(shè)備分為帶AGC和不帶AGC兩種類型。帶AGC型的中繼設(shè)備在埋地電纜區(qū)間，大約每三個中繼點加一

52、個。它能將5MHZ點不平坦度為±6dB的電平變動自動壓縮到1/10。這種設(shè)備分為單系統(tǒng)、雙系統(tǒng)和四系統(tǒng)三種，采用密封結(jié)構(gòu)。這兩種中繼設(shè)備都是對視頻信號進(jìn)行頻率與相位均衡，像接力一樣，將均衡后的信號又傳給它后面的中繼設(shè)備。4均衡中繼設(shè)備由于它放在室，所以也稱室型中繼設(shè)備，一般設(shè)在局。當(dāng)中繼站超過10個時，就要設(shè)置該設(shè)備。它可對因多次中繼造成的累計失真（幅度、相位、波形）進(jìn)行全面的均衡。該設(shè)備中帶有AGC電路。無論是哪種中繼設(shè)備，都要有導(dǎo)頻信號以便監(jiān)視設(shè)備輸出電平的變化，只要導(dǎo)頻信號相對于中繼器負(fù)5dB的輸出電平有±5dB6dB的變化時，即會發(fā)出報警信號。5遙測設(shè)備它能根據(jù)報警

53、信號，測試線路的環(huán)路阻抗，并指示出故障點的位置。6電源它的作用是對各地溝型中繼設(shè)備（室外）進(jìn)行遠(yuǎn)方恒流供電。每個中繼設(shè)備約需150mA電流，這種電源能為34個中繼設(shè)備提供所需的電源。圖20-14是插入式中繼系統(tǒng)的組成框圖。當(dāng)線路中各攝像機(jī)需拉開一定距離設(shè)置時，可應(yīng)用插入式中繼系統(tǒng)將多路攝像機(jī)信號經(jīng)順序切換后進(jìn)行傳送。在這里“插入中繼設(shè)備”屬于自帶電源的室設(shè)備，其最多插入數(shù)為3個。該系統(tǒng)的傳送距離由電纜的特性與中繼設(shè)備的數(shù)量所決定。圖20-14 插入式中繼系統(tǒng)的組成電纜傳送方式，在遠(yuǎn)距離傳輸方面，特別是在城市交通電視監(jiān)控與指揮管理系統(tǒng)中，將會有廣泛地應(yīng)用前景。20.7 視頻分配放大器視頻分配放大

54、器，是視頻基帶傳輸方式中常用的一種信號傳輸用部件。顧名思義，視頻分配放大器的功能和作用有兩個，一個是對視頻信號進(jìn)行分配（即將同一個視頻信號分成幾路）；另一個是對視頻信號進(jìn)行放大。在視頻分配放大器中，實質(zhì)上是先放大后分配。這里的放大概念雖然通常是指在電壓幅度上與功率上均進(jìn)行放大，但在某一設(shè)備中（例如控制臺上）安裝的視頻分配放大器由于其對視頻的分配是主要目的，所以往往只進(jìn)行功率放大，而在電壓幅度上進(jìn)行放大則是次要的。也就是說，視頻分配放大器所應(yīng)用的位置和作用不同，在其電路結(jié)構(gòu)和功能上是有區(qū)別的。一般說來，主要用于分配目的的視頻分配放大器應(yīng)側(cè)重于功率放大，而對于遠(yuǎn)距離視頻基帶傳輸時視頻信號的發(fā)送端所

55、用的視頻分配放大器，則應(yīng)側(cè)重于電壓幅度的放大。本書介紹一種視頻分配放大器，它既可用于分配，也可用于電壓幅度的放大，供讀者參考。這里需要說明的是，為了便于讀者了解視頻分配放大器的基本原理，故以分立元件組成的電路加以介紹，在目前實際的產(chǎn)品中，大部分視頻分配放大器已采用集成電路來實現(xiàn)。視頻分配放大器是一種線路輸出放大器，因而多采用射極輸出器或單端推挽電路。特別是單端推挽電路具有輸出電壓幅度大、失真小，且與75線路易于匹配等特點，所以視頻分配放大器經(jīng)常采用單端推挽式電路或它的變形。圖20-15是它的電路舉例。圖（a）的電路稱為并聯(lián)調(diào)節(jié)式發(fā)射極輸出電路；圖（b）是使用NPN晶體管和PNP晶體管的圖（a）

56、的變形電路，圖（c）是兩級串聯(lián)式放大器；圖（d）是以集-射倒相激勵的發(fā)射極輸出器和共發(fā)射極放大器。這幾種電路都可以根據(jù)電路參數(shù)的選擇方法使這些電路按推挽方式工作。這里應(yīng)當(dāng)注意的是：圖（a）、圖（b）電路和圖（c）、圖（d）電路信號的極性是相反的。圖20-15 視頻分配放大器輸出級的電路分析現(xiàn)在著重介紹一下并聯(lián)調(diào)節(jié)式電路的工作原理。圖20-16所示電路是一并聯(lián)調(diào)節(jié)式輸出電路的等效電路（實際電路如圖20-17所示）。BG1與BG2為并聯(lián)調(diào)節(jié)管。輸入信號VS加到BG1基極上，VS為整個視頻分配放大器電路中前一級輸出信號，RL為負(fù)載。當(dāng)輸入信號電壓VS升高時，BG1電流icl增大（相當(dāng)于iel增大），

57、A點電位下降，通過電容C1耦合（傳導(dǎo)）到BG2基極，使BG2電流ic2減小。顯然，BG1的iel增大與BG2的ie2的減小，都將反應(yīng)在外接負(fù)載RL上。VS下降時，電流變化情況相反，但也反應(yīng)在RL上。這樣在輸入信號VS的作用下，BG1與BG 2的電流隨VS的變化情況將反應(yīng)在RL上，也即把VS的變化傳導(dǎo)到RL上去了。但都得到了功率放大。為使失真減小，BG1與BG2的性能參數(shù)等應(yīng)盡量一樣。在圖20-17中，用一穩(wěn)壓二極管代替圖20-16中的電容C1來傳導(dǎo)由VS的變化引起的A點電位變化。這樣做的道理是穩(wěn)壓二極管既可以準(zhǔn)確地把A 點電位的變化傳導(dǎo)到BG 2的基極上去（因穩(wěn)壓二極管自己的壓降始終保持不變，所以A點電位一有變化就會精確地反映到BG2的基極上），又可以為BG2基極提供一偏置電流以使BG2工作（因為C1只能傳導(dǎo)電位的變化，而不能提供偏置