顯示、演示信號流通樞紐-矩陣切換器

矩陣切換器主要以信號類型進(jìn)行分類

    矩陣切換器是顯示、演示系統(tǒng)信號流通的核心設(shè)備，系統(tǒng)所有的輸入和輸出信號都在矩陣切換器中出入，并根據(jù)操作者的設(shè)計從輸入端進(jìn)入指定的輸出端。矩陣切換器的種類不僅相當(dāng)多，輸入、輸出信號種類、控制方式也越發(fā)細(xì)分，網(wǎng)絡(luò)控制方式逐漸流行。由于大型系統(tǒng)或系統(tǒng)擴展的需要，矩陣切換器可通過接口進(jìn)行堆疊，形成更大的矩陣切換系統(tǒng)，滿足不斷輸入和輸出信號增長的需求。矩陣切換器的接口一般都可以進(jìn)行二次開發(fā)，且大多是在Windows環(huán)境下進(jìn)行的。

    目前市面上的矩陣切換器種類相當(dāng)多，但主要可以從兩個方面來分類，一種是根據(jù)矩陣切換器的物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，可簡單地分為為固化式矩陣切換器和模塊式矩陣切換器。另一種分類是根據(jù)切換信號的不同進(jìn)行分類，這種分類比較細(xì)，種類也多。北京利國電子技術(shù)有限公司總經(jīng)理劉力說：“矩陣切換器按照所切換的信號可分為：視頻切換器，音頻切換器，VGA信號切換器，數(shù)字視頻切換器（SDI，HDTV)，數(shù)字音頻切換器，數(shù)字VGA信號切換器（DVI)�！�

    “Extron的矩陣切換器是根據(jù)類型和容量來分類的，具體分為：視頻和音頻矩陣切換器（包括復(fù)合視頻、S視頻和HDTV/分量視頻)；立體聲矩陣切換器；串行數(shù)字（SDI) 矩陣切換器；VGA和音頻矩陣切換器；寬帶RGB和音頻矩陣切換器；超寬帶和音頻矩陣切換器；模塊化/可擴展矩陣切換器（窄帶視頻、寬帶視頻、同步和立體聲音頻)；集成縮放和媒體演示矩陣切換器�！盓xtron營銷副總裁Lee Dodson介紹：“Extron生產(chǎn)9個不同類型的矩陣切換器，有固定I/O和模塊化/或擴展結(jié)構(gòu)，其I/O數(shù)從32至128128�！�

    Kramer矩陣切換器產(chǎn)品系列以信號類型和大小分類。大概有模擬視頻（分量和復(fù)合) 矩陣切換器、模擬音頻矩陣切換器、數(shù)字視頻（SDI/某些DVB/ASI) 矩陣切換器和音頻（AES/EBU) 矩陣切換器�？巳R默電子SVS國際業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Bar-Yam說：Kramer有幾百種不同的矩陣切換器，從模擬到數(shù)字，從44至10241024，所有產(chǎn)品分成8個系列。

    據(jù)南鵬科技開發(fā)有限公司技術(shù)總監(jiān)陳嘉煒說：AutoPatch的矩陣切換器目前支持的主流信號類型有：一，模擬音頻，包括單聲道、立體聲及多聲道音頻，平衡或非平衡信號。二，SP-DIF數(shù)字音頻，包括光纖及同軸接口。三，復(fù)合視頻、S-視頻、Y/C視頻。四，寬帶視頻，包括RGB、RGBS、RGBHV、YUV、Y-Pb-Pr，其中寬帶視頻部份，又會根據(jù)切換信號帶寬要求分為200MHz、300MHz、400MHz甚至500MHz帶寬。五，SDI數(shù)字視頻信號，包括SD-SDI、HD-SDI格式。六，目前最新的型號還支持 CAT5電纜的切換，即為CAT5音視頻發(fā)送/接收器之間提供矩陣切換的功能。

    矩陣切換器要分成固化式和模塊式是考慮銷售成本及靈活的切換需求。固化式樣的結(jié)構(gòu)有利于提高性能指標(biāo)及可靠性。模塊式結(jié)構(gòu)利于靈活組合。Extron的Matrix 3200（多達(dá)32×32)、Matrix 6400（多達(dá)64×64)和Matrix 12800（多達(dá)128×128)可現(xiàn)場升級。用于增加I/O容量或輸入不同信號的模塊可隨時加入。TV One公司的切換器可僅作為CV加YC、YUV或RGBHV型設(shè)備購買，RGBHV型切換器具有最多的功能。Dan Gibson說：“YC型切換器支持S視頻和CV，YUV型支持CV、YC和YPbPr。另一方面，RGBHV型切換器功能強大，因為它能處理RGBS、RGsB、RsGsBs、YUV、YPbPr以及YC和CV。SDI格式也很快加進(jìn)去，我們將東路客戶的所有需求�！� TV One Multimedia Solutions銷售經(jīng)理Gibson繼續(xù)說：“由于帶寬高達(dá)400MHz，該切換器適用于HDTV。RGBHV矩陣也兼容YPbPr和RGBHV格式�！�

     TV One提供IM-400 400 MHz和其它相關(guān)矩陣切換器IM-400 400 MHz矩陣切換器輸入輸出配置從8 X 8至16 X 16，可配置或不配置立體聲音頻。3232的矩陣也在短期內(nèi)上市。

固化式和模塊式矩陣切換器互為補充

    南鵬科技開發(fā)有限公司市場總監(jiān)韓冠軍表示：固化式矩陣切換器有機箱小、切換尺寸范圍小的特點，一般用在較固定的設(shè)備場所，特別是在家庭影院等；模塊式矩陣切換器有機箱大、切換尺寸范圍大、可擴展、可堆疊等特點，一般用在商業(yè)場所及專業(yè)環(huán)境。

    陳嘉煒認(rèn)為：在相同的輸入及輸出口數(shù)量下，固化式矩陣可降低系統(tǒng)的造價，節(jié)省成本，適合使用在一些較為固定、技術(shù)要求變量不多，不需要大量擴展的環(huán)境使用。

    模塊式矩陣有系統(tǒng)彈性高、較靈活的特點，可在項目前期按需要配置成小型的系統(tǒng)，在后期可通過增加機箱及輸入/輸出板卡擴展系統(tǒng)的容量。適合使用在較復(fù)雜、系統(tǒng)輸入/輸出數(shù)量的變量較大的環(huán)境使用。 Extron的固定結(jié)構(gòu)切換器的I/O配置從32至3232，覆蓋了用于復(fù)合視頻、S視頻、HDTV/分量視頻、RGBHV和立體聲音頻信號的所有中、小型信號路由應(yīng)用。Extron的模塊化/可擴展矩陣切換器系列有3232、6464和128128三種，分別用于窄帶和寬帶視頻、同步和立體聲音頻。Extron的模塊化矩陣切換器適用于已將擴容需求設(shè)計到系統(tǒng)中的應(yīng)用。

網(wǎng)絡(luò)接口逐漸成為流行矩陣切換器控制手段

    最新矩陣切換器的基本技術(shù)特征是：提供扁平頻率響應(yīng)；具有網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)接口是目前逐漸流行的控制手段；混合式的板卡配置；尺寸多元化；可同時傳送單個或多個信號類型；音頻增益可調(diào)；視頻延遲；矩陣映射等。劉力說：視音頻切換器應(yīng)該包括：場逆程切換，符合廣播級GB14236-93標(biāo)準(zhǔn)。VGA信號切換器應(yīng)至少滿足帶寬、串?dāng)_、信噪比等指標(biāo)。Kramer公司的Sierra Pro系列矩陣切換器最新特點是：音頻增益可調(diào)、視頻延遲、矩陣映射（空間分組)等。

    韓冠軍說：目前最新矩陣切換器的基本技術(shù)特征有：1)多元化矩陣尺寸；2)機箱可選3RU和2RU；3)可以定制以在同一系統(tǒng)內(nèi)傳送單個或多個輸入輸出范圍和信號類型。信號類型包括：復(fù)合信號、S-視頻、Y/c、RGB、RGsB、RGBS、RGBHV、HDTV高清晰電視信號、Y/Pb/Pr、YUV、DVI、SD/SDI、單聲道音頻、立體聲音頻、AES 110歐姆、AES 75歐姆、S/PDIF、TosLink；4)控制接口有：TCP/IP、USB和RS-232接口；5)32位處理器，帶虛擬矩陣輸入/輸出映射功能；6)64種用戶自定義的預(yù)設(shè)；7)50和300MHz帶寬性能；8)數(shù)字音量控制。

     AutoPatch目前提供一種超扁平頻率響應(yīng)認(rèn)證，即矩陣在帶寬指標(biāo)的范圍內(nèi)，增益或衰減不會超過+/-3dB。AutoPatch最新的Optima系列矩陣切換器，同時擁有RS-232及支持TCP/IP通信的以太網(wǎng)接口，內(nèi)置WEB網(wǎng)頁服務(wù)器，支持用戶使用瀏覽器以網(wǎng)頁方式進(jìn)行訪問，控制及監(jiān)控切換狀態(tài)等。Optima系列之另一特色為其hybrid（混合式)的板卡配置，可在一臺矩陣機箱內(nèi)，同時提供音頻+復(fù)合視頻+寬帶視頻+數(shù)字音頻等的信號切換，實現(xiàn)原來需要由多臺機箱才能完成的切換功能。音頻方面，AutoPatch的Optima、Precis及Modula系列支持?jǐn)?shù)字音量控制，可通過面板或RS-232接口，控制每路音頻輸出的-70～+10dB增益控制。

     “IP Link以太網(wǎng)監(jiān)控可通過標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)矩陣切換器和其它A/V設(shè)備前期管理和監(jiān)視�！� Lee Dodson說：“系統(tǒng)或信號故障的遠(yuǎn)程診斷和即時email通知可縮短關(guān)鍵應(yīng)用中的響應(yīng)時間�！毕冗M(jìn)數(shù)字同步處理是全數(shù)字處理過程，它能糾正和恢復(fù)RGBHV信號的同步信息，保證系統(tǒng)穩(wěn)定的同步信號，改善LCD、DLP、LCoS、等離子或其它數(shù)字顯示器的信號重現(xiàn)質(zhì)量。數(shù)字同步驗證處理對所有輸入信號進(jìn)行輪詢，確定工作信號，通過串行或IP鏈路接口為用戶提供水平和垂直同步速率信息。每個輸入通道的音頻輸出音量控制可通過前面板或搖控方式動態(tài)設(shè)置，避免了許多系統(tǒng)設(shè)計中需要音頻前置放大器的現(xiàn)象。固件可通過www.extron.com下載軟件升級。

    IM-400 400 MHz矩陣切換器的控制性能包括：前面板控制是通過LED監(jiān)控的按鈕進(jìn)行的，前面板帶一個集成的LCD面板，顯示各種參數(shù)的狀態(tài)。Dan Gibson說：“LCD面板還與專用控制按鈕一起用于設(shè)置音頻電平調(diào)整和RGB切換延遲。如果需要，LCD顯示器還可監(jiān)視系統(tǒng)命令，如安裝復(fù)位等�！�

矩陣切換器可以多機箱堆疊

    矩陣切換器可以通過外部同步鏈接口與同步環(huán)路輸入、輸出口連接進(jìn)行堆疊。并且可以通過控制口整體切換。Kramer的矩陣切換器采用多機箱系統(tǒng)，可通過25針的J1連接器互聯(lián)堆疊。

    陳嘉煒說：AutoPatch矩陣之間進(jìn)行鏈接后只能傳輸控制信號，音頻及視頻信號并不能跨過機箱之間傳輸。跟目前音頻行業(yè)常用的媒體矩陣有所分別，信號在輸入到AutoPatch矩陣的芯片時，并沒有進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所有信號都在保持原有模擬格式下進(jìn)行切換。媒體矩陣由于對音頻信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換及壓縮，使多路信號可通過總線進(jìn)行機箱之間的傳輸，即堆疊的功能，比較有代表的產(chǎn)品如Peavey的Media Matrix及ClearOne的XAP產(chǎn)品。

輸入輸出信號種類多

    利國公司總經(jīng)理劉力說：矩陣切換器的輸入及輸出信號類型分模擬和數(shù)字。模擬信號帶寬小，應(yīng)用成熟，易受干擾，無法不失真的還原信號，數(shù)字信號能夠無失真的還原信號。Kramer公司的矩陣切換器其輸入和輸出信號類型有模擬視頻和音頻、數(shù)字視頻和音頻（SDI、AES/EBU和DVB/ASI)。

    Lee Dodson說：根據(jù)客戶的需要和具體應(yīng)用，Extron可為矩陣切換器提供各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的I/O連接器，包括用于復(fù)合、S視頻（Y/C)信號、HDTV/分量和RGBHV的BNC連接器；用于S視頻的4針迷你型DIN；用于計算機視頻的15針HD；外加螺絲的平衡和不平衡立體聲音頻連接器以及用于不平衡立體聲的RCA連接器。

    最新的切換器是將信號的輸入及輸出端口設(shè)計在同一張切換卡上面，即可以定制面板，以便在同一系統(tǒng)內(nèi)傳送單個或多個輸入輸出范圍和信號類型。信號類型包括：復(fù)合信號、S-視頻、Y/c、RGB、RGsB、RGBS、RGBHV、HDTV高清晰電視信號、Y/Pb/Pr、YUV、DVI、SD/SDI、單聲道音頻、立體聲音頻、AES 110 ohm、AES 75歐姆、S/PDIF、TosLink。

最新矩陣切換器控制方法選擇多

    最新矩陣切換器有TCP/IP、RS-232、控制面板和即將采用的USB接口控制方式。TCP/IP方式可以在異地用電腦或中控來控制切換，RS-232可以在本地用電腦或中控來控制切換，控制面板可以在機身或本地遠(yuǎn)端來實現(xiàn)切換。

    所有的Extron矩陣切換器都利用真正的矩陣、非模塊化設(shè)計：任一輸入信號可以不受限制地路由到任一或所有輸出端。由于硬件或軟件設(shè)計的特點，信號切換沒有限制。相比較而言，模塊化矩陣切換器只允許把輸入信號連接到某一輸出端，在電子插線排上是有效的。

    Bar-Yam說：我們的路由器用RS-232/422、ASCI II協(xié)議（SVS軟件或第三方控制)、搖控面板（RS-485)，有時用本機控制面板進(jìn)行切換。

    AutoPatch支持場間間隔切換 （Vertical Interval Switching)，通過一路參考信號輸入，使切換動作總是在每幀圖像場間發(fā)生�？刂品绞街С諶S-232、前置控制面板、SBC總線控制面板及使用TCP/IP的網(wǎng)頁方式。

    劉力說：矩陣切換器的切換有電子切換和機械切換，并且都可以是電動操作和RS-232控制，另外還有場逆程切換和平衡切換等。

控制面板、接口和控制種類豐富

控制面板 、接口和控制種類豐富

    最新矩陣切換器控制面板有：SBC、CP10、CP20、CP32�？刂平涌谟校篢CP/IP、RS-232和即將采用的USB接口�？刂品N類分為硬件和軟件控制兩種。因為切換器的型號不同以及使用功能的不同，所以配置日控制面板及接口也各不相同。利國的矩陣切換器還可配置無線可編程彩色觸屏。

    所有Extron的固定I/O矩陣切換器都有一個完整的前面板控制器。大多數(shù)型號都采用Extron的QuickSwitch前面板控制器（QS-FPC)技術(shù)，因而只要按一個鍵就可以實現(xiàn)輸入和輸出選擇。

     Extron的Matrix 3200、Matrix 6400和Matrix 12800模塊化切換器帶直觀的、系統(tǒng)專用的LCD前面板控制器。這些LCD控制面板支持所有的切換、設(shè)置和診斷功能，菜單結(jié)構(gòu)簡單、易懂。Extron矩陣切換器上的串行控制接口是標(biāo)準(zhǔn)化的。許多型號還包括IP Link以太網(wǎng)控制國。Extron矩陣切換器還有一系遙控面板和鍵盤可用。

    Kramer的矩陣切換器除了具有單總線、XY和可編程控制面板，還有與基于Windows的PC共同使用的GRIP路由控制軟件，控制面板通過GRIP軟件進(jìn)行配置。Sierra Video Systems把整個系統(tǒng)考慮在內(nèi)，控制面板、軟件控制和接口是為適應(yīng)客戶的特殊應(yīng)用而設(shè)計的。我們的控制系統(tǒng)可以很容易地容納一個本機或機架安裝的控制面板。

    AutoPatch的X/Y控制面板可直接安裝在機箱前端，也可以作為一種獨立的裝置安裝在需要進(jìn)行控制的位置，使用AutoPatch總線XNNet進(jìn)行連接。同時也有SBC單總線控制器，其外觀為墻面的按鈕控制面板，方便矩陣的每一個輸出分區(qū) （如學(xué)校的教室、公司內(nèi)的會議室)，可自由選擇輸入信號源。當(dāng)然，AutoPatch也可以配合主流的中控系統(tǒng)，如AMX、Crestron等進(jìn)行集中控制。

接口二次開發(fā)多在Windows環(huán)境下進(jìn)行

    矩陣切換器可以通過軟件進(jìn)行接口的二次開發(fā)，但是，接口開發(fā)需要在Windows環(huán)境下進(jìn)行。AutoPatch提供一種稱為Virtual Matrix的矩陣二次開發(fā)配置，舉例一臺12x8的RGBHV+音頻矩陣，可以通過Virtual Matrix的重新配置，更改為：6×5 RGBHV、6×3復(fù)合視頻、6×3 YC視頻和12×8音頻的矩陣組合，把一臺大矩陣分割成幾個小單元使用。

    Extron的所有矩陣切換器包含簡單指令集（SIS)系列命令集和基于Windows的控制軟件。SIS是一套基本的ASCII控制代碼，它可簡化第三方控制系統(tǒng)的編程。Extron的矩陣切換器控制軟件采用圖形化、拖拉界面進(jìn)行I/O配置和實現(xiàn)其它定制功能。

    帶IP Link功能的Extron矩陣切換器利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，允許任何被授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問其中的嵌入式狀態(tài)和控制頁。這些嵌入式頁可控制輸入和輸出，調(diào)整音頻輸入和輸出電平，建立和恢復(fù)所有的I/O預(yù)設(shè)值、RGB延時定時和輸入信號確認(rèn)，并訪問重要的系統(tǒng)信息。Bar-Yam說：Kramer鼓勵最終用戶開發(fā)自己的切換軟件，我們的協(xié)議可在SVS網(wǎng)站上獲得。

輸入輸出端個數(shù)是選擇矩陣切換器的就要考慮因數(shù)

    最終用戶應(yīng)該把他的需求集中在制造商提供的有限的選擇上。陳嘉煒說：選擇矩陣切換器時，首先要統(tǒng)計系統(tǒng)需求的輸入及輸出口數(shù)量、信號類型、接頭類型（如RCA/Phoenix/BNC/HD15等)，另外再加上備用余量。如果預(yù)期的擴展可能性不高，可選擇固化式矩陣，相反則應(yīng)考慮使用模塊式矩陣。最后再加上控制面板、冗余電源等可選項，便配置好一臺矩陣切換器。

    韓冠軍說：根據(jù)具體應(yīng)用先選擇切換尺寸的范圍來定義固化式或模塊式切換器；若是模塊式要考慮機箱的大小，是否將需要擴展切換口來選擇機箱的型號；再根據(jù)信號的類型來定義切換輸入、輸出卡的類別。

    Lee Dodson說：Extron有一個全面分布的、合格而富有經(jīng)驗的專業(yè)A/V系統(tǒng)顧問、設(shè)計工程師、集成商和分銷商網(wǎng)絡(luò)，他們都經(jīng)受了Extron的正規(guī)技術(shù)培訓(xùn)。此外，Extron的應(yīng)用工程師將配合最終用戶和分銷商選擇適合的矩陣切換器以滿足用戶目前和未來的系統(tǒng)需求。

實際應(yīng)用中矩陣切換器的輸入和輸出多為好

實際應(yīng)用中 矩陣切換器的輸入和輸出多為好

     在實際應(yīng)用中，建議按輸入信號源（如DVD、錄象機、攝像機、計算機)和輸出目的設(shè)備（如投影機、監(jiān)視器、等離子屏、大屏幕拼墻等)計算，再選擇足夠覆蓋該輸入/輸出組合的矩陣型號。最終用戶除了要根據(jù)應(yīng)用確定輸出和輸出端口數(shù)，還要考慮到在不遠(yuǎn)的將來維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會被迫不斷變化。

    Dan Gibson介紹：我們建議最終用戶在購買矩陣切換器之前全面研究他們的需求。這種需求應(yīng)該包含未來幾年矩陣規(guī)模和信號格式方面的需求增長，這些要求不僅基于目前的需要，還要基于未來的需要。

    最終用戶需要確定目前正在使用的各種信號類型以及未來可能需要的信號類型，然后以足夠的功能滿足目前和未來的需要。Dan Gibson說：如果做不了精確的研究，最案例的辦法就是訂購RGBHV型矩陣切換器，并且I/O路數(shù)是目前應(yīng)使用的兩倍。由于RGBHV機型幾乎支持目前所有的信號格式，對任何應(yīng)用都很理想，只要I/O加倍，就可以滿足未來的增長需求。

    韓冠軍說：列舉輸入及輸出設(shè)備所需進(jìn)行切換的接口即可計算出實際應(yīng)用中矩陣切換器的輸入和輸出數(shù)量。

    劉力說：根據(jù)視頻信號，音頻信號，VGA信號各自具體的信號源數(shù)量和用戶數(shù)量決定各自的切換器的輸入和輸出數(shù)量。

    Extron的網(wǎng)站上有一套使用簡單的四步選擇過程幫助最終用戶確定合適的矩陣切換器類型和型號。一旦確定了矩陣切換器的類型，Extron分銷商或系統(tǒng)集成商就可以幫助最終用戶優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計并確定目前和未來的系統(tǒng)需求。

新開發(fā)的矩陣切換器都具有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能

    目前AutoPatch的Optima系列具有以太網(wǎng)接口，方便用戶通過瀏覽器的方式，不論身處何地，都可以對矩陣系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制及監(jiān)控切換狀態(tài)，通過TCP/IP的接口可以查詢矩陣當(dāng)前的工作狀態(tài)。Kramer的切換器可通過搖控面板或LAN軟件進(jìn)行控制。 所有Extron的矩陣切換器都以RS-232串行控制為標(biāo)準(zhǔn)配置。許多切換器還支持RS-422串行控制，大多數(shù)新產(chǎn)品現(xiàn)在包括了Extron的IP Link以太網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)。

    Extron獨特的簡單指令集（SIS)串行命令結(jié)構(gòu)使得通過PC或第三方的控制系統(tǒng)對Extron的矩陣切換器進(jìn)行控制變得更加容易。 Extron的IP Link系統(tǒng)是專門為A/V系統(tǒng)的要求設(shè)立的，它通過LAN、WAN或任意經(jīng)授權(quán)的并使用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行前期控制、監(jiān)視和資產(chǎn)管理。

    通過IP Link，用戶可以選擇輸入和輸出層，建立和恢復(fù)整個I/O預(yù)設(shè)置、調(diào)整和控制音頻輸入和輸出電平、下載最新的固件、遠(yuǎn)程監(jiān)視機內(nèi)工作溫度、電源電壓、輸入信號確認(rèn)和其它關(guān)鍵服務(wù)信息。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，IP Link可立即發(fā)送email信息、極大地縮短故障排除和響應(yīng)時間。 Extron還生產(chǎn)一系列單獨的IP Link產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可用于為任何支持RS-232的矩陣切換器增加以太網(wǎng)監(jiān)控功能。 RS-232協(xié)議用于幫助最終用戶開發(fā)客戶控制軟件�；�于Windows的免費RS-232公用 程序可滿足需要RS-232控制、但是又不想寫代碼的用戶需求。IM-400 400 MHz矩陣切換器的以太網(wǎng)接入也采用RJ-45插座。