工程中構(gòu)建一個VGA信號傳輸、分配系統(tǒng)時,長距離傳輸是一個常見問題。 由于信號傳輸距離較遠(yuǎn),傳輸系統(tǒng)的參數(shù)及周圍電磁環(huán)境對信號質(zhì)量產(chǎn)生的影響不容忽視,常見到的現(xiàn)象表現(xiàn)為:圖像模糊、變暗、 拖尾和重影,以及圖像顯示不穩(wěn)定(如:跳動或黑屏等)等,以上現(xiàn)象產(chǎn)生的原因不同,解決的方法不同。我們將其分為四大類:
造成模糊拖尾和變暗現(xiàn)象的原因從原理上可分為兩部分,一是信號在傳輸過程中的幅頻特性既帶寬不夠而引起的模糊和變暗;二是傳輸過程中的群延時特性造成的拖尾現(xiàn)象。幅頻特性,簡言之就是不同頻率分量與幅度衰減之間的關(guān)系,以1024*768分辨率為例,一般認(rèn)為其帶寬在90~120MHz之間,所以我們關(guān)心100米100MHz的衰減情況。就矩陣切換器和分配器而言,本身均帶有一定的提升和驅(qū)動能力,滿足信號傳輸不是問題,但考慮到接插件的損耗,此部分的提升和驅(qū)動能力在傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析時不予考慮。目前造成模糊、變暗、拖尾現(xiàn)象的問題主要集中在傳輸?shù)碾娎|上,因?yàn)閭鬏斨惺褂玫碾娎|,就幅頻特性而言,其衰減呈反對數(shù)型。(如下圖中1曲線)
即頻率越高衰減越大,具體指標(biāo)祥見下表
SYV-75-2 | SYV-75-3 | SYV-75-1 | |
1MHZ/100米 | -3dB | -2.2dB | -1.2dB |
100MHZ/100米 | -22dB | -15dB | -10dB |
200MHZ/100米 | -38dB | -24dB | -15dB |
外徑尺寸 | 15mm | 22mm |
由于各頻率分變量的衰減,所以造成圖像變暗(亮度不夠)和模糊,為改善該種情況,應(yīng)使傳輸設(shè)備的特性曲線呈對數(shù)型,如上圖中的2曲線。但在電路實(shí)踐中不可能達(dá)到這種理想狀態(tài),一般呈拋物線型如上圖中的3曲線。合成的結(jié)果呈如上圖中的4曲線。我們一般關(guān)心合成后的整形帶寬,如:安科特的長線驅(qū)動器(ANT-BT200)?杀WC每100m線路傳輸帶寬為80~120MHz ,能夠明顯地改善變暗、模糊等情況,確保其高頻分量的傳輸與顯示。也有一些其它品牌的驅(qū)動器,由于設(shè)計(jì)及各種原因,其帶寬較窄,在30~50 MHz左右,這樣雖有提升改善,但并未解決根本問題。
群延時特性(Group Delay)是指:信號傳輸過程中,由于分布參數(shù)的存在,傳輸系統(tǒng)的特性參數(shù)不是純阻的,而是由電阻、電容、電感組成的網(wǎng)絡(luò),因此不同的頻率分量在同一介質(zhì)傳輸時,到達(dá)的時間不同或有相位差,具體數(shù)學(xué)模型及分析這里不作詳細(xì)論述,就其產(chǎn)生的實(shí)際結(jié)果而言。 這種群延時特性會造成信號波形的后延,即造成拖尾。如圖2-1。在傳輸設(shè)備中,要解決群延時問題,就要對傳輸系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)加重,即預(yù)失真,如圖2-2,合成后的波形將有明顯改善,如圖2-3。不同的電纜和不同的傳輸距離其幅頻特性和群延時特性不同,應(yīng)根據(jù)不同情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)我們的研究,傳輸系統(tǒng)幅頻特性越好,其群延時特性也越好。即一般而言的線越粗衰減和拖尾就越小。
在無補(bǔ)償情況下,60HZ 1024*768分辨率的RGBHV信號(100MHZ)理論上用SYV-75-3的電纜傳輸僅僅為20米,SYV-75-5-1的電纜也只能傳輸30多米。但在工程實(shí)踐中多數(shù)工程商和用戶認(rèn)為-6dB帶內(nèi)損耗傳輸?shù)膱D像可以接受,-9dB帶內(nèi)損耗傳輸?shù)膱D像能夠容忍,但群延時特性則必須進(jìn)行延時預(yù)加重調(diào)整,以解決拖尾問題。
安科特公司專門研制和生產(chǎn)了用于補(bǔ)償電纜幅頻特性和群延時特性的長線驅(qū)動補(bǔ)償器(ANT-BT200),以解決工程中對信號遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴},一般認(rèn)為,3+2或3+4電纜,距離應(yīng)控制在20 m左右,75-5電纜應(yīng)控制再50m左右,如大于此距離,就應(yīng)用長線驅(qū)動器進(jìn)行補(bǔ)償。因工程中使用的電纜規(guī)格型號不同,其直流阻抗、等效阻抗、分布電容、電感等參數(shù)不同,因此,必須對不同的情況進(jìn)行補(bǔ)償,理論上講,通過對電容、電感和電阻的調(diào)整可以解決,但實(shí)際應(yīng)用中,電容、電感的可調(diào)范圍較小,而且要對R、G、B三路信號同時調(diào)整,且調(diào)整量要一致,因此要想實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)難度很大,目前多采用預(yù)先設(shè)計(jì)好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行迭加,即進(jìn)行分檔調(diào)整而不采用連續(xù)調(diào)整,但必須是可調(diào)整的,如果采用固定電路進(jìn)行一定的補(bǔ)償,不可能符合現(xiàn)場的不同情況,不應(yīng)稱為長線驅(qū)動器。該長線驅(qū)動補(bǔ)償設(shè)備根據(jù)不同規(guī)格電纜的衰減特性及電纜的不同長度,仿真電纜的反對數(shù)曲線特性,進(jìn)行了分檔位的增益補(bǔ)償和群延時調(diào)整,該設(shè)備(ANT-BT200)補(bǔ)償最多達(dá)16級(每級約15米),調(diào)整后傳輸系統(tǒng)帶寬可達(dá)80~120MHz。