低成本視頻信號傳送系統(tǒng)解決方案

許多視頻系統(tǒng)要求信號源位于離顯示器一兩百米以外的地方。以視頻監(jiān)視系統(tǒng)來說，它的攝像機及顯示器便裝在樓房的兩端，而且相距較遠。這類閉路視頻系統(tǒng)一直都利用同軸電纜將攝像機的視頻信號傳送到顯示器上。然而很多情況下，采用雙絞線傳送信號更好，因為雙絞線比同軸電纜更小、更輕，而且成本低80%。
圖1 是采用雙絞線傳送NTSC制視頻信號的方框圖。這套系統(tǒng)經(jīng)過多次測試，證實可以利用成本低廉的3 類雙絞線傳送信號，而且即使信號通過300米長的距離，到達顯示屏上的彩色影像仍然非常清晰。這套系統(tǒng)的視頻驅(qū)動器及接收器都采用LMH6643 雙組裝運算放大器，可以提供必要的高速AC特性。
圖2 顯示視頻驅(qū)動器的詳細電路圖。這款驅(qū)動器的電路設(shè)計非常簡單，而且成本低廉，可將攝像機的單端輸入信號轉(zhuǎn)為差分信號，使之可以驅(qū)動雙絞線線路。輸入端接收振幅為1 Vpp的NTSC復(fù)合視頻信號，而輸出端則用2 Vpp差分信號驅(qū)動雙絞線線路。50W源電阻器與兩個運算放大器的輸出串聯(lián)在一起，使視頻驅(qū)動器輸出電阻可與雙絞線的特性阻抗相匹配。LMH6643具有130MHz典型增益帶寬、130V/ms轉(zhuǎn)換率、0.01%差分增益以及0.01度差分相位等特性，可以傳送消費產(chǎn)品技術(shù)水平的視頻信號。此外，該芯片的輸出電流最高可達±75mA，因此可以輕易驅(qū)動100W阻抗的雙絞線線路。
圖3是視頻接收器的電路圖，來自雙絞線的差分輸入信號被轉(zhuǎn)為1 Vpp的單端輸出信號。運算放大器1將差分信號轉(zhuǎn)為單端信號，而運算放大器2則為經(jīng)由300米長雙絞線傳送來的視頻信號提供衰減補償。在運算放大器2的電路圖中，R2 已經(jīng)過調(diào)整，確保系統(tǒng)的整體增益是1(上一個運算放大器的增益大于1，以便補償雙絞線的信號損耗)。C1與R1則負責(zé)提供零極功能，以便補償雙絞線高頻信號的衰減。R1、C1及R2的恰當(dāng)數(shù)值可以設(shè)定，辦法是先傳送一個頻率為 300KHz的1 Vpp方波，然后將這些元件加以調(diào)整，以便輸出最優(yōu)化的方波。步驟如下：先將R2調(diào)整，以便接收器輸出端的方波振幅可以達到1 Vpp(輸出可驅(qū)動75W負載)，然后再設(shè)定C1與R1，以便優(yōu)化上升/下降時間以及抑制方波。電路圖中的 R1=3.9KW, C1=68pF 而 R2=3.6KW。
接收器與視頻驅(qū)動器一樣，采用簡單及成本低廉的設(shè)計，包括雙絞線、視頻驅(qū)動器及接收器等在內(nèi)的系統(tǒng)整體成本極低，可能是成本最低廉的閉路視頻信號傳送系統(tǒng)之一。
圖4 顯示這個系統(tǒng)對傳送方波的響應(yīng)。線跡1是輸入信號，而線跡2是輸出信號。輸出信號轉(zhuǎn)換的上升及下降時間為 160ns，但約有5% 過沖。須留意300米長的雙絞線會將信號的輸入延遲1.4ms。系統(tǒng)的差分增益及相位則可利用網(wǎng)絡(luò)分析儀HP3577A加以測量。在輸入端輸入0.55Vpp的正弦波測試信號，然后在 3.58MHz的頻率(NTSC參考頻率)下測量增益及相位。若測試信號的直流補償由0 伏轉(zhuǎn)為1伏，增益會出現(xiàn)-0.028dB的變化(差分增益)，而相位也會出現(xiàn)0.23度的變化(差分相位)。■


圖1 雙絞線視頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖

圖2 雙絞線視頻驅(qū)動器

圖3 雙絞線視頻接收器

圖4：系統(tǒng)方波響應(yīng)— 通道1：輸入；通道2：輸出