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AV系统集成中的常见问题

 

出处:深圳环迪智能     日期: 2008-10-15


  5、模拟通道设备的指标要求
   所谓模拟通道设备是指针对模拟AV信号、VGA信号的切换、分配、传输等设备。该类设备并不改变信号的格式,原则上讲,应该对该信号没有影响(损失),但在实际应用中,所有设备(包括电缆)对信号都有影响,而且是负面影响。因此在广电行业中,国家推行该类设备的国家技术标准,即所谓的国标。由于是针对广电行业的特殊设备要求制定的,业内一般称为广播级标准。国标规定了接口标准,包括输入、输出阻抗,电平范围等,同时也规定了技术参数,因此AV信号的设备都应符合这些要求。对VGA信号,由于是较新出现的,原主要应用于IT行业,国内国际上均没有相应的硬性标准规定其指标参数,仅是对接口标准有了一些规定,而且也还是行业标准,如VESA标准等。上一讲中给出VESA关于不同分辨率的行场频像素时钟、同步极性等标准,在阻抗和电平范围上一般是参考AV的标准,如R、G、B是75Ω0.7Vp-p,同步信号是TTL电平,高阻(510Ω-5K)等,但具体的通道技术参数没有明确规定,我们也只能讲一下AV的通道技术标准,右图是国标的技术参数。
   基础知识:国标GB/T14236-93与本公司产品的测试结果(VAS128*32V)
   VGA信号目前无标准
   其中有几项技术指标对我们应用有影响较大,试逐一解释。
   1)随机信噪比 信号通过设备时,肯定会受到设备的影响,这些影响包括电路热噪声,电源的噪声等等,统称为噪声。比较形象地讲,是信号通过设备后被“弄脏”了,那么“脏”到什么程度能够容忍就必须有个规定,信噪比就是信号与噪声功率比,该值越大就表明噪声相对信号而言越小,对信号的影响就越小,模拟通道设备的信噪比要求是大于65dB。

   2)幅频特性 即信号幅度与频率之间的关系,在解释这个问题之前,先解释一下dB和带宽的概念。
   dB=20log幅度比,或=10log功率比。常用的是3dB的概念, 3dB时幅度比为0.707、功率比为0.5,即常说的半功率点,如果一个信号的幅度下降到0.707的时候或者说功率损失了一半的时候,其对应的dB值是3,或者说每增加3dB,功率就下降一半。
   带宽:当信号幅度下降到0.707时,或是功率损失一半时,对应的频率,为该信号的带宽。如下图:    基础知识: 幅频特性与带宽
   -dB的定义:20log 幅度比、10log功率比
   -幅度、频率特性
   -带宽:3dB、幅度比0.707、功率比0.5
   -V:幅度
   我们以前说的带宽都是指3dB时的对应频率,在广电行业中,由于AV信号的带宽很小(Video在6MHZ以内,Audio在50KHZ以内),因此,对设备的带宽要求不能小于6MHZ是远远不够精确的,因为一般器件在6MHZ时,衰减远小于3dB,因此直接给出6MHZ时的衰减值,用于评判设备的优劣。同时该指标要求的是在6MHZ以内,幅度特性的波动范围是±0.2dB。
   3)路间串扰 尤其在矩阵切换产品中,不同的通道走不同的信号,信号彼此之间肯定有干扰,这种干扰定为路间串扰。当然是越小越好,一般串扰如果在-20dB左右,能较清晰地看到别的通道串过来的信号,像过去的电视机“串台”一样,如果能到-30dB以下,肉眼基本上看不到串扰了。
6、选择通道设备时,带宽是否越大越好
   对AV信号而言,带宽很窄,Video在6MHZ以内,Audio在几十KHZ,基本上不用考虑设备的带宽,VGA信号在上讲中的图表中已给表明,在1600×1200×60的情况下,3dB带宽在80MHZ左右,从信号的频谱,其截止频率在160MHZ左右,而第二波与第三波的频谱幅度比以往小了很多,第二波主峰比第一波又小了十几dB了,应该讲没有什么应用价值了(如下图)。从这个角度上讲,VGA的通道带宽在150MHZ左右就够用的了。但由于用户并不清楚这些数据,往往以为带宽越宽就表明设备越好,档次越高,厂家只好推出更高带宽的设备,其实这是一种浪费。并且在工程应用中往往得不到好的结果。

1)带内不平整度 通道设备要求带宽是一方面,另一方面要求幅频特性在带内是平直的。原则上讲,衰减3dB以往定义为带宽了,但提升3dB又超出了不平整度要求,广电的标准定义是带宽内不为±0.2dB,就是说小了不行大了同样也不行。如下图:

 如果为了增加带宽,就要拼命进行高频提升,使得带宽内的提升幅度可能大于3dB,严格上讲,其实其带宽反而降下来了,在应用中,由于有电缆等外接设备的高频损失,联上电缆后,幅频特性会变好,但带来的问题是电缆的长度和参数是不确定的,如果没有电缆或电缆极短,将会造成高频提升过度,反而会出来“白边”等“勾边”情况,对效果是一种损害。
   2)自激 由于电路中的阻抗不匹配,有可能发生自激现象,而且自激往往都是高频自激,如果设备的带宽未被过分的拉伸,产品自激的机会要小很多。
   3)信噪比 带宽越宽,带内的噪声越高,信噪比的指标反而会降低。
   4)成本 为了过度地拉伸带宽,在器件选择上和电路设计上都会增加许多成本,这是一种浪费。




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