井下救援遠(yuǎn)距離視頻傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法

1 電路設(shè)計(jì)

當(dāng)傳輸距離小于1500ｍ時(shí)，采用雙絞線來傳遞基帶視頻信號(hào)也能獲得很好的效果。和使用傳統(tǒng)的同軸電纜相比，用雙絞線傳輸信號(hào)時(shí)要注意兩點(diǎn)：采用平衡(差分)傳輸以使 共模噪聲最??；恰當(dāng)端接以使反射最小。由于MAX435和MAX436在10MHz時(shí)共模抑制比能達(dá)到53dB。而且輸入輸出阻抗又都很高，所以特別適用于這樣的應(yīng)用場合。

實(shí)際電路如圖２所示。從圖中看出，MAX435和MAX436組成雙絞線視頻傳輸電路的驅(qū)動(dòng)器/接收器，只采用一個(gè)差分輸出的MAX435即可驅(qū)動(dòng)平衡雙絞線(其輸入信號(hào)以地為基準(zhǔn))，從而省去了平衡變壓器或兩個(gè)單端輸出驅(qū)動(dòng)器。為了實(shí)現(xiàn)平衡到單端線路的變換，其接收器電路采用了單端輸出的MAX436。IN+到IN-間的100Ω電阻器使線路的終端連接十分合理?；?dǎo)網(wǎng)絡(luò)(從Z+到Z-)不僅完成增益調(diào)節(jié)(+6dB)。而且還起到線路均衡的作用，從而提高接收器的高頻增益。

在圖3電路中，可以通過調(diào)整R1提高整體增益對(duì)歐姆損耗進(jìn)行補(bǔ)償來得到合適的亮度，通過調(diào)整C1(增添零/極點(diǎn)對(duì)以擴(kuò)展頻帶)來獲得最佳的色彩。由于調(diào)整是在接收器端進(jìn)行的，所以用戶可以在接收端一邊觀察屏幕一邊調(diào)整R1和Cl，從而得到最佳圖像。

2 測試結(jié)果

圖3（a）和圖3（b）是從監(jiān)視器屏幕上看到的調(diào)節(jié)前、后的視頻脈沖波形。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)本電路用165m長的φ0.71mm防盜報(bào)警器用雙絞線傳送NTSC基帶視頻信號(hào)時(shí)，3.58MHz色同步信號(hào)的衰減約為6dB。雖有失真，但由于監(jiān)視器對(duì)信號(hào)衰減具有自動(dòng)均衡補(bǔ)償(對(duì)色同步信號(hào)的衰減補(bǔ)償可達(dá)10dB)，故圖像質(zhì)量仍然很好，無明顯彩色變淡或水平分辨率變差的現(xiàn)象。但若衰減量進(jìn)一步增大，則色度和水平分辨率變差、難以看清顯示的圖文。

圖3（a）調(diào)節(jié)均衡前的波形（b）調(diào)節(jié)均衡后的波形（c）在雙絞線上加50Hz的共模噪聲電壓

當(dāng)本電路用長330m的電話雙絞線在兩幢大樓之間傳送NTSC錄像機(jī)視頻信號(hào)時(shí)。圖像質(zhì)量良好。又故意在兩根平衡的絞線上各加上圖3（c）所示的50Hz的共模噪聲電壓進(jìn)行試驗(yàn)，圖像質(zhì)量未受影響。

這是由于MAX436對(duì)60Hz信號(hào)具有60dB的共模抑制比，使這種噪聲不致影響圖像。如果用不平衡的單端方式來驅(qū)動(dòng)電纜，則效果之差是可以預(yù)料的。雖然上述試驗(yàn)只用了NTSC視頻信號(hào)，但本電路用于載波為4.43MHz的PAL制視頻信號(hào)仍可取得相似的效果。

結(jié)論

在許多不要求電纜具有很寬的帶寬的場合中，用雙絞線代替昂貴的同軸電纜不僅可以降低線路的鋪設(shè)成本，而且兩根絞線感應(yīng)的差分干擾電流可以互相抵消。只要采用適當(dāng)?shù)慕g線，并在接收端的監(jiān)視器進(jìn)行阻抗匹配和自動(dòng)增益補(bǔ)償(目前大多數(shù)電視監(jiān)視器都具有此功能)，其傳送基帶(復(fù)合)視頻信號(hào)的距離可遠(yuǎn)達(dá)1500km，而且圖像質(zhì)量并不差，能夠保證圖像色彩、亮度、輪廓等基本無失真。

后期加工外殼時(shí)，適當(dāng)考慮防水、抗震、防塵、高溫、腐蝕性氣體等井下惡劣環(huán)境，并達(dá)到本質(zhì)安全型防爆設(shè)計(jì)要求，則可以將其產(chǎn)品化。

綜上所述，該技術(shù)適應(yīng)井下救援所需要的低成本，快速鋪設(shè)，使用簡單，維護(hù)方便等諸多要求。而且此技術(shù)還可以在超級(jí)市場、機(jī)場、學(xué)校等單位廣泛用于電視監(jiān)視系統(tǒng)中的單通道視頻信號(hào)傳送。