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远距离CAT5电缆传输信号的优势

2019年11月10日 09:04 次阅读

对于近距离视频传输系统,采用单端信号即可提供较高的图像质量。但是,当传输距离达到数百米时,发送器与接收器之间的地电位差以及注入电缆的噪声将对单端视频信号传输系统造成很大干扰,这些噪声叠加到单端信号上时,将造成视频信号的严重失真,这一现象在工作环境比较恶劣的汽车及工业环境下尤其严重。

在长距离信号传输系统中,差分线对比传统的单端方式具有独特的优势,具有更高的噪声抑制能力,能够在视频传输系统(特别是在恶劣的工作环境下)中提供更高的图像质量。

远距离CAT5电缆传输信号的优势

差分视频传输的缺点是成本较高,因为差分信号传输通常采用价格昂贵的差分同轴电缆。CAT5电缆比最普通的同轴电缆也要便宜许多,利用这种电缆可大大降低成本。使用CAT5电缆传输视频信号时,需要考虑两个参数。首先,CAT5电缆有四对双绞线,如果使用一对以上的双绞线同时承载视频信号,通道之间将会引入一定的串扰。如果差分驱动器的共模均衡(CMB)和接收器的共模抑制比(CMRR)在视频带宽(0Hz~5MHz)内能够达到30dB甚至更高,则可将串扰信号降到可接受的水平,能够保持完好的图像质量。使用CAT5的第二个问题是高频衰减,其衰减幅度远远高于视频同轴电缆。当图像传输距离超过3.3米时,需要设计人员在系统中增加电缆均衡电路,用于补偿损耗,提高高频增益以补偿CAT5电缆的衰减。

由于差分线对本身能够抑制串扰,本文将以NTSC多脉冲群信号为例,主要讨论均衡问题。

电视图像通过远距离CAT5电缆传输,如150米的距离,会造成相位和带宽失真,图像比较模糊,对比度降低。

远距离CAT5电缆传输信号的优势

文采用了Maxim的MAX9546和MAX9547,由此说明对收发器增加均衡网络后的视频传输效果。图1为差分收发器的信号传输架构,基本均衡电路跨接在电阻Zt两端,均衡电路对增益的提升可以使上述频点下的信号幅度恢复到正常值。当然,不同厂商提供的电缆可能具有不同的衰减,需要对具体的均衡网络进行调整,以获得最好的图像质量。

典型均衡网络如图2所示,每个网络分支通过设置电阻、电容调整相应频率处的增益。选择电容C1、C2、C3设置频率时,电阻R1、R2和R3也会影响频响特性。利用增益电阻R4和R5调节整体的补偿增益,R5设置为75Ω时,增益为2V/V。

实际测试结果表明,均衡网络可以补偿147米CAT5电缆的衰减。传输距离更远时,可以利用高增益器件(例如MAX4444、MAX4145)进行均衡,进一步补偿图像衰减。使用高增益器件和额外的均衡可能在视频信号中引入过高的噪声,对于图像质量要求不是很高的应用,该方案可以在长距离视频传输中提供可以接受的图像质量。

       责任编辑:zl

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