井下救援遠距離視頻傳輸系統關(guān)鍵技術(shù)研究

設計與實(shí)現方法

1 電路設計

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

實(shí)際電路如圖２所示。從圖中看出，MAX435和MAX436組成雙絞線(xiàn)視頻傳輸電路的驅動(dòng)器/接收器，只采用一個(gè)差分輸出的MAX435即可驅動(dòng)平衡雙絞線(xiàn)(其輸入信號以地為基準)，從而省去了平衡變壓器或兩個(gè)單端輸出驅動(dòng)器。為了實(shí)現平衡到單端線(xiàn)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(xiàn)路的終端連接十分合理?；ЬW(wǎng)絡(luò )(從Z+到Z-)不僅完成增益調節(+6dB)。而且還起到線(xiàn)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(guò)調整R1提高整體增益對歐姆損耗進(jìn)行補償來(lái)得到合適的亮度，通過(guò)調整C1(增添零/極點(diǎn)對以擴展頻帶)來(lái)獲得最佳的色彩。由于調整是在接收器端進(jìn)行的，所以用戶(hù)可以在接收端一邊觀(guān)察屏幕一邊調整R1和Cl，從而得到最佳圖像。

2 測試結果

圖3（a）和圖3（b）是從監視器屏幕上看到的調節前、后的視頻脈沖波形。試驗結果表明，當本電路用165m長(cháng)的φ0.71mm防盜報警器用雙絞線(xiàn)傳送NTSC基帶視頻信號時(shí)，3.58MHz色同步信號的衰減約為6dB。雖有失真，但由于監視器對信號衰減具有自動(dòng)均衡補償(對色同步信號的衰減補償可達10dB)，故圖像質(zhì)量仍然很好，無(wú)明顯彩色變淡或水平分辨率變差的現象。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）調節均衡前的波形（b）調節均衡后的波形（c）在雙絞線(xiàn)上加50Hz的共模噪聲電壓

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

這是由于MAX436對60Hz信號具有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(lái)驅動(dòng)電纜，則效果之差是可以預料的。雖然上述試驗只用了NTSC視頻信號，但本電路用于載波為4.43MHz的PAL制視頻信號仍可取得相似的效果。

結論

在許多不要求電纜具有很寬的帶寬的場(chǎng)合中，用雙絞線(xiàn)代替昂貴的同軸電纜不僅可以降低線(xiàn)路的鋪設成本，而且兩根絞線(xiàn)感應的差分干擾電流可以互相抵消。只要采用適當的絞線(xiàn)，并在接收端的監視器進(jìn)行阻抗匹配和自動(dòng)增益補償(目前大多數電視監視器都具有此功能)，其傳送基帶(復合)視頻信號的距離可遠達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(wú)失真。

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

綜上所述，該技術(shù)適應井下救援所需要的低成本，快速鋪設，使用簡(jiǎn)單，維護方便等諸多要求。而且此技術(shù)還可以在超級市場(chǎng)、機場(chǎng)、學(xué)校等單位廣泛用于電視監視系統中的單通道視頻信號傳送。