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>> 系統(tǒng)集成工程中的常見問題分析(一)
系統(tǒng)集成工程中的常見問題分析(一)
更新時間:2011-9-22 12:00:47 ( 編輯:小愚 )
目前系統(tǒng)集成工程中,VGA信號遠(yuǎn)距離傳輸是工程中較為常見的問題,所謂傳輸系統(tǒng)是指從計算機(jī)出口到顯示部分入口之間的所有環(huán)節(jié),包括分配器、矩陣、電纜及圖形控制器等等,由于信號傳輸距離較遠(yuǎn),傳輸系統(tǒng)的參數(shù)及周圍電磁環(huán)境對信號質(zhì)量產(chǎn)生的影響不容忽視,常見到的現(xiàn)象表現(xiàn)為:圖像模糊、變暗,拖尾和重影,以及圖像顯示不穩(wěn)定(如:跳動或黑屏等)等。
以上現(xiàn)象產(chǎn)生的原因不同,解決的方法也不同。我們將其分為四大類:一、由于傳輸系統(tǒng)的幅頻特性及群延時特性造成的圖像模糊、變暗、拖尾;二、由于設(shè)備產(chǎn)生自激或環(huán)境電磁干擾產(chǎn)生的高頻干擾;三、由于系統(tǒng)電源地線處理不當(dāng)造成的低頻干擾;四、由于設(shè)備或傳輸系統(tǒng)或接插件等阻抗不匹配而引起的重影反射及顯示不穩(wěn)定。本文先對模糊拖尾現(xiàn)象做出原理分析并提供一些解決
方案
,其他幾種情況將在今后加以論述。造成模糊拖尾和變暗現(xiàn)象的原因從原理上可分為兩部分,一是信號在傳輸過程中的幅頻特性即帶寬不夠而引起的模糊和變暗;二是傳輸過程中的群延時特性造成的拖尾現(xiàn)象。幅頻特性,簡言之就是不同頻率分量與幅度衰減之間的關(guān)系,以1024×768
分辨率
為例,一般認(rèn)為其帶寬在90-120MHz之間,所以我們關(guān)心100米100MHz的衰減情況。就
矩陣
切換器和分配器而言,本身均帶有一定的提升和驅(qū)動能力,滿足信號傳輸不是問題,但考慮到接插件的損耗,此部分的提升和驅(qū)動能力在傳輸系統(tǒng)設(shè)計和分析時不予考慮。目前造成模糊、變暗、拖尾現(xiàn)象的問題主要集中在傳輸?shù)碾娎|,因為傳輸中使用的電纜,就幅頻特性而言,其衰減呈反對數(shù)型。(如圖A曲線)
由于各頻率分變量的衰減,所以造成圖像變暗(
亮度
不夠)和模糊,為改善該種情況,應(yīng)使傳輸設(shè)備的特性曲線呈對數(shù)型,如圖1-1中的B曲線。但在電路實踐中不可能達(dá)到這種理想狀態(tài),一般呈拋物線型如圖1-1中的C曲線。合成的結(jié)果呈如圖1-1中的D曲線。我們一般關(guān)心合成后的整形帶寬,如:利長線驅(qū)動器可保證線路傳輸帶寬為80-120MHz,能夠明顯地改善變暗、模糊等情況,確保其高頻分量的傳輸與顯示。也有一些其它品牌的驅(qū)動器,由于設(shè)計及各種原因,其帶寬較窄,在30-50MHz左右,這樣雖有提升改善,但并未解決根本問題。
群延時特性(Group Delay)是指:信號傳輸過程中,由于分布參數(shù)的存在,傳輸系統(tǒng)的特性參數(shù)不是純阻的,而是由電阻、電容、電感組成的網(wǎng)絡(luò),因此不同的頻率分量在同一介質(zhì)傳輸時,到達(dá)的時間不同或有相位差,具體數(shù)學(xué)模型及分析這里不作詳細(xì)論述,就其產(chǎn)生的實際結(jié)果而言。這種群延時特性會造成信號波形的后延,即造成拖尾。如圖2-1。在傳輸設(shè)備中,要解決群延時問題,就要對傳輸系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)加重,即預(yù)失真,如圖2-2,合成后的波形將有明顯改善,如圖2-3。不同的電纜和不同的傳輸距離其幅頻特性和群延時特性不同,應(yīng)根據(jù)不同情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)我們的研究,傳輸系統(tǒng)幅頻特性越好,其群延時特性也越好。即一般而言的線越粗衰減和拖尾就越小.
在無補償情況下,65Hz 1024×768
分辨率
的RGBHV信號(100MHZ)理論上用SYV-75-3的電纜傳輸僅僅為20米,SYV-75-5-1的電纜也只能傳輸30多米。但在
工程
實踐中多數(shù)
工程
商和用戶認(rèn)為-6dB帶內(nèi)損耗傳輸?shù)膱D像可以接受,-9dB帶內(nèi)損耗傳輸?shù)膱D像能夠容忍,但群延時特性則必須進(jìn)行延時預(yù)加重調(diào)整,以解決拖尾問題。 長線驅(qū)動用于解決
工程
中對信號遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴},一般認(rèn)為,3+2或3+4電纜,距離應(yīng)控制在20 m左右,75-5電纜應(yīng)控制再50m左右,如大于此距離,就應(yīng)采用長線驅(qū)動器進(jìn)行補償。因
工程
中使用的電纜規(guī)格型號不同,其直流阻抗、等效阻抗、分布電容、電感等參數(shù)不同,因此,必須對不同的情況進(jìn)行補償,理論上講,通過對電容、電感和電阻的調(diào)整可以解決,但實際應(yīng)用中,電容、電感的可調(diào)范圍較小,而且要對R、G、B三路信號同時調(diào)整,且調(diào)整量要一致,因此要想實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)難度很大,目前多采用預(yù)先設(shè)計好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行迭加,即進(jìn)行分檔調(diào)整而不采用連續(xù)調(diào)整,但必須是可調(diào)整的,如果采用固定電路進(jìn)行一定的補償,不可能符合現(xiàn)場的不同情況,不應(yīng)稱為長線驅(qū)動器。該長線驅(qū)動補償設(shè)備根據(jù)不同規(guī)格電纜的衰減特性及電纜的不同長度,仿真電纜的反對數(shù)曲線特性,進(jìn)行了分檔位的增益補償和群延時調(diào)整,該設(shè)備(VGAD-1*2CC/L、VGAD-1*2CC/LT)補償最多達(dá)8/16級(每級約15米),設(shè)備帶寬可達(dá)200MHz(未加補償),調(diào)整后傳輸系統(tǒng)帶寬可達(dá)80-120MHz。VGAD-1*2CC/L 8檔調(diào)整補償器針對10dB/100米、100MHz電纜,對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,在20m時起步調(diào)整,100m時達(dá)到最大,而VGAD-1*2CC/LT 16檔調(diào)整設(shè)備,在50m時起步調(diào)整,300m時達(dá)到最大,從目前看能滿足實際
工程
使用要求。 針對圖像不穩(wěn)定乃至黑頻等現(xiàn)象,該長線補償驅(qū)動器還對同步信號進(jìn)行了數(shù)字
校正
(ADSP,該
技術(shù)
非本文討論重點,這里不做細(xì)述)。長線補償驅(qū)動器操作便捷,設(shè)備前面板上設(shè)計了觸摸按鍵進(jìn)行補償檔位操作,此外,還增加了RS-232接口控制便于客戶利用中控或PC機(jī)對其控制,并能節(jié)省設(shè)備,如圖3-1,例中對
矩陣
切換器而言,輸入線的長度與輸出線的長度各不相等,進(jìn)行補償時,原則上應(yīng)在輸入部分采用不同的補償,以使輸入信號在
矩陣
入口時保持一致,由于輸出線長度又不一致,也應(yīng)針對其采取不同的補償,設(shè)備較多,如果采用圖3-2的
方案
,在完成切換的同時,將輸入、輸出線長度的信息通知長線驅(qū)動器,令其按不同的長度進(jìn)行補償調(diào)整,可節(jié)省設(shè)備,減少投資。
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