電纜傳輸失真與頻率加權(quán)補(bǔ)償

?? ? 視頻信號(hào)直接經(jīng)同軸電纜傳輸，會(huì)產(chǎn)生幅度衰減和頻率失真。即不同頻率分量衰減不同，頻率越高衰減量越大。幅度衰減，引起對比度下降。高頻衰減，引起清晰度降低。實(shí)測表明，常用的 75-7 電纜 250-300 米時(shí)，引起的失真度就超過我國電視標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。 EV-2010A 加權(quán)視頻放大器，對 75 歐姆同軸電纜的實(shí)際衰減特性，能進(jìn)行全距離全頻段有效補(bǔ)償。最大有效補(bǔ)償距離可達(dá)到 2500 米以上（ 75-5 電纜可按 60% 折算，達(dá)到 1500 米以上）。這里就有關(guān)問題談些看法，供交流探討。

一 )PAL 制視頻標(biāo)準(zhǔn)：視頻傳輸 0-6M 頻率響應(yīng)限定要求是在 0.5-5M 帶寬，上下波動(dòng)限定在± 0.75db ， 6M 限定在 +0.75 ∽ -3db ；這是主要特性，還有其他一些失真度指標(biāo)要求。一般 420-480TVL 的中高清晰度攝象機(jī)視頻信號(hào)， 4-6M 的頻率成份不可忽視。當(dāng)然，拍攝的鏡頭（取景）不同，視頻信號(hào)的各種頻率成分組成也不同。細(xì)節(jié)變化小的鏡頭（如一面光墻），高頻分量弱；細(xì)節(jié)變化多的鏡頭（如花叢、頭發(fā)），高頻分量十分豐富。所以，只根據(jù)某個(gè)電視畫面來判斷圖象質(zhì)量是有局限性的。工程商的責(zé)任，應(yīng)該是盡可能減少視頻信號(hào)失真，充分發(fā)揮攝象機(jī)的性能水平，以達(dá)到盡可能好的滿意程度。

二 ) 視頻標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源
為了檢測視頻控制設(shè)備，變換（切換、分配、放大、）設(shè)備，傳輸（不同介質(zhì)、不同變換與調(diào)制解調(diào)）設(shè)備的質(zhì)量，需要有標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)源，產(chǎn)生幾種失真度為零的特殊視頻信號(hào)。一種是連續(xù)掃頻視頻波形，掃頻范圍是 0.2-6M ，幅度為 700Mv 。可以十分直觀地檢測設(shè)備的頻率響應(yīng)。還有一種類似的多波群視頻信號(hào)。每一群都是一種固定頻率，六群從低到高分別是 0.5/1.0/2.0/4.0/4.8/5.8M 。用這種波形來研究電纜衰減與補(bǔ)償非常直觀，容易理解。

三 ) 視頻電纜的頻率失真
不同型號(hào)的電纜特性不同，不同廠家，不同批次的電纜性能也有差別。我們這里以一種典型的 75-7 電纜為例進(jìn)行分析與介紹。視頻信號(hào)經(jīng)過電纜傳輸會(huì)引起低頻幅度衰減和高頻失真，頻率越高，衰減越大。同時(shí)注意到，行同步頭失真，色同步頭幅度嚴(yán)重降低。一組典型 75-7 電纜 1000M 不同頻率衰減測試數(shù)據(jù)如表一：
長度 (1000m)0.5M---1.0M---2.0M---4.0M---4.8M---5.8M
分貝數(shù) ....-4.18db-6.15db-8.52db-11.0db-11.6db-12.6db
倍數(shù) ......61.8%...49%....37.5%...28.2%...26.3%..23.4%
對于 5.8M 頻率分量來說， 2500m 電纜，衰減量可達(dá)到 -31.5db （ 2.67% ） . 這就是頻率失真的實(shí)際概念和含義。由上述分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們歸納出以下幾點(diǎn)意見，供參考：

1. 視頻同軸電纜，從它對不同頻率分量具有不同衰減特性來看，可以把它理解為一種頻率“去加重”器件；
2. 電纜具有頻率“去加重”特性，所以“電纜視頻補(bǔ)償器”應(yīng)該是一種具有頻率“加重”（或“加權(quán)”）特性的器件。我們稱之為“加權(quán)視頻放大器”，簡稱“加權(quán)視放”；
3.75-7 電纜 200m 以上就應(yīng)該考慮加權(quán)補(bǔ)償。
4. 對視頻加權(quán)補(bǔ)償?shù)囊笫牵?
①幅度要能提升到大于 1Vp-p ；
②頻率補(bǔ)償必須是 0-6M 全頻段范圍的加權(quán)補(bǔ)償（低端輕，高端重）；
③補(bǔ)償特性必須能與電纜衰減特性相反相成；
④補(bǔ)償距離盡可能大一些；
⑤補(bǔ)償器對上述各項(xiàng)補(bǔ)償，必須有全范圍連續(xù)可調(diào)的有效控制功能；
⑥必須解決工程現(xiàn)場方便準(zhǔn)確的調(diào)試方法問題（許多產(chǎn)品沒能解決好這個(gè)根本性的實(shí)際使用問題）。

四 ) “前補(bǔ)償”與“后補(bǔ)償”問題
補(bǔ)償位置放在電纜前端，還是末端，表面看來是一樣的。所以有的產(chǎn)品介紹說：一臺(tái)放大器補(bǔ)償距離為 1500 米，電纜前后各放一臺(tái)，可以補(bǔ)償 3000 米。對此，我們還難以相信。因?yàn)樵诩夹g(shù)實(shí)現(xiàn)上二者是完全不同的。后補(bǔ)償是低于 1 伏的小信號(hào)放大和補(bǔ)償，最大動(dòng)態(tài)范圍是 1 伏；而前補(bǔ)償相反，是要對 1 伏的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)先進(jìn)行提升放大和頻率加權(quán)，以補(bǔ)償電纜衰減。舉例說， 1500 米 75-7 電纜， 5.8M 頻率衰減量為 -18.9db ，即衰減 8.8 倍。前補(bǔ)償時(shí)，就要把這一頻率成分放大 4.26 倍。這就要求達(dá)到 0.7V*8.8=6.16V 。而行同步頭衰減 -6.27db （ 2.06 倍），即要求提升到 0.3*2.06=0.618V 。兩項(xiàng)之和為視頻信號(hào)“峰 - 縫”值，即 6.16+0.618=6.778V 。這是在 75 歐姆負(fù)載上的動(dòng)態(tài)范圍，而放大器實(shí)際輸出的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)該是 6.778*2=13.556V ，這是常規(guī)電路難以實(shí)現(xiàn)的。換句話說，長距離電纜后補(bǔ)償有效，前補(bǔ)償無效，甚至因失真而有害。