1. 視頻矩陣的作用
在現(xiàn)代多媒體會議室,為了滿足不同演示場合的需求,通常會具備多種不同的音視頻信號源和顯示終端,雖然這些音視頻信號源和顯示終端也可能會同時具備復(fù)合視頻(Composite-Video)、超級視頻(S-Video)、分量視頻(Component-Video)甚至數(shù)字視頻(DVI、SDI)的接口,但目前在多媒體視像會議中被普遍使用的還是復(fù)合視頻矩陣,主要的原因在如下幾方面:* 復(fù)合視頻具備良好的穩(wěn)定性、兼容性和通用性,傳輸帶寬小,傳輸距離長。但色度和亮度共享4.2MHz(NTSC)或5.0~5.5MHz(PAL)的頻率帶寬,互相之間有比較大的串?dāng)_,對器材和傳輸線纜的要求標(biāo)準不高,信號源豐富,預(yù)埋線纜投資較低。
* 超級視頻(S-Video)雖然在減少亮度損耗、亮度/色度串?dāng)_方面明顯優(yōu)于復(fù)合視頻,但對于目前常見的液晶投影機、DLP投影機并達不到非常明顯的區(qū)別,而且預(yù)埋線纜投資是復(fù)合視頻的兩倍,所以在工程長距離傳輸沒有得到普遍的使用。
* 分量視頻在信號格式的級別上已經(jīng)明顯高于復(fù)合視頻或超級視頻,但目前在會議室多數(shù)是為電腦顯示(VGA或RGBHV信號格式)服務(wù),對器材和傳輸線纜的要求很高(取決于預(yù)期的設(shè)計標(biāo)準和投資預(yù)算),預(yù)埋線纜投資很高。
* 類似Y,R-Y,B-Y、Y,Cr,Cb的分量視頻信號目前主要應(yīng)用在廣電行業(yè),而且會逐漸向SDI或HD-SDI的數(shù)字信號格式過渡,由于信號源和資金預(yù)算的限制,會議室使用不多。DVI信號由于有效傳輸距離的限制(5米左右),目前沒有得到廣泛應(yīng)用。
綜上所敘,習(xí)慣上音視頻矩陣沒有特別的注明都默認是復(fù)合視頻格式。以復(fù)合視頻格式輸出的主要設(shè)備有:攝像機、實物展臺、有線電視解調(diào)器、遠程視像會議、磁帶錄像機、DVD光碟機等,音視頻矩陣在系統(tǒng)中介于視頻源與顯示或復(fù)用終端之間,負責(zé)將不同的音視頻信號源按用戶的意愿進行集中調(diào)控。
按照輸入、輸出通道的不同,常見的視頻矩陣一般有8×2、8×4、8×8、16×4、16×8、16×16、32×8、32×16、32×32、64×16、64×32、64×64、128×128等。常規(guī)的理解是乘號前面的數(shù)字代表輸入通道的多少,乘號后面的數(shù)字代表輸出通道的多少。不論矩陣的輸入輸出通道多少,它們的控制方法都大致相同:前面板按鍵控制、分離式鍵盤控制、第三方控制(RS-232/422/485等),早期有一些國產(chǎn)矩陣通過繼電器吸合控制,這種技術(shù)目前已經(jīng)淘汰。
與BGBHV矩陣一樣,設(shè)計一個視頻矩陣的基本原則也是根據(jù)信號源和顯示終端數(shù)量的多少以決定矩陣的通道數(shù),由于矩陣規(guī)格的差異(通道數(shù)的多少)在價格上的體現(xiàn)非常明顯,在預(yù)算一定的情況下,使選擇一個矩陣的通道數(shù)也會變得比較敏感,對于以后的擴展也是一個考驗。除此之外,下面敘述的幾個技術(shù)指標(biāo)也是作為器材選型需要考慮的重要因素。
2. 視頻信號的帶寬 復(fù)合視頻信號根據(jù)制式的不同,信號的帶寬也有一定的差異,見下表。由于復(fù)合視頻的傳輸帶寬相對比較窄,目前在系統(tǒng)設(shè)計中并不是一個主要的考慮因素,但在設(shè)計時需要考慮整個系統(tǒng)傳輸?shù)膸捚款i。專業(yè)的音視頻矩陣目前普遍都高達150MHz(-3dB,滿負載)的帶寬,由于應(yīng)用的要求不同,大部分監(jiān)控矩陣都不會提供帶寬的參數(shù),偶然提供的標(biāo)稱帶寬也比較含糊,極有可能是內(nèi)部某個芯片的帶寬而已,但因為視頻矩陣的電子線路涉及大量的信號分配與切換,這種矩陣的標(biāo)稱帶寬會存在很多的瓶頸,真正使用中會暴露許多帶寬不夠引發(fā)的問題。
3. 滿負載-3dB衰減點
視頻信號在理想效果內(nèi)的傳輸帶寬范圍或傳輸距離稱為-3dB點,也稱為1/2功率衰減點。在-3dB點范圍內(nèi),信號不會在處理或傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生嚴重損失,任何有信號輸入輸出的器材都會存在帶寬的限制,視頻信號平坦的頻率響應(yīng)在-3dB點之前,同時還要注意所選擇的器材帶寬是否在“滿負載(Fully Loaded)”的狀態(tài)測試。因為有很多品牌的標(biāo)稱參數(shù)是在“點對點”的狀態(tài)下測試,當(dāng)系統(tǒng)在滿負載下運行時,傳輸帶寬會大打折扣,這種標(biāo)稱的參數(shù)就顯得沒有任何意義。下表歸納了不同衰減點對實際信號電平的對應(yīng)值:
4. 輸入輸出阻抗
輸入輸出阻抗是描述矩陣技術(shù)規(guī)格的重要參數(shù)之一,它為信號的正確傳輸流程建立了基線。這個信號的流程維護了整個系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)換。阻抗失配會造成電子信號的反射,傳送波與反射波相互干擾的結(jié)果使電壓幅度形成駐波,傳輸波與反射波電流的比值用VSWR(電壓駐波比)表示:阻抗匹配誤差越大,VSWR的比值也越大,器材或電纜造成的回波損耗(Return Loss)就越高。較低的阻抗失配可能不會明顯作用與傳輸普通的復(fù)合視頻信號,但傳輸信號的頻率越高,造成的影響會越明顯。
在視頻系統(tǒng)中,阻抗匹配是系統(tǒng)設(shè)計中需要嚴肅看待的問題。早期BNC類型的連接頭同時存在50Ω和75Ω兩種規(guī)格,現(xiàn)在視頻阻抗統(tǒng)一75Ω,50Ω阻抗的電纜和連接頭僅會應(yīng)用于射頻信號傳輸,但由于50Ω阻抗的BNC接頭制作成本較低,目前仍有不少50Ω阻抗的BNC接頭用在視頻系統(tǒng)中。短距離的阻抗失配會影響圖像的高頻細節(jié),引起畫面出現(xiàn)“鬼影現(xiàn)象”。
5. 通道串?dāng)_ 通道串?dāng)_是由二個或多個信號之間的相互干擾引起,通常從一個毗連的通道把額外的信號加入有效的信號,會引起畫面出現(xiàn)“鬼影現(xiàn)象”。電磁輻射、容抗感應(yīng)、屏蔽不良是引起通道串?dāng)_的主要原因。通道串?dāng)_常用表示單位也是dB,而且絕對是負數(shù),這個數(shù)值越小,通道隔離的效果越好,信號串?dāng)_的相對作用更小。任何視頻矩陣在不同頻率下的通道串?dāng)_數(shù)據(jù)會有區(qū)別,一般頻率越高,數(shù)值越大:比如某矩陣的通道串?dāng)_在10MHz時測試是-55dB,在30MHz時測試已經(jīng)達到-45dB,在100MHz時測試已經(jīng)高達-37dB,可見這個矩陣的通道串?dāng)_在傳輸100MHz信號時要比傳輸10MHz信號略高。
更多相關(guān): AV集成
文章來源:中國投影網(wǎng)