矩陣切換�根據(jù)不同的應用領�,所要求的技術指標也不同�
以廣電行�(yè)為例,為保證終端的顯示質�,廣電行�(yè)將整個信號傳輸過程,�攝像�開始到電視機為止,都進行了技術指標分�,對模擬矩陣切換和分��
矩陣的概念引用高�(shù)中的線性代�(shù)的概�,一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選�,形成下圖的矩陣結構,既每一路輸出都可與不同的輸入信號“短接�,每路輸出只能接通某一路輸入,但某一路輸入都�(同時)接通不同的輸出,如下圖�
輸出1=輸入1,輸�2=輸入2,而輸�3=輸出4=輸入3,或者說,每一路輸出可“獨立”地在輸入中進行選擇,而不必關心其它通道的輸出情�,即可以與其它輸出不�,也可以相同。舉例說�8�4是指�4個獨立的輸出,每個輸出可�8個輸入中任選,或者說�4個獨立的8�1,只�8個輸入是相同的。經(jīng)常與此混淆的是分配的概念,比�8�1�4,是指在8個輸入中選擇�1個輸出,并將其分配成4個相同的輸出,雖然外觀上看�4個輸出,但�4個輸出是相同�,而不是獨立的。一般習慣中,將形成M×N的結構稱為矩�,而將M×1的結構稱為切換器或選擇器,其實不過N=1而已,我們在討論時都當作矩陣對待�
矩陣切換器的功能是在多路信號輸入的情況下,可獨立地根�(jù)需要選擇多�(包括1�)信號進行輸出,完成信號的選擇�
電路原理
切換原理上就是選�,選擇的方式有很多種,最簡單的就是將信號線直接接在一起,比如接線�,利用人工將輸出信號線跳接在輸入信號線上,也可完成選�,或利用琴鍵開關完成接通與斷開,當然這是人工操作的,機械�,不存在指標等技術問�,故不作為矩陣切換討�。第二種方式,利用繼電器也可完成選擇,利用電平控制繼電器的通斷,可完成輸出線與輸入信號之間的斷開與�(lián)�,也可完成信號的選擇,第三種方式是根�(jù)電路原理,利用芯片內部電路的導通與關閉進行接通與關斷,并可通過電平進行控制完成信號的選��
繼電器方式與芯片方式各有�(yōu)缺點�
繼電器方式:如果不考慮輸入匹配與輸出驅動的電路部分的話,它與聯(lián)線方式一�,是靠物理接觸進行接通與斷開,從這個角度上講,是沒有什么指標概念的(最多有接觸電阻和反應時�),因此技術指標好且價格低廉,其缺點在于穩(wěn)定性較�,畢竟是靠物理接�,繼電器有一定壽�,原則上�,有8萬次平均無故障操作且操作時有聲響,由于線路板走線原因,不能做的規(guī)模較�,顯得不��
芯片方式:由于靠電路進行接通與關斷,芯片本身存在技術指�(在輸入匹配與輸出驅動一樣的情況�),因此要保障技術指標,就要選擇專用的切換芯�,因此價格較�,但�(wěn)定性好,可形成的矩陣規(guī)模較��
矩陣切換應保證的技術指�
矩陣切換器根�(jù)不同的應用領�,所要求的技術指標也不同。以廣電行業(yè)為例,為保證終端的顯示質�,廣電行�(yè)將整個信號傳輸過�,從攝像頭開始到電視機為�,都進行了技術指標分�,對模擬矩陣切換和分�,所定的技術指標如表:GB/T14236-93與本公司KT-128*32實例指標�
國標中日常用到最主要的指標如�
1)隨機信噪比:信號通過任何設備,都會因為引入“噪聲”而使質量變差,信噪比就是指信號與所產生的噪聲的�,該值越大,表示引入噪聲越小,在視頻信號時,(6MHZ以內)信噪比要求至少達�65dB�
2)幅頻特性:信號通過設備�,各種頻率的信號會有不同的衰�,一般是頻率越高,衰減越�,對視頻信號而言,一般不用帶寬的概念(衰減3dB時的頻率),而是采用�6MHZ的頻譜內(視頻信號的頻譜都�6MHZ以內)的衰減量,標準要求不超過0.2dB,如果考慮到音頻的調制,在8MHZ內不超過0.5dB�
3)路間串擾:多路信號在同一設備�,由于空間的輻射與電源的波動,彼此之間會形成干擾,稱為串擾。串擾不能大�-55dB�
根據(jù)不同的應用,對指標的要求也不一�
1)�(jiān)控行�(yè):監(jiān)控行�(yè)�,由于信號只�(jīng)過攝像,傳輸(一般是基帶傳輸),控制與顯示,且顯示時對圖象的質量要求相對較�,只要能看清,并不作轉播等工�,因此監(jiān)控行�(yè)對矩陣的要求是功能多(能帶云臺控制、報警等)、指標低,此行業(yè)對矩陣的指標無明確的強制要求�
2)廣電和視頻會議:廣電不必多言,肯定是服從國標,按廣播級標準要求,值得一提的是視頻會議領�,視頻信號要�(jīng)傳輸,記錄和轉播,且受眾對圖象質量也有較高要�,故應選擇廣播級指標,而不能簡單地采用�(jiān)控類產品�
3)VGA信號應用:由于VGA信號帶寬較寬,而且是有五路信號(R、G、B、H、V)同時傳輸,因此要求各通道的指標盡可能�(�6MHZ之內應滿足廣電的要求),且必須保持一�,應該按照廣播級對分量設備的技術要�。但由于VGA信號切換不象廣電中應用得廣,牽扯到廣大的用戶,故�(xiàn)在也沒有強制的指標標��
1) 種類選擇:廣電和視訊會議應用,應選用廣播級產�,監(jiān)控應用可采用�(jiān)控類產品,VGA信號(有些人也將其視為視頻)要采用VGA信號矩陣�
2) 大小選擇:在一個工程中,應將音頻信號和視頻信號和VGA信號看成三種不同的媒�。音頻信號一般情況下輸入�(shù)量較�,如話筒和CD以及碟機的音頻等,但考慮到功放和音響一般只有一套,最多在功放之前加一級調音臺進行混音,有可能需要幾路信�,因此音頻矩陣的輸出不會很大,比如可�32×8�64×8,但沒必要選�32×32�64×64,除非是廣電和視訊會議傳輸,每路視頻一定會有音頻同步傳��
在設計方案時,信號源的數(shù)量比較容易確�,看看有多少個信號源,矩陣的輸入�(shù)量就定下來了,但要考慮好獨立的輸出通道個數(shù),這是根據(jù)系統(tǒng)的操作模式而定,有時可能有幾臺顯示設備之間僅有分配關系(彼此永遠一致,不獨�)那么就可考慮占用一個輸出口再加分配�,如果這些設備有可能是獨立�,那么還是各占一個獨立的輸出口好一��
在很多情況下,輸入和輸出�(shù)量很�,如果采用大型矩陣,造價會較�(矩陣是越大越難作、成本也越高)可以考慮是否能夠分組使用,例如在�(jiān)控時,可以讓顯示墻中某些顯示設備只顯示某一區(qū)域的信號,而其它設備各自顯示其它特定區(qū)域的信號,那么就可將大規(guī)模矩陣折分成小規(guī)模的矩陣(如將128×64折分�4�32×16)如果各區(qū)之間有可能需要互傳信�,也可采用如下圖中的結構�
切換原理上就是選擇,選擇的方式有很多�,最簡單的就是將信號線直接接在一起,比如接線�,利用人工將輸出信號線跳接在輸入信號線上,也可完成選�,或利用琴鍵開關完成接通與斷開,當然這是人工操作�,機械的,不存在指標等技術問�,故不作為矩陣切換討論。第二種方式,利用繼電器也可完成選擇,利用電平控制繼電器的通斷,可完成輸出線與輸入信號之間的斷開與�(lián)�,也可完成信號的選擇,第三種方式是根�(jù)電路原理,利用芯片內部電路的導通與關閉進行接通與關斷,并可通過電平進行控制完成信號的選��
VGA矩陣切換器的繼電器方式與芯片方式各有�(yōu)缺點�
繼電器方式:如果不考慮輸入匹配與輸出驅動的電路部分的話,它與聯(lián)線方式一�,是靠物理接觸進行接通與斷開,從這個角度上�,是沒有什么指標概念的(最多有接觸電阻和反應時�),因此技術指標好且價格低�,其缺點在于�(wěn)定性較�,畢竟是靠物理接�,繼電器有一定壽命,原則上講,有8萬次平均無故障操作且操作時有聲響,由于線路板走線原因,不能做的規(guī)模較�,顯得不夠�
芯片方式:由于靠電路進行接通與關斷,芯片本身存在技術指�(在輸入匹配與輸出驅動一樣的情況�,因此要保障技術指�,就要選擇專用的切換芯片,因此價格較高,但穩(wěn)定性好,可形成的矩陣規(guī)模較��
為解決這些傳輸中的問題,近兩年一種采用普通網(wǎng)線(雙絞線)為傳輸介質的VGA視頻傳輸技術迅速成為目前VGA視頻傳輸技術的熱點�
該傳輸方式采用一個發(fā)送器一個收接受器,�(fā)送器將VGA視頻信號進行重新編碼以差分信號在�(wǎng)線上�?zhèn)�?,到遠端接收器解碼還原成VGA視頻信號。網(wǎng)線傳輸采用的視頻差分技�,每對雙絞線傳輸一個信號的時�,都是同時發(fā)出波形相�、極性相反的信號,這樣一對雙絞線對外�(fā)散的信號就相互抵消為�,從技術上就解決VGA信號內部的串擾問��
�(wǎng)線里面只�4對雙絞線,用�(wǎng)線傳輸VGA的五種信號的時候怎么�?早期我們把VGA信號里面的RGB�3對雙絞線傳輸,剩下一對傳輸HV信號�
a、輸入的信號缺色,或者輸入的線有沒焊接好的接��
b、輸出的�,或者輸出的顯示設備的接口沒焊接��
c、矩陣的接口沒焊接好�
d、可以換信號線,還可以把信號源的信號直接接在顯示器上,這樣可以判斷矩陣的好�,可以也可以換個顯示器看看,這樣可以判斷顯示器的好壞
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