10 March 2011

Влияние импеданса на качество изображения

Требования для получения изображения высокого качества

Чтобы вывести на экран монитора качественное изображение, видеосигнал должен поступить на монитор с небольшими или отсутствием каких-либо искажений, т.е. учитываем временную зависимость сигнала от амплитуды. В системе видеонаблюдения камера должна быть подключена к монитору с помощью кабеля или каким-либо другим способом, например, через волоконно-оптическую или микроволновую связь. В таких системах для передачи сигнала на средство связи следует использовать специальное оборудование. Для передачи по кабелю может возникать необходимость в использовании специальных усилителей для компенсации потерь в кабелях, зависящих от частоты кабеля.

Передача по кабелю

Независимо от длины и качества кабеля, при использовании его для передачи видеосигнала возникают различные проблемы. Как правило, основной проблемой является требование к широкой полосе пропускания видеосигнала. Потеря сигнала происходит при использовании любого кабеля, но существует определенная зависимость потерь от частоты: чем выше частота, тем выше потери. Это означает, что при прохождении через кабель высокочастотные составляющие видеосигнал кабеля теряются быстрее, чем низкочастотные. В результате происходит потеря мелких деталей изображения.

Человеческий глаз не очень восприимчив к ошибкам такого типа; потеря деталей становится заметна только в том случае, если эти потери достаточно большие. К счастью, потери высокочастотных составляющих сигнала очень высоки в кабелях, которые обычно используются в системах видеонаблюдения. Например, при использовании коаксиальных кабелей общего назначения URM70 или RG59 происходит потеря 50% сигнала при частоте 5 МГц на 200 метров кабеля. Чтобы компенсировать эти потери, можно использовать специальные усилители. Это позволяет выборочно усилить высокочастотные составляющие видеосигнала, что позволяет решить проблему потерь в кабеле.

Импеданс

Крайне важным является то, чтобы импедансы источника сигнала, кабеля и нагрузки были равны. Несоответствие импедансов приведет к появлению неприятных и неприемлемых побочных эффектов в отображаемом изображении, например, появление призрачных изображений и сглаживание изображения, а также потери или увеличение дискретного сигнала в диапазоне частот видеосигнала.

Импеданс кабеля главным образом определяется его физической конструкцией, при этом толщина проводников и расстояние между ними являются самыми важными факторами. Материалы, используемые в качестве изоляции, также влияют на эту характеристику. Хотя сигнальные токи очень низкие, размеры проводников внутри кабеля очень важны. Составляющие видеосигнала с более высокой частотой проходят только в поверхностном слое проводников.

Импеданс графической передачи

Для максимальной передачи энергии импедансы нагрузки, кабеля и источника должны совпадать. Если импедансы не совпадают, сигнал не будет поглощен в нагрузке. Он будет отражен по кабелю, вследствие этого появится так называемое призрачное изображение.

Использование оборудования и кабелей разного типа

Очень важно использовать коаксиальные и симметричные кабели с правильным типом оборудования. Использование кабеля неправильного типа может привести к непредсказуемым результатам. Например, если вы собираетесь использовать симметричный кабель, его нельзя подключить к коаксиальному кабелю или усилителю напрямую. Некоторые устройства нужно подключать таким образом, чтобы они находились между кабелями обоих типов для обеспечения правильного взаимодействия кабелей. Это такое оборудование, например, как усилитель или изолирующий трансформатор для видео.

Кабельные спайки

Каждая спайка вызывает изменение импеданса в точках соединения. Механическая структура проводников изменяется в месте подключения проводника, и этого нельзя избежать. Однако изменения импеданса необходимо свести до минимума с помощью использования правильных спаек. После выполнения спаек в линии убедитесь, что механическая структура спайки максимально соответствует кабельной структуре. Необходимо уменьшить количество кабельных спаек, так как каждая спайка является потенциальным источником проблем и будет вызывать отражение сигнала в кабеле.