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VGA线在布线工程中常见的技术分析

2020-05-24 09:33
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  目前系统集成工程中,尤其是VGA信号远距离传输是工程中较为常见的问题,所谓传输系统是指从控制器等等,由于信号传输距离较远,传输系统的参数及周围电磁环境对信号质量产生的影响不容忽视,常见到的现象表现为:图像模糊、变暗,拖尾和重影,以及图像显示不稳定(如:跳动或黑屏)等,以上现象产生的原因不同,解决的方法不同。我们将其分为四大类:一、由于传输系统的幅频特性及群延时特性造成的图像模糊、变暗、拖尾;二、由于设备产生自激或环境电磁干扰产生的高频干扰;三、由于系统电源地线处理不当造成的低频干扰;四、由于设备或传输系统或接插件等

  造成模糊拖尾和变暗现象的原因从原理上可分为两部分,一是信号在传输过程中的幅频特性既带宽不够而引起的模糊和变暗;二是传输过程中的群延时特性造成的拖尾现象。幅频特性,简言之就是不同频率分量与幅度衰减之间的关系,以1024*768分辨率为例,一般认为其带宽在90~120MHz之间,所以我们关心100米100MHz的衰减情况。就矩阵切换器和分配器而言,本身均带有一定的提升和驱动能力,满足信号传输不是问题,但考虑到接插件的损耗,此部分的提升和驱动能力在传输系统设计和分析时不予考虑。目前造成模糊、变暗、拖尾现象的问题主要集中在传输的电缆上,因为传输中使用的电缆,就幅频特性而言,其衰减呈反对数型。即频率越高衰减越大,具体指标祥见下表

  由于各频率分变量的衰减,所以造成图像变暗(亮度不够)和模糊,为改善该种情况,应使传输设备的特性曲线呈对数型。但在电路实践中不可能达到这种理想状态,一般呈抛物线型曲线,实践中我们一般关心合成后的整形带宽,:长线驱动器可保证线MHz,能够明显地改善变暗、模糊等情况,确保其高频分量的传输与显示。

  群延时特性是指:信号传输过程中,由于分布参数的存在,传输系统的特性参数不是纯阻的,而是由电阻电容电感组成的网络,因此不同的频率分量在同一介质传输时,到达的时间不同或有相位差,具体数学模型及分析这里不作详细论述,就其产生的实际结果而言。这种群延时特性会造成信号波形的后延,即造成拖尾。在传输设备中,要解决群延时问题,就要对传输系统进行预加重,即预失真,合成后的波形将有明显改善。不同的电缆和不同的传输距离其幅频特性和群延时特性不同,应根据不同情况进行调整。根据我们的研究,传输系统幅频特性越好,其群延时特性也越好。即一般而言的线越粗衰减和拖尾就越小。

  在无补偿情况下,65HZ 1024*768分辨率的RGBHV信号(100MHZ)理论上用SYV-75-3的电缆传输仅仅为20米,SYV-75-5-1的电缆也只能传输30多米。但在工程实践中多数工程商和用户认为-6dB带内损耗传输的图像可以接受,-9dB带内损耗传输的图像能够容忍,但群延时特性则必须进行延时预加重调整,以解决拖尾问题。

  我司VGA延长信号补偿系列产品,可以解决工程中对信号远距离传输的问题,一般认为,3+2或3+4电缆,距离应控制在20 m左右,75-5电缆应控制在50m左右,如大于此距离,就应用长线驱动器进行补偿。因工程中使用的电缆规格型号不同,其直流阻抗、等效阻抗、分布电容、电感等参数不同,因此,必须对不同的情况进行补偿,理论上讲,通过对电容、电感和电阻的调整可以解决,但实际应用中,电容、电感的可调范围较小,而且要对R、G、B三路信号同时调整,且调整量要一致,因此要想实现连续可调难度很大,目前多采用预先设计好的网络进行迭加,即进行分档调整而不采用连续调整,但必须是可调整的,如果采用固定电路进行一定的补偿,不可能符合现场的不同情况,不应称为延长补偿器。该延长补偿设备根据不同规格电缆的衰减特性及电缆的不同长度,仿真电缆的反对数曲线特性,进行了分档位的增益补偿和群延时调整,该设备补偿最多达8/16级(每级约15米),设备带宽可达200MHz(未加补偿),调整后传输系统带宽可达80~120MHz。调整补偿器针对10dB/100米、100MHz电缆,对参数进行优化,在20m时起步调整,100m时达到最大,而VGAD-1*2CC/LT 16档调整设备,在50m时起步调整,300m时达到最大,从目前看能满足实际工程使用要求。

  针对图像不稳定乃至黑频等现象,我司延长补偿系列还对同步信号进行了数字校正。延长补偿系列操作便捷;此外,有些还增加了RS-232接口控制,例如对矩阵切换器而言,输入线的长度与输出线的长度各不相等,进行补偿时,原则上应在输入部分采用不同的补偿,以使输入信号在矩阵入口时保持一致,由于输出线长度又不一致,也应针对其采取不同的补偿,设备较多,在完成切换的同时,将输入、输出线长度的信息通知长线驱动器,令其按不同的长度进行补偿调整,可节省设备,减少投资。

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