Что такое видеосигнал в радиотехнике

ВИДЕОСИГНА́Л

Том 5. Москва, 2006, стр. 264

Скопировать библиографическую ссылку:

ВИДЕОСИГНА́Л, элек­трич. сиг­нал, ис­поль­зуе­мый для фор­ми­ро­ва­ния (син­те­за), пе­ре­да­чи и вос­про­из­ве­де­ния изо­бра­же­ния в те­ле­ви­де­нии, фо­то­те­ле­гра­фии, ком­пь­ю­тер­ной тех­ни­ке, ра­дио­ло­ка­ции и др. В от­ли­чие от ра­дио­сиг­на­ла, В. не со­дер­жит до­пол­нит. со­став­ляю­щих, обес­пе­чи­ваю­щих его пе­ре­да­чу, напр. сиг­на­лов не­су­щих час­тот (см. Ра­дио­связь ). Мгно­вен­ные зна­че­ния В. не­сут ин­фор­ма­цию о яр­ко­сти и/или цве­те отд. уча­ст­ков оп­тич. изо­бра­же­ния на све­то­чув­ст­вит. по­верх­но­сти оп­то­элек­трич. пре­об­ра­зо­ва­те­ля при счи­ты­ва­нии изо­бра­же­ния (с це­лью его по­сле­дую­щей пе­ре­да­чи, об­ра­бот­ки, хра­не­ния) или на эк­ра­не элек­тро­оп­тич. пре­об­ра­зо­ва­те­ля при вос­про­из­ве­де­нии изо­бра­же­ния. В ка­че­ст­ве оп­то­элек­трич. пре­об­ра­зо­ва­те­лей при­ме­ня­ют­ся пе­ре­даю­щие ЭЛП и их твер­до­тель­ные ана­ло­ги – фо­то­чув­ст­вит. ин­те­граль­ные схе­мы на при­бо­рах с за­ря­до­вой свя­зью (т. н. мат­ри­цы на ПЗС), фо­то­эле­мен­ты и фо­то­ум­но­жи­те­ли; в ка­че­ст­ве элек­тро­оп­тич. пре­об­ра­зо­ва­те­лей – уст­рой­ст­ва для ви­зу­аль­но­го ото­бра­же­ния ин­фор­ма­ции (при­ём­ные ЭЛП, разл. ин­ди­ка­тор­ные па­не­ли, дис­плеи и т. п.). В за­ви­си­мо­сти от ви­да пре­об­ра­зо­ва­ния изо­бра­же­ния во вре­мен­ну́ю по­сле­до­ва­тель­ность зна­че­ний сиг­на­ла в пол­ный В. до­бав­ля­ют­ся различные слу­жеб­ные сиг­на­лы, обес­пе­чи­ваю­щие син­хро­ни­за­цию раз­вёр­ток изо­бра­же­ния и максимальной и ми­нималь­ной яр­ко­сти вос­про­из­во­ди­мо­го изо­бра­же­ния. Ши­ри­на спек­тра В. оп­ре­де­ля­ет­ся гл. обр. на­зна­че­ни­ем ви­део­сис­те­мы, ти­пом и ско­ро­стью раз­вёрт­ки и со­став­ля­ет от 0–2 Гц (из­ме­не­ния ср. яр­ко­сти) до 40 МГц (те­ле­ви­де­ние вы­со­кой чёт­ко­сти).

Источник

Что такое видеосигнал в радиотехнике

Название работы: Сигналы. Электрический сигнал в радиотехнике

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Сигнал это информационная функция несущая сообщение о физических свойствах состоянии или поведении какойлибо физической системы объекта или среды а цель обработки сигналов извлечение сведений которые отображены в этих сигналах и преобразование этой информации в форму удобную для восприятия и использования. Для выявления общих свойств сигналов их классифицируют по ряду признаков рис. По возможности предсказания мгновенных значений сигналов в любые моменты времени различают сигналы детерминированные и случайные. Информативным.

Дата добавления: 2015-01-15

Размер файла: 390 KB

Работу скачали: 27 чел.

Сигналом называется процесс изменения во времени физического состояния какого-либо объекта, служащий для отображения, регистрации и передачи сообщений. Электрический сигнал – это изменяющаяся во времени физическая величина (ток, напряжение, напряженность электрического или магнитного полей и т.д.), в законе изменения которой содержится сообщение или информация.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

В процессе преобразования сообщения в электрический сигнал имеет место модуляция, т.е. управление параметрами некоторой электрической величины. В результате модуляции соответствующий параметр становится функцией времени, а несущая функция превращается в сигнал (см. рис.1).

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

По величине интервала времени, в котором существуют отличные от нуля значения сигнала, различают непрерывные и импульсные сигналы.

По повторяемости мгновенных значений сигнала различают периодические и непериодические сигналы.

Кроме постоянных или синусоидальных токов и напряжений в качестве несущих процессов могут использоваться последовательности видеоимпульсов и радиоимпульсов. Сигналы с такими несущими процессами являются импульсно-модулированными сигналами. В зависимости от того, какой параметр несущего электромагнитного процесса подвергается модуляции, различают:

Информативным параметром сигнала может быть частота сигнала, центральная частота и ширина полосы сигнала (если сигнал широкополосный), период повторения сигналов и т.д. Целью обработки при проведении физического эксперимента может быть получение аналитического описания физического процесса, т.е. получение математической модели.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Рис. 2. Классификация сигналов

В радиотехнике, радиолокации, электрической связи, в системах и сетях передачи информации, автоматическом управлении целью обработки является получение, передача и обработка информации, содержащейся в сигналах.

Обработка может производиться в аналоговой или цифровой формах.

Для выполнения обработки в цифровой форме исходный аналоговый сигнал должен быть вначале преобразован в цифровую форму, т.е. представлен в виде серии отсчетов (мгновенных значений сигнала), взятых с некоторой частотой. Операция преобразования сигнала в цифровую форму производится с помощью АЦП. Для того, чтобы по набору цифровых отсчетов можно было восстановить значения измеряемого аналогового сигнала в люьой момент времени с требуемой точностью, необходимо правильно выбрать разрядность АЦП и интервал дискретности измерений во времени. Обработку сигналов, представленных в цифровой форме, называют цифровой обработкой сигналов (ЦОС).

Примером задачи ЦОС и средств ее решения может быть задача обнаружения и определения параметров в реальном времени 1 радиолокационного линейно-частотно модулированного (ЛЧМ) спутникового сигнала, рассмотренная ниже. Общая структура системы радиотехнического контроля радиолокационных спутниковых сигналов показана на рис. 1

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Рис. 1. Структура системы радиотехнического контроля радиолокационных

спутниковых сигналов. ПУТ-приемно-усилительный тракт, АОП-акустооптический

процессор, СРЦОС – система регистрации и обработки сигналов.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Рис. 2. Вид кадра, содержащего один элемент спектра ЛЧМ-сигнала

Один ЛЧМ-сигнал занимает несколько (8-10) кадров. Чтобы получить ЛЧМ-сигнал, нужно обнаружить последовательно идущие кадры, содержащие элементы ЛЧМ-сигнала и просуммировать их за 16 мкс.

В результате будет получен сигнал, содержащий несколько (например, 8) последовательно расположенных линий спектра.

Основными задачами цифровой обработки является обнаружение в реальном времени ЛЧМ-сигналов в условиях шумов и помех и определение параметров ЛЧМ-сигнала, таких как центральная частота, полуширина спектра и амплитуда. Структура системы регистрации и цифровой обработки сигналов (СРЦОС) приведена на рис. 3.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Рис. 3. Структура СРЦОС. СИ_К- синхроимпульс кадра, СИ_Д – синхроимпульс данных (элементный синхроимпульс)

В процессе цифровой обработки решается несколько задач:

Предварительная обработка данных, требующая высокой скорости выполнения, реализована в ПЛИС. На этапе предварительной обработки производится фильтрация помех (п.1) и формирование 32-х битных отсчетов содержащих амплитуду сигнала, индекс в кадре и номер кадра для исключения из дальнейшей обработки неинформативных данных (п.2). Информативными считаются сигналы, превышающие пороговый уровень и не совпадающие с «картой помех». В «карте помех» сохраняется частотный диапазон структурно-детерминированных (станционных) помех, определенный непосредственно перед приемом спутникового сигнала.

Последовательность обработки информационного потока данных иллюстрируется на рис. 4.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Рис. 4. Последовательность обработки информационного потока данных

Другие примеры задач реального времени, решаемых с помощью систем ЦОС:

Обнаружение и определение параметров

В задаче обнаружения и определения параметров донных сигналов электромагнитно-акустических (ЭМА) толщиномеров необходимо измерение времени прохождения ультразвукового импульса, порождаемого радиоимпульсом, через металлическое изделие. Таким способом определяется тощина металла. ЭМА-толщиномеры используются в атомной промышленности для контроля толщины металлических конструкций и для измерения толщины нефтегазовых труб в процессе эксплуатации. Пример вида зашумленных донных сигналов ЭМА-толщиномера приведен на рис. 7.

Определение толщины металла производится по расстоянию между центрами отраженных (донных) сигналов. Центры определяются по положению максимумов отраженных сигналов. Структура типового ЭМА-толщиномера А1270 приведена на рис. 8

Блок обработки сигналов выполнен на базе ПЛИС и/или сигнального процессора.

К основным задачам ЦОС относятся:

Разработка алгоритмов ЦОС включает:

Направления лабораторных работ по курсу:

1. Программная реализация базовых методов цифровой обработки (свертки, фильтрации, корреляции, прямого и обратного преобразования Фурье).

2. Сравнительный анализ эффективности различных методов с точки зрения степени подавления шумов, степени искажения сигнала и быстродействия и выбор наилучшего.

3. Программная реализация и сравнительный анализ сложных видов цифровой обработки.

4. Аппаратно-программная реализация методов цифровой обработки с генерацией модельных зашумленных сигналов и с использованием записей реальных сигналов.

В.С.Тутыгин. Цифровая обработка спутниковых ЛЧМ-сигналов в реальном времени средствами ПЛИС XILINX/ В.С.Тутыгин, А.В.Южаков // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Серия Информатика. Телекоммуникации. Управление. №6.1(138).2011, С.32-38.

А.В.Анищенко. Действующий макет средства радиотехнического контроля параметров РЛС с синтезированной апертурой антенны./Анищенко А.В., Катков Б.Г., Купряшкин И.Ф.,Попов В.Г., Рогов С.А., Тутыгин В.С., Яковлев Ю.В.// Вестник ВАИУ-2010 №4(11)-С.116-121.

Источник

Видеосигналы VGA и компонентный: рассмотрим в подробностях

Наше поколение живет в эпоху научно-технической революции, но поскольку мы находимся «внутри процесса», то не замечаем стремительной смены поколений окружающих нас технических устройств. Если раньше бытовая техника могла служить десятилетиями, то сейчас за два-три года она безнадежно устаревает – появляются новые идеи, новые технологии и материалы, которые позволяют эти идеи реализовать.

С момента создания первых искровых передатчиков радиоэлектронная аппаратура была аналоговой. Однако после Второй мировой войны, когда был изобретен биполярный и полевой транзистор, были разработаны первые интегральные микросхемы, цифровые технологии начали завоевывать себе место под солнцем. С точки зрения схемотехники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала. Несмотря на это, в области современных телевизионных технологий аналоговые видеосигналы применяются весьма широко и не собираются уходить в прошлое.

Проблема цифрового представления видеосигнала состоит в том, что ширина его спектра во много раз больше ширины спектра такого же видеосигнала, но в аналоговой форме. Современные системы цифрового телевидения, на которые постепенно переходят во всем мире, не способны работать с несжатым сигналом. Его приходится кодировать с помощью алгоритма MPEG, а это, как известно, алгоритм с потерей качества. Вот и выходит, что несмотря на развитие и совершенствование цифровых технологий, проще и дешевле для передачи видеосигнала на большие расстояния пользоваться аналоговыми видеоформатами: и ширина спектра сигнала вполне приемлема, и парк оборудования обширен, да и технологии отработаны до совершенства.

Цифровые интерфейсы DVI и его развитие HDMI – это, в общем, интерфейсы хоть недалекого, но будущего, да и предназначены они для решения других задач.

Аналоговый видеосигнал, используемый в современных телевизионных системах, может быть композитным и компонентным.

Композитный CV (composite video) – это простейший вид аналогового видеосигнала, в котором информация о яркости, цвете и синхронизации передается в смешанном виде. На ранних этапах развития видеотехники именно композитный сигнал передавался по коаксиальному кабелю, соединявшему видеомагнитофоны или видеоплееры с телевизорами.

Более совершенным вариантом композитного сигнала является сигнал S‑Video. Этот вид аналогового видеосигнала обеспечивает раздельную передачу сигнала яркости (Y) и двух объединённых сигналов цветности (C) по независимым кабелям, из-за чего этот сигнал называют еще YC. Поскольку сигналы яркости и цветности передаются раздельно, сигнал S-Video занимает значительно более широкую полосу частот, чем композитный. По сравнению с композитным видеосигналом, S-Video обеспечивает заметный выигрыш в чёткости и устойчивости изображения, в меньшей степени – в цветопередаче. S-Video широко используется в полупрофессиональной аппаратуре, вещательными студиями, а также при записи на 8-мм пленку в стандарте Hi-8 фирмы Sony.

Для телевидения высокой четкости и компьютерного видео эти интерфейсы не подходят, поскольку не обеспечивают необходимого разрешения изображения.

Компонентные видеосигналы

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Для достижения максимального качества изображения и создания видеоэффектов в профессиональном оборудовании видеосигнал разделяется на несколько каналов. Например, в системе RGB видеосигнал делится на красный, синий и зеленый компоненты, а также сигнал синхронизации. Такой сигнал еще называют сигналом RGBS, наибольшее распространение он получил в Европе.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

В зависимости от способа передачи сигналов синхронизации сигнал RGB имеет несколько разновидностей. Если синхроимпульсы передаются в канале зеленого цвета, то сигнал называют RGsB, а если сигнал синхронизации передается во всех цветовых каналах, то RsGsBs.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Для подключения сигнала RGBS используют кабели с четырьмя разъемами BNC или разъем SCART.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Кабель для видеосигнала RGBS с разъемами BNC.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Разъем SCART

Таблица 1. Назначение контактов разъема SCART

КонтактОписание
1.Выход аудио, правый
2.Вход аудио, правый
3.Выход аудио, левый + моно
4.Земля для аудио
5.Земля для RGB Blue
6.Вход аудио, левый + моно
7.Вход RGB Blue (синий)
8.Вход, переключение режима телевизора, в зависимости от типа телевизора – Audio/RGB/16:9, иногда включение AUX (старые телевизоры)
9.Земля для RGB Green
10.Data 2: Clockpulse Out, только в старых видеомагнитофонах
11.Вход RGB Green (зеленый)
12.Data 1 Выход данных
13.Земля для RGB Red
14.Земля для Data, дистанционное управление, только в старых видеомагнитофонах
15.Вход RGB Red (красный) или вход канала С
16.Вход Blanking Signal, переключение режима телевизора (композит/RGB), «быстрый» сигнал (новые телевизоры)
17.Земля композитного видео
18Земля Blanking Signal (для контактов 8 или 16)
19.Выход композитного видео
20.Вход композитного видео или канал Y (яркости)
21.Защитный экран (корпус)

В системе YUV, получившей распространение в США, используют другой набор компонентов: смешанный сигналы яркости и синхронизации, а также красный и синий цветоразностные сигналы. Для каждой компонентной системы требуется свой тип оборудования, каждая обладает своими достоинствами и недостатками. Для объединения устройств различных видеоформатов необходимы специальные интерфейсные блоки. Разъёмы на концах кабелей обычно бывают RCA или BNC.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Компонентый сигнал YUV

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Компонентый сигнал формата RGBHV

Путь формирования видеосигнала таков: изображение раскладывается на сигналы трех первичных цветов: красного (Red – R), зеленого (Green – G) и синего (Blue – В) – отсюда и название «RGB», к которым добавляются сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации (HV), а затем превращается в RGB-сигнал с синхроимпульсами в канале зеленого (RGsB), который далее преобразуется в: компонентный (цветоразностный) сигнал YUV, где Y=0,299R+0,5876G+0,114В; U=R–Y; V= В–Y, преобразуемый затем в сигнал S-Video и композитный видеосигнал. Композитный видеосигнал преобразуется в радиочастотный сигнал, сочетающий аудио- и видеосигналы. Затем он модулируется несущей частотой и превращается в эфирный телесигнал.

На приемной стороне радиочастотный сигнал в результате демодуляции преобразуется в композитный видеосигнал, из которого в свою очередь в результате ряда преобразований получают компоненты RGB и HV.

Компонентный сигнал YPbPr преобразуется в RGB + HV в обход многих цепей видеотракта. Разделение цветоразностных сигналов Pb и Pr по отдельным каналам существенно повышает точность передачи фазы цветовой поднесущей, а настройка цветового тона не требуется.

Сигналы телевидения высокой четкости (ТВЧ, HDTV) 720p и 1080i всегда передаются в компонентном формате, ТВЧ в композитном или s-video форматах не существует.

Когда зарождался формат DVD, было решено, что при оцифровке материала для записи на DVD именно компонентный сигнал будет переводиться в цифровой вид, а затем обрабатываться по алгоритму MPEG-2 сжатия видеоданнных. Сигнал RGB на выходе DVD-плеера получается из компонентного сигнала YUV.

Важно отметить различие между соотношением цветовых компонент в RGB и компонентном сигнале формата YUV (YPbPr). В цветовом пространстве RGB относительное содержание (вес) каждой цветовой компоненты одинаково, тогда как в YPbPr оно учитывает спектральную чувствительность человеческого глаза.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Соотношение компонент в цветовом пространстве RGB
Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Соотношение компонент в цветовом пространстве YPbPr

Ограничения по расстоянию передачи компонентных разновидностей видеосигнала от источников сигнала к приемникам сведены в таблицу 2 (для сравнения приведены и некоторые цифровые интерфейсы).

Тип сигнала Полоса пропускания, МГц Тип кабеля Расстояние, м
UXGA (компонентный)
HDTV/1080i (компонентный)
170
70
Коаксиальный 75 Ом5
5-30
Компонентный UXGA (с усилением)170Коаксиальный 75 Ом50-70
Стандарт (цифровой SDI)
HDTV (цифровой SDI)
270
1300
Коаксиальный 75 Ом50-300
50-80
DVI-D1500Витая пара5
DVI-D (с усилением)1500Витая пара10
IEEE 1394 (Firewire)400(800)Витая пара10

Видеосигналы VGA

Одна из широко распространенных разновидностей компонентного сигнала – формат VGA.

Формат VGA (Video Graphics Array) – это формат видеосигналов, разработанный для вывода на компьютерные мониторы.

По разрешающей способности форматы VGA принято классифицировать в соответствии с разрешением видеокарт персональных компьютеров, формирующих соответствующие видеосигналы:

В каждой паре чисел первое показывает число пикселей по горизонтали, а второе – по вертикали изображения.

Чем выше разрешение, тем меньше размеры светящихся элементов и более качественно изображение на экране. К этому всегда следует стремиться, однако с увеличением разрешения стоимость видеокарт и устройств отображения возрастает.

Видеотехника развивается стремительно, и некоторые компьютерные форматы, такие как MDA, CGA и EGA ушли в прошлое. Например, формат CGA, считавшийся в течение нескольких лет самым распространенным, обеспечивал изображение с разрешением всего лишь 320х200 при четырех цветах!

Самый «слабый» из используемых в настоящее время видео форматов, VGA, появился в 1987 году. Количество градаций каждого цвета в нем увеличено до 64, в результате чего число возможных цветов составило 643=262144, что для компьютерной графики имеет даже более важное значение, чем разрешающая способность.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Внешний вид блочной части разъема VGA
Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Разводка контактов блочной части разъема VGA

Назначение контактов разъема VGA приведено в таблице.

КонтактСигналОписание
1.REDКанал R (красный) (75 Ом, 0,7 В)
2.GREENКанал G (зеленый) (75 Ом, 0,7 В)
3.BLUEКанал B (синий) (75 Ом, 0,7 В)
4.ID2Идентификационный бит 2
5.GNDЗемля
6.RGNDЗемля канала R
7.GGNDЗемля канала G
8.BGNDЗемля канала B
9.KEYНет контакта (ключ)
10.SGNDЗемля синхронизации
11.ID0Идентификационный бит 0
12.ID1 or SDAИдентификационный бит 1 или данные DDC
13.HSYNC or CSYNCСтрочная H или композитная синхронизация
14.VSYNCКадровая синхронизация V
15.ID3 or SCLИдентификационный бит 3 или такты DDC

Кроме собственно видеосигналов (R, G, B, H и V) в разъеме (по спецификации VESA) предусмотрены также некоторые дополнительные сигналы.

Канал DDC (Display Data Channel) предназначен для передачи подробного «досье» дисплея процессору, который, ознакомившись с ним, выдает оптимальный для данного дисплея сигнал с нужным разрешением и экранными пропорциями. Такое досье, называемое EDID (Extended Display Identification Data, или подробные идентификационные данные дисплея), представляет собой блок данных со следующими разделами: бренд-нейм, идентификационный номер модели, серийный номер, дата выпуска, размер экрана, поддерживаемые разрешения и собственное разрешение экрана.

Таким образом, из таблицы видно, что если не использовать канал DDC, то сигнал формата VGA представляет собой, по сути дела, компонентный сигнал RGBHV.

В профессиональной аппаратуре вместо кабеля D-Sub с разъемом DB-15 обычно используют кабель с пятью разъемами BNC, что обеспечивает лучшие характеристики линии передачи. Такой кабель лучше согласован с приемником и передатчиком сигнала по импедансу, имеет меньшие перекрестные помехи между каналами, а следовательно лучше подходит для передачи видеосигнала с высоким разрешением (широким спектром сигнала) на большие расстояния.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Кабель VGA с разъемом DB-15

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике
Кабель VGA с пятью разъемами BNC

В настоящее время наиболее широко используются устройства отображения с соотношением сторон 4:3: 800×600, 1024×768 и 1400×1050, однако существуют форматы с необычным соотношением сторон: 1152×970 (около 6:5) и 1280×1024 (5:4).

Распространение плоских панелей подталкивает рынок к более широкому использованию широкоэкранных дисплеев с соотношением сторон 16:9 с разрешением 852×480 (плазменные дисплеи), 1280×768 (жидкокристаллические дисплеи), 1366×768 и 920×1080 (плазменные и жидкокристаллические дисплеи).

Требуемая ширина полосы линии связи для передачи сигнала VGA или видеоусилителя определяется как результат произведения количества пикселей по горизонтали на количество строк по вертикали на частоту кадров. Полученный результат следует умножить на коэффициент запаса, равный 1,5.

Ш [Гц] = Гор * Верт * Кадр * 1,5

Частота строчной развертки есть произведение числа строк (или рядов пикселей) на частоту кадров.

Вид сигналаЗанимаемый
спектр частот, МГц
Рекомендуемое макс.
расстояние передачи, м
Аналоговый видеосигнал NTSC4,25100 (кабель RG-6)
VGA (640×480, 60 Гц)27,650
SVGA (800×600, 60 Гц)4330
XGA (1027×768, 60 Гц)7015
WXGA (1366×768, 60 Гц)9412
UXGA (1600×1200, 60 Гц)1735

Таким образом, сигнал UXGA требует полосу пропускания 173 МГц. Это огромная полоса: она простирается от звуковых частот до седьмого телевизионного канала!

Как удлинить компонентный сигнал

На практике часто возникает необходимость передать видеосигналы на расстояния большие, чем указано в вышеприведенных таблицах. Частичным решением проблемы является использование коаксиальных кабелей высокого качества, с малым омическим сопротивлением, хорошо согласованных с линией, имеющих малый уровень помех. Такие кабели довольно дороги и не дают полного решения проблемы.

Если устройство-приемник сигнала находится на значительном расстоянии, следует использовать специализированное оборудование – так называемые удлинители интерфейса. Устройства этого класса помогают устранить изначальное ограничение на длину линии связи между компьютером и элементами информационной сети. Удлинители сигналов VGA действуют на аппаратном уровне, поэтому они свободны от каких-либо проблем с совместимостью программного обеспечения, согласованием кодеков или преобразованием форматов.

Если рассматривать пассивную линию (т.е. линию без активного оконечного оборудования), то кабель типа RG-59 способен передать без видимых на экране искажений композитное видео, телевизионный сигнал стандартов PAL или NTSC только на 20-40 м (либо до 50-70 м по кабелю RG-11). Специализированные кабели, например Belden 8281 или Belden 1694A, позволят увеличить дальность передачи примерно на 50%.

Для сигналов VGA, Super-VGA или XGA, полученных с графических плат компьютеров, обычный кабель VGA обеспечивает передачу изображения с разрешением 640×480 на расстояние 5-7 м (а при разрешении 1024×768 и выше такой кабель не должен быть длиннее 3 м.). Высококачественные промышленные кабели VGA/XGA обеспечивают дальность до 10-15, редко до 30 м. Кроме того, линия связи будет подвержена потерям на высоких частотах (High frequency loss), которые проявляются в снижении яркости до полного исчезновения цвета, ухудшении разрешения и четкости.

Для устранения этой проблемы можно использовать линейный усилитель-корректор, включенный ПЕРЕД длинным кабелем. В нем используется схема компенсации потерь на высоких частотах, именуемая EQ (Cable Equalization, коррекция кабеля) или управление высокочастотной составляющей – HF (High Frequency) control. Схема EQ обеспечивает частотно-зависимое усиление сигнала для «спрямления» амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Регулятор общего усиления позволяет парировать обычные (омические) потери в кабеле.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Такие линейные усилители позволяют (при использовании кабелей максимального качества) передать сигнал с разрешением до 1600х1200 (60 Гц) на расстояния до 50-70 м (и больше, при меньших разрешениях).

Однако не всегда этого достаточно: иногда нужны большие расстояния, иногда на длинный кабель могут наводиться помехи, с которыми линейный усилитель бороться не может. В этом случае обычный коаксиальный кабель VGA можно заменить на иной, более подходящий носитель. Сегодня для этого чаще всего используют недорогой и удобный кабель витой пары, устанавливая на концах кабеля специальные преобразователи (передатчик и приемник).

Передающее устройство такого удлинителя преобразует видеосигналы в дифференциальный симметричный формат, наиболее подходящий для витых пар. На принимающей стороне восстанавливается стандартный видеоформат.

Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть фото Что такое видеосигнал в радиотехнике. Смотреть картинку Что такое видеосигнал в радиотехнике. Картинка про Что такое видеосигнал в радиотехнике. Фото Что такое видеосигнал в радиотехнике

Используется обычный кабель для локальных сетей Ethernet, категории 5 и выше. Для видеосигналов лучше подходит неэкранированный кабель (UTP). За счет дешевизны такого кабеля весь тракт передачи сигнала обычно не удорожается, несмотря на необходимость установки дополнительных приборов.

Данный метод удлинения сигнала VGA хорошо работает на расстояниях до 300 м.

Аналогичные методы можно использовать и для удлинения компонентных сигналов других типов (YUV, RGBS, s-Video), промышленность выпускает соответствующие разновидности приборов.

Заметим, что для передачи компонентного видео YUV обычно хорошо подходят и приборы для сигнала VGA (и это оговаривается в их описаниях), если использовать их каналы R, G, B для передачи каналов Y, U и V (каналы синхронизации H и V можно не использовать). Обычно для этого достаточно использовать кабели-переходники для согласования типа разъемов.

Средой передачи в удлинителях могут также быть оптическое волокно и беспроводный радиоканал. По сравнению с витыми парами, оптоволокно значительно увеличит стоимость, а беспроводная связь не обеспечит достаточной помехозащищенности и надежности, да и получить разрешение на ее использование непросто.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *