视频信号分配与放大器

视频放大器
　　当视频传输距离比较远时，最好采用线径较粗的视频线，同时可以在线路内增加视频放大器增强信号强度达到远距离传输目的。视频放大器可以增强视频的亮度、色度和同步信号，但线路内干扰信号也会被　放大，另外，回路中不能串接太多视频放大器，否则会出现饱和现象，导致图像失真。

视频分配器
　　经过视频矩阵切换器输出的视频信号，可能要送往监视器、录象机、传输装置、硬拷贝成像等终端设备，完成成像的显示与记录功能，在此，经常会遇到同一个视频信号需要同时送往几个不同之处的要求，在个数为二时，利用转接插头或者某些终端装置上配有的二路输出器来完成；但在个数较多时，因为并联视频信号衰减较大，送给多个输出设备后由于阻抗不匹配等原因，图像会严重失真，线路也不稳定。则需要使用视频分配器，实现一路视频输入、多路视频输出的功能，使之可在无扭曲或无清晰度损失情况下观察视频输出。通常视频分配器除提供多路独立视频输出外，兼具视频信号放大功能，故也成为视频分配放大器。

　　视频分配放大器以独立和隔离的互补晶体管或由独立的视频放大器集成电路提供４～６路独立的７５ω负载能力，包括具备彩色兼容性和一个较宽的频率响应范围（１０hz～７mhz），视频输入和输出均为ｂｎｃ端子。

二、视频监视器

　　监视器是监控系统的标准输出，有了监视器我们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两，尺寸有9、10、12、14、15、17、21、29英寸等，常用的是14英寸。监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。另外，有些监视器还有音频输入、s-video输入、rgb分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像处理工作，在此不作介绍。 清晰度：彩色监视器一般在300-500线黑白监视器一般在700-1000线，专业监视器与普通电视机的差别在于：其一是电视清晰度较高；其二是防磁性能好，以便并排安装时不会互干扰，而普通电视机则不具备防磁功能；其三是可靠性好，监视器可以接受长时间不间断工作，而普通的电视机则不能。在最小系统中可以仅有单台监视器，而在大系统中则可能是由数十台监视器组成的电视墙；监视器可以是黑白的，但更多的是彩色监视器；既可以是６英寸、９英寸的小屏幕监视器，也可以是４０英寸左右的大型监视器、等离子体平板显示器或上百英寸的投影；在实际应用中，既可用专业级的纯监视器，也可用价格便宜的彩电取而代之；在图像显示质量方面，有用标准分辨率的监视器，也有追求高图像质量而采用的高分辨率监视器。从使用角度而言，实用性是对其作出选择的前提，特别体现在下列各点上：

(1)监视器类型的选择应与前端摄象机类型基本匹配，黑白摄象机一般具有分辨率较高的特点，且价格较为低廉，在以黑白摄象机为主构成的系统中，宜采用黑白监视器。

(2)对于不仅要求看得清楚而且具有彩色要求的场合，随着大量使用彩色ｃｃｄ摄象机，此时视频图像的显示必然用彩色监视器，但此时对彩色监视器分辨率的选择要适中，３５０～４００线是较理想的标准。

(3)６００～８００线分辨率的高档ｃｒｔ彩色监视器，其刷新率一般为每秒７５～８０帧，只宜用在图像质量要求极高的场合。

(4)除分辨率指标外，目前时兴的是监视器具有易于控制和调节的功能。

(5)监视器有不同的扫描制式，选用时应注意。

(6)对于闭路电视监控系统而言，特别是在经费不太富裕的条件下，选用价格相对便宜的彩电是可行的折衷方案之一，但必须具有视频输入端子。

(7)监视器屏幕大小的选择，应以与视频图像相匹配为原则，用于显示多画面分割器输出图像的监视器，由于一屏上有多个摄象机输出图像，因此宜采用大屏幕的监视器。

四、长时间录象机

　　所谓长时间录象机指的是一盘１８０分钟录象带可记录８小时以上的监控图像，有２４小时型和长时间型之分，大多以时间分割方式断续地记录图像，最长的记录时间可长达９６０小时，这称之为时滞式（time lapse）长时间录象机。此外，还有以连续方式记录２４小时画面的实时（real time）长时间录象机。

　　长时间录像机是将摄像机信号于磁带上的一种磁记录备，其特点是通过普通的180分钟的磁带记录长达24小时甚至于960小时的摄像机信号，从而极大地节省了磁带，便于管理。长时间录像机的磁头是走停相间，也就是说通过损失一定的画面时间来换取长延时效果，故其回放的图像将会有明显的效果。

关键参数

电视水平清晰度：一般vhs模式的录像机可达250线左右，svhs模式的录像机可达400线左右。

长时间录像机的分类：

长时 间录 像机 按 时 间 分 按 制 式 分

24小时录像机480小时录像机960小时录像机 vhs模式 s-vhs模式

　　与家用录像机不同，延时录像机可以长时间工作，可以录制24小时（用普通vhs录像带）甚至上百小时的图像，可以联接报警器材，收到报警信号自动启动录像，可以叠加时间日期，可以编制录像机自动录像程序，选择录像速度，录像带到头后是自动停止还是倒带重录……

　　延时录像机的性能虽然出众，但价格不菲，而且目前分辨率不是很高，在延时录像时图像也会丢失一部分，回放的图像是一顿一顿跳跃的

五、数字化图像记录装置

　　作为以数字化硬盘存储录象的全功能主机，具备视频压缩、数字化硬盘存储及视频解压功能，可以完全记录下摄象机的高清晰度画面，解决闭路电视监控系统后端环节的低清晰度损失，使录象回放能达到极高的清晰度。

六、视频图像打印输出装置

　　彩色视频输出设备除了彩色喷墨打印机、彩色激光打印机外，还有彩色视频印像机。彩色视频印像机是一种图像输出设备，大多采用热敏染料转移成像方法，分辨率较高，色彩还原性好。彩色视频印像机是智能化装置，只要连接显示器后即可进行功能菜单操作。

视频的传输

1、同轴电缆传输

　　在闭路监控系统中，同轴电缆是传输视频图像最常用的媒介。同轴电缆截面的圆心为导体，外用聚乙烯同心圆状绝缘体覆盖，再外面是金属编织物的屏蔽层，最外层为聚乙烯封皮。同轴电缆对外界电磁波和静电场具有屏蔽作用，导体截面积越大，传输损耗越小，可以将视频信号传送更长的距离。

　　摄像机输出通过同轴电缆直接传输至监视器，若要保证能够清晰地加以显示，则同轴电缆的长度有限制。如果要传得更远，一种方法是改用截面积更大的同轴电缆类型，另一种方法是在靠近监视器处安装一台后均衡视频放大器（post equalizing video mplifier），通过补偿视频信号中容易衰减的高频部分使经过长距离传输的视频信号仍能保持一定的强度，以此来增长传输距离。需要指出的是，后均衡视频放大器只能安装在靠近监视器之处，如果安装在摄像机附近则失效。此外，所有电缆均应是阻抗为75欧姆的纯铜芯电缆，绝对不可用镀铜或铝芯电缆。 采用同轴电缆传送视频信号时，由于存在不平衡电源线负载等因素会导致各点之间存在地电位差，其电压峰-峰幅值在0~10v。为此应采用被动式接地隔离变压器（ground isolation transformer），它可放置在同轴电缆中存在地电位差的任何一处，并可放置多个，用它可以消除存在地电位差带来的问题，并有效地降低50hz频率共模电压。

电缆的选择

认真选择合适的电缆对于设备是否能达到最佳性能至关重要，同轴电缆的阻抗都为75欧姆。

材质

　　只能使用纯铜芯导线的电缆。不要采用镀铜的铜芯电缆或铝芯电缆，因为它们不能在catv网所用的整个频段上有效地传输信号。catv信号传输要求电缆芯线具有底的直流阻抗。

　　在不发生弯折的情况下，实心裸铜导线最适于视频应用。如果在正常使用中，弯则无法避免，则应选用绞芯线。

　　绝缘材料最好是多孔（泡沫）聚乙烯。它比实心的聚乙烯有更好的电气特性，但容易受潮湿影响。因此在潮湿环境的应用中应采用实心聚乙烯绝缘的外部有厚绝缘层的电缆。屏蔽层必须是覆盖95以上铜丝编辑层。

　　安装技巧：不要拉伸电缆或使之过度弯曲。避免电缆同供热管道和其他热源的接触。即使热量不足以造成对电缆的明显损害，也会使传输特性受到影响。在电缆必须连续弯曲的场合（如有扫描仪或水平俯仰云台），应使用专门的电缆。这种电缆的芯导线应是多股胶合线。只使用压接型的bnc连接器。

　　电缆类型和操作距离：最常用的电缆有rg-59/u和rg-11/u两类。每种都包括一系列具有不同电气特性的电缆产品，其中一些是不适于catv应用的。 当采用belden之外的电缆时，应以表a中电缆的特性作为准则。材质和结构必须遵循上述原则。表b列出了最大电缆长度同图像质量之间的关系。除非特别说明，建议使用下列的同轴电缆。

2、光纤视频传输

　　光纤是能使光以最小的衰减从一端传到另一端的透明玻璃或塑料纤维，光纤的最大特性是抗电子噪声干扰，通讯距离远。

　　光纤有多模光纤和单模光纤之分。单模光纤只有单一的传播路径，一般用于长距离传输，多模光纤有多种传播路径，多模光纤的带宽为50m hz~500m hz/km，单模光纤的带宽为2000mhz/km，光纤波长有850nm，1310 nm和1550 nm等。850nm波长区为多模光纤通信方式；1550 nm波长区为单模光纤通信方式；1310 nm波长区有多模和单模两种；850nm的衰减较大，但对于2~3mile（1mile=1604m）的通信较经济。光纤尺寸按纤维直径划分有50μm缓变型多模光纤、62.5μm缓变增强型多模光纤和8.3μm突变型单模光纤，光纤的包层直径均为125μm，故有62.5/125μm、50/125μm、9/125μm等不同种类。由光纤集合而成的光缆，室外松管型为多芯光缆，室内紧包缓冲型有单缆和双缆之分。

　　闭路电视监控系统中的视频图像、音频、控制信号都可以通过光纤进行传输，传输系统也是由一个发射机和一个接收机组成，主要有下列传送形式：

　　现在单模光纤在波长1.31μm 或1.55μm时光速的低损耗窗口，每公里衰减可作到 0.2~0.4分贝以下，是同轴电缆每公里损耗的1，因此模拟光纤多路电视传输系统可实现20公里无中断传输，这个基本上能满足超远距离的电视监控系统。同轴电缆由于衰减大，用它组成的传输网，干线放大器之间的距离一般为427~610米，即每公里需要增加1至2个干线放大器。这无疑增加了系统的复杂性和降低了系统的可靠性。而且在干线传输中最多可串接20多个放大器，因而最长只能传输10公里左右，再长会由于中继放大器的噪声和失真的累加，使信号达不到规定的标准。

　　用光缆作干线传输系统容量大、能双向传输、系统指标好、安全可靠性高。主要缺点是建网造价高，施工技术难度大，但它能适应长距离的大系统干线使用。

3、射频传输

　　在布线有限制的情况下，近距离的无线传输是最方便的。无线视频传输由发射机和接收机组成，每对发射机和接收机有相同的频率，可以传输彩色和黑白视频信号，并可以有声音通道。无线传输的设备体积小巧，重量轻，一般采用直流供电。另外由于无线传输具有一定的穿透性，不需要布视频电缆等特点，也常用于电视监控系统（一般常用于公安、铁路、医院等场所）。

　　值得注意的是，现在常用的无线传输设备采用2400兆赫兹频率，传输范围有限，一般只能传输200~300米。而大功率设备又有可能干扰正常的无线电通讯，受到限制，在这里就不再赘述了。

4、电话线传输

　　另一种长距离传输视频的方法是利用现有的电话线路。由于近几年电话的安装和普及，电话线路分布到各个地区，构成了现成的传输网络。电话线传输系统就是利用现有的网络，在发送端加一个发射机，在监控端加一个接收机，不需要电脑，通过调制解调器与电话线相连，这样就构成了一个传输系统。

　　由于电话线路带宽限制和视频图像数据量大的矛盾，传输到终端的图像都不连续，而且分辨率越高，帧与帧之间的间隔就越长；反之，如果想取得相对连续的图像，就必然以牺牲清晰度为代价。