视频信号的双绞线传输与应用（一）
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:407
利用双绞线传输视频信号，是近年来发展起来的一项新技术。这里所说的视频，包括复合视频（video）、分离视频（s-video）、色差分量视频（y v u）、rgb分量视频（rgbhv）等多种视频信号。而用于传输视频信号的双绞线，则主要是超五类双绞线（cat5）。本文着重讨论视频信号的超五类双绞线传输与应用。
1． 视频信号的双绞线传输原理
按照线路的形式，传输线可分为非平衡式和平衡式两种。同轴电缆属于非平衡传输线，双绞线属于平衡传输线。视频设备，包括信号源及显示设备，其接口通常是非平衡式，因此，可直接与同轴电缆匹配连接。要用双绞线传输视频信号，必需在发送端将非平衡信号转换为平衡信号；以便驱动双绞线，在接收端再将平衡信号转换为非平衡信号，与显示设备连接。一个基本的双绞线视频传输系统如图１所示。图中的a1是差分信号发送放大器，完成非平衡到平衡的转换，a2是差分信号接收放大器，完成平衡到非平衡的转换。
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图1 |
2．超五类双绞线（cat5）消除串扰的原理
作为信号传输的媒介，我们要求传输线不仅能有效地传输信号，同时具有很好的抑制干扰的能力。在双绞线中，干扰主要来自以下两方面：第一，外部干扰。第二，同一电缆内部各线对之间的相互串扰。下面，我们对双绞线消除干扰的原理作一分析。
2.1 双绞线对外部干扰的抑制
2.1.1 干扰信号对未扭绞的双线回路的干扰，见图2。ue为干扰信号源，干扰电流ie在双线回路的两条导线l1、l2上产生的干扰电流分别是i1和i2。由于l1距离干扰源较近，因此，i1>i2，i3=i1―i2≠0，有干扰电流存在。
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图2 |
2.1.2 干扰信号对扭绞的双线回路的干扰，见图3。与图2不同的是，双线回路在中点位置进行了一次扭绞。在中点的两边，各自存在干扰电流i1和i2，i1＝i11―i21，i2=i22―i12。由于两段线路的条件完全相同，所以i1=i2。总干扰电流i3=i1―i2=0。通过分析，可以得出结论：只要合理地设置线路的扭绞，就能达到消除了干扰的目的。
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图3 |
2.2同一电缆内部各线对之间的串扰
2.2.1两个未作扭绞的双线回路间的串扰，见图4。其中回路1为主串回路，回路2为被串回路。回路1的导线l1上的电流i1在被串回路l3和l4中产生感应电流i13和i14。由于l1与l3的距离较近，所以i13>i14，二者方向相对，抵消后尚余差值i4。同样，回路1的导线l2上的电流i2在被串回路l3和l4中产生感应电流i23和i24，i23>i24。二者相互抵消后，余下差值i3。由于导线l2与回路2的距离比导线l1近，其差值电流i3一定大于i4， i3与i4的差为i5，在回路2内形成干扰。
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图4 |
2.2.2 两个扭绞相同的回路如图5所示。回路1和回路2同时在线路中点位置作扭绞，因此，两个回路的4根导线之间的相对关系与未作扭绞是完全相同的，根据以上分析可知，是不能起到消除回路间串扰的作用的。us1和us2分别在对方回路中产生干扰电流i12和i21，见图5。由此可得出结论：两个绞合的双线回路扭距相同时，不能消除串扰。
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图5 |
2.2.3 两个扭距不同的双线回路见图6。回路1在线路的中点作扭绞。回路2除在线路的中点作扭绞外，还在a段和b段的二分之一处分别作扭绞。
下面以回路1为主串回路，回路2为被串回路。我们将整个线路分为a、b两段，先分析a段的串扰。
利用双绞线传输视频信号，是近年来发展起来的一项新技术。这里所说的视频，包括复合视频（video）、分离视频（s-video）、色差分量视频（y v u）、rgb分量视频（rgbhv）等多种视频信号。而用于传输视频信号的双绞线，则主要是超五类双绞线（cat5）。本文着重讨论视频信号的超五类双绞线传输与应用。
1． 视频信号的双绞线传输原理
按照线路的形式，传输线可分为非平衡式和平衡式两种。同轴电缆属于非平衡传输线，双绞线属于平衡传输线。视频设备，包括信号源及显示设备，其接口通常是非平衡式，因此，可直接与同轴电缆匹配连接。要用双绞线传输视频信号，必需在发送端将非平衡信号转换为平衡信号；以便驱动双绞线，在接收端再将平衡信号转换为非平衡信号，与显示设备连接。一个基本的双绞线视频传输系统如图１所示。图中的a1是差分信号发送放大器，完成非平衡到平衡的转换，a2是差分信号接收放大器，完成平衡到非平衡的转换。
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图1 |
2．超五类双绞线（cat5）消除串扰的原理
作为信号传输的媒介，我们要求传输线不仅能有效地传输信号，同时具有很好的抑制干扰的能力。在双绞线中，干扰主要来自以下两方面：第一，外部干扰。第二，同一电缆内部各线对之间的相互串扰。下面，我们对双绞线消除干扰的原理作一分析。
2.1 双绞线对外部干扰的抑制
2.1.1 干扰信号对未扭绞的双线回路的干扰，见图2。ue为干扰信号源，干扰电流ie在双线回路的两条导线l1、l2上产生的干扰电流分别是i1和i2。由于l1距离干扰源较近，因此，i1>i2，i3=i1―i2≠0，有干扰电流存在。
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图2 |
2.1.2 干扰信号对扭绞的双线回路的干扰，见图3。与图2不同的是，双线回路在中点位置进行了一次扭绞。在中点的两边，各自存在干扰电流i1和i2，i1＝i11―i21，i2=i22―i12。由于两段线路的条件完全相同，所以i1=i2。总干扰电流i3=i1―i2=0。通过分析，可以得出结论：只要合理地设置线路的扭绞，就能达到消除了干扰的目的。
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图3 |
2.2同一电缆内部各线对之间的串扰
2.2.1两个未作扭绞的双线回路间的串扰，见图4。其中回路1为主串回路，回路2为被串回路。回路1的导线l1上的电流i1在被串回路l3和l4中产生感应电流i13和i14。由于l1与l3的距离较近，所以i13>i14，二者方向相对，抵消后尚余差值i4。同样，回路1的导线l2上的电流i2在被串回路l3和l4中产生感应电流i23和i24，i23>i24。二者相互抵消后，余下差值i3。由于导线l2与回路2的距离比导线l1近，其差值电流i3一定大于i4， i3与i4的差为i5，在回路2内形成干扰。
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图4 |
2.2.2 两个扭绞相同的回路如图5所示。回路1和回路2同时在线路中点位置作扭绞，因此，两个回路的4根导线之间的相对关系与未作扭绞是完全相同的，根据以上分析可知，是不能起到消除回路间串扰的作用的。us1和us2分别在对方回路中产生干扰电流i12和i21，见图5。由此可得出结论：两个绞合的双线回路扭距相同时，不能消除串扰。
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图5 |
2.2.3 两个扭距不同的双线回路见图6。回路1在线路的中点作扭绞。回路2除在线路的中点作扭绞外，还在a段和b段的二分之一处分别作扭绞。
下面以回路1为主串回路，回路2为被串回路。我们将整个线路分为a、b两段，先分析a段的串扰。
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