專利名稱：視頻信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及視頻信號(hào)在雙絞線中傳輸技術(shù)，具體說是一種將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以在雙絞線中傳輸?shù)囊曨l信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器，本實(shí)用新型多路輸出，可安裝在計(jì)算機(jī)中，適合遠(yuǎn)距離圖像傳輸，如大深度有纜水下機(jī)器人的視頻圖像傳輸。
背景技術(shù)：
在較長(zhǎng)距離的視頻信號(hào)傳輸中，往往不是用同軸電纜傳輸視頻信號(hào)，而是用雙絞線作為視頻信號(hào)的傳輸介質(zhì)。視頻信號(hào)不能直接在雙絞線上傳輸。需要把電視攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成對(duì)稱的可以在雙絞線上傳輸?shù)男盘?hào)，在雙絞線的另一端再把對(duì)稱的信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)，輸入到監(jiān)視器中。完成這種信號(hào)轉(zhuǎn)換的電路就是視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換匹配器。
目前，市場(chǎng)上有一些類似的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)均為獨(dú)立屏蔽殼體封裝，體積大，安裝不便；需外接電源，不足之處在于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，傳輸距離近；在遠(yuǎn)距離彩色視頻信號(hào)傳輸時(shí)，信號(hào)衰減較大，有圖像失真現(xiàn)象。另外，美國(guó)也有類似的用于水下機(jī)器人的產(chǎn)品(如EQ-1530B)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，長(zhǎng)距離信號(hào)衰減較大，而且是單路傳輸轉(zhuǎn)換。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有遠(yuǎn)距離高清晰傳送電視圖像的功能的視頻信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器，它可應(yīng)用于大深度有纜水下機(jī)器人，通過雙絞線長(zhǎng)距離傳輸清晰的彩色視頻圖像信號(hào)，可以在多部視頻監(jiān)視器上觀察，便于在水下機(jī)器人控制臺(tái)上安裝。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由水上、水下兩部分組成，水下部分主要由寬帶傳輸放大器組成，其輸入端接收水下電視攝像機(jī)的非對(duì)稱視頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成適合雙絞線傳輸?shù)膶?duì)稱的信號(hào)(即變換成監(jiān)視器可以接收的標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào))，輸送給雙絞線。
其中視頻信號(hào)是來自水下機(jī)器人本體上的水下攝像機(jī)，視頻信號(hào)傳遞一般使用50Ω或75Ω的同軸電纜，但是有纜水下機(jī)器人為了電纜的收放方便，使用的是雙絞線，雙絞線傳輸?shù)囊曨l信號(hào)是對(duì)稱信號(hào)。
水上部分包括順序連接的網(wǎng)絡(luò)匹配器、第一～二寬帶傳輸放大器構(gòu)成的對(duì)稱信號(hào)轉(zhuǎn)變成非對(duì)稱信號(hào)的轉(zhuǎn)換、帶通濾波、高頻補(bǔ)償、信號(hào)放大電路和第一～四視頻放大器組成的多路視頻匹配輸出電路，另設(shè)由DC/DC電源轉(zhuǎn)換塊和第一～二穩(wěn)壓電源塊組成的獨(dú)立電源供電(水上部分電路將雙絞線傳送來的對(duì)稱信號(hào)變成多路75Ω的、可以直接用于監(jiān)視器的視頻信號(hào))其中多路視頻匹配輸出電路可以由至少一路視頻放大器組成，連接于第二寬帶傳輸放大器的輸出端。
本實(shí)用新型工作原理水下電視攝像機(jī)攝入水下電視圖像，將視頻信號(hào)輸送給多路信號(hào)轉(zhuǎn)換匹配電路水下部分的輸入端，其輸出端將非對(duì)稱的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于雙絞線傳輸?shù)膶?duì)稱信號(hào)，再通過雙絞線傳輸?shù)剿喜糠值亩嗦忿D(zhuǎn)換匹配電路輸入端，對(duì)稱信號(hào)先經(jīng)過與雙絞線匹配的匹配網(wǎng)絡(luò)器，然后經(jīng)過第一～二寬帶傳輸放大器組成的信號(hào)轉(zhuǎn)換、放大、帶通濾波、高頻補(bǔ)償電路，將信號(hào)轉(zhuǎn)變成視頻信號(hào)，這個(gè)信號(hào)由多個(gè)視頻放大器組成的多路信號(hào)轉(zhuǎn)換匹配電路轉(zhuǎn)換成多路可以直接驅(qū)動(dòng)75Ω負(fù)載的視頻信號(hào)。
本實(shí)用新型可用于大深度有纜水下機(jī)器人的彩色視頻信號(hào)傳輸，特別具有如下優(yōu)點(diǎn)1.滿足有纜水下機(jī)器人的一些特殊要求。本實(shí)用新型的帶通濾波器有足夠的帶寬，有高頻信號(hào)補(bǔ)償，可以使衰減的信號(hào)得到補(bǔ)償，保證長(zhǎng)距離的視頻信號(hào)傳輸中，彩色視頻信號(hào)沒有失真；即實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離高清晰傳送電視圖像的功能，在1千米距離，傳送彩色視頻信號(hào)，在監(jiān)視器畫面上不會(huì)產(chǎn)生視覺的差異。
2.本實(shí)用新型采用多路轉(zhuǎn)換方式，將一路信號(hào)轉(zhuǎn)換成多路信號(hào)，同時(shí)給水下機(jī)器人水面控制室的多路電視監(jiān)視器輸送信號(hào)，可以在多個(gè)監(jiān)視器上同時(shí)顯示水下圖像。
3.本實(shí)用新型是按照工業(yè)PC機(jī)板的標(biāo)準(zhǔn)尺寸設(shè)計(jì)，可以插在PC機(jī)內(nèi)，便于水下機(jī)器人的安裝使用，節(jié)省空間。
4.本實(shí)用新型采用由電阻形成的124歐姆的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)匹配器，使阻抗是124歐姆的雙絞線輸入時(shí)接收信號(hào)損耗最小。
5.本實(shí)用新型采用僅供視頻信號(hào)多路匹配轉(zhuǎn)換器使用的獨(dú)立電源，可以防止從電源上帶來的信號(hào)干擾。在印刷電路板的制版設(shè)計(jì)上，采用單面走線，另一側(cè)完全鋪成地線的方式，這樣也可以有效的抵抗其它電信號(hào)的干擾。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型水下部分電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型水上部分電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳述本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型由水上、水下兩部分組成，如圖1或2所示，水下部分主要由寬帶傳輸放大器U組成，接收水下電視攝像機(jī)A的非對(duì)稱視頻信號(hào)，轉(zhuǎn)換成對(duì)稱的信號(hào)，輸送給雙絞線。
如圖1或3所示，水上部分包括順序連接的網(wǎng)絡(luò)匹配器A1、第一～二寬帶傳輸放大器U1～U2構(gòu)成的對(duì)稱信號(hào)轉(zhuǎn)變成非對(duì)稱信號(hào)的轉(zhuǎn)換、帶通濾波、高頻補(bǔ)償、信號(hào)放大電路和第一～四視頻放大器U3、U4、U5、U6組成的多路視頻匹配輸出電路，并由DC/DC電源轉(zhuǎn)換塊U7和第一～二穩(wěn)壓電源塊U8、U9組成的獨(dú)立電源供電；水上部分電路將雙絞線傳送來的對(duì)稱信號(hào)變成多路75Ω的可以直接用于監(jiān)視器的視頻信號(hào)。
其中視頻輸入網(wǎng)絡(luò)匹配器A1將寬帶傳輸放大器的輸入端與雙絞線形成匹配，使信號(hào)衰減最小。兩級(jí)放大可以使放大電路的增益改變更加靈活。第一～四視頻放大器U3～U6組成的多路視頻匹配輸出的作用，一是形成輸出和監(jiān)視器的匹配，二是可以實(shí)現(xiàn)多路輸出。獨(dú)立電源將視頻放大板的電源與外部電源分隔開，可以避免外部電源對(duì)視頻放大的干擾。
本實(shí)用新型操作過程及結(jié)果是首先視頻信號(hào)輸入給水下電視攝像機(jī)A，由水下電視攝像機(jī)A輸出視頻信號(hào)經(jīng)寬帶傳輸放大器U后，在本實(shí)用新型水下部分的輸出端是對(duì)稱的信號(hào)，其水下部分的輸出端與雙絞線連接；在雙絞線的另一端連接著本實(shí)用新型水上部分，其水上部分接收到的信號(hào)首先經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)匹配器A1進(jìn)行阻抗匹配，然后輸入到第一～二寬帶傳輸放大器U1～U2，進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換、帶通濾波、高頻補(bǔ)償和兩級(jí)信號(hào)放大，每級(jí)放大器的增益是可調(diào)的，放大分兩檔0db～6db或6db～12db；信號(hào)后的輸出信號(hào)作為多路信號(hào)轉(zhuǎn)換匹配電路的輸入端。多路信號(hào)轉(zhuǎn)換匹配電路是由標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)放大器組成，輸出可以直接驅(qū)動(dòng)75Ω負(fù)載。電路印制板采用單面走線，另一面全部鋪成地線，增強(qiáng)防止電磁干擾的功能。本實(shí)用新型采用的雙絞線的輸入阻抗是124歐姆，其中網(wǎng)絡(luò)匹配器A1是由電阻形成的124歐姆的阻抗匹配，使接收信號(hào)損耗最小。
技術(shù)指標(biāo)·雙絞線對(duì)稱輸入，阻抗124Ω；·抑制最小60dB(50～400HZ)；·輸出非對(duì)稱，75Ω，1VP-P；·可調(diào)范圍在10MHZ，從2.8dB到2dB；·頻率響應(yīng)0.6dB(100kHz～5MHz)，1dB(6MHz)；·微分象限最大0.25度(8MHZ，1VP-P輸出)；·微分增益最大0.25％(8MHZ，1VP-P輸出)。
相同的使用環(huán)境，相同的電纜長(zhǎng)度分別使用本實(shí)用新型和美國(guó)的類似產(chǎn)品做比較，在電纜達(dá)到500米時(shí)，美國(guó)產(chǎn)品不能正常傳送視頻信號(hào)，而本實(shí)用新型傳輸?shù)囊曨l圖像仍然清晰。
本實(shí)施例寬帶傳輸放大器U采用MAX435芯片；第一～二寬帶傳輸放大器U1～U2采用MAX436芯片；第一～四視頻放大器U3～U6采用MAX457芯片；DC/DC電源轉(zhuǎn)換塊U7采用5D12/150芯片和第一～二穩(wěn)壓電源塊U8、U9采用7805和7905。
另外，本實(shí)用新型多路視頻匹配輸出電路亦可以由第兩、三、五個(gè)視頻放大器或是更多如十個(gè)視頻放大器組成(根據(jù)需要而定)，將其并聯(lián)于第二寬帶傳輸放大器U2的輸出端即可。
權(quán)利要求1.一種視頻信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器，其特征在于由水上、水下兩部分組成，水下部分主要由寬帶傳輸放大器(U)組成，其輸入端接收水下電視攝像機(jī)(A)的非對(duì)稱視頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成適合雙絞線傳輸?shù)膶?duì)稱的信號(hào)，輸送給雙絞線；水上部分包括順序連接的網(wǎng)絡(luò)匹配器(A1)、第一～二寬帶傳輸放大器(U1～U2)構(gòu)成的對(duì)稱信號(hào)轉(zhuǎn)變成非對(duì)稱信號(hào)的轉(zhuǎn)換、帶通濾波、高頻補(bǔ)償、信號(hào)放大電路和視頻放大器構(gòu)成的多路視頻匹配輸出電路。
2.按照權(quán)利要求1所述視頻信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器，其特征在于另設(shè)由DC/DC電源轉(zhuǎn)換塊(U7)和第一～二穩(wěn)壓電源塊(U8、U9)組成的獨(dú)立電源供電結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述視頻信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器，其特征在于多路視頻匹配輸出電路可以由至少一路視頻放大器組成，連接于第二寬帶傳輸放大器(U2)的輸出端。
4.按照權(quán)利要求3所述視頻信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器，其特征在于多路視頻匹配輸出電路可以為1～10路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及視頻信號(hào)在雙絞線中傳輸技術(shù)，具體說是一種視頻信號(hào)多路轉(zhuǎn)換匹配器。它由水上、水下兩部分組成，水下部分主要由寬帶傳輸放大器組成，其輸入端接收水下電視攝像機(jī)的非對(duì)稱視頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成適合雙絞線傳輸?shù)膶?duì)稱的信號(hào)，輸送給雙絞線；水上部分包括順序連接的網(wǎng)絡(luò)匹配器、第一～二寬帶傳輸放大器構(gòu)成的對(duì)稱信號(hào)轉(zhuǎn)變成非對(duì)稱信號(hào)的轉(zhuǎn)換、帶通濾波、高頻補(bǔ)償、信號(hào)放大電路和視頻放大器構(gòu)成的多路視頻匹配輸出電路。本實(shí)用新型可用于大深度有纜水下機(jī)器人的彩色視頻信號(hào)傳輸，特別具有保證長(zhǎng)距離的視頻信號(hào)傳輸中，彩色視頻信號(hào)沒有失真、多路轉(zhuǎn)換方式、便于水下機(jī)器人安裝使用、信號(hào)損耗小?？剐盘?hào)干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B3/02GK2662537SQ200320105079
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者于開洋 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所