CN104702879B - 一种后端、前端的处理电路、及同轴供电电路 - Google Patents

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Abstract

一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路、前端模拟视频信号和直流电源的处理电路、及模拟视频信号的同轴供电电路，后端的处理电路和前端的处理电路均包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的直流电源通过电路，能将模拟视频信号与直流电源隔离开，使模拟视频信号可以叠加到直流电源上，相互不受影响，并行不悖，实现模拟高清视频线上叠加直流电源的功能。可见，将该后端的处理电路和前端的处理电路分别与同轴线的两端电性连接，就可以让同轴线同时传输直流电源和模拟视频信号，不仅节约成本，而且缩短施工时间。

Description

一种后端、前端的处理电路、及同轴供电电路
技术领域
本发明涉及供电领域，特别涉及一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路、前端模拟视频信号和直流电源的处理电路、及模拟视频信号的同轴供电电路。
背景技术
在同轴电缆传输过程中，既需要传输模拟视频信号(包括高清模拟视频信号)、同轴信号又需要传输电源，即将模拟视频、同轴等信号与供电电源复合在一起，在一根同轴线上传输。应用这种传输方式的工程布线，不仅可以节约可观的成本，而且可以缩短施工时间。POE(Power Over Ethernet、有源以太网)可以通过10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T实现以太网网络供电，可靠的实现了集中式电源供电并且使用方便，网络终端不需外接电源，只需要一根网线就可以供电。该技术目前应用广泛，可以为基于IP(InternetProtocol，网络之间互连的协议)的终端传输数据信号，同时还能够为此类设备提供直流供电。将网络信号与电源一起在网线上进行传输的POE方案，使传输过程数字化、网络化，传输的可靠性好。不过这样的方案也具备一定的缺陷，如：第一，POE方案是传输网络数据，传输前需要将图像数字化，成本比较高。第二、目前监控领域大量使用同轴线，无法使用POE的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路、前端模拟视频信号和直流电源的处理电路、及模拟视频信号的同轴供电电路，将该后端的处理电路和前端的处理电路分别与同轴线的两端电性连接，就可以让同轴线同时传输直流电源和模拟视频信号，不仅节约成本，而且缩短施工时间。
根据本发明的一个方面，提供一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路，包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的直流电源通过电路，所述模拟视频信号通过电路包括电容C2，所述直流电源通过电路包括二极管D2和电感L2，所述电容C2的一端连接视频信号端，所述电容C2的另一端分别连接电感L2的一端、二极管D2的正极，所述电感L2的另一端和二极管D2的负极均连接电源输入端。
其中，所述二极管D2的正极还连接匹配电路，所述匹配电路为端接匹配电路，所述端接匹配电路包括戴维南端接匹配电路和RC端接匹配电路。
其中，所述视频信号端还连接视频处理电路，所述视频处理电路包括视频A/D转换电路和低通滤波器，所述低通滤波器的一端连接视频A/D转换电路，所述低通滤波器的另一端连接所述电容C2的一端。
其中，所述二极管D2的负极还连接用于对模拟视频信号实现高阻抗的叠加电路，所述叠加电路包括电容、三极管和电阻，当三极管处于放大状态时，利用电容对交流信号呈现低阻抗的特性，选用不同阻值的电阻，以实现对模拟视频信号的高阻抗。
其中，所述叠加电路包括电阻R4、电容C1、三极管Q3、电阻R5、三极管Q4和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、所述二极管D2的负极。
其中，所述叠加电路包括电阻R4、电容C1、三极管Q3、电阻R5、三极管Q4和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端分别连接所述二极管D2的正极、电阻R5的另一端，所述电阻R6的另一端连接所述二极管D2的负极。
其中，所述叠加电路包括电阻R4、电容C1、三极管Q3、电阻R5、三极管Q4和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端连接所述二极管D2的正极，所述电阻R5的另一端分别连接电阻R6的另一端、所述二极管D2的负极。
其中，所述叠加电路包括电容C21、电阻R21、电阻R23、电阻R24、三极管Q21、三极管Q22和电阻R22，所述电容C21的一端分别连接电源输入端、电阻R21的一端、电阻R23的一端、电阻R24的一端，所述电容C21的另一端分别连接电阻R21的另一端、三极管Q21的基极、电阻R22的一端，所述三极管Q21的发射极分别连接电阻R23的另一端、三极管Q22的基极，所述三极管Q22的发射极连接电阻R24的另一端，所述电阻R22的另一端分别连接三极管Q21的集电极、三极管Q22的集电极、所述二极管D2的负极。
其中，所述二极管D2的负极还连接过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电阻R2、可调精密稳压器D1和电阻R3，所述电阻R1的一端分别连接电源输入端、三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极，所述三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的基极、电阻R2的一端，所述三极管Q2的发射极分别连接电阻R2的另一端、可调精密稳压器D1的调整端、电阻R3的一端，所述电阻R1的另一端分别连接三极管Q1的基极、可调精密稳压器D1的输入端，所述可调精密稳压器D1的输出端分别连接电阻R3的另一端、所述二极管D2的负极。
其中，所述叠加电路的一端连接所述二极管D2的负极，所述叠加电路的另一端连接过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电阻R2、可调精密稳压器D1和电阻R3，所述电阻R1的一端分别连接电源输入端、三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极，所述三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的基极、电阻R2的一端，所述三极管Q2的发射极分别连接电阻R2的另一端、可调精密稳压器D1的调整端、电阻R3的一端，所述电阻R1的另一端分别连接三极管Q1的基极、可调精密稳压器D1的输入端，所述可调精密稳压器D1的输出端分别连接电阻R3的另一端、所述叠加电路。
其中，所述过流保护电路的电源输入端还连接LC电路，所述LC电路包括电感L1和电容C3，所述电感L1的一端连接电源输入端，所述电感L1的另一端分别连接电容C3的一端、所述过流保护电路的电源输入端，所述电容C3的另一端接地。
根据本发明的另一个方面，提供一种前端模拟视频信号和直流电源的处理电路，包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的第二模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的第二直流电源通过电路，所述第二模拟视频信号通过电路包括电容C11，所述第二直流电源通过电路包括二极管D11和电感L3，所述电容C11的一端连接第二视频信号端，所述电容C11的另一端分别连接电感L3的一端、二极管D11的负极，所述电感L3的另一端和二极管D11的正极均连接电源输入端。
其中，所述二极管D11的负极还连接第二匹配电路，所述第二匹配电路为源端匹配电路，所述源端匹配电路包括戴维南源端匹配电路和RC源端匹配电路。
其中，所述二极管D11的正极还连接用于对模拟视频信号实现高阻抗的第二叠加电路，所述第二叠加电路包括电容、三极管和电阻，当三极管处于放大状态时，利用电容对交流信号呈现低阻抗的特性，选用不同阻值的电阻，以实现对模拟视频信号的高阻抗。
其中，所述第二叠加电路包括电阻R11、三极管Q8、电阻R10、三极管Q7、电容C9和电阻R9，所述电阻R11的一端分别连接电源输出端、电阻R10的一端、电容C9的一端，所述电阻R11的另一端连接三极管Q8的发射极，所述电阻R10的另一端分别连接三极管Q8的基极、三极管Q7的发射极，所述电容C9的另一端分别连接三极管Q7的基极、电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端分别连接三极管Q8的集电极、三极管Q7的集电极、所述二极管D11的正极。
根据本发明的再一个方面，提供一种模拟视频信号的同轴供电电路，包括同轴线，所述同轴线的一端连接上述后端模拟视频信号和直流电源的处理电路，所述同轴线的另一端连接上述前端模拟视频信号和直流电源的处理电路。
本发明提供的一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路、前端模拟视频信号和直流电源的处理电路、及模拟视频信号的同轴供电电路，后端的处理电路和前端的处理电路均包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的直流电源通过电路，当处理电路传输直流电源时，直流电源在二极管和电感二者并联的电路上感受到0阻抗，直流电源可以直接从同轴线的接口输入/输出。与此同时，电容对直流电源来说是高阻抗，所以电容可以将直流电源与经视频信号端传输的模拟视频信号分离，直流电源不会影响到模拟视频信号的输入/输出。当处理电路传输模拟视频信号时，因为模拟视频信号为交流信号，且电容的阻抗较低，那么对于交流信号而言，感受到的是低阻抗。而二极管和电感二者并联的电路对于模拟视频信号而言属于高阻抗，即模拟视频信号的电源端感受到的阻抗较大。所以，模拟视频信号与直流电源被隔离开，使模拟视频信号可以叠加到直流电源上，相互不受影响，并行不悖，实现模拟视频线上叠加直流电源的功能。可见，将该后端的处理电路和前端的处理电路分别与同轴线的两端电性连接，就可以让同轴线同时传输直流电源和模拟视频信号，不仅节约成本，而且缩短施工时间。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图2是根据本发明第二实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图3是根据本发明第三实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图4是根据本发明第四实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图5是根据本发明第五实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图6是根据本发明第六实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图7是根据本发明第七实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图8是根据本发明第八实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图9是根据本发明第九实施方式的前端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图；
图10是根据本发明第十实施方式的模拟视频信号的同轴供电电路的结构方框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
需要说明的是：下文中，阻抗(Impedance)主要指电阻抗，是以电阻值为实部和电抗值为虚部的复数，单位为欧姆。电抗包括容抗和感抗。一般来说电容表现了容抗，电感表现了感抗。
图1是根据本发明第一实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。该后端的处理电路可应用于后端处理设备处，如监控系统中的DVR(Digital Video Recorder、硬盘录像机、数字视频录像机)。
所述一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路，包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的直流电源通过电路，所述模拟视频信号通过电路包括电容C2，所述直流电源通过电路包括二极管D2和电感L2，所述电容C2的一端连接视频信号端，所述电容C2的另一端分别连接电感L2的一端、二极管D2的正极，所述电感L2的另一端和二极管D2的负极均连接电源输入端。
把该后端的处理电路和外部的同轴线电性连接，当后端的处理电路传输直流电源时，直流电源在二极管D2和电感L2二者并联的电路上感受到0阻抗，直流电源可以直接从同轴线的接口输出。与此同时，电容C2对直流电源来说是高阻抗，所以电容C2可以将直流电源与经视频信号端传输的模拟视频信号分离，直流电源不会影响到模拟视频信号的输入。当后端的处理电路传输模拟视频信号时，因为模拟视频信号为交流信号，且电容C2的阻抗较低，那么对于交流信号而言，感受到的是低阻抗。而二极管D2和电感L2二者并联的电路对于模拟视频信号而言属于高阻抗。所以，模拟视频信号与直流电源被隔离开，使模拟视频信号可以叠加到直流电源上，相互不受影响，并行不悖，实现模拟高清视频线上叠加直流电源的功能。可见，将该后端的处理电路与同轴线电性连接，就可以让同轴线同时传输直流电源和模拟视频信号，不仅节约成本，而且缩短施工时间。
图2是根据本发明第二实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。
其中，所述二极管D2的正极还连接匹配电路，所述匹配电路为端接匹配电路，所述端接匹配电路包括戴维南端接匹配电路和RC端接匹配电路。具体地，所述匹配电路与二极管D2、电感L2三者并联。
二极管D2、电感L2、电容C2和匹配电路组成了直流电源、模拟视频信号叠加核心模块，其主要完成直流电源与模拟视频信号的叠加。该处理电路的工作原理是：对直流电源而言，电感L2无感抗，即对于直流电源来说，在二极管D2、电感L2和匹配电路三者并联的电路上感受到是0阻抗。与此同时，电容C2对直流电源来说是高阻抗，所以电容C2可以将直流电源与视频信号端传输的模拟视频信号分离开，直流电源不会影响到模拟视频信号的输入。当该后端的处理电路和外部的同轴线电性连接时，直流电源可以直接从同轴线的一端(如，同轴接口BNC1，当然也可以是RCA接口，下文以BNC1为例)输出到前端，并给前端处理设备，如相机或摄像机供电。而对于从同轴线的同轴接口BNC1输入的模拟视频信号而言，因模拟视频信号属于交流信号。对于交流信号，电容C2的阻抗较低，即对于模拟视频信号而言，从同轴接口BNC1输入到模拟视频A/D转换电路的过程中感受到的是低阻抗，但在二极管D2、电感L2和匹配电路三者并联的电路上感受到的是高阻抗。通过这个工作原理，可以把模拟视频信号与VCC直流电源隔离开，使模拟视频信号可以叠加到VCC直流电源上，相互不受影响，并行不悖，实现在模拟高清视频线上叠加电源的功能。
二极管D2的存在是为了防止因电流不连续而出现电感两端电压波动的情况发生。如当该后端的处理电路和外部的同轴线电性连接后，再次拔下同轴线时，电感L2上的能量可以通过D2泄放掉。
由于模拟视频信号的频谱范围较广，最高可能会达到几十兆或者上百兆。这样较高频的信号在叠加电源模块时，可能会存在因阻抗不连续而发生反射等信号完整性问题，使模拟视频信号发生畸变，进而影响到图像的清晰度。增加端接匹配电路后，可以有效地减小信号反射。目前的端接匹配电路的匹配方式有：源端串联匹配、终端并联匹配、戴维南匹配、RC网络匹配、二极管匹配等方式，这几种方式都可以达到终端匹配的目的。
其中，所述视频信号端还连接视频处理电路，所述视频处理电路包括视频A/D转换电路和低通滤波器，所述低通滤波器的一端连接视频A/D转换电路，所述低通滤波器的另一端连接所述电容C2的一端。
视频A/D转换电路，亦称视频模拟数字转换器、或视频模数转换器，是将模拟量或连续变化的量进行量化(离散化)，转换为相应的数字量的电路。
低通滤波器容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过。最通用的低通滤波器是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
优选地，所述二极管D2的负极还连接用于对模拟视频信号实现高阻抗的叠加电路，所述叠加电路包括电容、三极管和电阻，当三极管处于放大状态时，利用电容对交流信号呈现低阻抗的特性，选用不同阻值的电阻，以实现对模拟视频信号的高阻抗。
所述叠加电路的设置是因为，对于电感L2，由于低频时，电感线圈的阻抗是与频率成正比的。但是在高频时，由于电感分布电容的存在，整个电感线圈的阻抗就会迅速变小。也就是说电感线圈的阻抗是先随着频率的增加而增加，当到SRF(自谐振频率)点的时候阻抗达到最大值，然后阻抗就迅速减小到0,如果频率再继续升高的话，电感线圈就会出容性。
在频率较低时，特别是1000Hz及以下时，电感表现的阻抗不够，这样在低频段时，信号接收端衰减严重，会影响视频质量。叠加电路将三极管设置为放大状态，利用三极管在放大区的特性与电容C1对交流信号表现为低阻抗的特性，通过可调电阻可实现对模拟视频信号的高阻抗。
图3是根据本发明第三实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。
优选地，所述叠加电路包括电阻R4、电容C1、三极管Q3、电阻R5、三极管Q4和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、所述二极管D2的负极。
图4是根据本发明第四实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。
优选地，所述叠加电路包括电阻R4、电容C1、三极管Q3、电阻R5、三极管Q4和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端分别连接所述二极管D2的正极、电阻R5的另一端，所述电阻R6的另一端连接所述二极管D2的负极。
图5是根据本发明第五实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。
优选地，所述叠加电路包括电阻R4、电容C1、三极管Q3、电阻R5、三极管Q4和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端连接所述二极管D2的正极，所述电阻R5的另一端分别连接电阻R6的另一端、所述二极管D2的负极。
该叠加电路的工作原理是：通过外部偏置参数的设置，使三极管Q3、三极管Q4处于放大区，使三极管Q4的管脚3电压高于管脚1电压，管脚1电压高于管脚2电压，这样供电电流经过三极管Q3、三极管Q4放大后，通过三极管Q4的管脚3、管脚2流向电感L2。但对于模拟视频信号而言，因模拟视频信号属于交流信号，电容C1为低阻抗，利用三极管在放大区的特性(流经三极管的管脚1、管脚2的电流决定了流经管脚3、管脚2的电流)以及电阻R5的高阻抗，使流经三极管Q3、三极管Q4的电流极小，可以忽略不计，模拟视频信号在经过该叠加电路时感受到的阻抗约等于R4。通过设置电阻R4的阻值可以实现对模拟视频信号高阻抗的目的。电阻R4为K级电阻。
图6是根据本发明第六实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。
优选地，所述叠加电路包括电容C21、电阻R21、电阻R23、电阻R24、三极管Q21、三极管Q22和电阻R22，所述电容C21的一端分别连接电源输入端、电阻R21的一端、电阻R23的一端、电阻R24的一端，所述电容C21的另一端分别连接电阻R21的另一端、三极管Q21的基极、电阻R22的一端，所述三极管Q21的发射极分别连接电阻R23的另一端、三极管Q22的基极，所述三极管Q22的发射极连接电阻R24的另一端，所述电阻R22的另一端分别连接三极管Q21的集电极、三极管Q22的集电极、所述二极管D2的负极。
模拟视频信号在经过该叠加电路时感受到的阻抗约等于R22。通过设置电阻R22的阻值可以实现对模拟视频信号高阻抗的目的。电阻R22为K级电阻。
优选地，所述二极管D2的负极还连接过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电阻R2、可调精密稳压器D1和电阻R3，所述电阻R1的一端分别连接电源输入端、三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极，所述三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的基极、电阻R2的一端，所述三极管Q2的发射极分别连接电阻R2的另一端、可调精密稳压器D1的调整端、电阻R3的一端，所述电阻R1的另一端分别连接三极管Q1的基极、可调精密稳压器D1的输入端，所述可调精密稳压器D1的输出端分别连接电阻R3的另一端、所述二极管D2的负极。
过流保护电路实时监测供电模块的输出电流，当输出电流过大时，能够及时关闭电源的输入，保护整个电路系统的安全。
图7是根据本发明第七实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。
其中，所述叠加电路的一端连接所述二极管D2的负极，所述叠加电路的另一端连接过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电阻R2、可调精密稳压器D1和电阻R3，所述电阻R1的一端分别连接电源输入端、三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极，所述三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的基极、电阻R2的一端，所述三极管Q2的发射极分别连接电阻R2的另一端、可调精密稳压器D1的调整端、电阻R3的一端，所述电阻R1的另一端分别连接三极管Q1的基极、可调精密稳压器D1的输入端，所述可调精密稳压器D1的输出端分别连接电阻R3的另一端、所述叠加电路。
VCC是一个直流电源，当上电后，由于可调精密稳压器D1末导通，三极管Q1的管脚1电压高于管脚2电压，三极管Q1导通，三极管Q1的管脚2约为高电压VCC，大于三极管Q2管脚3电压，三极管Q2完全导通，开始对外供电。
当流经电阻R3的电流超过一定值时，电阻R3两端的电压升高，当电阻R3两端电压超过一定值时，可调精密稳压器D1导通，三极管Q1的管脚1电压低于管脚2电压，三极管Q1截止，三极管Q2截止，VCC停止供电。
图8是根据本发明第八实施方式的后端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。
其中，所述过流保护电路的电源输入端还连接LC电路，所述LC电路包括电感L1和电容C3，所述电感L1的一端连接电源输入端，所述电感L1的另一端分别连接电容C3的一端、所述过流保护电路的电源输入端，所述电容C3的另一端接地。
VCC是一个直流电源，电感L1和电容C3组成一个LC电路，实现电源缓慢上电功能。
图9是根据本发明第九实施方式的前端模拟视频信号和电源的处理电路的电路图。该前端的处理电路可应用于前端处理设备处，如监控系统中的视频源采集设备，包括相机和摄像机。
所述一种前端模拟视频信号和直流电源的处理电路，包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的第二模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的第二直流电源通过电路，所述第二模拟视频信号通过电路包括电容C11，所述第二直流电源通过电路包括二极管D11和电感L3，所述电容C11的一端连接第二视频信号端，所述电容C11的另一端分别连接电感L3的一端、二极管D11的负极，所述电感L3的另一端和二极管D11的正极均连接电源输入端。
把该前端的处理电路和外部的同轴线电性连接，当前端的处理电路接入直流电源时，直流电源在二极管D11和电感L3二者并联的电路上感受到0阻抗，直流电源可以直接从同轴线的接口输出。与此同时，电容C11对直流电源来说是高阻抗，所以电容C11可以将直流电源与输出的模拟视频信号分离，直流电源的输入不会影响到模拟视频信号的输出。当前端的处理电路传输模拟视频信号时，因为模拟视频信号为交流信号，且电容C11的阻抗较低，那么对于交流信号而言，感受到的是低阻抗。而二极管D11和电感L3二者并联的电路对于模拟视频信号而言属于高阻抗。所以，模拟视频信号与直流电源被隔离开，使模拟视频信号可以叠加到直流电源上，相互不受影响，并行不悖，实现模拟高清视频线上叠加直流电源的功能。可见，将该前端的处理电路与同轴线电性连接，就可以让同轴线同时传输直流电源和模拟视频信号，不仅节约成本，而且缩短施工时间。
具体地，所述二极管D11的负极还连接第二匹配电路，所述第二匹配电路为源端匹配电路，所述源端匹配电路包括戴维南源端匹配电路和RC源端匹配电路。
其中，所述二极管D11的正极还连接用于对模拟视频信号实现高阻抗的第二叠加电路，所述第二叠加电路包括电容、三极管和电阻，当三极管处于放大状态时，利用电容对交流信号呈现低阻抗的特性，选用不同阻值的电阻，以实现对模拟视频信号的高阻抗。
优选地，所述第二叠加电路包括电阻R11、三极管Q8、电阻R10、三极管Q7、电容C9和电阻R9，所述电阻R11的一端分别连接电源输出端、电阻R10的一端、电容C9的一端，所述电阻R11的另一端连接三极管Q8的发射极，所述电阻R10的另一端分别连接三极管Q8的基极、三极管Q7的发射极，所述电容C9的另一端分别连接三极管Q7的基极、电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端分别连接三极管Q8的集电极、三极管Q7的集电极、所述二极管D11的正极。
前端模拟视频信号和直流电源的处理电路的工作原理与上述后端模拟视频信号和直流电源的处理电路工作原理基本相同。由电阻R11、三极管Q8、电阻R10、三极管Q7、电容C9和电阻R9组成的叠加电路中，同样将三极管Q7、三极管Q8设置为放大区。电容C9对于模拟视频信号来说是低阻抗，这样由于三极管在放大区的特性以及R10(高阻值)的存在，通过三极管Q7、三极管Q8的电流极小，可以忽略，这个电路对模拟视频信号的阻抗约等于R9，通过设置R9的阻值可以实现对模拟视频信号高阻抗的目的。电阻R9也为K级电阻。
前端模拟视频信号和直流电源的处理电路为相机端电路的一部分，后端模拟视频信号和直流电源的处理电路为DVR端电路的一部分。直流电源从DVR端电路通过上述后端模拟视频信号和直流电源的处理电路，到同轴线的一接口(如，BNC1接口，下文以BNC1为例),经过同轴线后到达同轴线的另一接口(如，BNC2接口，下文以BNC1为例)，从BNC2接口输出的信号经过前端模拟视频信号和直流电源的处理电路到受电端的相机端电路。模拟视频信号是从相机端出来，经过用于隔离直流电源的电容C11后，由同轴线的BNC2接口、同轴线，到同轴线的BNC1接口，再经过与直流电源隔离，滤波，匹配等到视频A/D转换电路，做到视频与电源叠加在一根同轴线上。
图10是根据本发明第十实施方式的模拟视频信号的同轴供电电路的结构方框图。
所述一种模拟视频信号的同轴供电电路，包括同轴线，所述同轴线的一端(可选BNC1端)连接上述后端模拟视频信号和直流电源的处理电路，所述同轴线的另一端(可选BNC2端)连接上述前端模拟视频信号和直流电源的处理电路。后端模拟视频信号和直流电源的处理电路和前端模拟视频信号和直流电源的处理电路，参见前述实施例，此处不再具体描述。
在监控产品体系中，DVR(DigitalVideoRecorder、硬盘录像机、数字视频录像机)长期占据着主力位置。但与NVR((Network Video Recorder、网络硬盘录像机)可以通过POE接口用一根网线实现供电、通信的功能相比，DVR在连接摄像机或相机时，需要给摄像机或相机单独供电，布线非常不方便。
同轴供电(POC、Power Over Coaxia)是一种基于同轴线的视频、同轴控制和电源叠加的技术。
本发明利用了直流电源与模拟视频信号在频谱范围内的差异,可以通过一根同轴线传递电源、模拟视频信号、及其他信号。采用同轴技术传输模拟视频信号的同时，再利用它同时传输电源和数据，这不仅可以节约可观的成本，还可以缩短施工时间。这种将电源与信号进行了叠加的技术，简单经济、有效，在实际的产品、工程中有良好的运用前景。
上述各种电路，本领域技术人员还可以根据公知常识，在本技术方案的技术背景下，选用不同的电路连接方式和不同参数的元器件以实现各电路对应的功能，此处不再举例赘述。
本发明旨在保护一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路、前端模拟视频信号和直流电源的处理电路、及模拟视频信号的同轴供电电路，将该后端的处理电路和前端的处理电路分别与同轴线的两端电性连接，就可以让同轴线同时传输直流电源和模拟视频信号，不仅节约成本，而且缩短施工时间。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (14)

1.一种后端模拟视频信号和直流电源的处理电路，其特征在于：包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的直流电源通过电路，所述模拟视频信号通过电路包括电容C2，所述直流电源通过电路包括二极管D2和电感L2，所述电容C2的一端连接视频信号端，所述电容C2的另一端分别连接电感L2的一端、二极管D2的正极，所述电感L2的另一端和二极管D2的负极均连接电源输入端，所述二极管D2的正极还连接匹配电路，所述匹配电路为端接匹配电路，所述端接匹配电路包括戴维南端接匹配电路或RC端接匹配电路。
2.根据权利要求1所述的处理电路，其特征在于：所述视频信号端还连接视频处理电路，所述视频处理电路包括视频A/D转换电路和低通滤波器，所述低通滤波器的一端连接视频A/D转换电路，所述低通滤波器的另一端连接所述电容C2的一端。
3.根据权利要求1所述的处理电路，其特征在于：所述二极管D2的负极还连接用于对模拟视频信号实现高阻抗的叠加电路，所述叠加电路包括电容、三极管和电阻，当三极管处于放大状态时，利用电容对交流信号呈现低阻抗的特性，选用不同阻值的电阻，以实现对模拟视频信号的高阻抗。
4.根据权利要求3所述的处理电路，其特征在于：所述叠加电路中，所述电容具体为电容C1，所述三极管具体包括三极管Q3和三极管Q4，所述电阻具体包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、所述二极管D2的负极。
5.根据权利要求3所述的处理电路，其特征在于：所述叠加电路中，所述电容具体为电容C1，所述三极管具体包括三极管Q3和三极管Q4，所述电阻具体包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端分别连接所述二极管D2的正极、电阻R5的另一端，所述电阻R6的另一端连接所述二极管D2的负极。
6.根据权利要求3所述的处理电路，其特征在于：所述叠加电路中，所述电容具体为电容C1，所述三极管具体包括三极管Q3和三极管Q4，所述电阻具体包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R4的一端分别连接电源输入端、三极管Q3的集电极、三极管Q4的集电极，所述电阻R4的另一端分别连接电容C1的一端、三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极分别连接电阻R5的一端、三极管Q4的基极，所述三极管Q4的发射极连接电阻R6的一端，所述电容C1的另一端连接所述二极管D2的正极，所述电阻R5的另一端分别连接电阻R6的另一端、所述二极管D2的负极。
7.根据权利要求3所述的处理电路，其特征在于：所述叠加电路中，所述电容具体为电容C21，所述电阻具体包括电阻R21、电阻R23、电阻R24和电阻R22，所述三极管具体包括三极管Q21和三极管Q22，所述电容C21的一端分别连接电源输入端、电阻R21的一端、电阻R23的一端、电阻R24的一端，所述电容C21的另一端分别连接电阻R21的另一端、三极管Q21的基极、电阻R22的一端，所述三极管Q21的发射极分别连接电阻R23的另一端、三极管Q22的基极，所述三极管Q22的发射极连接电阻R24的另一端，所述电阻R22的另一端分别连接三极管Q21的集电极、三极管Q22的集电极、所述二极管D2的负极。
8.根据权利要求1所述的处理电路，其特征在于：所述二极管D2的负极还连接过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电阻R2、可调精密稳压器D1和电阻R3，所述电阻R1的一端分别连接电源输入端、三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极，所述三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的基极、电阻R2的一端，所述三极管Q2的发射极分别连接电阻R2的另一端、可调精密稳压器D1的调整端、电阻R3的一端，所述电阻R1的另一端分别连接三极管Q1的基极、可调精密稳压器D1的输入端，所述可调精密稳压器D1的输出端分别连接电阻R3的另一端、所述二极管D2的负极。
9.根据权利要求3所述的处理电路，其特征在于：所述叠加电路的一端连接所述二极管D2的负极，所述叠加电路的另一端连接过流保护电路，所述过流保护电路包括电阻R1、三极管Q1、三极管Q2、电阻R2、可调精密稳压器D1和电阻R3，所述电阻R1的一端分别连接电源输入端、三极管Q1的集电极、三极管Q2的集电极，所述三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的基极、电阻R2的一端，所述三极管Q2的发射极分别连接电阻R2的另一端、可调精密稳压器D1的调整端、电阻R3的一端，所述电阻R1的另一端分别连接三极管Q1的基极、可调精密稳压器D1的输入端，所述可调精密稳压器D1的输出端分别连接电阻R3的另一端、所述叠加电路。
10.根据权利要求8或9所述的处理电路，其特征在于：所述过流保护电路的电源输入端还连接LC电路，所述LC电路包括电感L1和电容C3，所述电感L1的一端连接电源输入端，所述电感L1的另一端分别连接电容C3的一端、所述过流保护电路的电源输入端，所述电容C3的另一端接地。
11.一种前端模拟视频信号和直流电源的处理电路，其特征在于：包括用于隔离直流电源并通过模拟视频信号的第二模拟视频信号通过电路和用于隔离模拟视频信号并通过直流电源的第二直流电源通过电路，所述第二模拟视频信号通过电路包括电容C11，所述第二直流电源通过电路包括二极管D11和电感L3，所述电容C11的一端连接第二视频信号端，所述电容C11的另一端分别连接电感L3的一端、二极管D11的负极，所述电感L3的另一端和二极管D11的正极均连接电源输入端，所述二极管D11的负极还连接第二匹配电路，所述第二匹配电路为源端匹配电路，所述源端匹配电路包括戴维南源端匹配电路或RC源端匹配电路。
12.根据权利要求11所述的处理电路，其特征在于：所述二极管D11的正极还连接用于对模拟视频信号实现高阻抗的第二叠加电路，所述第二叠加电路包括电容、三极管和电阻，当三极管处于放大状态时，利用电容对交流信号呈现低阻抗的特性，选用不同阻值的电阻，以实现对模拟视频信号的高阻抗。
13.根据权利要求12所述的处理电路，其特征在于：所述第二叠加电路中，电容具体为电容C9，电阻具体包括电阻R11、电阻R10和电阻R9，三极管具体包括三极管Q8和三极管Q7，所述电阻R11的一端分别连接电源输出端、电阻R10的一端、电容C9的一端，所述电阻R11的另一端连接三极管Q8的发射极，所述电阻R10的另一端分别连接三极管Q8的基极、三极管Q7的发射极，所述电容C9的另一端分别连接三极管Q7的基极、电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端分别连接三极管Q8的集电极、三极管Q7的集电极、所述二极管D11的正极。
14.一种模拟视频信号的同轴供电电路，其特征在于：包括同轴线，所述同轴线的一端连接如权利要求1至10任意一项所述的后端模拟视频信号和直流电源的处理电路，所述同轴线的另一端连接如权利要求11至13任意一项所述的前端模拟视频信号和直流电源的处理电路。
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