CN101795385B - 一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，其基本结构中至少包括一发送器、两对双绞线和一接收器，其中，发送器中包括至少一路视频输入阻抗匹配电路，而接收器中包括至少一路视频输出阻抗匹配电路；发送器还包括多级步进可调增益视频加权放大器、参考信号发生器、多路选择开关、微处理器和数据通讯收发器，接收器还包括信号幅度检测器、微处理器和数据通讯收发器，信号幅度检测器将参考信号的幅度送入微处理器。此结构可有效对视频信号在比绞线传输中的损耗进行自动准确补偿，降低工程调试难度，提高视频信号传输的抗干扰能力。本发明还公开一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法。

Description

一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种视频传输方法和系统。

背景技术

目前在通过电缆进行视频信号长距离传输时，往往会由于传输距离、及传输线路物理特性、电磁干扰等原因造成接收视频信号的损耗、信噪比劣化等问题。针对视频传输中的类似问题，出现了多种解决方案。

如中国专利申请号95115443.5，名称为“视频电线电缆长距离传输校正系统”，申请号00215632.6，名称为“加权视频放大器”，申请号02129760.6，名称为“一种远程视频图像监控系统”，申请号200420035285.4，名称为“视频通用平衡传输转换器”，申请号200520080801.X，名称为“一种加权抗干扰视频恢复器”，申请号200720059341.1，名称为“视频传输抗干扰器”中所揭示，并参考图1所示，其均是通过在发送器端对视频信号进行加权预先放大或/且转换为差分信号，在接收器端进行加权补偿放大或/且转换回单端信号的方式，实现在电缆中传输视频信号时对传输损耗的补偿，并取得一定的抗干扰性能，以抵消电缆传输中损耗的目的。然而，此种方式在实际应用时，存在着以下几点缺陷：

(1)根据传输网络的电缆类型、电缆长度的不同，需要特定的电路参数与之对应，必须采用电位器、可调电容等可调元件进行参数的调整；

(2)在进行现场调试时，需要很多辅助设备，如视频信号源、显示设备、电源等，耗费人力物力；

(3)由于现场调试没有精确的标准，往往都是通过主观判断图像是否清晰，很难判断所调整的参数是否真正合适，在调整的效果上往往大打折扣；

(4)由于现场调试需要辅助设备，并且通过主观判断调试效果，因此对工程人员的素质要求较高；

(5)由于前述原因，使得工程成本较高。

再请参考图2所示，其是中国专利申请号02129760.6，名称为“一种远程视频图像监控系统”中所提供的技术方案，是在长距离的传输网络中，每隔一段距离便增设一台中继器，利用中继器转接视频信号，从而减小视频传输中的信号衰减，增强抗干扰性，然而，此种方法在实际应用时，存在着施工安装不便的缺陷，增加使用成本。

在中国专利申请号200710104224.7，名称为“用于自动补偿通过导线传输的视频信号损耗的方法和装置”，及申请号01104239.6，名称为“自动检测网路传输线长度的电路装置”中，其是通过接收器对标准信号的检测来对导线传输损耗进行自动补偿，参考图3所示，在很大程度上改善了需要定制参数或现场调试的问题，然而，在实际使用时，由于只采取了接收器端的补偿放大，而没有对发送器端的视频信号进行预放大，造成视频信号传输后的信噪比劣化比较大，在传输的距离及图像效果上效果欠佳。

鉴于上述分析，目前还没有一种方法或装置既能够便于施工，又可以取得良好的视频信号抗干扰性及图像效果。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统和方法，其可有效对实现在视频信号在比绞线传输中损耗准确自动补偿，降低工程调试难度，提高视频信号传输的抗干扰能力。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法，包括以下步骤：(1)在传输视频信号前，发送器发出参考信号，对其进行最小量级加权预放大后发送至接收器；(2)接收器接收到参考信号后，对其进行信号幅度检测，并与标准值进行比较，若参考信号的幅度小于标准值，则进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；(3)接收器向发送器发出增加放大级的指令，发送器对参考信号进行加一级加权预放大后再次送入接收器，重复步骤(2)；(4)接收器向发送器发出不必增加放大级的指令，发送器记录此时对参考信号的加权预放大量级；(5)发送器根据记录的加权预放大量级对视频信号进行加权预放大后，发送至接收器。

执行所述步骤(3)后，若接收器接收到的参考信号的幅度仍然小于标准值，并且发送器对参考信号的加权预放大量级已经达到最大，则接收器向发送器发出不必增加放大级的指令，并且由接收器对参考信号进行增加一级的加权补偿放大，直至参考信号不小于标准值；此时接收器给发送器发送预放大与补偿配置成功的指令，发送器与接收器分别记录此时的加权预放大与加权补偿放大量级；此后，发送器以记录的加权预放大量级对视频信号进行预放大后，再发送给接收器，而接收器则以记录的加权补偿放大量级对视频信号进行加权补偿放大。

一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，包括一发送器、两对双绞线和一接收器，其中，发送器中包括至少一路视频输入阻抗匹配电路，而接收器中包括至少一路视频输出阻抗匹配电路；发送器还包括多级步进可调增益视频加权放大器、参考信号发生器、多路选择开关、单端视频转差分输出电路、微处理器和数据通讯收发器；视频输入阻抗匹配电路与参考信号发生器均连接至多路选择开关；由多路选择开关选通参考信号发生器产生的参考信号或视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号；被选通的参考信号或视频信号经由多级步进可调增益视频加权放大器进行加权预放大处理后，再经由单端视频转差分输出电路后输出，然后经由第一对双绞线发送至接收器；而发送器的数据通讯收发器则通过第二对双绞线与接收器进行数据通讯；接收器还包括信号幅度检测器、模数转换器、差分视频输入转单端电路、多级步进可调增益视频加权放大器、微处理器和数据通讯收发器，接收器从第一对双绞线接收到参考信号或视频信号，经过差分视频输入转单端电路后，经多级步进可调增益视频加权放大器补偿放大后，送入信号幅度检测器与视频输出阻抗匹配电路；信号幅度检测器负责检测参考信号的幅度，并将检测结果经模数转换器转成数字信号后送入微处理器；微处理器将其与标准值进行比较，以判定经过发送器预放大、接收器补偿放大后的参考信号的幅度是否与标准一致，并根据比较结果发出是否增加一级放大增益的命令；接收器与发送器通过各自的数据通讯收发器经由第二对双绞线进行数据通讯；视频输出阻抗匹配电路则将接收到的视频信号输出；当接收器检测到参考信号达到标准值后，将通过自身数据通讯收发器发送预放大与补偿配置成功的指令，由多路选择开关选通视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号并开始传输；发送器按照配置成功时的增益级别来控制多级步进可调增益加权放大器，进而在传输过程中预放大和补偿视频信号的损耗。

上述双绞线为5类线或超5类线。

一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，包括二结构相同的收发器及三对双绞线，其中，每个收发器均包括至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、视频开关矩阵、多级步进可调增益视频加权放大器、差分视频输入转单端电路、单端视频转差分输出电路、微处理器、信号幅度检测器和数据通讯收发器；其中多级步进可调增益视频加权放大器包括两路，一路用于发送方向的参考信号或视频信号的预放大，另一路用于接收方向的参考信号或视频信号的补偿放大；视频开关矩阵分别与至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、多级步进可调增益视频加权放大器及差分视频输入转单端电路、单端视频转差分输出电路、信号幅度检测器连接，对输入输出信号进行开关切换；第一收发器中的视频开关矩阵将参考信号发生器产生的参考信号或从视频输入输出阻抗匹配电路输出的视频信号切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至单端视频转差分输出电路；视频开关矩阵也将从第二收发器发送的参考信号或视频信号，经由差分视频输入转单端电路接收后切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至视频输入输出阻抗匹配电路与信号幅度检测器；其中，第一收发器的单端视频转差分输出电路负责将参考信号或视频信号转换成差分信号后通过第一对双绞线发送至第二收发器，所述第一收发器的差分视频输入转单端电路负责将从所述第二收发器经由第二对双绞线发送的参考信号或视频信号转换成单端信号后送到视频开关矩阵；上述第一收发器的信号幅度检测器负责检测参考信号的幅度，并将检测结果经模数转换器转成数字信号后送入微处理器；微处理器将其与标准值进行比较，以判定经过第二收发器预放大、第一收发器补偿放大后的参考信号的幅度是否与标准值一致，并根据比较结果发出是否增加一级放大增益的命令；第一收发器与第二收发器通过各自的数据通讯收发器及第三对双绞线进行数据通讯；当第一收发器检测到参考信号达到标准值后，将通过自身数据通讯收发器发送预放大与补偿配置成功的指令，由视频开关矩阵选通视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号；第一收发器按照配置成功时的增益级别来控制多级步进可调增益加权放大器，进而在传输过程中预放大和补偿视频信号的损耗；收发器的视频输入输出阻抗匹配电路则将接收到的视频信号输出且将需发送的视频信号端接匹配后送到视频开关矩阵。

一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，包括二结构相同的收发器及两对双绞线，其中，每个收发器均包括至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、视频开关矩阵、半双工视频传输单端转差分电路、多级步进可调增益视频加权放大器、微处理器、信号幅度检测器和数据通讯收发器；视频开关矩阵分别与至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、多级步进可调增益视频加权放大器及半双工视频传输单端转差分电路连接，并对输入输出信号进行开关切换；第一收发器中的视频开关矩阵将参考信号发生器产生的参考信号或从视频输入输出阻抗匹配电路输出的视频信号切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至半双工视频传输单端转差分电路；视频开关矩阵也将从第二收发器发送的参考信号或视频信号，经由半双工视频传输单端转差分电路接收后切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至视频输入输出阻抗匹配电路与信号幅度检测器；半双工视频传输单端转差分电路能够通过所述两对双绞线中的一对双绞线发送或接收信号，但在同一时刻，只能发送信号或接收信号；在微处理器的控制下，处于发送状态时，第一收发器的半双工视频传输单端转差分电路负责将参考信号或视频信号转换成差分信号后通过第一对双绞线发送至第二收发器的半双工视频传输单端转差分电路；在微处理器的控制下，处于接收状态时，所述第一收发器的半双工视频传输单端转差分电路接收从第二收发器的半双工视频传输单端转差分电路经由第一对双绞线发送的参考信号或视频信号，并转换成单端信号后送到视频开关矩阵；上述第一收发器的信号幅度检测器负责检测参考信号的幅度，并将检测结果经模数转换器转成数字信号后送入微处理器；微处理器将其与标准值进行比较，以判定经过第二收发器预放大、第一收发器补偿放大后的参考信号的幅度是否与标准一致，并根据比较结果发出是否增加一级放大增益的命令；第一收发器与第二收发器通过各自的数据通讯收发器及第二对双绞线进行数据通讯；当第一收发器补偿放大后的参考信号达到标准值后，由视频开关矩阵选通视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号；第一收发器按照配置成功时的增益级别来控制多级步进可调增益加权放大器，进而在传输过程中预放大和补偿视频信号的损耗；收发器的视频输入输出阻抗匹配电路则将接收到的视频信号输出且将需发送的视频信号端接匹配后送到视频开关矩阵。

采用上述方案后，本发明在现有传输系统的基础上增加设置一参考信号发生器，当需要传输视频信号前，首先控制参考信号发生器向接收器发送参考信号，由微处理器将信号幅度检测器检测到的幅度与标准值进行比较，如果检测到的幅度小于标准值，则通过数据通讯收发器发送命令给发送器，要求发送器对发送的参考信号进行加一级的预放大，直至接收器检测到的参考信号幅度达到标准值，然后再采用通过以上检测结果取得的多级步进可调增益视频加权放大器的放大参数来传输视频信号，实现对视频传输的传输损耗进行自动大于补偿，提高接收器接收到的视频信号的信噪比，最大限度地降低失真度。

附图说明

图1是一种现有视频传输系统的结构示意图；

图2是另一种现有视频传输系统的结构示意图；

图3是再一种现有视频传输系统的结构示意图；

图4是本发明一种实施例的结构框图；

图5是本发明另一种实施例的结构框图；

图6是图4与图5中单端视频转差分输出电路与差分视频输入转单端电路的具体连接电路图；

图7是图4与图5中多级步进可调增益视频加权放大器的电路图；

图8是本发明再一种实施例的结构框图；

图9是图8中半双工视频传输单端转差分电路的电路结构示意图；

图10是本发明一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

首先参考图10所示，是本发明一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法的流程示意图，其包括如下步骤：

一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法，包括以下步骤：

(1)在进行视频信号传输前，发送器先发出参考信号，在对其进行最小加权增益后发送至接收器；

(2)接收器接收到参考信号后，首先对其进行信号幅度检测，并与标准值进行比较，若参考信号的幅度小于标准值，则进入步骤(3)，否则进入步骤(6)；

(3)接收器向发送器发出加权指令，发送器对参考信号进行加一级的预放大后再次送入接收器；

(4)检查此时发送器对参考信号的加权增益是否已达到最大值，若已达到最大增益，则进入步骤(5)，否则转入步骤(3)；

(5)接收器对参考信号再进行加一级的加权增益，重复步骤(2)；

(6)接收器向发送器发出不必加权的指令，发送器接收到指令后，记录此时对参考信号的加权量级；

(7)发送器根据记录的加权量级对视频信号进行加权后，发送至接收器。

参考图4所示，是本发明一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统的基本结构框图，其包括一发送器、两对双绞线和一接收器。实现视频信号从发送器A到接收器B的单向传输，并通过自动预放大和补偿实现对传输损耗的补偿，并保证优良的传输的抗干扰性能。

发送器A包括至少一路视频输入阻抗匹配电路11、多级步进可调增益视频加权放大器14、参考信号发生器12、多路选择开关13、微处理器(MicroController Unit，MCU)16和数据通讯收发器17；至少一路视频输入阻抗匹配电路11与参考信号发生器12分别与多路选择开关13连接，由多路选择开关13选择确认某一路视频信号或参考信号的输入(其中视频信号可以是复合视频信号、模拟RGB信号、S Video或YpbPr)；多路选择开关13将选通的信号送入多级步进可调增益视频加权放大器14，经其进行加权处理后通过一对双绞线10传送至接收器，其中，多级步进可调增益视频加权放大器14的电路连接图参考图7所示，其由视频放大器、多路模拟选择开关及阻容网络组成，在本实施例中，多路模拟选择开关采用低导通电阻高带宽的8选1MUX(Multiplexer)，可实现最多8级增益可调，而每级增益所对应的补偿网络分别为Z0、Z1、Z2、......、Z7，该补偿网络可根据不同双绞线的衰减特性来设计；而为了获得良好的带宽、增益、相位裕量等性能，其中的U1可选用电流反馈型视频运放；数据通讯收发器17通过双绞线20与接收器进行通讯，并将接收到的加权命令送入微处理器16；微处理器16根据数据与/或命令，控制多级步进可调增益视频加权放大器14的增益级别，对参考信号或视频信号进行特定的加权预放大。

接收器B包括至少一路视频输出阻抗匹配电路23、信号幅度检测器24、微处理器26和数据通讯收发器25；接收器B通过上述双绞线10接收来自发送器A视频信号或参考信号，并送至视频输出阻抗匹配电路23进行阻抗匹配驱动输出，同时送至信号幅度检测器24，由其检测参考信号的幅度，并将参考信号的幅度经模数转换器27进行A/D转换后送入微处理器26；微处理器26将参考信号的幅度与标准值进行比较，并根据比较结果等信息，由数据通讯收发器25通过另一对双绞线20向接收器B发送数据与/或命令

本发明在传输视频信号前，先进行预放大于补偿的自动配置。发送器A首先将参考信号发生器12发出参考信号，经由多路选择开关13选通后进入多级步进可调增益视频加权放大器14，在初始发送时，该多级加权放大器的可调增益初始值为最小(即为1，对参考信号不进行放大)，再经双绞线10输送至接收器B。接收器B接收到的参考信号进入信号幅度检测器24，信号幅度检测器24将接收到的参考信号的幅度检测出来，再经模数转换器27量化为数字量，再送入微处理器26后，与标准值进行比较；若参考信号的幅度小于标准值，则微处理器26发出要求发送器加大加权加权预放大增益的指令，经由数据通讯收发器25、双绞线20发送至发送器A。发送器A的微处理器16通过数据通讯收发器17接收到来自接收器B的指令，控制多级步进可调增益视频加权放大器14加大一级增益，将参考信号进行加大一级增益的预放大后再送给接收器B，接收器B再次检测接收到的参考信号的幅度，如果幅度还是小于标准值，则再要求发送器A加大加权预放大的增益，直到检测到接收的参考信号达到标准值要求。当接收器B检测到参考信号达到标准值要求后，将通过数据通讯接收器25发送预放大于补偿配置成功的指令给发送器A，此时，微处理器微处理器16与微处理器26分别保存当前的增益值作为以后传输视频信号时的预放大于补偿的增益级别。这样就成功地完成了预放大于补偿的自动配置。如果发送器A的增益级调到最大值，仍无法使检测值达到标准值，发送器A与接收器B将通过指示灯或显示屏指示自动配置错误。

自动配置成功后，发送器A就可以开始发送需传输的视频信号了。再传输视频信号时，发送器A将自动配置成功时保存的增益级别来控制多级步进可调增益视频加权放大器14，这样视频信号在传输中的损耗通过适当的预放大于补偿放大得以补偿，这将保证接收器B的视频输出阻抗匹配电路23可输出幅度上无损耗的视频信号，即有效地补偿了视频信号在传输过程中的损耗。

为了进一步提高视频信号传输中的自动补偿，本实施例中的接收器B还连接有一多级步进可调增益视频加权放大器22，其连接在接收器的前端，并受微处理器26的控制；由发送器A发送的参考信号或视频信号通过双绞线10首先进入多级步进可调增益视频加权放大器22，该加权放大器得可调增益初始值为最小(即为1，对参考信号或视频信号不进行放大)，在发送器A发送参考信号时，如果发送器A的加权预放大增益达到最大(即为8，对参考信号进行最大增益级的预放大)时，接收器B的检测值仍小于标准值，接收器B的微处理器26控制多级步进可调增益视频加权放大器22进行加大一级增益的补偿放大，再检测经补偿放大的参考信号幅度值，如果幅度还是小于标准值时，则控制多级步进可调增益视频加权放大器22再增加一级增益，直至检测到幅度达到标准值要求。

为了提高本发明的抗干扰性能，本实施例中的发送器还包括一单端视频转差分输出电路15，连接在多级步进可调增益视频加权放大器14与双绞线10之间，而接收器中包括一差分视频输入转单端电路21，连接在双绞线10与多级步进可调增益视频加权放大器22之间，参考图6所示，单端视频转差分输出电路15与差分视频输入转单端电路21，其均是由视频放大器和电阻网络组成。当采用5类线或超4类线作为传输媒介时，电路的差分输出阻抗与差分输入阻抗均为100Ω，易知其与双绞线的特征阻抗匹配，可确保最佳的信号传输质量。特别地，U3、U4、U5可选用电流反馈型视频运放，以获得良好的视频输出驱动能力及带宽。

通过以上发送器端的预放大作为补偿传输损耗的优先措施，当预放大不足以补偿传输损耗时，再启用接收器端的补偿放大，进一步补偿传输损耗，并且把单端视频信号转换成抗共模干扰特性较好的差分信号在双绞线上传输，此策略有效地提高了视频信号传输中的抗干扰能力。

为了提高本发明的实用性，参考图5所示，是将前述实施例中的发送器和接收器相对复合在一起，这就形成了一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统的一种衍生结构，此结构中的两个收发器之间就可实现双向视频传输。具体来说，其包括二结构相同的收发器30、40及连接在二者之间的至少三根双绞线501、502、503。

以收发器30为例，其至少包括视频输入输出阻抗匹配电路301、参考信号发生器302、多路选择开关或视频开关矩阵303(本实施例中所使用)、多级步进可调增益视频加权放大器304、单端视频转差分输出电路308、信号幅度检测器309、模数转换器300、微处理器306及数据通讯收发器307。

视频开关矩阵303分别与视频输入输出阻抗匹配电路301、参考信号发生器302、多级步进可调增益视频加权放大器304、差分视频输入转单端电路305、单端视频转差分输出电路308及信号幅度检测器309连接，其中，视频输入输出阻抗匹配电路301既可以将需发送的视频信号接入，也可以输出接收到的视频信号。需发送的视频信号接入后，经视频开关矩阵303选通至多级步进可调增益视频加权放大器304进行预放大，再经视频开关矩阵303选通至单端视频转差分输出电路308转换成差分信号后输出，再经双绞线502发送到另一收发器40。差分视频输入转单端电路305通过双绞线501接收来自另一收发器40的视频信号，转换成单端信号后，经多路选择开关或视频开关矩阵303选通至多级步进可调增益视频加权放大器304进行补偿放大，再多路选择开关或视频开关矩阵303选通至视频输入输出阻抗匹配电路301最终输出。

在预放大于补偿自动配置时，参考信号发生器302产生的参考信号经由视频开关矩阵303选通送至多级步进可调增益视频加权放大器304进行预放大，再经视频开关矩阵303选通送至单端视频转差分输出电路308转换成差分信号后输出到另一收发器40，同样地，也通过差分视频输入转单端电路305接收来自另一收发器40的参考信号，经视频开关矩阵303选通送至信号幅度检测器309，检测出来的幅度值经模数转换器300量化后，送到微处理器306。由于此实施例中涉及多个信号通路的选通，视频开关矩阵303可以选用宽带模拟开关矩阵芯片来实现，还可使用继电器阵列、多个多路选择开关组合。为简化电路设计，可优先选用宽带模拟开关矩阵芯片。

此实施例中，收发器30(或40)是签署实施例中发送器A与接收器B的复合。发送器A与接收器B均包含微处理器与数据通讯收发器，两者复合维收发器30(或40)时，微处理器与数据通讯收发器可合共用，即只需要一个微处理306与一个数据通讯收发器307即可。

数据通讯收发器307用于与收发器40的通信，一方面将微处理器306的指令传输至收发器40，另一方面，在将参考信号发送到收发器40进行预放大处理时，还接收来自收发器40的加权指令，此处与前述发送器中数据通讯收发器17的作用相同，故不再赘述。

具体连接时，双绞线501用于将收发器40的视频信号或参考信号传输经视频开关矩阵409选通后传送至收发器30；的视频开关矩阵303，双绞线502用于将收发器30的视频信号或参考信号经视频开关矩阵303选通后传输传送至收发器40；的视频开关矩阵409，而双绞线503连接在数据通讯收发器307与数据通讯收发器405之间，实现二者的数据或指令信息传输。

由于本实施例的工作过程与前述实施例中单向单工的工作原理相同，故不再赘述。

再请参考图8所示，其是一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统的另一种衍生结构，其将上述一种衍生结构中的收发器30中的差分视频输入转单端电路305与单端视频转差分输出电路308进行复合，形成半双工视频传输单端转差分电路605。半双工视频传输单端转差分电路605连接在视频开关矩阵603与双绞线601之间，可半双工地双向传输视频信号或参考信号，并由微处理器606控制其对信号的转换方向。半双工视频传输单端转差分电路605同时还实现差分信号与单端信号之间的转换。在一些不需要同时双向传输视频信号的应用场合，可采用此衍生结构的收发器60进行半双工地双向视频信号传输，此结构中一对双绞线601可用来传输从收发器60到收发器70的视频信号，也可用来传输从收发器70到收发器60的视频信号，相比较上一种衍生结构的系统而言，每传输一对收发双向视频信号可节省一对双绞线，这样可减小线材的使用。请同时参考图9所示的半双工视频传输单端转差分电路的电路结构示意图，可知其还包括一对收发开关SW1与SW2，该收发开关SW1与SW2均受微处理器606的控制，根据工作情况，确定此时收发器60处于接收信号或发送信号的状态，并控制收发开关SW1与SW2的启闭，保证信号传输的畅通；另外，U6、U7、U8均可选用电流反馈型视频运放，以获得良好的视频输出驱动能力及带宽。

综上所述，本发明一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，重点在于增设参考信号发生器12以及发送器A的微处理器16数据通讯收发器17与接收器B的微处理器26、数据通讯收发器25，在进行视频传输前，首先由参考信号发生器12向接收器B发送参考信号，经接收器B中的微处理器26对其与标准值进行比较，并依据该比较结果向发送器A发出指令，控制多级步进可调增益视频加权放大器14对参考信号进行不同增益级别的加权放大，直至接收器B接收到的参考信号幅度达到标准值，通过以上动作，可获得合适的增益级别配置未传输视频信号。在用参考信号对增益级别进行配置中，发送器A与接收器B必须通过其微处理器与数据通讯收发器进行通讯，即指令的传输。配置完成后，再采用配置好的增益级别来进行视频信号的传输，这样可保证视频信号传输过程中视频损耗的补偿，提高接收器接收到的视频信号的信噪比，最大限度地降低失真度。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在传输视频信号前，发送器发出参考信号，对其进行最小量级加权预放大后发送至接收器；

(2)接收器接收到参考信号后，对其进行信号幅度检测，并与标准值进行比较，若参考信号的幅度小于标准值，则进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；

(3)接收器向发送器发出增加放大级的指令，发送器对参考信号进行加一级加权预放大后再次送入接收器，重复步骤(2)；

(4)接收器向发送器发出不必增加放大级的指令，发送器记录此时对参考信号的加权预放大量级；

(5)发送器根据记录的加权预放大量级对视频信号进行加权预放大后，发送至接收器。

2.如权利要求1所述的一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输方法，其特征在于：执行所述步骤(3)后，若接收器接收到的参考信号的幅度仍然小于标准值，并且发送器对参考信号的加权预放大量级已经达到最大，则接收器向发送器发出不必增加放大级的指令，并且由接收器对参考信号进行增加一级的加权补偿放大，直至参考信号不小于标准值；此时接收器给发送器发送预放大与补偿配置成功的指令，发送器与接收器分别记录此时的加权预放大与加权补偿放大量级；此后，发送器以记录的加权预放大量级对视频信号进行预放大后，再发送给接收器，而接收器则以记录的加权补偿放大量级对视频信号进行加权补偿放大。

3.一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，其特征在于：包括一发送器、两对双绞线和一接收器，其中，发送器中包括至少一路视频输入阻抗匹配电路，而接收器中包括至少一路视频输出阻抗匹配电路；

发送器还包括多级步进可调增益视频加权放大器、参考信号发生器、多路选择开关、单端视频转差分输出电路、微处理器和数据通讯收发器；视频输入阻抗匹配电路与参考信号发生器均连接至多路选择开关；由多路选择开关选通参考信号发生器产生的参考信号或视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号；被选通的参考信号或视频信号经由多级步进可调增益视频加权放大器进行加权预放大处理后，再经由单端视频转差分输出电路后输出，然后经由第一对双绞线发送至接收器；而发送器的数据通讯收发器则通过第二对双绞线与接收器进行数据通讯；

接收器还包括信号幅度检测器、模数转换器、差分视频输入转单端电路、多级步进可调增益视频加权放大器、微处理器和数据通讯收发器，接收器从第一对双绞线接收到参考信号或视频信号，经过差分视频输入转单端电路后，经多级步进可调增益视频加权放大器补偿放大后，送入信号幅度检测器与视频输出阻抗匹配电路；信号幅度检测器负责检测参考信号的幅度，并将检测结果经模数转换器转成数字信号后送入微处理器；微处理器将其与标准值进行比较，以判定经过发送器预放大、接收器补偿放大后的参考信号的幅度是否与标准一致，并根据比较结果发出是否增加一级放大增益的命令；接收器与发送器通过各自的数据通讯收发器经由第二对双绞线进行数据通讯；视频输出阻抗匹配电路则将接收到的视频信号输出；当接收器检测到参考信号达到标准值后，将通过自身数据通讯收发器发送预放大与补偿配置成功的指令，由多路选择开关选通视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号并开始传输；发送器按照配置成功时的增益级别来控制多级步进可调增益加权放大器，进而在传输过程中预放大和补偿视频信号的损耗。

4.如权利要求3所述的一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，其特征在于：所述双绞线为5类线或超5类线。

5.一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，其特征在于：包括二结构相同的收发器及三对双绞线，其中，每个收发器均包括至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、视频开关矩阵、多级步进可调增益视频加权放大器、差分视频输入转单端电路、单端视频转差分输出电路、微处理器、信号幅度检测器、模数转换器和数据通讯收发器；其中多级步进可调增益视频加权放大器包括两路，一路用于发送方向的参考信号或视频信号的预放大，另一路用于接收方向的参考信号或视频信号的补偿放大；

视频开关矩阵分别与至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、多级步进可调增益视频加权放大器及差分视频输入转单端电路、单端视频转差分输出电路、信号幅度检测器连接，对输入输出信号进行开关切换；

第一收发器中的视频开关矩阵将参考信号发生器产生的参考信号或从视频输入输出阻抗匹配电路输出的视频信号切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至单端视频转差分输出电路；视频开关矩阵也将从第二收发器发送的参考信号或视频信号，经由差分视频输入转单端电路接收后切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至视频输入输出阻抗匹配电路与信号幅度检测器；其中，第一收发器的单端视频转差分输出电路负责将参考信号或视频信号转换成差分信号后通过第一对双绞线发送至第二收发器，所述第一收发器的差分视频输入转单端电路负责将从所述第二收发器经由第二对双绞线发送的参考信号或视频信号转换成单端信号后送到视频开关矩阵；

上述第一收发器的信号幅度检测器负责检测参考信号的幅度，并将检测结果经模数转换器转成数字信号后送入微处理器；微处理器将其与标准值进行比较，以判定经过第二收发器预放大、第一收发器补偿放大后的参考信号的幅度是否与标准值一致，并根据比较结果发出是否增加一级放大增益的命令；第一收发器与第二收发器通过各自的数据通讯收发器及第三对双绞线进行数据通讯；当第一收发器检测到参考信号达到标准值后，将通过自身数据通讯收发器发送预放大与补偿配置成功的指令，由视频开关矩阵选通视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号；第一收发器按照配置成功时的增益级别来控制多级步进可调增益加权放大器，进而在传输过程中预放大和补偿视频信号的损耗；

收发器的视频输入输出阻抗匹配电路则将接收到的视频信号输出且将需发送的视频信号端接匹配后送到视频开关矩阵。

6.一种自动预放大和补偿的双绞线视频传输系统，其特征在于：包括二结构相同的收发器及两对双绞线，其中，每个收发器均包括至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、视频开关矩阵、半双工视频传输单端转差分电路、多级步进可调增益视频加权放大器、微处理器、信号幅度检测器、模数转换器和数据通讯收发器；

视频开关矩阵分别与至少一路视频输入输出阻抗匹配电路、参考信号发生器、多级步进可调增益视频加权放大器及半双工视频传输单端转差分电路连接，并对输入输出信号进行开关切换；

第一收发器中的视频开关矩阵将参考信号发生器产生的参考信号或从视频输入输出阻抗匹配电路输出的视频信号切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至半双工视频传输单端转差分电路；视频开关矩阵也将从第二收发器发送的参考信号或视频信号，经由半双工视频传输单端转差分电路接收后切换至多级步进可调增益视频加权放大器的输入，将多级步进可调增益视频加权放大器的输出切换至视频输入输出阻抗匹配电路与信号幅度检测器；

半双工视频传输单端转差分电路能够通过所述两对双绞线中的一对双绞线发送或接收信号，但在同一时刻，只能发送信号或接收信号；在微处理器的控制下，处于发送状态时，第一收发器的半双工视频传输单端转差分电路负责将参考信号或视频信号转换成差分信号后通过第一对双绞线发送至第二收发器的半双工视频传输单端转差分电路；在微处理器的控制下，处于接收状态时，所述第一收发器的半双工视频传输单端转差分电路接收从第二收发器的半双工视频传输单端转差分电路经由第一对双绞线发送的参考信号或视频信号，并转换成单端信号后送到视频开关矩阵；

上述第一收发器的信号幅度检测器负责检测参考信号的幅度，并将检测结果经模数转换器转成数字信号后送入微处理器；微处理器将其与标准值进行比较，以判定经过第二收发器预放大、第一收发器补偿放大后的参考信号的幅度是否与标准一致，并根据比较结果发出是否增加一级放大增益的命令；第一收发器与第二收发器通过各自的数据通讯收发器及第二对双绞线进行数据通讯；当第一收发器补偿放大后的参考信号达到标准值后，由视频开关矩阵选通视频输入阻抗匹配电路输出的视频信号；第一收发器按照配置成功时的增益级别来控制多级步进可调增益加权放大器，进而在传输过程中预放大和补偿视频信号的损耗；

收发器的视频输入输出阻抗匹配电路则将接收到的视频信号输出且将需发送的视频信号端接匹配后送到视频开关矩阵。

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