CN102523368A - 一种信号传输自动增益方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于信号传输领域，具体涉及一种信号传输自动增益方法及装置。包括相互连接的信号源端和信号采集端，所述方法包括如下步骤：根据信号源端发送的若干路基准信号按周期性频率触发产生周期性测试信号T和同步时钟信号；将周期性测试信号T传输至信号采集端并返回产生环回测试信号R；将周期性测试信号T和环回测试信号R进行比较得到自动增益系数;利用自动增益系数对若干路基准信号进行增益预加重得到若干路预加重信号；利用同步时钟信号对若干路预加重信号进行同步处理后输出传输给信号采集端。本发明自动为传输信号提供增益，克服经传输后信号失真问题，确保经传输后信号强度仍然保持发送前原始信号强度。

Description

一种信号传输自动增益方法及装置

技术领域

本发明属于信号传输领域，具体涉及一种信号传输自动增益方法及装置。

背景技术

目前模拟视频信号应用存在长距离20m传输后或高带宽传输后容易出现信号衰减造成信号在终端显示失真，特别是超长距离输出后其质量更不可靠，如要使其恢复显示质量，需要手动繁琐的设置，并且有时还需借助其它信号恢复设备使其矫正，给用户、工程人员、维护人员及销售推广人员等带来了极大的不便。

　　如rgb信号，计算机模拟信号的组成中的一种，其包括红、绿、蓝三基色和行、场同步信号。rgb信号接口是对一种颜色进行编码的方法，统称为色域。世界上任何一种颜色的"色域"都可定义成一个固定的数字或变量。rgb（红、绿、蓝）只是众多颜色空间的一种，采用这种编码方法，每种颜色都可用三个变量来表示：红色、绿色以及蓝色的强度。

由于过去VGA应用传输的距离非常短，而实际工程中为了传输更远的距离，所以把VGA线拆开将rgbhv（即：红、绿、蓝、行、场）五种信号分离出来，分别用五根同轴电缆传输（通常采用五芯同轴线缆），这种传输方式叫rgb传输，习惯上这种信号也叫rgb信号。目前rgb应用一般多是通过5根BNC对BNC接口线连接，如下如图1所示；

rgb信号在20米内传输图像质量还是基本有保障的，但如通过更长距离又或传输高带宽（1650*1050以上）的信号时，其在线缆传输长度、传输介质和环境干扰等因素导致信号质量失真、亮度对比度等细节变化不灵敏等，通常表现有以下缺点：

1、       r/g/b成像一致性变差，图像显示不细腻、文件显示不完整等；

2、       噪点增多，特别是放大时，更影响感受质量；

3、       图像扭曲，行场位置不成比例显示，特别在不同应用方式中容易产生黑边且不容易消除；

4、       高频严重，严重时图像没有显示导致黑屏。

如图2所示，为rgb信号超过20m远程传输后在信号采集端获取的信号成像眼图失真抓取的效果图。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种自动为传输信号提供增益，克服经传输后信号失真问题，确保经传输后信号强度仍然保持发送前原始信号强度的信号传输自动增益方法。

本发明还提供一种自动为传输信号提供增益，克服经传输后信号失真问题，确保经传输后信号强度仍然保持发送前原始信号强度的信号传输自动增益装置。

为解决上述技术问题，本发明的第一个发明目的是实现一种信号传输自动增益方法，其采用的技术方案如下：

一种信号传输自动增益方法，包括相互连接的信号源端和信号采集端，所述方法包括如下步骤：

根据信号源端发送的若干路基准信号按周期性频率触发产生周期性测试信号T和同步时钟信号；

将周期性测试信号T传输至信号采集端并返回产生环回测试信号R；

将周期性测试信号T和环回测试信号R进行比较得到自动增益系数；

利用自动增益系数对若干路基准信号进行增益预加重得到若干路预加重信号；

利用同步时钟信号对若干路预加重信号进行同步处理后输出传输给信号采集端。

本技术方案利用基准信号进行触发和测试获得其周期性测试信号T和环回测试信号R，将周期性测试信号T和环回测试信号R进行比较为在线缆上传输期间出现的信号强度衰减提供自动增益系数进行补偿，使信号源端的信号传输到信号采集端变成正常频率、正常强度波形的信号。

上述方案中，所述自动增益系数是根据周期性测试信号T和环回测试信号R的信号强度进行计算的，其具体计算公式为：

Ax=20lgRx/Tx (dB),

其中Tx为某一路基准信号X触发产生的周期性测试信号T的信号强度，Rx为根据周期性测试信号获得的环回测试信号，Ax 为根据某一路基准信号X所获得的自动增益系数，20为计算公式标准常数。

上述方案中，Rx信号强度为环回测试信号R的信号电压Ui或者信号电流Ii，Tx信号强度为周期性测试信号T的信号电压Uo或者信号电流Io，自动增益系数的具体计算公式为：

Ax=UAx=20lgUi/Uo(dB)或者Ax=IAx=20lgIi/Io(dB)。

上述方案中，所述预加重信号的信号电压为Ux’=Ux（1+2 UAx），预加重信号的信号电流为Ix’=Ix（1+ 2IAx）,其中Ux 、Ix分别为某一路基准信号X的信号电压和信号电流。

上述方案中，所述若干路基准信号为rgb信号的红、绿、蓝三基色信号和行、场同步信号。

 

本发明的第二个发明目的是实现一种信号传输自动增益装置，其采用的技术方案如下：

一种信号传输自动增益装置，包括：

设置在信号源端，用于产生周期性测试信号T、同步时钟信号、环回测试信号R并生成自动增益系数的调节控制装置；

设置在信号源端，用于对信号源端的基准信号进行增益预加重和同步处理的预加重装置；

给调节控制装置和预加重装置提供电源的电源装置；

预加重装置与调节控制装置连接，电源装置分别与调节控制装置、预加重装置连接；

预加重装置的信号输入端口与信号源端的信号输出端口连接，预加重装置的信号输出端口与信号采集端的信号输入端口连接，信号源端的信号输出端口还与调节控制装置连接，调节控制装置还与信号采集端通过环回电路连接。

本技术方案中，调节控制装置接收和发送触发基准信号并周期性输出自动增益系数、同步时钟信号，预加重装置支持信号的输入、信号的输出，并根据调节控制装置的自动增益系数和同步时钟信号对基准信号进行处理后输出到信号采集端。

上述方案中，所述信号源端的信号输出端口为rgb信号接口。预加重装置根据自动增益系数分别对r、g、b、h、v 5信号进行增益预加重处理，使预加重装置输出的信号能量提高后传输至信号采集端。

上述方案中，所述预加重装置的信号输入端口、调节控制装置均通过5芯同轴线缆与信号源端的信号输出端口连接，预加重装置的信号输出端口通过5芯同轴线缆与信号采集端的信号输入端口连接。

上述方案中，所述环回电路为2芯同轴线缆，其通过环接方式与信号采集端连接。

上述方案中，所述5芯同轴线缆、2芯同轴线缆均为相同介质参数的同轴线缆。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

1、通过对信号源端的信号输入进行预加重处理，使信号通过远程传输或者高宽带传输后到达信号采集端的信号质量与信号源端保持一致，克服了信号采集端采集到的信号图像失真的问题；

2、由于该装置设置在信号源端，信号在传输前就预处理好了，故大大降低信号采集端对信号处理的难度和复杂度，可降低人力调试信号操作的繁琐度。

3、实际应用中，可减低外配长线驱动增益器的费用，使工程施工更整齐，维护更方便。

4、该发明可用于各种信号长距离、复杂地理环境中使用的特种线缆，并且随着环境的不同和应用方式的不同，自动、适时计算增益系数使其达到信号效果质量最佳的显示。

附图说明

图1 为现有技术中信号传输的结构示意图；

图2 为现有技术中rgb信号超过20m远程传输后在信号采集端获得的信号图像眼图失真抓取效果图；

图3为本发明中一种信号传输自动增益装置的结构示意图；

图4为本发明中一种信号传输自动增益方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图3所示，为本发明中一种信号传输自动增益装置的结构示意图，包括预加重装置3、调节控制装置4和电源装置5；

调节控制装置4设置在信号源端1，用于产生周期性测试信号T、同步时钟信号、环回测试信号R并生成自动增益系数；预加重装置3与调节控制装置4连接，信号源端1的信号输出端口通过5芯同轴线缆与调节控制装置3连接，调节控制装置3还与信号采集端2通过由2芯同轴线缆组成的环回电路51连接。调节控制装置4根据信号源端1的基准信号按周期性频率循环利用其中一路基准信号作为触发信号触发产生周期性测试信号T，再根据周期性信号T获取环回测试信号R以获取周期性的自动增益系数； 

预加重装置3设置在信号源端1，用于对信号源端1的基准信号进行增益预加重和同步处理；预加重装置4的信号输入端口通过5芯同轴线缆与信号源端1的信号输出端口连接，预加重装置4的信号输出端通过5芯同轴线缆与信号采集端2的信号输入端口连接，预加重装置3支持信号的输入、信号的输出，信号源端1的信号输出端口为rgb信号接口，预加重装置3根据调节控制装置4的自动增益系数分别对r、g、b、h、v 5个信号进行增益预加重处理，在利用调节控制装置4的同步时钟信号进行同步处理，使预加重装置3输出的信号能量提高后传输至信号采集端2。

5芯同轴线缆、2芯同轴线缆均为相同介质参数的同轴线缆。

电源装置5提供5v电源，用于给调节控制装置4和预加重装置3提供电源；电源装置5分别与调节控制装置4、预加重装置3连接；

实施例2

如图4所示，为本发明中一种信号传输自动增益方法的流程图，包括相互连接的信号源端1和信号采集端2，所述方法包括如下步骤：

（S1）根据信号源端1发送的若干路基准信号按周期性频率触发产生周期性测试信号T和同步时钟信号；若干路基准信号为rgb信号的红、绿、蓝三基色信号和行、场同步信号，红、绿、蓝三基色信号和行、场同步信号一共五个信号的频率分时作为周期性频率触发产生周期性测试信号T和同步时钟信号；

（S2）将周期性测试信号T传输至信号采集端2并返回产生环回测试信号R；

（S3）将周期性测试信号T和环回测试信号R进行比较得到自动增益系数；将周期性测试信号T和环回测试信号R进行比较为在线缆上传输期间出现的信号强度衰减提供自动增益系数进行补偿，使信号源端的信号传输到信号采集端变成正常频率、正常强度波形的信号；

自动增益系数是根据周期性测试信号T和环回测试信号R的信号强度进行计算的，其具体计算公式为：

Ax=20lgRx/Tx (dB),

其中Tx为根据r、g、b、h、v五路基准信号中的其中一路基准信号X触发产生的周期性测试信号T的信号强度，Rx为根据该周期性测试信号T获得的环回测试信号，Ax 为根据Tx和Rx所获得的自动增益系数，20为计算公式标准常数；

当Rx信号强度为环回测试信号R的信号电压Ui，Tx信号强度为周期性测试信号T的信号电压Uo时，自动增益系数的具体计算公式为：

Ax=UAx=20lgUi/Uo(dB)；

当Rx信号强度为环回测试信号R的信号电流Ii，Tx信号强度为周期性测试信号T的信号电流Io时，自动增益系数的具体计算公式为：

Ax=IAx=20lgIi/Io(dB)；

（S4）利用自动增益系数对若干路基准信号进行增益预加重得到若干路预加重信号；进行预加重处理时，可保持信号测试频率不变，而将信号电压、信号电流预加重，根据上述计算得到自动增益系数，可以得到预加重信号的信号电压为Ux’=Ux（1+2 UAx），预加重信号的信号电流为Ix’=Ix（1+ 2IAx）,其中Ux 、Ix分别为r、g、b、h、v五路基准信号中的其中一路基准信号X的信号电压和信号电流； 

（S5）利用同步时钟信号对若干路预加重信号进行同步处理后输出传输给信号采集端2。

Claims (10)

1.一种信号传输自动增益方法，包括相互连接的信号源端和信号采集端，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

根据信号源端发送的若干路基准信号按周期性频率触发产生周期性测试信号T和同步时钟信号；

将周期性测试信号T传输至信号采集端并返回产生环回测试信号R；

将周期性测试信号T和环回测试信号R进行比较得到自动增益系数；

利用自动增益系数对若干路基准信号进行增益预加重得到若干路预加重信号；

利用同步时钟信号对若干路预加重信号进行同步处理后输出传输给信号采集端。

2.根据权利要求1所述的信号传输自动增益方法，其特征在于，所述自动增益系数是根据周期性测试信号T和环回测试信号R的信号强度进行计算的，其具体计算公式为：

Ax=20lgRx/Tx (dB),

其中Tx为某一路基准信号X触发产生的周期性测试信号T的信号强度，Rx为根据周期性测试信号获得的环回测试信号，Ax 为根据某一路基准信号X所获得的自动增益系数，20为计算公式标准常数。

3.根据权利要求2所述的信号传输自动增益方法，其特征在于，所述Rx信号强度为环回测试信号R的信号电压Ui或者信号电流Ii，Tx信号强度为周期性测试信号T的信号电压Uo或者信号电流Io，自动增益系数的具体计算公式为：

Ax=UAx=20lgUi/Uo(dB)或者Ax=IAx=20lgIi/Io(dB)。

4.根据权利要求3所述的信号传输自动增益方法，其特征在于，所述预加重信号的信号电压为Ux’=Ux（1+2 UAx），预加重信号的信号电流为Ix’=Ix（1+ 2IAx）,其中Ux 、Ix分别为某一路基准信号X的信号电压和信号电流。

5.根据权利要求1至4任一项所述的信号传输自动增益方法，其特征在于，所述若干路基准信号为rgb信号的红、绿、蓝三基色信号和行、场同步信号。

6.一种信号传输自动增益装置，其特征在于，包括：

设置在信号源端，用于产生周期性测试信号T、同步时钟信号、环回测试信号R并生成自动增益系数的调节控制装置；

设置在信号源端，用于对信号源端的基准信号进行增益预加重和同步处理的预加重装置；

给调节控制装置和预加重装置提供电源的电源装置；

预加重装置与调节控制装置连接，电源装置分别与调节控制装置、预加重装置连接；

预加重装置的信号输入端口与信号源端的信号输出端口连接，预加重装置的信号输出端口与信号采集端的信号输入端口连接，信号源端的信号输出端口还与调节控制装置连接，调节控制装置还与信号采集端通过环回电路连接。

7.根据权利要求6所述的信号测试自动增益装置，其特征在于，所述信号源端的信号输出端口为rgb信号接口。

8.根据权利要求7所述的信号测试自动增益装置，其特征在于，所述预加重装置的信号输入端口、调节控制装置均通过5芯同轴线缆与信号源端的信号输出端口连接，预加重装置的信号输出端口通过5芯同轴线缆与信号采集端的信号输入端口连接。

9.根据权利要求8所述的信号测试自动增益装置，其特征在于，所述环回电路为2芯同轴线缆，其通过环接方式与信号采集端连接。

10.根据权利要求8或9所述的信号测试自动增益装置，其特征在于，所述5芯同轴线缆、2芯同轴线缆均为相同介质参数的同轴线缆。

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