CN103326249A - 一种监控摄像机用的多功能电源箱 - Google Patents

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李桂华
曹永平
张柯
周秋平
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Abstract

本发明涉及一种监控摄像机用的多功能电源箱,包括电源输入端模块、变压器、稳压电路模块、电源输出端模块、供电电路模块、差分信号放大电路模块、视频信号输入端模块、保护电路模块以及差分信号输出端模块,所述的电源输入端模块通过变压器与所述的稳压电路模块电性连接,所述的稳压电路模块分别与所述的电源输出端模块和供电电路模块电性连接,所述的差分信号放大电路模块分别与所述的供电电路模块、视频信号输入端模块以及保护电路模块电性连接,所述的保护电路模块与所述的差分信号输出端模块电性连接。通过上述方式,本发明具有供电电路结构简单,实现成本低,抗干扰能力强的优点,满足视频信号用双绞线进行长距离传输的要求。

Description

一种监控摄像机用的多功能电源箱
 
技术领域
本发明涉及监控摄像机的领域,特别是涉及一种监控摄像机用的多功能电源箱,是一种集摄像机供电、双绞线视频传输、防水、防雷的多功能前端一体箱。
背景技术
随着保安意识的加强,监控摄像机应用于生活的各个方面越来越多,在整个监控系统中,视频图像的传输是十分重要的环节,在工业电视系统中,通常是用同轴电缆传输视频信号,但系统成本较高,铺设麻烦。由于同轴电缆自身的特性,当视频信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减,而且各频率分量衰减量相差很大,特别是色彩部分衰减最大,因此同轴电缆只适合于传输距离200米左右的视频。而光纤是为了解决远距离的视频信号传输而使用的。由于光纤整体传输系统价格太高,光纤铺设、连接需要专门设备,并且安装调试困难,故障难找,损坏不易维修等缺陷,对于2000米以内近距离视频传输而言,光纤并不是一个很好的选择。所以寻求一种经济、传输质量高、传输距离远的解决方案十分必要。
双绞线满足了上述的要求,但是视频信号在双绞线中传输时,由于各种损耗,信号功率,传输距离越远,信号频率越高衰减越大,经过一定距离的传输视频图像就会变得不清晰,尤其是高频部分,表现为图像的边缘处模糊不清,整体亮度偏暗。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种监控摄像机用的多功能电源箱,解决了上述现有技术中采用双绞线进行视频信号远距离传输时视频图像不清晰的问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种监控摄像机用的多功能电源箱,包括电源输入端模块、变压器、稳压电路模块、电源输出端模块、供电电路模块、差分信号放大电路模块、视频信号输入端模块、保护电路模块以及差分信号输出端模块,所述的电源输入端模块通过变压器与所述的稳压电路模块电性连接,所述的稳压电路模块分别与所述的电源输出端模块和供电电路模块电性连接,所述的差分信号放大电路模块分别与所述的供电电路模块、视频信号输入端模块以及保护电路模块电性连接,所述的保护电路模块与所述的差分信号输出端模块电性连接。
在本发明一个较佳实施例中,所述的电源输入端模块输入的电压为220V。
在本发明一个较佳实施例中,所述的电源输出端模块输出的电压为12V。
在本发明一个较佳实施例中,所述的供电电路模块提供的电压为10V和5V。
在本发明一个较佳实施例中,所述的视频信号输入端模块采用双绞线进行视频信号的传输。
在本发明一个较佳实施例中,所述的稳压电路模块中的稳压电路包括并联连接的整流桥、三端稳压器、第一电容、第二电容以及第三电容,所述的第一电容并联在整流桥和三端稳压器之间,所述的第二电容和第三电容并联在三端稳压器后面。
在本发明一个较佳实施例中,所述的供电电路模块中的供电电路包括第一二极管、第二二极管、第四电容、第五电容以及第二电阻,所述的第一二极管和第二二极管进行串联连接后与所述的第二电阻进行并联连接,所述的第三电容和第五电容进行串联连接后与所述的第二电阻进行并联连接。
在本发明一个较佳实施例中,所述的差分信号放大电路模块中的差分信号放大电路包括差分信号放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第六电容,所述的差分信号放大器设置有六个接脚,包括V+脚、V-脚、FBP脚、IN+脚、REF脚以及FBN脚,所述的第三电阻串联在差分信号放大器的V+脚和FBP脚之间,所述的第四电阻串联在差分信号放大器的V-脚和FBN脚之间,所述的第五电阻串联在差分信号放大器的FBP脚和FBN脚之间,所述的第六电阻串联在差分信号放大器的N+脚和REF脚脚之间,所述的第六电容与差分信号放大器的FBP脚串联连接。
在本发明一个较佳实施例中,所述的差分信号放大器选用250MHz的差分宽带运算放大器,采用单电源供电。
在本发明一个较佳实施例中,所述的保护电路模块中的保护电路包括第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一双向二极管、第二双向二极管、第三双向二极管、第一保险管、第二保险管以及三端陶瓷放电管,所述的第三二极管和第四二极管进行串联连接后与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接,所述的第五二极管和第六二极管进行串联连接后与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接,所述的第一双向二极管VTS1和第二双向二极管进行串联连接后与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接,所述的第三双向二极管和三端陶瓷放电管分别与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接。
本发明的有益效果是:本发明的监控摄像机用的多功能电源箱,采用双绞线进行视频信号的传输,利用变压器将交流220V的电压降为交流14V,再经过稳压电路模块经过整流滤波后输出直流12V,通过差分信号放大电路模块把视频信号转变为平衡信号,差分信号放大电路模块中选用250MHz差分宽带放大器作为驱动双绞线的电路,相比分立元件电路或无源共模电感电路,具有驱动能力强,带宽高,输出信号畸变低的优点,同时采用单电源供电,相比原有的正负双电源供电,具有供电电路结构简单,实现成本低,抗干扰能力强的优点,满足视频信号用双绞线进行长距离传输的要求。
 
附图说明
图1是本发明监控摄像机用的多功能电源箱一较佳实施例的结构框图;
图2是图1中稳压电路模块的电路图;
图3是图1中供电电路模块的电路图;
图4是图1中差分信号放大电路模块的电路图;
图5是图1中保护电路模块的电路图;
附图中各部件的标记如下:U1、整流桥,U2、三端稳压器,C1、第一电容,C2、第二电容、C3第三电容、C4、第四电容、C5、第五电容、C6、第六电容,A、差分信号放大器,D1、第一二极管,D2、第二二极管,D3、第三二极管,D4、第四二极管,D5、第五二极管,D6、第六二极管,VTS1、第一双向二极管、VTS2、第二双向二极管、VTS3、第三双向二极管、PCT1、第一保险管、PCT2、第二保险管,G1、三端陶瓷放电管。
 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1,本发明提供了一种监控摄像机用的多功能电源箱,包括电源输入端模块、变压器、稳压电路模块、电源输出端模块、供电电路模块、差分信号放大电路模块、视频信号输入端模块、保护电路模块以及差分信号输出端模块,所述的电源输入端模块通过变压器与所述的稳压电路模块电性连接,所述的稳压电路模块分别与所述的电源输出端模块和供电电路模块电性连接,所述的差分信号放大电路模块分别与所述的供电电路模块、视频信号输入端模块以及保护电路模块电性连接,所述的保护电路模块与所述的差分信号输出端模块电性连接。
稳压电路模块,用于提供摄像机供电的稳压电路;
差分信号放大电路模块,把视频信号放大为差分平衡信号的差分信号放大电路;
供电电路模块,给差分信号放大器供电的供电电路;
保护电路模块,用于设备防雷、抗浪涌电压冲击的保护电路。
所述的电源输入端模块输入的电压为220V,利用变压器将交流220V的电压降为交流14V,再经过稳压电路模块经过整流滤波后电源输出端模块输出的电压为12V,所述的供电电路模块提供的电压为10V和5V,通过差分信号放大电路模块把视频信号输入端输出的视频信号转变为平衡信号。其中,所述的视频信号输入端模块采用双绞线进行视频信号的传输,利用一根五类或五类线以上非屏蔽双绞线作为传输介质,实时传输4路单色或彩色PAL、NTSC、SECAM等制式的基带视频信号。
如图2所示,稳压电路模块中的稳压电路包括并联连接的整流桥U1、三端稳压器U2、第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3,所述的第一电容C1并联在整流桥U1和三端稳压器U2之间,所述的第二电容C2和第三电容C3并联在三端稳压器U2后面。
利用变压器将交流220V的电压降为交流14V,变压器次级输出的是14V电压经整流桥U1整流,第一电容C1滤波,然后经三端稳压器U2输出恒定的12V电压,再经第二电容C2和第三电容C3滤波后输出给外接摄像机供电。
如图3所示,供电电路模块中的供电电路包括第一二极管D1、第二二极管、D2、第四电容C4、第五电容C5以及第二电阻R2,所述的第一二极管D1和第二二极管D2进行串联连接后与所述的第二电阻R2进行并联连接,所述的第四电容C4和第五电容C5进行串联连接后与所述的第二电阻R2进行并联连接。其中,所述的第一二极管D1和第二二极管D2均为稳压二极管。
由稳压电路提供的12V电压经电阻R2降压,第一二极管D1和第二二极管D2稳压,第四电容C4和第五电容C5滤波后,产生10V和5V的直流电压,供给差分信号放大电路使用。
如图4所示,差分信号放大电路模块中的差分信号放大电路包括差分信号放大器A、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第六电容C6。所述的差分信号放大器A设置有六个接脚,包括V+脚、V-脚、FBP脚、IN+脚、REF脚以及FBN脚,所述的第三电阻R3串联在差分信号放大器A的V+脚和FBP脚之间,所述的第四电阻R4串联在差分信号放大器A的V-脚和FBN脚之间,所述的第五电阻R5串联在差分信号放大器A的FBP脚和FBN脚之间,所述的第六电阻R6串联在差分信号放大器A的N+脚和REF脚脚之间,所述的第六电容C6与差分信号放大器A的FBP脚串联连接。其中,所述的差分信号放大器选用250MHz的差分宽带运算放大器,采用单电源供电。
由供电电路提供的10V和5V直流电压,10V电压接差分信号放大器的V+脚,12V负接差分信号放大器的的V-脚,5V电压接差分信号放大器的的REF脚(放大器的虚拟地)。视频信号经第六电容C6耦合至差分信号放大器的IN+脚输入,IN+脚与REF脚接第六电阻R6为75Ω的终端电阻。差分信号放大器的OUT+和OUT-脚输出差分放大信号。视频信号在双绞线中传输时,由于电阻损耗、介质损耗及辐射损耗,信号功率从进入传输线传送到负载时会衰减掉一些,且衰减量的大小与传输距离和信号频率有关,传输距离越远,信号频率越高衰减越大。经过一定距离的传输视频图像就会变得不清晰,尤其是高频部分,表现为图像的边缘处模糊不清,整体亮度偏暗。因此本发明在发射端设置一定的增益,在接收端进行频率加权补偿,即频率越低增益越低,频率越高增益越高,对不同频率呈现不同的传输特性。第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5的作用就是设定差分信号放大器的基本增益。
差分信号放大器供电没有采用标准的正负5V双电源供电,而是利用给摄像机供电的12V通过供电电路提供恒定的10V和5V直流电压供差分信号放大器。该供电电路具有结构简单,实现成本低的优点,输出信号为高电位的差分信号,共模抑制比高,可很好的抑制外界干扰信号。
由于视频传输线传输距离长且在室外,极易受来自雷电、浪涌电压的冲击,对视频监控设备造成损坏,所以对输出线设置了一定的保护电路。如图5所示,保护电路模块中的保护电路包括第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一双向二极管VTS1、第二双向二极管VTS2、第三双向二极管VTS3、第一保险管PCT1、第二保险管PCT2以及三端陶瓷放电管G1,所述的第三二极管D3和第四二极管D4进行串联连接后与所述的第一保险管PCT1和第二保险管PCT2进行并联连接,所述的第五二极管D5和第六二极管D6进行串联连接后与所述的第一保险管PCT1和第二保险管PCT2进行并联连接,所述的第一双向二极管VTS1和第二双向二极管VTS2进行串联连接后与所述的第一保险管PCT1和第二保险管PCT2进行并联连接,所述的第三双向二极管VTS3和三端陶瓷放电管G1分别与所述的第一保险管PCT1和第二保险管PCT2进行并联连接。
上述中, D3、D4、D5、D6四个二极管组成电平钳位保护, VTS1、VTS2、VTS3三个双向二极管和PCT1、PCT2两个保险管以及1个三端陶瓷放电管G1组成防雷、抗浪涌电压冲击电路。
本发明揭示的监控摄像机用的多功能电源箱,采用双绞线进行视频信号的传输,利用变压器将交流220V的电压降为交流14V,再经过稳压电路模块经过整流滤波后输出直流12V,通过差分信号放大电路模块把视频信号转变为平衡信号,差分信号放大电路模块中选用250MHz差分宽带放大器作为驱动双绞线的电路,相比分立元件电路或无源共模电感电路,具有驱动能力强,带宽高,输出信号畸变低的优点,同时采用单电源供电,相比原有的正负双电源供电,具有供电电路结构简单,实现成本低,抗干扰能力强的优点,满足视频信号用双绞线进行长距离传输的要求。
本发明提出的是双绞线传输的前端设备,双绞线属于平衡传输,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。
本发明提供的监控摄像机用的多功能电源箱配合后端的差分信号接收器,双绞线传输视频信号可以使应用,降低监控系统成本,提高抗干扰能力。本发明经过量产后,取得很好的效果,能够满足应用视频信号长距离传输的需求,因此在各种监控系统现场可广泛使用。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,包括电源输入端模块、变压器、稳压电路模块、电源输出端模块、供电电路模块、差分信号放大电路模块、视频信号输入端模块、保护电路模块以及差分信号输出端模块,所述的电源输入端模块通过变压器与所述的稳压电路模块电性连接,所述的稳压电路模块分别与所述的电源输出端模块和供电电路模块电性连接,所述的差分信号放大电路模块分别与所述的供电电路模块、视频信号输入端模块以及保护电路模块电性连接,所述的保护电路模块与所述的差分信号输出端模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的电源输入端模块输入的电压为220V。
3.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的电源输出端模块输出的电压为12V。
4.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的供电电路模块提供的电压为10V和5V。
5.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的视频信号输入端模块采用双绞线进行视频信号的传输。
6.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的稳压电路模块中的稳压电路包括并联连接的整流桥、三端稳压器、第一电容、第二电容以及第三电容,所述的第一电容并联在整流桥和三端稳压器之间,所述的第二电容和第三电容并联在三端稳压器后面。
7.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的供电电路模块中的供电电路包括第一二极管、第二二极管、第四电容、第五电容以及第二电阻,所述的第一二极管和第二二极管进行串联连接后与所述的第二电阻进行并联连接,所述的第三电容和第五电容进行串联连接后与所述的第二电阻进行并联连接。
8.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的差分信号放大电路模块中的差分信号放大电路包括差分信号放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第六电容,所述的差分信号放大器设置有六个接脚,包括V+脚、V-脚、FBP脚、IN+脚、REF脚以及FBN脚,所述的第三电阻串联在差分信号放大器的V+脚和FBP脚之间,所述的第四电阻串联在差分信号放大器的V-脚和FBN脚之间,所述的第五电阻串联在差分信号放大器的FBP脚和FBN脚之间,所述的第六电阻串联在差分信号放大器的N+脚和REF脚脚之间,所述的第六电容与差分信号放大器的FBP脚串联连接。
9.根据权利要求8所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的差分信号放大器选用250MHz的差分宽带运算放大器,采用单电源供电。
10.根据权利要求1所述的监控摄像机用的多功能电源箱,其特征在于,所述的保护电路模块中的保护电路包括第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一双向二极管、第二双向二极管、第三双向二极管、第一保险管、第二保险管以及三端陶瓷放电管,所述的第三二极管和第四二极管进行串联连接后与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接,所述的第五二极管和第六二极管进行串联连接后与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接,所述的第一双向二极管VTS1和第二双向二极管进行串联连接后与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接,所述的第三双向二极管和三端陶瓷放电管分别与所述的第一保险管和第二保险管进行并联连接。
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