CN1301615C - 用于双绞线传输视频信号的转换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及视频信号在双绞线中传输技术，具体说是一种用于双绞线传输视频信号的转换器。它由水上、水下两部分组成，水下部分主要由宽带传输放大器组成，其输入端接收水下电视摄像机的非对称视频信号，并将其转换成适合双绞线传输的对称的信号，输送给双绞线；水上部分包括顺序连接的网络匹配器、第一～二宽带传输放大器构成的对称信号转变成非对称信号的转换、带通滤波、高频补偿、信号放大电路和视频放大器构成的多路视频匹配输出电路。本发明可用于大深度有缆水下机器人的彩色视频信号传输，特别具有保证长距离的视频信号传输中，彩色视频信号没有失真、多路转换方式、便于水下机器人安装使用、信号损耗小。抗信号干扰能力强等优点。

Description

用于双绞线传输视频信号的转换器

技术领域

本发明涉及视频信号在双绞线中传输技术，具体说是一种将视频信号转换成可以在双绞线中传输的视频信号的转换器，本发明多路输出，可安装在计算机中，适合远距离图像传输，如大深度有缆水下机器人的视频图像传输。

背景技术

在较长距离的视频信号传输中，往往不是用同轴电缆传输视频信号，而是用双绞线作为视频信号的传输介质。视频信号不能直接在双绞线上传输。需要把电视摄像机输出的视频信号转变成对称的可以在双绞线上传输的信号，在双绞线的另一端再把对称的信号转变成标准的视频信号，输入到监视器中。完成这种信号转换的电路就是视频信号转换匹配器。

目前，市场上有一些类似的产品，其结构均为独立屏蔽壳体封装，体积大，安装不便；需外接电源，不足之处在于：设计简单，传输距离近；在远距离彩色视频信号传输时，信号衰减较大，有图像失真现象。另外，美国也有类似的用于水下机器人的产品(如：EQ-1530B)，但结构复杂，体积大，长距离信号衰减较大，而且是单路传输转换。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种具有远距离高清晰传送电视图像的功能的用于双绞线传输视频信号的转换器，它可应用于大深度有缆水下机器人，通过双绞线长距离传输清晰的彩色视频图像信号，可以在多部视频监视器上观察，便于在水下机器人控制台上安装。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

由水上、水下两部分组成，水下部分主要由宽带传输放大器组成，其输入端接收水下电视摄像机的非对称视频信号，并将其转换成适合双绞线传输的对称的信号(即：变换成监视器可以接收的标准的视频信号)，输送给双绞线。

其中：视频信号是来自水下机器人本体上的水下摄像机，视频信号传递一般使用50Ω或75Ω的同轴电缆，但是有缆水下机器人为了电缆的收放方便，使用的是双绞线，双绞线传输的视频信号是对称信号。

水上部分包括顺序连接的网络匹配器、第一～二宽带传输放大器构成的对称信号转变成非对称信号的转换、带通滤波、高频补偿、信号放大电路和第一～四视频放大器组成的多路视频匹配输出电路，另设由DC/DC电源转换块和第一～二稳压电源块组成的独立电源供电(水上部分电路将双绞线传送来的对称信号变成多路75Ω的、可以直接用于监视器的视频信号)其中：多路视频匹配输出电路可以由至少一路视频放大器组成，连接于第二宽带传输放大器的输出端。

本发明工作原理：

水下电视摄像机摄入水下电视图像，将视频信号输送给多路信号转换匹配电路水下部分的输入端，其输出端将非对称的视频信号转换成易于双绞线传输的对称信号，再通过双绞线传输到水上部分的多路转换匹配电路输入端，对称信号先经过与双绞线匹配的匹配网络器，然后经过第一～二宽带传输放大器组成的信号转换、放大、带通滤波、高频补偿电路，将信号转变成视频信号，这个信号由多个视频放大器组成的多路信号转换匹配电路转换成多路可以直接驱动75Ω负载的视频信号。

本发明可用于大深度有缆水下机器人的彩色视频信号传输，特别具有如下优点：

1.满足有缆水下机器人的一些特殊要求。本发明的带通滤波器有足够的带宽，有高频信号补偿，可以使衰减的信号得到补偿，保证长距离的视频信号传输中，彩色视频信号没有失真；即实现了远距离高清晰传送电视图像的功能，在1千米距离，传送彩色视频信号，在监视器画面上不会产生视觉的差异。

2.本发明采用多路转换方式，将一路信号转换成多路信号，同时给水下机器人水面控制室的多路电视监视器输送信号，可以在多个监视器上同时显示水下图像。

3.本发明是按照工业PC机板的标准尺寸设计，可以插在PC机内，便于水下机器人的安装使用，节省空间。

4.本发明采用由电阻形成的124欧姆的阻抗匹配网络匹配器，使阻抗是124欧姆的双绞线输入时接收信号损耗最小。

5.本发明采用仅供视频信号多路匹配转换器使用的独立电源，可以防止从电源上带来的信号干扰。在印刷电路板的制版设计上，采用单面走线，另一侧完全铺成地线的方式，这样也可以有效的抵抗其它电信号的干扰。

附图说明

图1是本发明结构框图。

图2是本发明水下部分电路原理图。

图3是本发明水上部分电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详述本发明。

本发明由水上、水下两部分组成，如图1或2所示，水下部分主要由宽带传输放大器U组成，接收水下电视摄像机A的非对称视频信号，转换成对称的信号，输送给双绞线。

如图1或3所示，水上部分包括顺序连接的网络匹配器A1、第一～二宽带传输放大器U1～U2构成的对称信号转变成非对称信号的转换、带通滤波、高频补偿、信号放大电路和第一～四视频放大器U3、U4、U5、U6组成的多路视频匹配输出电路，并由DC/DC电源转换块U7和第一～二稳压电源块U8、U9组成的独立电源供电；水上部分电路将双绞线传送来的对称信号变成多路75Ω的可以直接用于监视器的视频信号。

其中：视频输入网络匹配器A1将宽带传输放大器的输入端与双绞线形成匹配，使信号衰减最小。两级放大可以使放大电路的增益改变更加灵活。第一～四视频放大器U3～U6组成的多路视频匹配输出的作用，一是形成输出和监视器的匹配，二是可以实现多路输出。独立电源将视频放大板的电源与外部电源分隔开，可以避免外部电源对视频放大的干扰。

本发明操作过程及结果是：

首先视频信号输入给水下电视摄像机A，由水下电视摄像机A输出视频信号经宽带传输放大器U后，在本发明水下部分的输出端是对称的信号，其水下部分的输出端与双绞线连接；在双绞线的另一端连接着本发明水上部分，其水上部分接收到的信号首先经过网络匹配器A1进行阻抗匹配，然后输入到第一～二宽带传输放大器U1～U2，进行信号转换、带通滤波、高频补偿和两级信号放大，每级放大器的增益是可调的，放大分两档0db～6db或6db～12db；信号后的输出信号作为多路信号转换匹配电路的输入端。多路信号转换匹配电路是由标准的视频信号放大器组成，输出可以直接驱动75Ω负载。电路印制板采用单面走线，另一面全部铺成地线，增强防止电磁干扰的功能。本发明采用的双绞线的输入阻抗是124欧姆，其中网络匹配器A1是由电阻形成的124欧姆的阻抗匹配，使接收信号损耗最小。

技术指标：

·双绞线对称输入，阻抗124Ω；

·抑制：最小60dB(50～400HZ)；

·输出：非对称，75Ω，1VP-P；

·可调范围：在10MHZ，从2.8dB到2dB；

·频率响应：0.6dB(100kHz～5MHz)，1dB(6MHz)；

·微分象限：最大0.25度(8MHZ，1VP-P输出)；

·微分增益：最大0.25％(8MHZ，1VP-P输出)。

相同的使用环境，相同的电缆长度分别使用本发明和美国的类似产品做比较，在电缆达到500米时，美国产品不能正常传送视频信号，而本发明传输的视频图像仍然清晰。

本实施例宽带传输放大器U采用MAX435芯片；第一～二宽带传输放大器U1～U2采用MAX436芯片；第一～四视频放大器U3～U6采用MAX457芯片；DC/DC电源转换块U7采用5D12/150芯片和第一～二稳压电源块U8、U9采用7805和7905。

另外，本发明多路视频匹配输出电路亦可以由第两、三、五个视频放大器或是更多如十个视频放大器组成(根据需要而定)，将其并联于第二宽带传输放大器U2的输出端即可。

Claims (4)

1.一种用于双绞线传输视频信号的转换器，其特征在于：由水上、水下两部分组成，水下部分主要由宽带传输放大器(U)组成，其输入端接收水下电视摄像机(A)的非对称视频信号，并将其转换成适合双绞线传输的对称的信号，输送给双绞线；水上部分包括顺序连接的网络匹配器(A1)、第一～二宽带传输放大器(U1～U2)构成的对称信号转变成非对称信号的转换、带通滤波、高频补偿、信号放大电路和视频放大器构成的多路视频匹配输出电路；网络匹配器(A1)将第一～二宽带传输放大器的输入端与双绞线形成匹配。

2.按照权利要求1所述用于双绞线传输视频信号的转换器，其特征在于：另设由DC/DC电源转换块(U7)和第一～二稳压电源块(U8、U9)组成的独立电源供电结构；独立电源将视频放大器的电源与外部电源分隔开。

3.按照权利要求1所述用于双绞线传输视频信号的转换器，其特征在于：多路视频匹配输出电路可以由至少一路视频放大器组成，连接于第二宽带传输放大器(U2)的输出端。

4.按照权利要求3所述用于双绞线传输视频信号的转换器，其特征在于：多路视频匹配输出电源可以为1～10路。

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