CN205195805U - 一种模拟信号传输处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟信号传输处理装置，用以减小模拟信号传输过程中的辐射干扰，保证后端图像处理设备输出的图像质量，包括：检波单元，其第一输入端与模拟信号输出端连接，其第二输入端接地，其输出端分别与信号调理单元的第一输入端和可控增益放大单元的第一控制端连接；信号调理单元，其第二输入端接地，其输出端与可控增益放大单元的第一控制端连接；可控增益放大单元，其第一输入端与模拟信号的输入端连接，其第二输入端接地，其输出端与模拟信号的输出端连接，用于根据第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号调整接收到的模拟信号的输出幅度。

Description

一种模拟信号传输处理装置

技术领域

本实用新型涉及模拟信号传输技术领域，尤其涉及一种模拟信号传输处理装置。

背景技术

模拟视频系统中，视频信号是以模拟信号的形式传输，在信号传输的整个频带内，外部一定强度的干扰都会影响到输出的图像效果，实际施工工程中又不可避免的遇到很多辐射干扰源，例如：变压器，电梯等，导致信号的质量有时很不尽人意，图像效果不是很理想。为了尽可能降低辐射干扰源对模拟信号的影响，现有技术中通常采用以下解决方案：方案一、实际施工时尽量避开干扰源；方案二、采用频谱搬移设备，将原有信号的频谱搬到更高的频率来避开辐射干扰源；方案三、采用信号放大设备，以提高视频信号的信噪比。

但是上述第一种解决方案中，实际施工中有的时候视频干扰源比较难找，即使找到了，还需要相应的改变布线；上述第二种解决方案中，使用频谱搬移设备有的时候可以解决一些频点的干扰，但现在模拟视频都走向了高清，信号的频谱较宽，相比于标清更容易受干扰，如果还用频谱搬移的方法已经很难避开所有的干扰频点，并且频谱搬移，信号的频率提高，传输过程中衰减更大，图像质量也会大打折扣，严重时甚至还会有投影，色彩偏淡问题，降低了图像质量。上述第三种解决方案中，使用信号放大设备，虽然可以提高信号的抗干扰能力，但目前使用的这些放大设备在信号进入后端图像处理设备前一般用电阻分压，会导致进入后端图像处理设备的信号不满足标准。图像效果有的时候不是很令人满意，甚至还会出现直接没有图像的情况，同样，降低了图像质量。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种模拟信号传输处理装置，用以减小模拟信号传输过程中的辐射干扰，保证后端图像处理设备输出的图像质量。

本实用新型提供一种模拟信号传输处理装置，包括检波单元，信号调理单元和可控增益放大单元，其中：

所述检波单元的第一输入端与模拟信号输出端连接，所述检波单元的第二输入端接地，所述检波单元的输出端分别与所述信号调理单元的第一输入端和所述可控增益放大单元的第一控制端连接，用于判断所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度的大小，并根据判断结果向所述信号调理单元和所述可控增益放大单元输出第一控制信号；

所述信号调理单元的第二输入端接地，所述信号调理单元的输出端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接，用于将所述检波单元输出的第一控制信号的电压调理至所述可控增益放大单元的工作电压范围内得到第二控制信号，并向所述可控增益放大单元输出所述第二控制信号；

所述可控增益放大单元的第一输入端与模拟信号的输入端连接，所述可控增益放大单元的第二输入端接地，所述可控增益放大单元的输出端与模拟信号的输出端连接，用于根据所述第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号调整接收到的模拟信号的输出幅度。

所述可控增益放大单元，具体用于根据第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号确定所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度大于预设值时，对所述模拟信号输入端输入的信号进行衰减；以及根据第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号确定所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度低于所述预设值时，对所述模拟信号输入端输入的信号进行放大。

所述检波单元，包括三极管、第一电容、二极管、第一电阻和第二电容，其中：

所述三极管，其基极作为所述检波单元的第一输入端，其发射极作为所述检波单元的第二输入端，其集电极作为所述检波单元的输出端，与所述第一电容的第一端连接；

所述第一电容，其第二端与所述二极管的阳极连接；

所述二极管，其阴极与所述第一电阻的第一端连接；

所述第一电阻，其第二端与所述第二电容的第一端；

所述第二电容，其第二端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接。

所述检波单元，包括第一运算放大器、第一电容、二极管、第一电阻和第二电容，其中：

所述第一运算放大器，其反向输入端作为所述检波单元的第一输入端，其正向输入端作为所述检波单元的第二输入端，其输出端作为所述检波单元的输出端，与所述第一电容的第一端连接；

所述第一电容，其第二端与所述二极管的阳极连接；

所述二极管，其阴极与所述第一电阻的第一端连接；

所述第一电阻，其第二端与所述第二电容的第一端；

所述第二电容，其第二端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接。

所述检波单元，还包括第三电容，其中：

所述第三电容，其第一端与所述检波单元的第二输入端连接，其第二端接地。

所述信号调理单元，包括第二运算放大器，第二电阻，第三电阻，第四电阻和所述第二电容，其中：

所述第二运算放大器，其反向输入端作为所述信号调理单元的第一输入端，其正向输入端作为所述信号调理单元的第二输入端，其输出端作为所述信号调理单元的输出端；以及

所述第二电阻，其第一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，其第二端与所述第三电阻的第一端连接；

所述第三电阻，其第二端与电源连接；

所述第四电阻，其第一端与所述第三电阻的第一端连接，其第二端与所述电源连接；

所述第二电容，其第一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接。

所述可控增益放大单元包括第三运算放大器，其中：

所述第三运算放大器，其正向输入端作为所述可控增益放大单元的第一输入端，其反向输入端作为所述可控增益放大单元的第二输入端，其输出端作为所述可控增益放大单元的输出端。

所述模拟信号传输处理装置，还包括：

信号过滤单元，其连接于所述模拟信号输入端，用于滤除所述模拟信号中的高频噪声。

所述信号过滤单元，包括第四电容，其中：所述第四电容，其第一端接地，其第二端与所述模拟信号输入端连接。

所述模拟信号传输处理装置，还包括：防护单元，其连接于所述模拟信号输入端，用于接口浪涌的防护。

本实用新型提供的模拟信号传输处理装置，通过在模拟信号输出端增加检波单元、信号调理单元和可控增益放大单元，以检测模拟信号输出端输出的信号是否符合图像处理设备的需求，如果不符合需求，则由检波单元输出控制信号，并由信号调离单元将控制信号电压调理为适合可控增益放大单元的工作电压范围内，由可控增益放大单元对模拟信号输入端输入的模拟信号调整，使其符合图像处理设备的需求。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中，发射设备的结构示意图；

图2为本实用新型中，接收设备的结构示意图；

图3为本实用新型中，模拟信号传输处理装置的原理图；

图4a为本实用新型中，模拟信号输入端和C1输入的信号示意图；

图4b为本实用新型中，C3输出的模拟信号示意图。

具体实施方式

为了减少模拟信号传输过程中的干扰，保证后端图像处理设备输出的图像质量，本实用新型实施例提供了一种模拟信号传输处理装置。

以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

模拟信号传输系统中抗辐射干扰装置通常由发射设备和接收设备组成，其中发射设备主要包括三个单元，电源单元，信号放大单元和功率放大单元，如图1所示，其为发射单元的结构示意图。其中，电源单元的作用是升高给放大电路单元和功率放大电路单元的电源电压，信号放大单元实现对模拟信号的放大来提高模拟信号的幅度，这样在相同程度的干扰情况下，模拟信号的信噪比会提高很多，功率放大单元用于提高模拟信号的带载能力，提高模拟信号的传输距离。

本实用新型实施例提供的模拟信号传输处理装置可以设置于接收设备中，如图2所示，其为接收设备的结构示意图。包括电源单元21和本实用新型提供的模拟信号传输处理装置22。其中，电源部分负责为接收设备上所有单元供电。本实用新型提供的模拟信号传输处理装置22，可以包括检波单元221，信号调理单元222和可控增益放大单元223，其中：

检波单元221的第一输入端与模拟信号输出端连接，所述检波单元221的第二输入端接地，所述检波单元221的输出端分别与信号调理单元222的第一输入端和所述可控增益放大单元223的第一控制端连接，用于判断所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度的大小，并根据判断结果向所述信号调理单元222和所述可控增益放大单元223输出第一控制信号；

所述信号调理单元222的第二输入端接地，所述信号调理单元222的输出端与所述可控增益放大单元223的第一控制端连接，用于将所述检波单元221输出的第一控制信号的电压调理至所述可控增益放大单元223的工作电压范围内得到第二控制信号，并向所述可控增益放大单元223输出所述第二控制信号；

所述可控增益放大单元223的第一输入端与模拟信号的输入端连接，所述可控增益放大单元223的第二输入端接地，所述可控增益放大单元223的输出端与模拟信号的输出端连接，用于根据所述第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号调整接收到的模拟信号的输出幅度。

具体实施时，模拟信号从模拟信号输入端输入，并从模拟信号输出端输出，中间部分即本实用新型提供的模拟信号传输处理装置，其主要作用为当模拟信号输出端输出的模拟信号过大时，降低可控增益放大单元的增益，使模拟信号输出端输出的信号的幅度减小，当模拟信号输出端输出的信号幅度太小时，增大可控增益放大单元的增益，使模拟信号输出端输出的信号的幅度增大，即可控增益放大单元223，可以用于根据第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号确定所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度大于预设值时，对所述模拟信号输入端输入的信号进行衰减；以及根据第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号确定所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度低于预设值时，对所述模拟信号输入端输入的信号进行放大。

较佳的，如图3所示，检波单元221可以包括三极管(即图3中的Q1)、第一电容(即图3中的C3)、二极管(即图3中的D2)、第一电阻(即图3中的R7)和第二电容(即图3中的C4)，其中：所述三极管，其基极(即图3中Q1的1号管脚)作为所述检波单元221的第一输入端，其发射极(即图3中Q1的2号管脚)作为所述检波单元221的第二输入端，其集电极(即图3中Q1的3号管脚)作为所述检波单元221的输出端，与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容，其第二端与所述二极管的阳极连接；所述二极管，其阴极与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻，其第二端与所述第二电容的第一端；所述第二电容，其第二端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接。

具体实施时，上述的三极管也可以用运算放大器代替，即检波单元221，包括第一运算放大器、第一电容、二极管、第一电阻和第二电容，其中：所述第一运算放大器，其反向输入端作为所述检波单元221的第一输入端，其正向输入端作为所述检波单元221的第二输入端，其输出端作为所述检波单元221的输出端，与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容，其第二端与所述二极管的阳极连接；所述二极管，其阴极与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻，其第二端与所述第二电容的第一端；所述第二电容，其第二端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接。

更佳的，检波单元221，还可以包括第三电容(即图3中的C2)，其中：所述第三电容，其第一端与所述检波单元221的第二输入端连接，其第二端接地。具体实施时，如果电压增益满足要求也可以不用焊接第三电容。

应当理解，检波单元221中还应包括工作所需要的电阻和电容等电子器件，其具体结构可以参照图3所示，图3中以检波单元221包括三极管为例。其中，C1是隔直电容，R1，R2，R3，R4，R5，R6用于设置三极管Q1的静态工作点，C2可以用来增大三极管电压增益(实际调试过程中如果电压增益满足要求可以不用焊接)。从C1输入的信号和从C3输出的信号极性会相反，这是因为模拟信号的幅度会随着亮度改变而改变，但同步电平是不随亮度改变而改变，要自动判断模拟信号输出端输出的模拟信号幅度是否满足标准，就只能通过同步电平的大小来确定。D2，R7和C4构成串联式二极管检波器。

图4a的波形是模拟信号中的一行，从C1出来的信号的波形也如图4a所示。从C3出来的信号如图4b所示，并且进行了一定的放大。

如图3所示，所述信号调理单元222，包括第二运算放大器(即图3中的U2)，第二电阻(即图3中的R8)，第三电阻(即图3中的R9)，第四电阻(即图3中的R10)和所述第二电容(即图3中的C4)，其中：所述第二运算放大器，其反向输入端(即图3中U2的6号管脚)作为所述信号调理单元222的第一输入端，其正向输入端(即图3中U2的5号管脚)作为所述信号调理单元222的第二输入端，其输出端(即图3中U2的7号管脚)作为所述信号调理单元222的输出端；以及所述第二电阻，其第一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，其第二端与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻，其第二端与电源连接；所述第四电阻，其第一端与所述第三电阻的第一端连接，其第二端与所述电源连接；所述第二电容，其第一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接。

具体实施时，信号调理单元222主要是调整进入可控增益放大单元中的第三运算放大器(即图3中的U1)的2号管脚的电压Vg，保证Vg满足U1的要求。其中，R8，R9，R10，C4、U2构成反向积分电路，可以通过改变R9和R10的阻值来改变U2的6号管脚的信号的大小进而改变U2输出的大小。D2，R7和C4构成串联式二极管检波器输出的信号和该反向积分电路的信号是叠加关系满足叠加原理。所以可以通过调整R9和R10来保证Vg满足要求。

具体实施时，可控增益放大单元223包括第三运算放大器(即图3中的U1)，其中：所述第三运算放大器，其正向输入端(即图3中U1的3号管脚)作为所述可控增益放大单元223的第一输入端，其反向输入端(即图3中U1的6号管脚)作为所述可控增益放大单元223的第二输入端，其输出端(即图3中U1的10号管脚)作为所述可控增益放大单元223的输出端。

具体实施时，可控增益放大单元223还可以包括R12和R13，其中：R12，其第一端与所述第三运算放大器的输出端连接，其第二端与所述第三运算放大器的第二控制端(即图3中U1的14号管脚)连接；R13，其第一端与所述第三运算放大器的第一控制端(即图3中U1的2号管脚)连接，其第二端分别与所述信号调理单元222的输出端和所述检波单元221的输出端连接。

较佳的，具体实施时，可控增益放大单元223可以采用双电源供电。

较佳的，具体实施时，本实用新型提供的模拟信号传输处理装置，还可以包括：信号过滤单元23，其连接于所述模拟信号输入端，用于滤除所述模拟信号中的高频噪声。具体的，所述信号过滤单元，包括第四电容(即图3中的C5)，其中：所述第四电容，其第一端接地，其第二端与所述模拟信号输入端连接。

较佳的，具体实施时，本实用新型提供的模拟信号传输处理装置，还可以包括：防护单元24，其连接于所述模拟信号输入端，用于接口浪涌的防护，防止模块被雷电击坏。其中，所述防护单元24可以包括D3(气体放电管)、第五电阻(即图3中的R15)和瞬变电压抑制二极管(即图3中的TVS2)，其中：所述D3，其第一端与所述模拟信号输入端连接，其第二端接地；所述第五电阻，其第一端与所述模拟信号输入端连接，其第二端与所述瞬变电压抑制二极管的第一端连接；所述瞬变电压抑制二极管，其第二端接地。

本身实用新型中，检波单元使用的是三极管Q1来实现信号极性的变换，也可以采用运算放大器来实现，如TI的LMH6657，OPA847等。信号调理单元部分，只要带宽和压摆率能够满足要求的运算放大器都可以，如TI的LMH6657。可控增益放大单元，只要带宽可以满足视频信号的要求的可控增益放大器都可以使用在这里，如TI的LMH6502，VCA810，VCA820等，图3中的原理图使用的就是LMH6502。

目前抗干扰辐射装置中使用的抗干扰器，接收端通常采用拨码开关或者类似的方法来减小信号的幅度，这种模拟信号抗干扰器在一定程度上提高了模拟信号传输过程中的信噪比，但不能保证进入后端处理设备信号幅度满足要求，实际上如果信号幅度本来就很小，这种方法反到是不利于后端的处理。

本实用新型提供的视频抗干扰器，发射设备对信号进行放大处理，通过接收设备中设置的模拟信号传输处理装置保证了不管发射设备传输过来的模拟信号偏大还是偏小，进入后端图像处理设备的信号都满足要求，从而能够保证进入图像处理设备的图像质量。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种模拟信号传输处理装置，其特征在于，包括检波单元，信号调理单元和可控增益放大单元，其中：

所述检波单元的第一输入端与模拟信号输出端连接，所述检波单元的第二输入端接地，所述检波单元的输出端分别与所述信号调理单元的第一输入端和所述可控增益放大单元的第一控制端连接，用于判断所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度的大小，并根据判断结果向所述信号调理单元和所述可控增益放大单元输出第一控制信号；

所述信号调理单元的第二输入端接地，所述信号调理单元的输出端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接，用于将所述检波单元输出的第一控制信号的电压调理至所述可控增益放大单元的工作电压范围内得到第二控制信号，并向所述可控增益放大单元输出所述第二控制信号；

所述可控增益放大单元的第一输入端与模拟信号的输入端连接，所述可控增益放大单元的第二输入端接地，所述可控增益放大单元的输出端与模拟信号的输出端连接，用于根据所述第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号调整接收到的模拟信号的输出幅度。

2.如权利要求1所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，

所述可控增益放大单元，具体用于根据第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号确定所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度大于预设值时，对所述模拟信号输入端输入的信号进行衰减；以及根据第一控制端接收到的第一控制信号和第二控制信号确定所述模拟信号输出端输出的模拟信号幅度低于所述预设值时，对所述模拟信号输入端输入的信号进行放大。

3.如权利要求要求1所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，所述检波单元，包括三极管、第一电容、二极管、第一电阻和第二电容，其中：

所述三极管，其基极作为所述检波单元的第一输入端，其发射极作为所述检波单元的第二输入端，其集电极作为所述检波单元的输出端，与所述第一电容的第一端连接；

所述第一电容，其第二端与所述二极管的阳极连接；

所述二极管，其阴极与所述第一电阻的第一端连接；

所述第一电阻，其第二端与所述第二电容的第一端；

所述第二电容，其第二端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接。

4.如权利要求要求1所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，所述检波单元，包括第一运算放大器、第一电容、二极管、第一电阻和第二电容，其中：

所述第一运算放大器，其反向输入端作为所述检波单元的第一输入端，其正向输入端作为所述检波单元的第二输入端，其输出端作为所述检波单元的输出端，与所述第一电容的第一端连接；

所述第一电容，其第二端与所述二极管的阳极连接；

所述二极管，其阴极与所述第一电阻的第一端连接；

所述第一电阻，其第二端与所述第二电容的第一端；

所述第二电容，其第二端与所述可控增益放大单元的第一控制端连接。

5.如权利要求3或4所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，所述检波单元，还包括第三电容，其中：

所述第三电容，其第一端与所述检波单元的第二输入端连接，其第二端接地。

6.如权利要求3或4所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，所述信号调理单元，包括第二运算放大器，第二电阻，第三电阻，第四电阻和所述第二电容，其中：

所述第二运算放大器，其反向输入端作为所述信号调理单元的第一输入端，其正向输入端作为所述信号调理单元的第二输入端，其输出端作为所述信号调理单元的输出端；以及

所述第二电阻，其第一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，其第二端与所述第三电阻的第一端连接；

所述第三电阻，其第二端与电源连接；

所述第四电阻，其第一端与所述第三电阻的第一端连接，其第二端与所述电源连接；

所述第二电容，其第一端与所述第二运算放大器的反向输入端连接。

7.如权利要求1所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，所述可控增益放大单元包括第三运算放大器，其中：

所述第三运算放大器，其正向输入端作为所述可控增益放大单元的第一输入端，其反向输入端作为所述可控增益放大单元的第二输入端，其输出端作为所述可控增益放大单元的输出端。

8.如权利要求1所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，还包括：

信号过滤单元，其连接于所述模拟信号输入端，用于滤除所述模拟信号中的高频噪声。

9.如权利要求8所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，所述信号过滤单元，包括第四电容，其中：所述第四电容，其第一端接地，其第二端与所述模拟信号输入端连接。

10.如权利要求1所述的模拟信号传输处理装置，其特征在于，还包括：

防护单元，其连接于所述模拟信号输入端，用于接口浪涌的防护。