CN210518604U - 一种线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统。包括发送器和接收器，发送器包括发送芯片、无源抗干扰装置、第一防护单元和第一RJ45座子，接收器包括依次连接的第二RJ45座子、第二防护单元和接收芯片。本实用新型通过对有用频谱范围内信号幅度进行加权放大，对干扰信号的抵抗性能更好，采用电容相来阻挡静态放电电流进入芯片，并对高频信号传输无损，通过接收芯片内部眼图检测产生控制信号来同时实现对片内和片外均衡补偿的自适应调整，避免单纯依靠片内补偿由于功耗面积因素限制而不能提供足够高补偿系数的缺点，兼容长距离网线传输和短距离网线传输，实现对高清音视频信号网线传输0～150m全覆盖。
Description
技术领域
本实用新型涉及音视频网线传输领域，具体涉及一种线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统。
背景技术
标准的HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)线缆采用4组TMDS差分对来传输高清音视频信号，主要应用于短距离的音视频源和播放器的连接。由于价格以及施工复杂度等方面因素，HDMI线缆无法提供50m及以上长距离传输，而传统使用的网线双绞线价格低廉，并且传输性能稳定，因此为了延长HDMI信号的传输距离，越来越多的应用使用双绞线来传输HDMI信号。
网线双绞线由8根信号线组成，可用于传输4组TMDS差分对。但由于一般的双绞线线缆外面并没有屏蔽地线，使用双绞线长距离传输音视频信号时，外界的干扰容易造成图像失真，所以在布网线的时候需要特别注意强电、控制和信号线分离，以免造成对音频和视频信号的干扰。另外由于缺乏地回路，网线传输也对音视频收发芯片的抵抗ESD(Electro-Static discharge)带来不小压力
使用网线进行长距离传输时，需要对接收到的信号进行均衡补偿以抵消长线传输带来的码间干扰影响。对于兼容不同线长的传输系统，需要自适应调整均衡参数以适应不同线长。而对于高清音视频传输，100m以上的线长衰减将会超过30db，只靠芯片片内均衡补偿，由于功耗面积等因素限制提供这么高的补偿系数将会异常困难，而单纯的使用片外无源器件补偿无法对长短线同时兼容。
综上所述，现有技术的缺点如下：
1、支持距离有限，为50米或100米；
2、没有涉及网线的常见问题“抗干扰能力差”进行有效的加固线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，产品体验受限；
3、没有涉及网线缺少地回路造成的“ESD能力差”进行有效的系统级保护手段，容易造成发送或者接收芯片损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，包括发送器和接收器，所述发送器包括依次连接的发送芯片、无源抗干扰装置、第一防护单元、第一变压器和第一RJ45座子，所述发送芯片与HDMI播放源连接，用以将HDMI播放源发出的HDMI音视频信号进行处理并放大后发送至无源抗干扰装置，所述无源抗干扰装置将其接收的信号进一步放大后发送至第一防护单元，所述第一防护单元将其接收的信号进行防护处理后发送至第一变压器，所述第一变压器将其接收的HDMI音视频信号转化为RJ45音视频信号，并通过第一RJ45座子音视频信号发送到网线进行传输；所述接收器包括依次连接的第二RJ45座子、第二变压器、第二防护单元和接收芯片，所述第二RJ45座子通过网线与第一RJ45座子连接，以接收音视频信号，所述第二变压器将其接收的RJ45音视频信号转化为HDMI音视频信号并发送至第二防护单元，所述第二防护单元将其接收的信号进行防护处理后发送至信号接收均衡装置，所述信号接收均衡装置将HDMI音视频信号进行均衡放大并发送至接收芯片，所述接收芯片将其接收的HDMI音视频信号处理后发送至HDMI显示终端显示。
进一步的，所述第二防护单元与接收芯片之间还连接有信号接收均衡装置，所述信号接收均衡装置包括依次与信号线连接的不受传输频率控制器件和受传输频率控制器件；所述接收芯片包括与信号接收均衡装置连接的自适应控制单元、与自适应控制单元连接的信号眼图质量检测单元以及与信号眼图质量检测单元连接的均衡与放大器。
进一步的，所述第一防护单元包括连接在无源放大抗干扰装置与第一变压器之间的第一ESD保护模块。
进一步的，所述第二防护单元包括连接在第二变压器与信号接收均衡装置之间的第二ESD保护模。
进一步的，所述第一防护单元还包括第一电容单元，所述第一电容单元连接在无源放大抗干扰装置与第一ESD保护模块之间。
进一步的，所述第二防护单元还包括第二电容单元，所述第二电容单元连接在第二ESD保护模块与无源放大抗干扰装置之间。
进一步的，所述无源抗干扰装置包括依次连接的受传输频率控制器件、不受传输频率控制器件和去耦器件。
进一步的，所述发送芯片和接收芯片的型号为GSV5010、GSV5100或GSV200x中的任意一种。
进一步的，所述第一变压器和第二变压器的型号均为AE-SD24008P。
进一步的，所述第一ESD保护模块和第二ESD保护模块的型号均为Rclamp0524。
有益效果：1、无源抗干扰装置对高频谱范围内信号幅度进行加权放大，相对于传统抗干扰处理中不分频率的幅度加大，对干扰信号尤其是低频干扰的抵抗性能更好，而大部分干扰源比如交流电干扰等均处于低频段。
2、采用电容相来阻挡静态放电电流进入芯片，对高频信号传输无损，而现有的采用电阻有插入损耗。
3、通过接收芯片内部控制信号接收均衡装置来实现对片外均衡补偿的自适应调整，避免片内补偿由于功耗面积因素限制不能提供足够高的补偿系数，而单纯的片外无源器件补偿无法对长短线同时兼容，本实用新型通过对接收芯片外部无源器件的自适应均衡调整和接收芯片内部均衡的自适应调整，兼容长距离网线传输和短距离网线传输，对于高清音视频信号0～150m全覆盖。
附图说明
图1是线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统的示意图；
图2是无源抗干扰装置U1的结构示意图；
图3是信号接收均衡装置与接收芯片之间的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，该系统包括发送器1和接收器2，发送器1包括依次连接的发送芯片3、无源抗干扰装置U1、第一防护单元4、第一变压器U3和第一RJ45座子U4。其中，发送芯片3与HDMI播放源连接，发送芯片3可以采用GSV5010、GSV5100、GSV200x等系列，发送芯片3包括预加重均衡单元T1和与预加重均衡单元T1连接的音视频发送单元T2，发送芯片3将HDMI播放源发出的HDMI音视频信号处理并通过预加重均衡单元T1将进行放大，实现片内补偿，音视频发送单元T2将放大后的HDMI音视频信号发送至无源抗干扰装置U1，无源抗干扰装置U1将其接收的信号进一步放大，进而实现片外补偿，然后无源抗干扰装置U1将其放大后的HDMI音视频信号发送至第一防护单元4，第一防护单元4将其接收的信号进行防护处理后发送至第一变压器U3，第一变压器U3将其接收的HDMI音视频信号转化为RJ45音视频信号，并通过第一RJ45座子U4将音视频信号发送到网线进行传输。
本实用新型实施例的接收器2包括依次连接的第二RJ45座子U5、第二变压器U6、第二防护单元5和接收芯片6。其中，第一RJ45座子U4与第二RJ45座子U5通过双绞网线连接，进而，第二RJ45座子U5将第一RJ45座子U4发出的RJ45音视频信号接收，第二RJ45座子U5将其接收的RJ45音视频信号通过第二变压器U6转化为HDMI音视频信号并发送至第二防护单元5，第二防护单元5将其接收的信号进行防护处理后发送至接收芯片6，接收芯片6也可采用GSV5010/GSV5100/GSV200x系列等，接收芯片6将其接收的HDMI音视频信号处理后发送至HDMI显示终端显示。第一变压器U3和第二变压器U6还具有电气隔离和共模抑制抗干扰的作用，可使音视频信号无失真转换。
如图2所示，本实用新型实施例的无源抗干扰装置U1由无源器件组成，它包括受传输频率控制器件Z1、Z2，不受传输频率控制器件Z3、Z4，以及去耦器件Z5，其中，一根信号线与受传输频率控制器件Z1、不受传输频率控制器件Z3和去耦器件Z5串联，另一根信号线与受传输频率控制器件Z2、不受传输频率控制器件Z4和去耦器件Z5串联，受传输频率控制器件Z1、Z2可采用电感，不受传输频率控制器件Z3、Z4可采用电阻，去耦器件Z5可采用电容。无源抗干扰装置U1具有以下功能：
1)差分幅度频率增强抗干扰
音视频信号为高频电流信号，其通过受传输频率控制器件Z1与Z2在信号有效频谱范围内增加信号幅度，频率越高增加幅度越大，有效抵消远距离网线对高频信号带来的衰减，提高了信道的SSN(信号噪声比)，增强信号抗干扰能力。同时，由于有效频谱范围内幅度均增加，因此不会造成短距离传输情况下的过均衡(Over-Equalization)情形。
2)共模抑制抗干扰
通过去耦器件Z5对共模噪声进行抑制，抵抗共模噪声干扰。
如图1和3所示，为了实现超长/超短网线自适应均衡控制，优选在第二防护单元5与接收芯片6之间还连接有信号接收均衡装置U8，本实用新型实施例的信号接收均衡装置U8包括受传输频率控制器件Z6、Z7和不受传输频率控制器件Z8、Z9，不受传输频率控制器件Z8、Z9可采用电阻，受传输频率控制器件Z6、Z7可采用电感。不受传输频率控制器件Z8的一端与一根信号线连接，其另一端与受传输频率控制器件Z6的一端连接，不受传输频率控制器件Z9的一端与一根信号线连接，其另一端与受传输频率控制器件Z7的一端连接。接收芯片6包括与信号接收均衡装置U8连接的自适应控制单元T3、与自适应控制单元T3连接的信号眼图质量检测单元T4以及与信号眼图质量检测单元T4分别连接的均衡与放大器T5。受传输频率控制器件Z6、Z7提供额外高频增益补偿，自适应控制单元T3通过提供不同系数的增益补偿，有效补偿不同网线长度传输带来的信号衰减。其中，信号眼图质量检测单元T4对信号眼图质量进行检测，并产生两组自适应均衡补偿控制信号并分别发送给自适应控制单元T3和T5，实现对信号接收均衡装置U8的均衡补偿系数控制和对均衡与放大器T5再次补偿的系数控制。
如图1所示，为了提高稳定和安全特性，本实用新型实施例的第一防护单元2包括第一ESD保护模块U2。其中，第一ESD保护模块U2连接在无源放大抗干扰装置U1和第一变压器U3之间，用以实现静电防护。本实用新型实施例的第二防护单元5包括第二ESD保护模块U7，其中，第二ESD保护模块U7连接在第二变压器U6与信号接收均衡装置U8之间，用以实现静电防护。第一防护单元2还包括第一电容单元C1，第一电容单元C1优选连接在无源放大抗干扰装置U1与第一ESD保护模块U2之间。第二防护单元5还包括第二电容单元C2，第二电容单元C2优选连接在第二ESD保护模块U7与无源放大抗干扰装置U8之间。本实用新型实施例的第一变压器U3和第二变压器U6的优选型号为AE-SD24008P，第一ESD保护模块U2和第二ESD保护模块U7的优选型号为Rclamp0524。由于HDMI音视频信号为高频信号，第一电容单元C1和第二电容单元C2均为交流耦合电容，可使高频信号无损传输。静电泄放频率很低，第一电容单元C1和第二电容单元C2相当于高阻状态。ESD静态电流通过第一ESD保护模块U2和第二ESD保护模块U7泄放，没有大电流进入到发送芯片2和接收芯片6内，不会造成芯片损坏。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，包括发送器和接收器，其特征在于，所述发送器包括依次连接的发送芯片、无源抗干扰装置、第一防护单元、第一变压器和第一RJ45座子，所述发送芯片与HDMI播放源连接，用以将HDMI播放源发出的HDMI音视频信号进行处理并放大后发送至无源抗干扰装置，所述无源抗干扰装置将其接收的信号进一步放大后发送至第一防护单元，所述第一防护单元将其接收的信号进行防护处理后发送至第一变压器，所述第一变压器将其接收的HDMI音视频信号转化为RJ45音视频信号，并通过第一RJ45座子将音视频信号发送到网线进行传输；所述接收器包括依次连接的第二RJ45座子、第二变压器、第二防护单元和接收芯片，所述第二RJ45座子通过网线与第一RJ45座子连接，以接收音视频信号，所述第二变压器将其接收的RJ45音视频信号转化为HDMI音视频信号并发送至第二防护单元，所述第二防护单元将其接收的信号进行防护处理后发送至信号接收均衡装置，所述信号接收均衡装置将HDMI音视频信号进行均衡放大并发送至接收芯片，所述接收芯片将其接收的HDMI音视频信号处理后发送至HDMI显示终端显示。
2.根据权利要求1所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述第二防护单元与接收芯片之间还连接有信号接收均衡装置，所述信号接收均衡装置包括依次与信号线连接的不受传输频率控制器件和受传输频率控制器件；所述接收芯片包括与信号接收均衡装置连接的自适应控制单元、与自适应控制单元连接的信号眼图质量检测单元以及与信号眼图质量检测单元连接的均衡与放大器。
3.根据权利要求2所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述第一防护单元包括连接在无源放大抗干扰装置与第一变压器之间的第一ESD保护模块。
4.根据权利要求3所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述第二防护单元包括连接在第二变压器与信号接收均衡装置之间的第二ESD保护模。
5.根据权利要求3所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述第一防护单元还包括第一电容单元，所述第一电容单元连接在无源放大抗干扰装置与第一ESD保护模块之间。
6.根据权利要求4所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述第二防护单元还包括第二电容单元，所述第二电容单元连接在第二ESD保护模块与无源放大抗干扰装置之间。
7.根据权利要求1所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述无源抗干扰装置包括依次连接的受传输频率控制器件、不受传输频率控制器件和去耦器件。
8.根据权利要求1所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述发送芯片和接收芯片的型号为GSV5010、GSV5100或GSV200x中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述第一变压器和第二变压器的型号均为AE-SD24008P。
10.根据权利要求4所述的线长自适应均衡的音视频网线抗干扰传输系统，其特征在于，所述第一ESD保护模块和第二ESD保护模块的型号均为Rclamp0524。
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