RD ALFA Microelectronics | Технічні статті

09.07.2012

Відео балун або UTP Балун являє собою пристрій, що дозволяє транслювати стандартний відеосигнал по крученим парам проводів. Використовуваний в парі на передавальному і приймальному кінцях відео лінії з кручений пари проводів, цей пасивний приймально-передавач дозволяє передавати відеосигнал на відстані до 300 метрів. Простота інсталяції і низька ціна цього пристрій, а також повсюдне поширення структурованих кабельних ліній передач на основі кабелю UTP, забезпечили цьому простому пасивному пристрою широке поширення в аналогових системах відеоспостереження.

Відео ролик демонструє переваги відео Балунов від RD ALFA Мікроелектроніка

Відео ролик демонструє переваги відео Балунов від RD ALFA Мікроелектроніка

Стандартний відео балун виготовляється на основі широкосмугового двохобмотувальні дроселя ріс.1a. Спрощене пояснення функціонування такого стандартного пристрою показано на малюнку 1b. При підключенні джерела сигналу на входи двохобмотувальні дроселя, почала N1 і N2, і навантаження до виходів дроселя, кінці N1 і N2, завдяки взаємоіндукції між обмоткою N1 і обмоткою N2, в проводах L1 і L2 протікають рівні, по величині але протилежні по напрямку струми + I і -I, такі струми називаються симетричними. Якщо в розрив двухпроводной лінії передачі і опору навантаження підключити відео балун в зворотному включенні, (поняття зворотний Балун позначає зворотне перетворення симетричного струму лінії в несиметричний сигнал на навантаженні) т. Е. Кінці N1 і N2 підключити до лінії, а початку N1 і N2 до навантаженні, то ми отримаємо закінчену відео лінію. На одному кінці несиметричний відеосигнал за допомогою Балунов 1 перетворюється в симетричні струми + I і -I, що течуть по лінії і перетворювати за допомогою Балунов 2 в несиметричний струм навантаження на приймальному кінці відео лінії.

Виходячи з вищенаведеного, видно що відео балун є двунаправленное пасивне пристрій.

При підключенні входів Балунов до несиметричного джерела сигналів, а виходів його до симетричної лінії передач, відбувається перетворення несиметричного сигналу джерела в симетричний сигнал в симетричній лінії передач.

При включенні Балунов на кінці передавальної лінії, тобто при підключенні виходів Балунов до симетричної лінії передач, а входів його до несиметричного навантаження, відбувається зворотне перетворення симетричного сигналу лінії в несиметричний сигнал в навантаженні на приймальному кінці лінії.

Реальна ж картина перетворення несиметричного вхідного сигналу в симетричний сигнал в лінії в цій схемі відбувається дещо інакше. Для уточнення принципу роботи стандартного відео Балунов, розглянемо схему на рис.2. На вхід Балунов подається позитивний імпульс напруги сигналу, під впливом якого на симетричних опорах навантаження, підключених до протилежних обмоток дроселя, з'являються імпульси вихідних сигналів 2в. Як видно на Ріс.2в симетрія вихідних сигналів дотримується тільки при передачі фронтів імпульсів, тобто в області високих частот. При передачі плоскої частини імпульсу, тобто в області низьких частот симетрія вихідних сигналів в навантаженнях практично відсутня. На рис.3 наведено експериментально зняті амплітудно-частотні характеристики широко використовуваних відео Балунов типу TTPV111 фірми SC & T і NV-214A фірми NVT. Як видно з рис.3 в області низьких частот від 100 Гц до 10 кГц пристрої являють собою несімметречние перетворювачі відео сигналу, симетричне перетворення відео сигналу відбувається тільки в області високих частот, починаючи з 10 кГц і до частот 5-10 МГц.

Разом з корисними струмами відеосигналу, напрямок яких протилежно в лініях передачі і які називаються протифазні, в реальній лінії завжди присутні струми перешкод. Токи перешкод, що наводяться в лініях передачі, протікають в одному напрямку і є синфазними рис.1. Здатність відео Балунов як пристрою, встановленого на приймальному кінці лінії пригнічувати синфазних сигнал перешкоди визначається коефіцієнтом придушення синфазного сигналу CMR. Схема вимірювання коефіцієнта придушення синфазного сигналу показана на вкладці рис.4. Коефіцієнт придушення синфазного сигналу CMR має частотну залежність, яка характеризує придушення синфазних сигналів в частотному діапазоні відеосигналу. Частотний діапазон придушуються Балун синфазних сигналів безпосередньо пов'язаний з частотним діапазоном симетричного перетворення сигналів за допомогою Балунов.

З причини того що Балун це двунаправленное пасивне пристрій, симетрія перетворення в протифазний сигнал і придушення синфазного сигналу при зворотному включенні Балунов в діапазоні частот це взаємопов'язані параметри. Відсутність в стандартному Балун симетричного перетворення сигналів в області низьких частот, однозначно визначає відсутність придушення синфазних перешкод на цих же частотах. На рис.4 наведено частотні залежності коефіцієнтів придушення синфазного сигналу відео Балунов типу TTT111VP фірми SC & T і NV-214A фірми NVT. В області низьких частот від 100 Гц до 10 кГц пристрої погано пригнічують синфазну перешкоду, і тільки в області високих частот, починаючи з 10 кГц і до частот 5-10 мГц придушення синфазної перешкоди значно поліпшується.

Через погану симетрії перетворення, на низьких частотах, лінія передачі на стандартних Балун практично вироджується з двухпроводной симетричною лінії в простий провідник, що передає сигнал над еквіпотенційної поверхнею. Тому найбільш часто зустрічаються в довгих лініях передачі перешкоди, що виникають в лінії через різницю земляних потенціалів в точці передачі і в точці прийому відео сигналу, так звані "земляні петлі", цими пристроями практично не придушуються, оскільки безпосередньо підсумовуються з несиметричним відео сигналом. З цієї причини використання стандартних Балунов в системах відеоспостереження з декількома рознесеними відеокамерами часто призводить до появи перешкод типу "земляних петель".

Класичним прикладом виникнення такого роду перешкод є схема системи відеоспостереження з використанням декількох камер з DC харчуванням +12 В рис 5а. Для харчування такої системи використаний один центральний блок живлення PSU. Передача відеосигналу і харчування до камери відбувається по одному UTP кабелю, по одній з пар проводів передається відеосигнал, по іншій парі проводів на камеру підключений до джерела живлення +12 В. При використанні загального джерела живлення, по ланцюгу, що складається із загального для всіх камер вихідного опір PSU через загальну землю камера - передає балун, в відео лінію камери Cam 2 проникає ток сусідньої камери Cam1. Приймальний стандартний Балун не пригнічує цей низькочастотний струм перешкоди і на зображенні цієї камери з'являється перешкода у вигляді повільно пливе горизонтальної смуги. Збільшення кількості камер, що підключаються до центрального блоку живлення PSU, ще більше погіршує ситуацію. Для вирішення проблеми перешкод доводиться застосовувати окремі джерела живлення для кожної камери рис 5в. Перешкоди сильно зростають при використанні камер з вбудованою інфрачервоною підсвіткою. Додаткові струми харчування підсвічування призводять до додаткових перешкод. Проста і дешева система перетворюється в дорогу і складну і ненадійну систему.

Фірмою RD ALFA Microelectronics розроблений і серійно випускається відео балун TWIST-P1 з поліпшеними симетрувальним властивостями. Застосування в конструкції Балунов спеціально сімметрірующего дроселя дозволило значно поліпшити низькочастотні параметри пристрою. У новий пристрій додатково доданий дросель, обмотки якого включені в протифазі з основним дроселем. Для уточнення принципу роботи цього Балунов, розглянемо схему на рис.6а. На вхід Балунов подається позитивний імпульс напруги сигналу, під впливом якого на симетричних опорах навантаження, підключеним до протилежних обмоток дроселя, з'являються імпульси вихідних сигналів 6в. Як видно на ріс.6в симетрія вихідних сигналів дотримується протягом часу передачі всього імпульсу, тобто в широкому діапазоні частот. На рис.3 наведено експериментально зняті амплітудно-частотні характеристики TWIST-P1 . Як видно з рис.3, в усій області відео частот від 100 Гц до 10 МГц пристрої являють собою симетричний перетворювач відеосигналу. Амплітуди вхідних сигналів на симетричних навантаженнях практично рівні в широкій смузі відео сигналу.

З причини того, що як і стандартний Балун, TWIST-P1 це двунаправленное пасивне пристрій, симетрія перетворення в протифазний сигнал і придушення синфазного сигналу при зворотному включенні Балунов в діапазоні частот це взаємопов'язані параметри. Гарне симетричне перетворення сигналів в широкій області, включаючи низькі частоти, Балун TWIST-P1 однозначно визначає і придушення синфазних перешкод в широкій області частот, включаючи низькі частоти. На рис.4 наведено частотні залежності коефіцієнта придушення синфазного сигналу відео Балунов типу TWIST-P1 в порівнянні зі стандартними. В діапазоні відео частот від 50 Гц до 10 МГц пристрій TWIST-P1 має практично постійний коефіцієнт придушення синфазної перешкоди. В області низьких частот від 100 Гц до 10 кГц придушення синфазних перешкод на два порядки краще, ніж у стандартних Балунов. У зону хорошого придушення потрапляють найбільш поширені перешкоди "земляних петель" і взаємні перешкоди від інших відеосигналів, що передаються по сусіднім крученим парам.

У зону хорошого придушення потрапляють найбільш поширені перешкоди земляних петель і взаємні перешкоди від інших відеосигналів, що передаються по сусіднім крученим парам

Тепер якщо ми повернемось до нашого прикладу схеми системи відеоспостереження з використанням декількох камер з DC харчуванням +12 В ріс.5с. Використання Балунов типу TWIST-P1 для передачі відео сигналів і DC харчування по одному UTP кабелю і застосування централізованого джерела живлення, не викличе проблем за рахунок виникнення перешкод типу "земляна петля". Гарне придушення перешкоди в низькочастотному діапазоні відео сигналу (не менше ніж в 100 разів) підвищить якість вашої системи відеоспостереження. Стає можливим навіть використання 50 Гц змінного струму для живлення камер з подальшим випрямленням і стабілізацією напруги живлення безпосередньо біля камер. Такий спосіб харчування дозволить автоматизувати компенсацію втрат напруги в довгих проводах і забезпечити хорошу розв'язку камер між собою по ланцюгах харчування, без ризику отримати перешкоду при зміні струму споживання від включення інфрачервоних прожекторів підсвічування камер.

Застосування широкосмугових Балунов TWIST-P1 значно спрощує створення багатокамерних систем відеоспостереження з зоною дії до 300 метрів, підвищує в 10-ки разів перешкодозахищеність аналогових систем відеоспостереження в області низькочастотних перешкод.

Ведучий конструктор А. Н. Майборода, [email protected]

Рига, 31.01.12.

Навигация сайта
Новости
Реклама
Панель управления
Информация