井下救援远距离视频传输系统关键技术研究

设计与实现方法

1 电路设计

当传输距离小于1500ｍ时，采用双绞线来传递基带视频信号也能获得很好的效果。和使用传统的同轴电缆相比，用双绞线传输信号时要注意两点：采用平衡(差分)传输以使 共模噪声最小；恰当端接以使反射最小。由于MAX435和MAX436在10MHz时共模抑制比能达到53dB。而且输入输出阻抗又都很高，所以特别适用于这样的应用场合。

实际电路如图２所示。从图中看出，MAX435和MAX436组成双绞线视频传输电路的驱动器/接收器，只采用一个差分输出的MAX435即可驱动平衡双绞线(其输入信号以地为基准)，从而省去了平衡变压器或两个单端输出驱动器。为了实现平衡到单端线路的变换，其接收器电路采用了单端输出的MAX436。IN+到IN-间的100Ω电阻器使线路的终端连接十分合理。互导网络(从Z+到Z-)不仅完成增益调节(+6dB)。而且还起到线路均衡的作用，从而提高接收器的高频增益。

在图3电路中，可以通过调整R1提高整体增益对欧姆损耗进行补偿来得到合适的亮度，通过调整C1(增添零/极点对以扩展频带)来获得最佳的色彩。由于调整是在接收器端进行的，所以用户可以在接收端一边观察屏幕一边调整R1和Cl，从而得到最佳图像。

2 测试结果

图3（a）和图3（b）是从监视器屏幕上看到的调节前、后的视频脉冲波形。试验结果表明，当本电路用165m长的φ0.71mm防盗报警器用双绞线传送NTSC基带视频信号时，3.58MHz色同步信号的衰减约为6dB。虽有失真，但由于监视器对信号衰减具有自动均衡补偿(对色同步信号的衰减补偿可达10dB)，故图像质量仍然很好，无明显彩色变淡或水平分辨率变差的现象。但若衰减量进一步增大，则色度和水平分辨率变差、难以看清显示的图文。

图3（a）调节均衡前的波形（b）调节均衡后的波形（c）在双绞线上加50Hz的共模噪声电压

当本电路用长330m的电话双绞线在两幢大楼之间传送NTSC录像机视频信号时。图像质量良好。又故意在两根平衡的绞线上各加上图3（c）所示的50Hz的共模噪声电压进行试验，图像质量未受影响。

这是由于MAX436对60Hz信号具有60dB的共模抑制比，使这种噪声不致影响图像。如果用不平衡的单端方式来驱动电缆，则效果之差是可以预料的。虽然上述试验只用了NTSC视频信号，但本电路用于载波为4.43MHz的PAL制视频信号仍可取得相似的效果。

结论

在许多不要求电缆具有很宽的带宽的场合中，用双绞线代替昂贵的同轴电缆不仅可以降低线路的铺设成本，而且两根绞线感应的差分干扰电流可以互相抵消。只要采用适当的绞线，并在接收端的监视器进行阻抗匹配和自动增益补偿(目前大多数电视监视器都具有此功能)，其传送基带(复合)视频信号的距离可远达1500km，而且图像质量并不差，能够保证图像色彩、亮度、轮廓等基本无失真。

后期加工外壳时，适当考虑防水、抗震、防尘、高温、腐蚀性气体等井下恶劣环境，并达到本质安全型防爆设计要求，则可以将其产品化。

综上所述，该技术适应井下救援所需要的低成本，快速铺设，使用简单，维护方便等诸多要求。而且此技术还可以在超级市场、机场、学校等单位广泛用于电视监视系统中的单通道视频信号传送。