首頁(yè) > 典型應(yīng)用> 技術(shù)服務(wù)> VGA信號(hào)傳輸中的數(shù)值分析
VGA信號(hào)傳輸中的數(shù)值分析
2007-12-25
VGA信號(hào)根據(jù)不同的分辨率和場(chǎng)頻(刷新頻率),其像素的點(diǎn)時(shí)鐘不同或者說(shuō)折合的模擬寬帶不同,如下表:
Resolution | Refresh Rate | Horizontal Frequency | Pixel Frequency |
640×480 | 60Hz | 31.5 kHz | 25.175 MHz |
72 Hz | 37.9 kHz | 31.500 MHz | |
75 Hz | 37.5 kHz | 31.500 MHz | |
85 Hz | 43.3 kHz | 36.000 MHz | |
800×600 | 56 Hz | 35.1 kHz | 36.000 MHz |
60Hz | 37.9 kHz | 40.000 MHz | |
72 Hz | 48.1 kHz | 50.000 MHz | |
75 Hz | 46.9 kHz | 49.500 MHz | |
85 Hz | 53.7 kHz | 56.250 MHz | |
1024×768 | 43Hz Interlaced | 35.5 kHz | 44.900 MHz |
60 Hz | 48.4 kHz | 65.000 MHz | |
70 Hz | 56.5 kHz | 75.000 MHz | |
75 Hz | 60.0 kHz | 78.750 MHz | |
85 Hz | 68.7 kHz | 94.500 MHz | |
1280×1024 | 60 Hz | 64.0 kHz | 108.000 MHz |
75 Hz | 80.0 kHz | 135.000 MHz | |
85 Hz | 91.1 kHz | 157.500 MHz | |
1600×1200 | 60 Hz | 75.0 kHz | 162.000 MHz |
65 Hz | 81.3 kHz | 175.500 MHz | |
70 Hz | 87.5 kHz | 189.000 MHz | |
75 Hz | 93.8 kHz | 202.500 MHz | |
80 Hz | 106.3kHz | 229.500 MHz |
根據(jù)理論分析,方波是由1、3、5……等奇次諧波組成,如果能保證3次諧波通過(guò),可保留其信息量的80%左右,如果保證5次諧波通過(guò),可報(bào)留其信息量的90%以上。一般而言,在折算模擬寬帶時(shí)至少應(yīng)保證3次諧波通過(guò)。另外,根據(jù)奈奎斯特采樣原理,在A/D和D/A過(guò)程中,最大模擬帶寬為采樣率的1/2,因此由點(diǎn)(像素)時(shí)鐘折算帶寬時(shí),考慮到D/A的過(guò)程,計(jì)算公式為:點(diǎn)時(shí)鐘×3/2(如果要保證5次諧波則為點(diǎn)時(shí)鐘×5/2),例:1024×768×70,帶寬為100MHZ左右,1280×1024×60,帶寬為150MHZ左右,1600×1280,帶寬為240MHZ左右,在系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)中首先要考慮的是信號(hào)的帶寬。
VGA信號(hào)由于帶寬較寬(或者說(shuō)頻譜較寬),在傳輸過(guò)程中會(huì)表現(xiàn)出兩種特性,第一,幅頻特性,第二群延時(shí)特性,兩種特性對(duì)圖像質(zhì)量影響的表現(xiàn)不同,解決的方式也不相同。
一.幅頻特性:簡(jiǎn)言之,就是傳輸過(guò)程中不同頻率分量與幅度的關(guān)系,如下圖:
上圖是電纜的典型傳輸曲線,可以看出,頻率越高,衰減就越大,即高頻分量損失越多,通常定義幅度衰減3db時(shí)的頻率為帶寬,其中db=20lg幅度比或10lg功率比,3db意味著幅度比為0.707,功率比為1/2。
傳輸系統(tǒng)中不僅只有電纜,如分配,切換,轉(zhuǎn)換等過(guò)程都是傳輸過(guò)程,但一般這些過(guò)程都會(huì)有相應(yīng)指標(biāo)保障(僅幅頻特性而言),傳輸?shù)钠款i主要在線纜方面。一般比較典型的電纜的幅頻特性,如下表:
SYV-75-2 | SYV-75-3 | SYV-75-5 | RG59 | RG60 |
20 dB | 16 dB | 10 dB | 8 dB | 0.8 dB |
以上參數(shù)為100米/100MHZ時(shí)的參數(shù)。許多電纜的標(biāo)稱指標(biāo)較高,但實(shí)際使用時(shí)效果很差,估計(jì)是指標(biāo)參數(shù)不準(zhǔn)確,故不可過(guò)于相信廠家(尤其是非正規(guī)廠家)的指標(biāo)。SYV標(biāo)準(zhǔn)的電纜在拖尾等方面不如RG標(biāo)準(zhǔn)的電纜,在選型時(shí)可參考,以RG59電纜為例,下表是一組典型的參數(shù):
電容 | 延時(shí) | 直流電阻 | 等效阻抗 |
50PF/m | 4ns/m | 0.02Ω/m | 75Ω±5% |
僅就幅頻特性而言,1024×768×70的信號(hào),要保證3db的帶寬,用RG59的電纜,不加其他補(bǔ)償措施的傳輸距離僅在30—40米左右,高分辨率的圖像傳輸距離會(huì)更短。有一種較實(shí)際的估算方法評(píng)估圖像質(zhì)量:3db帶寬為圖像質(zhì)量的理論值,工程實(shí)際中6db衰減時(shí)是可以認(rèn)可的,9db衰減是能容忍的,再大就無(wú)法容忍了,這在數(shù)值分析時(shí)是一組可參考的數(shù)據(jù)。
二.群延時(shí)特性:理論上講,不同的頻率分量在同一介質(zhì)中傳輸時(shí),到達(dá)的時(shí)間不同。這是由于傳輸系統(tǒng)的分布參數(shù)引起的。形象地說(shuō),一個(gè)胖子和一個(gè)瘦子跑百米,不出意外的話,瘦子會(huì)先跑到。且不說(shuō)VGA信號(hào)中頻率分量很多,就單一波形而言,基波與多次諧波到達(dá)的時(shí)間就不同,這將造成波形的后延性失真,在圖像表現(xiàn)上為“拖尾”。這在工程中很常見(jiàn),比如有一色塊,在其后有由深到淺的虛圖像。線纜越細(xì),距離越長(zhǎng),表現(xiàn)越明顯。
要解決傳輸問(wèn)題,不僅要解決幅頻特性的問(wèn)題,也要解決群延特性的問(wèn)題,長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器就因此而生,就幅頻特性而言,要解決的問(wèn)題如下圖:
就幅頻特性而言,以長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)為例,補(bǔ)償后可達(dá)到150MHZ/100米;而針對(duì)群延時(shí)特性而言,就要對(duì)分布參數(shù)作出預(yù)校整(預(yù)失真),消除拖尾現(xiàn)象,長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)時(shí)根據(jù)線纜的參數(shù)和傳輸距離,分檔進(jìn)行不同的補(bǔ)償調(diào)整,如8級(jí)或16級(jí)調(diào)整。值得說(shuō)明的是,補(bǔ)償是針對(duì)已破壞的圖像而言,可使其看起來(lái)在亮度、模糊和拖尾等方面沒(méi)有明顯的缺陷,但比原裝信號(hào)還是要差一些的。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先要搞清楚信號(hào)的分辨率,最長(zhǎng)的傳輸距離,才好決定使用什么線纜及選用何種設(shè)備,何種接口,一般而言,以1024×768分辨率為例,可進(jìn)行如下選擇:(僅供參考)
距離(米) | < 20 | < 50 | < 100 | < 200 | < 300 |
方案 | 3+2或3+4 | RG59 RG6V May-75 | Feb-75 Mar-75 + 補(bǔ)償 | May-75 RG59、RG6V +補(bǔ)償 | RG59 RG6V +高補(bǔ)償 |
如果距離大于300米,則要考慮其它傳輸方式,如光纖傳輸?shù)?。需要說(shuō)明的一點(diǎn)是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)線傳輸,網(wǎng)絡(luò)線比75-2等要細(xì)的多,因此就線纜特性而言要差,因此補(bǔ)償也很大,即便如此,所能保證的帶寬也較小,一般在70MHZ /100米以內(nèi),故應(yīng)用范圍應(yīng)在100米左右距離,短時(shí)從成本考慮未必合算,距離長(zhǎng)時(shí)圖像質(zhì)量無(wú)法保障,該方式的主要優(yōu)點(diǎn)在于利用平衡傳輸解決了隔離問(wèn)題,而不是在于提高圖像質(zhì)量。
75-2或更細(xì)的線纜可以焊在DB15的接頭中,再粗一些的只好利用BNC接頭,因此根據(jù)距離選線纜,隨之也就可以確定何種接口形式了。
摘自:InfoAV China
更多案例
- 科迪混矩用于福建社科院會(huì)議系統(tǒng)
- 科迪高清應(yīng)急監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于西藏電視臺(tái)廣播發(fā)射中心
- 科迪高清多格式混合矩陣為智慧校園添磚加瓦
- 科迪大規(guī)模高清多格式混合矩陣用于湖南邵陽(yáng)某部隊(duì)
- 科迪多格式矩陣用于福州市委禮堂升級(jí)改造項(xiàng)目
- 科迪混矩助力榮成石島灣核電站
- 科迪智能三選一用于拉薩融媒體中心發(fā)射臺(tái)
- 科迪高清多格式混合矩陣在福州市委“登堂入室”
- 科迪產(chǎn)品順利通過(guò)臺(tái)山核電站項(xiàng)目驗(yàn)收
- 科迪應(yīng)急切換器入駐寧波廣播電視臺(tái)