Доставка оборудования по Москве и Московской области по согласованию с заказчиком

 

 

Полезная информация:

 

 Активные передатчики видеосигнала по двухпроводным линиям связи ...подробнее

 

Пассивные передатчики видеосигнала по симметричной линии связи.            

В Интернете достаточно много фирм предлагают приемники и передатчики видеосигнала по симметричной линии связи класса «UTP».  И есть предложения по очень дешевым приемникам и передатчикам видеосигнала по симметричным линиям связи, которые носят название «пассивные». Что такое «пассивные»? Это означает, что такие приемники и передатчики не требуют внешнего питания.  И самое интересное заключается в том, что в характеристиках этих приемников и передатчиков написано, что они обеспечивают передачу видеоизображения по кабелю «UTP» на расстояние до 300, а иногда даже и до 500 метров.  Большего ни чего не написано.  Возникает вопрос – зачем покупать достаточно дорогие приемник и передатчики видеосигнала по симметричной линии связи («витой паре»), когда при оборудовании небольшого объекта видеокамерами и где расстояние по длине кабеля не более 300 – 400 метров можно использовать пассивные приемники и передатчики видеосигнала.  Это же достаточно большая экономия в затратах на оборудование при применении таких пассивных приемников и передатчиков. И действительно, подключив к камере пассивный передатчик, а на вход видеомонитора пассивный приемник можно наблюдать на экране видеомонитора  видеоизображение от удаленной видеокамеры.  Заказчик видит, что на экране видеомонитора есть изображения от удаленных видеокамер и что-то там на этих видеоизображениях движется, регистраторы записывают это изображение и на данный момент остается довольным, а монтажная организация так же остается довольной – задание заказчика выполнено с минимальными затратами, деньги получены.  А если через некоторое время заказчик выражает некое неудовлетворение тем, что «вот как-то изображение не совсем четкое», то монтажная организация тут же быстро находит ответ – для более четкого изображения видеокамеры надо было брать  (закупать) с более высоким разрешением, а такие камеры достаточно дорогие.  Как правило, на этом все заканчивается.  А на самом деле установленные видеокамеры (как пример) с разрешением  480 твл на данном объекте работают «впустую».  И если бы были применены активные приемники и передатчики видеосигнала по симметричной линии связи, то изображение на видеомониторе было бы достаточно четкое.  И причина в плохом качестве видеоизображения не в разрешающей способности установленных видеокамер, а в примененных пассивных приемниках и передатчиках видеосигнала по симметричной линии связи.   

Пассивный приемник или пассивный передатчик в своей основе представляет трансформатор.  Задача трансформатора, в качестве пассивного передатчика, преобразовать не симметричный входной видеосигнал от видеокамеры в симметричный видеосигнал для передачи по симметричному кабелю типа «UTP».  А у приемного трансформатора, работающего в качестве пассивного приемника видеосигнала,  основная функция преобразовать симметричный входной сигнала в не симметричный выходной видеосигнал.  Если высококачественный сетевой трансформатор имеет КПД равный 97% ...98%,  рассчитан и работает на одной частоте 50 Гц, то  у пассивных приемников  и передатчиков   трансформаторы работают в диапазоне частот от 50 Гц до 7 МГц.  Весьма возможно, что КПД этих трансформаторов имеет одинаковое значение и равное 96%...98% на всех частотах спектра входного видеосигнала, но это маловероятно. И если бы такой трансформатор был бы создан, то его цена не была бы  500 … 1000 рублей.  Скорее всего такие трансформаторы имеют КПД близкий к  единице на низких частотах спектра видеосигнала и КПД трансформатора понижается на высоких частотах спектра видеосигнала.  Это значит, что на высоких частотах спектра  входного видеосигнала  коэффициент передачи падает и в высокочастотный спектр передаваемого и принимаемого  видеосигнала вносятся затухания.  Ни одна фирма не представила АЧХ пассивного приемника и передатчика видеосигнала,  а только дает один параметр – длина линии связи до 300 … 500 метров.  Также достаточно трудно найти и характеристики передачи видеосигнала с заданным разрешением в зависимости от длины кабеля связи типа «UTP».  И если допустить, что КПД этих трансформаторов на частотах 50 … 1000 Гц составляет 97%, то можно предположить, что на частотах 3 … 7 МГц  КПД у них будет значительно ниже и может доходить до 50 … 70 %.  Допустим, что на частотах 5 …7 МГц КПД таких трансформаторов составляет 70 %. В этом случае такой трансформатор вносит затухание в АЧХ входного видеосигнала на частотах 5….7 МГц порядка  - 3 дБ.  Следовательно,  пассивный приемник и  передатчик внесут затухание на этих частотах в получаемый на входе видеомонитора видеосигнал порядка  - 6 дБ.  И такое затухание не связано с вносимым затуханием  сигнала самой линией связи.  Если на низкой частоте такой трансформатор  имеет КПД = 96%, то вносимое затухание пассивным приемником и передатчиком в видеосигнал на низких частотах составит порядка  - 0,8 дБ вместе с вносимым затуханием входных – выходных разъемов. Скорее всего, показатель КПД таких приемников и передатчиков на низких частотах и обуславливает указываемую длину линии связи UTP в 300 – 500 метров.  Но вопрос состоит не в том, что бы получить видеоизображение с пассивными приемниками и передатчиками при длине симметричной линии связи длиной в 300 или 500 метров.  Вопросы ставятся следующие – какое качество видеоизображения будет на экране видеомонитора при применении пассивных приемников и передатчиков и каков  уровень подавления синфазных помех обеспечивают пассивные приемники  видеосигнала по симметричной линии связи. 

       Вносимое затухание или АЧХ характеристики симметричного кабеля можно условно представить в виде графика на приведенном ниже рисунке.

 

      

Для компенсации потерь сигнала суммарная диаграмма приемника и передатчика должна иметь противоположный вид, показанный на рисунке ниже:

В этом случае общая суммарная частотная характеристика линии связи, передатчика и приемника будет иметь строго горизонтальную линию, т.е. такая линия связи с горизонтальной АЧХ (вместе с приемниками и передатчиками) не будет вносить  неравномерность или ограничения частотных свойств в передаваемый по ней частотный спектр видеосигнала. И только в этом случае разрешение видеоизображения, передаваемое удаленной видеокамерой,  будет присутствовать и на экране видеомонитора.

Допустим, что вносимые затухания пассивных приемника и передатчика на частотах 6…7 МГц составляют в сумме - 5 … -6 дБ. Такое затухание равносильно затуханию сигнала 7 МГц при 100 метрах симметричного кабеля типа «UTP- 5e».  Допустим, что длина линии связи с кабелем UTP-5e составляет 300 метров. Следовательно,  затухание видеосигнала на частотах 7 МГц составит:  – 6 дБ (пассивный передатчик + пассивный приемник) + 5,2 дБ*3 = - 21 дБ. 

 

Частота сигнала

Затухание сигнала

(кабель 300 м. + передатчик и приемник)

Затухание сигнала

(только кабель 300 м.)

3 МГц

- 12 дБ

- 9,6 дБ

4 МГц

- 15 дБ

- 11,4 дБ

5 МГц

- 17 дБ

- 12,9 дБ

6 МГц

- 19 дБ

- 14,4 дБ

7 МГц

- 21 дБ

- 15,6 дБ

 

И если даже допустить, что пассивные приемники и передатчики имеют КПД = 98% во всем диапазоне частот спектра видеосигнала с неравномерностью  (как пример)  1%, то  при длине симметричного кабеля в 300 метров затухание сигнала на частоте 3 МГц составляет ориентировочно значение, равное  - 9 дБ.  В радиотехнике считается, что ширина полосы пропускания ограничивается по затуханию верхней граничной частоты сигнала по уровню – 3 дБ.  Следовательно,  при 100 метрах симметричного кабеля верхняя частота 3 МГц видеосигнала будет иметь затухание, равное – 3,2 дБ.,  не считая затухания вносимое пассивным приемником и передатчиком.

Допустим, есть некий пассивный передатчик видеосигнала по витой паре. В его параметрах написано, что он обеспечивает прием и передачу видеосигнала с полосой в 5 МГц по линии связи UTP-5e на расстояния  300 метров.   Больше информации нет. Что можно прогнозировать по этой информации. Полоса устройства, линии связи, усилителя определяется по условию затухания верхней граничной частоты на уровень  – 3 дБ относительно центральных частот спектра или центральных частот полосы пропускания, которые имею затухание  -+ 0 дБ. Следовательно, можно сказать, что данный передатчик вместе с приемником имеют затухание частоты 5 МГц по уровню – 6 дБ если даже между ними кабель длинной в 1 метр.  Можно предположить, что полоса такой линии связи (пассивный передатчик + 1 метр кабеля + пассивный приемник) имеет полосу  пропускания по уровню – 3 дБ не 5 МГц, а, скажем, всего 4 МГц.  Следовательно,  такая линия связи между видеокамерой и видеомонитором (при применении пассивного передатчика, линии связи длиной 1 метр и пассивного приемника) ограничит передаваемый спектр видеосигнала по частоте до 4 МГц.   И если видеокамера будет иметь разрешение 480 или 570 твл, то на экране видеомонитора разрешающая способность видеоизображения будет ограничена до 320 твл и не более.  А если между пассивным приемником и пассивным передатчиком включить линию связи с кабелем UTP-5е и длинной 200 метров, то на экране видеомонитора будет присутствовать видеоизображение еще с меньшим разрешением так, как сам кабель даст затухание на частоте 4 МГц  еще – 7 дБ.  Если применять в линии связи пассивный передатчик и активный приемник, то активный приемник должен обеспечивать подъем ВЧ сигнала по уровню на такое же количество, выраженное в единицах «дБ», которое вносит пассивный передатчик и сама линия связи на граничной частоте полосы видеосигнала, требуемой для передачи видеоизображения с заданной четкостью или разрешением.  Например, если применить пассивный передатчик с полосой 5 МГц, линию связи длиной 300 метров (кабель UTP-5e), то активный приемник видеосигнала должен иметь подъем АЧХ характеристики на частоте 5 МГц не менее  + 16 дБ. Только в этом случае видеосигнал с разрешением 420 твл будет присутствовать на экране видеомонитора. 

Исходя из этого можно сказать, что при применении   пассивных приемников и передатчиков видеосигнала по «витой паре» и с применением кабеля типа «UTP-5e» можно передавать видеосигнал с разрешающей способностью  240 твл на расстояния не более 40 – 50 метров.  А получаемый на видеомониторе видеосигнал с разрешающей способностью 240 твл  не зависит от разрешающей способности видеосигнала с выхода видеокамеры.  В этом случае сама линия связи ( пассивный передатчик + линия связи + пассивный приемник) снизит разрешающую способность видеосигнала на входе видеомонитора до разрешения в 240 твл.     

Не маловажным фактором считается и параметр подавления синфазных помех, наводимых на линию связи паразитными радиоволнами. Если полезный видеосигнал по симметричной линии связи идет в противофазе, то наводимые помехи на линию связи по проводам «А» и «В»  поступают на вход приемника в фазе и в пассивном приемнике происходит их подавление по уровню  «- ??? дБ.»  В активном приемнике подавление синфазной помехи производится до уровня  - 60 … - 80 дБ.  Какое значение подавления по уровню синфазной помехи происходит в пассивных приемниках  – производители пассивных приемников  скромно не уточняют.

Таким образом по пассивным приемникам и передатчикам видеосигнала можно сказать следующее:

1.      При применении пассивных приемников и передатчиков для передачи видеосигнала по симметричной линии связи класса  «UTP»  можно рассчитывать на передачу видеоизображения с разрешающей способностью не более 240 .. 300 твл при длине линии связи не более 40 – 80 метров.

2.      Какие дополнительные затухания вносят пассивные приемники и передатчики видеосигнала и на каких частотах спектра видеосигнала  - не известно.

3.      Какая неравномерность АЧХ пассивного приемника и передатчика видеосигнала по симметричной линии связи  - не известно.

4.      Передача видеосигналов с разрешающей способностью более 240  … 260 твл и при длинах линии связи с кабелем «UTP» более 50…80 метров без дополнительного оборудования практически невозможна.

5.      В заявленных характеристиках по передаче видеосигнала на то или иное расстояние по кабелю UTP с применением пассивного видеопередатчика и активного видеоприемника, видеоприемник должен обеспечивать подъем АЧХ  ( + ? дБ) на граничной частоте видеосигнала при той или иной разрешающей способности + 3 дБ за счет потери или ослабления сигнала пассивным видео передатчиком.

Если возникает необходимость в использовании пассивных приемников и передатчиков видеосигнала по симметричной линии связи или комплекта состоящего из пассивного передатчика и активного приемника видеосигнала по симметричной линии связи, то, помимо общей информации по этим изделиям,  необходимо потребовать от поставщика и следующие данные:

- Полоса пропускания пассивным передатчиком по уровню – 3 дБ;

- Значение неравномерности АЧХ пассивного передатчика (приемника) в заявленной полосе частот;

- Полоса пропускания активным приемником по уровню – 3 дБ;

- АЧХ активного приемника при максимальном подъеме ВЧ – составляющей входного сигнала;

- Значение подъема ВЧ – составляющей видеосигнала активным приемником (конкретные значения) на частоте 3; 4; 5; 6; 7 МГц и коэффициент нелинейных искажений сигнала на этих частотах.

Если знать эти параметры, то можно достаточно легко оценить и рассчитать  возможность передать видеосигнал по симметричной линии связи определенной длины с заданным параметром по разрешающей способности видеосигнала.