電纜傳輸失真與頻率加權補償

一 )PAL 制視頻標準：視頻傳輸 0-6M 頻率響應限定要求是在 0.5-5M 帶寬，上下波動限定在± 0.75db ， 6M 限定在 +0.75 ∽ -3db ；這是主要特性，還有其他一些失真度指標要求。一般 420-480TVL 的中高清晰度攝象機視頻信號， 4-6M 的頻率成份不可忽視。當然，拍攝的鏡頭（取景）不同，視頻信號的各種頻率成分組成也不同。細節變化小的鏡頭（如一面光墻），高頻分量弱；細節變化多的鏡頭（如花叢、頭發），高頻分量十分豐富。所以，只根據某個電視畫面來判斷圖象質量是有局限性的。工程商的責任，應該是盡可能減少視頻信號失真，充分發揮攝象機的性能水平，以達到盡可能好的滿意程度。

二 ) 視頻標準信號源
為了檢測視頻控制設備，變換（切換、分配、放大、）設備，傳輸（不同介質、不同變換與調制解調）設備的質量，需要有標準視頻信號源，產生幾種失真度為零的特殊視頻信號。一種是連續掃頻視頻波形，掃頻范圍是 0.2-6M ，幅度為 700Mv ?？梢允种庇^地檢測設備的頻率響應。還有一種類似的多波群視頻信號。每一群都是一種固定頻率，六群從低到高分別是 0.5/1.0/2.0/4.0/4.8/5.8M 。用這種波形來研究電纜衰減與補償非常直觀，容易理解。

三 ) 視頻電纜的頻率失真
不同型號的電纜特性不同，不同廠家，不同批次的電纜性能也有差別。我們這里以一種典型的 75-7 電纜為例進行分析與介紹。視頻信號經過電纜傳輸會引起低頻幅度衰減和高頻失真，頻率越高，衰減越大。同時注意到，行同步頭失真，色同步頭幅度嚴重降低。一組典型 75-7 電纜 1000M 不同頻率衰減測試數據如表一：
長度 (1000m)0.5M---1.0M---2.0M---4.0M---4.8M---5.8M
分貝數 ....-4.18db-6.15db-8.52db-11.0db-11.6db-12.6db
倍數 ......61.8%...49%....37.5%...28.2%...26.3%..23.4%
對于 5.8M 頻率分量來說， 2500m 電纜，衰減量可達到 -31.5db （ 2.67% ） . 這就是頻率失真的實際概念和含義。由上述分析和實踐經驗，我們歸納出以下幾點意見，供參考：

1. 視頻同軸電纜，從它對不同頻率分量具有不同衰減特性來看，可以把它理解為一種頻率“去加重”器件；
2. 電纜具有頻率“去加重”特性，所以“電纜視頻補償器”應該是一種具有頻率“加重”（或“加權”）特性的器件。我們稱之為“加權視頻放大器”，簡稱“加權視放”；
3.75-7 電纜 200m 以上就應該考慮加權補償。
4. 對視頻加權補償的要求是：
①幅度要能提升到大于 1Vp-p ；
②頻率補償必須是 0-6M 全頻段范圍的加權補償（低端輕，高端重）；
③補償特性必須能與電纜衰減特性相反相成；
④補償距離盡可能大一些；
⑤補償器對上述各項補償，必須有全范圍連續可調的有效控制功能；
⑥必須解決工程現場方便準確的調試方法問題（許多產品沒能解決好這個根本性的實際使用問題）。

四 ) “前補償”與“后補償”問題
補償位置放在電纜前端，還是末端，表面看來是一樣的。所以有的產品介紹說：一臺放大器補償距離為 1500 米，電纜前后各放一臺，可以補償 3000 米。對此，我們還難以相信。因為在技術實現上二者是完全不同的。后補償是低于 1 伏的小信號放大和補償，最大動態范圍是 1 伏；而前補償相反，是要對 1 伏的標準信號先進行提升放大和頻率加權，以補償電纜衰減。舉例說， 1500 米 75-7 電纜， 5.8M 頻率衰減量為 -18.9db ，即衰減 8.8 倍。前補償時，就要把這一頻率成分放大 4.26 倍。這就要求達到 0.7V*8.8=6.16V 。而行同步頭衰減 -6.27db （ 2.06 倍），即要求提升到 0.3*2.06=0.618V 。兩項之和為視頻信號“峰 - 縫”值，即 6.16+0.618=6.778V 。這是在 75 歐姆負載上的動態范圍，而放大器實際輸出的動態范圍應該是 6.778*2=13.556V ，這是常規電路難以實現的。換句話說，長距離電纜后補償有效，前補償無效，甚至因失真而有害。