Вопросы и ответы

Наиболее важными параметрами в распределении сигналов являются ширина полосы частот и уровень сигнала. Звуковые сигналы гораздо меньше подвержены проблемам при их распределении, если имеют достаточно высокий уровень. Они занимают полосу частот от 20 до 20 000 Гц и не так чувствительны к согласованию с нагрузкой, как видеосигнал.

Из-за сравнительной узости полосы аудиосигналы значительно проще обрабатывать. Для работы со слабым звуковым сигналом достаточно иметь хороший экранированный, должным образом терминированный кабель с малой емкостью. В сложных случаях, когда надо работать с очень слабыми сигналами (например, от высококачественных микрофонов), удовлетворительные результаты дает использование схемы подключения с балансным (симметричным, дифференциальным) сигналом.

Видеосигнал занимает гораздо более широкий частотный спектр — от практически нуля герц (постоянная составляющая) до 5, 10 и даже более мегагерц (миллионов герц). Работать с таким широкополосным сигналом очень трудно. Для усиления и распределения видеосигнала нужны усилительные системы отличного качества, обладающие линейностью по всему спектру.

Такой сигнал должен передаваться от источника к приемнику по высококачественному коаксиальному кабелю, корректно терминированному на концах (обычно используются 75-омные терминаторы). Даже при использовании самого хорошего усилителя и кабеля по разным причинам (см. выше) в сигнале возникают потери, из-за чего расстояние его эффективной передачи ограничено.

В студии тиражирования видеозаписей используется один или несколько источников видеосигнала, усилители-распределители и большое количество записывающих видеомагнитофонов. Основная проблема, возникающая в таких студиях, состоит в том, что иногда ленту в видеокассете заедает, кабель рвется, в нем теряется контакт или один или более выходов усилителя-распределителя выходят из строя.
Для обеспечения полностью бездефектного копирования необходима система контроля. Обычно все записи перематываются на начало, и по команде с главного пульта дистанционного управления на всех видеомагнитофонах запускается воспроизведение. В ходе него последовательный коммутатор по очереди на короткое время подключает выходы видеомагнитофонов к монитору для контроля (который при использовании интеллектуального коммутатора может быть автоматическим). Так можно выявить и изъять дефектную запись.

При работе со звуком особое внимание следует обратить на несколько факторов.

Одной из проблем, которым уделяют меньше всего внимания, является качество кабелей. В аудиотехнике им интересуются редко, особенно если речь идет о низкоуровневых сигналах. Для соединения громкоговорителей с мощными усилителями рекомендуют использовать специальные толстые провода, но для низкоуровневых сигналов советы ограничиваются экранированным кабелем. Однако одного только экранирования недостаточно. Экран кабеля выполняет две функции — защиты кабеля от внешних наводок (для чего экран соединен с общей «землей»), и линии передачи, как и в видеотехнике. В непрофессиональной звуковой технике импеданс кабеля не имеет большого значения, и кабели не терминируют. В вещательных системах до недавнего времени использовалась стандартная нагрузка 600 Ом, но сейчас в основном применяют высокоомные входы.

Устройство звуковых кабелей таково, что они, в отличие от кабелей для видеосигнала, обладают высокой емкостью (несколько сотен пикофарад). Собственная емкость кабеля может ухудшить передачу высоких частот сигнала и даже привести к самовозбуждению усилителя, его перегреву и появлению шумов.

Другой важный фактор, который следует принимать во внимание при работе с низкоуровневыми сигналами, — это шум. При выборе усилителя или коммутатора аудиосигналов следует поинтересоваться его отношением сигнал/шум. Чем выше этот показатель, тем менее вероятно, что нежелательный шум будет добавлен устройством к сигналу. Для работы со звуковым сигналом уровня линейного входа подойдет отношение сигнал/шум 75 дБ и более.

Прибор также может искажать сигнал. Приемлемым является коэффициент нелинейных искажений 0,1%.

Еще одним важным фактором является уровень сигнала, с которым работает прибор. Уровень стандартного сигнала IHF составляет –10 дБм, менее 1 В от пика до пика. Симметричный аудиосигнал, используемый, например, в вещательной аппаратуре, имеет номинальный уровень +4 дБм, а в максимумах его размах может превышать 15 В. Поэтому при выборе прибора следует учитывать величину сигнала, с которым он будет работать.

Для устойчивости изображения и верности цветопередачи потерянные или искаженные сигналы синхронизации или цветовой вспышки должны быть восстановлены. Во многих случаях помогает использование регенератора сигнала черного поля, который удаляет из видеосигнала все синхроимпульсы и цветовые вспышки (сигнал «черного поля»), и заменяет их новыми, полученными от внутреннего привязанного генератора.

В сложных случаях, когда искажены не только сигналы синхронизации и цветовой вспышки, а также и длительности строк (как при многократном копировании видеозаписи), для восстановления видеосигнала необходим корректор развертки (Time Base Corrector, TBC). Это устройство восстанавливает не только синхронизацию и цвет, но и «растягивает» строки до нужной длины.

Как и во многих областях техники, единого стандарта цифрового звука не существует. Он может быть представлен в различных стандартах: AES/EBU 110 Ом, AES-ID3 75 Ом, S/PDIF 75 Ом, оптический Toslink, и другие. Частота дискретизации может составлять от 32 кГц до 192 кГц при различной разрядности (измеряемой в битах). Для работы со всем многообразием стандартов в серьезной студии необходимо иметь интерфейсный блок, лучше преобразователь цифрового звука или преобразователь частоты дискретизации.

Цифровое видео (SDI) в некоторых аспектах подобно аналоговому. В нем для нормальной работы тоже важно качество кабелей и разъемов, потери высоких частот сигнала в них тоже влияют на качество сигнала. Из-за многих факторов, влияющих и на аналоговый сигнал, в цифровых системах может появиться джиттер, при определенном уровне которого происходит полный срыв изображения (эффект обрыва*). Бит, потерянный в цифровом видеосигнале, может привести к гораздо более серьезным последствиям, чем пиксел, утраченный в аналоговом. При работе с цифровым видео часто требуется восстановление качества сигнала (выравнивание частотного спектра и восстановление тактовой частоты). Формат («язык») цифрового сигнала очень важен для его корректной передачи, так как протоколы передачи очень специфичны.
Несовместимость уровней — нечасто встречающаяся проблема в аналоговой технике. Цифровые сигналы, однако, могут иметь различные, несовместимые друг с другом уровни: ТТЛ, ЭСЛ (ECL) или другие. Еще одна проблема цифровых сигналов — согласование нагрузочной способности цифровых входов и выходов, для решения которой также должны быть приняты специальные меры.

Проблемы синхронизации можно разделить на две группы:

1. Некачественная информация о синхронизации, содержащаяся в видеосигнале.
2. Несовместимость сигналов синхронизации.

Искажение или утрата сигналов синхронизации (кадровых и строчных синхроимпульсов) приводит к неустойчивости или срыву изображения, либо его неправильному положению на экране. Синхросигналы, искаженные при передаче или записи, могут быть восстановлены с помощью устройства восстановления синхронизации или TBC (корректора развертки).
Проблема несовместимости синхронизации возникает из-за сосуществования большого количества различных стандартов: синхросигналы могут быть аналоговыми, как в композитном видеосигнале, или цифровыми, встроенными в видеосигнал или отдельными, иметь положительную или отрицательную полярность. Синхросигнал также может быть частью сигнала яркости (как в композитном или YC-видеосигнале) или идти с одним из цветовых компонентов, например, с зеленым.
Для решения проблем совместимости нужны специальные преобразователи форматов синхронизации.

Существует множество форматов видеосигнала: композитный, YC, YUV (Y, R-Y, B-Y), RGB(S), он может быть аналоговым или цифровым. Сигналы компонентных аналоговых видеоформатов немодулированные, уровень сигнала в них прямо соответствует интенсивности сигнала. Например, величина сигнала Y в 1 В представляет максимальный уровень белого. Перевод из YUV в RGB и наоборот относительно несложен, для него требуется только прецизионный матричный преобразователь. В композитном видеосигнале и в системе YC (Super-video) содержится информация о цвете, представляющая собой модулированную цветовую поднесущую (3,58 МГц в NTSC, 4,43 МГц в PAL, в SECAM иная система кодирования). Простое добавление или отделение цветовой информации от яркостной преобразует композитный видеосигнал в YC и обратно.
Для преобразования между композитным (YC) и компонентным видеосигналом нужен кодер или декодер сигналов цветности. Кодер извлекает из входного компонентного сигнала информацию о синем и красном цвете и модулирует ей цветовую поднесущую. Часто бывает нужно привязать процесс кодирования к внешнему источнику сигнала «черного поля». Функция кодера противоположна — он удаляет поднесущую цвета и извлекает цветоразностные сигналы для преобразования в цветовые компоненты.
При цифровом преобразовании происходит то же самое, но сигналы обрабатываются в цифровой форме, и для этого требуется другое оборудование.

У резервного графического коммутатора есть два или более входов компьютерного графического видеосигнала (VGA—UXGA), и такое же количество звуковых входов, а также по одному графическому и звуковому выходу. Прибор подключен, например, к двум компьютерам. Основной (ведущий) канал включен и демонстрируется на экране. Если сигнал основного источника пропадает, то включается второй резервный канал, а при восстановлении пропавшего сигнала он автоматически восстанавливается на экране. Резервный коммутатор, таким образом, гарантирует, что в шоу или презентации не будет «мертвого экрана». Подобное устройство широко используется в обычной видеотехнике, гарантируя, что на телевизоре вдруг не появится черный экран, и внезапно не исчезнет звук.

У видео- или графического преобразователя видеоформатов может быть несколько различных входов — для композитного, YC, компонентного видео (со стандартной или прогрессивной разверткой), компьютерной графики от VGA до UXGA, DVI и другие. У различных сигналов различные разрешение и структура. Преобразователь видеоформатов приводит все их к одному разрешению и формату. В идеале, при переходе от одного источника сигнала к другому смена изображений должна происходить чисто, без подрывов. Для этого отображаемый в данный момент сигнал и сменяющий его должны быть предварительно отмасштабированы и синхронизированы, а это недешевая процедура. Хорошим решением является одновременное плавное гашение первого изображения и включение второго или короткий стоп-кадр. Это можно сделать с помощью недорогого и качественного безсрывного коммутатора.

Самым важным для преобразователя видеоформатов является качество его выходного сигнала. Гораздо менее важно, сколько у него входов, и переключаются ли они без срыва. Поскольку изображение, создаваемое преобразователем видеоформатов, придется смотреть на экране в течение достаточно долгого времени (пока идет презентация или фильм), в первую очередь он должен обеспечивать высокое качество изображения на экране.

Удвоитель числа строк или преобразователь видеоформатов переводят развертку из чересстрочной в прогрессивную, что дает более чистое изображение без дрожания. При воспроизведении видеозаписи через широкоэкранный проектор выход удвоителя числа строк или преобразователя видеоформатов подключается к входу данных проектора, который предназначен для подачи компьютерного VGA-сигнала.
Хороший удвоитель числа строк или преобразователь видеоформатов, в котором используются алгоритмы интерполяции, масштабирует видеоизображение до максимального разрешения, поддерживаемого проектором, и дает на экране изображение высокого качества, сходное с кинематографическим. Во многих проекторах встроен преобразователь, который масштабирует видеоизображение до разрешения проектора, но из соображений цены высоким качеством он обычно не отличается. Когда важно качество проецируемого изображения, рекомендуется использовать внешний преобразователь видеоформатов.

В преобразовании компьютерной графики в видео существует три основных проблемы:
На телевизионном и компьютерном мониторе используются пикселы разной формы — квадратные и прямоугольные. Только при некоторых разрешениях преобразованное изображение выглядит нормальным — не сжатым и не растянутым.
Разрешение компьютера гораздо выше, чем у источников обычного видеосигнала, особенно если речь идет о цвете. Результат такого различия — смазанные цвета видео, несмотря на их резкость на компьютере.
Компьютер создает изображение с прогрессивной разверткой, которая при конвертировании в видео должна быть переведена в чересстрочную (с различающимися видеополями). При этом появляется раздражающее дрожание изображения, для преодоления которого используются специальные цифровые фильтры, иногда снижающие видимое разрешение.

Видеосигнал компьютерной графики, аналоговый или цифровой, состоит как минимум из пяти сигналов — красного, зеленого, синего, горизонтальной и вертикальной синхронизации. Синхросигналы могут быть аналоговыми или ТТЛ, комбинированными (композитный синхросигнал), с раздельными или объединенными кадровыми и строчными синхроимпульсами, с синхронизацией по зеленому сигналу. С вашей системой будет совместим только правильно выбранный формат. По сравнению с остальными наиболее распространена синхронизация логическими ТТЛ-уровнями (между 0 и 5 В). Поскольку напряжения логических уровней постоянно снижаются (до 3,3, 2,5, 1,8 В, и это еще не предел), устройства сопряжения иногда не могут различить уровни сигналов синхронизации, и это приводит к сбоям в работе и неустойчивости изображения.

Достоинств у сигналов DVI много: исключительно высокое разрешение изображения на цифровом мониторе, точное воспроизведение цветов и великолепная синхронизация. Поскольку сигнал этого стандарта — цифровой с очень высокой частотой, он обладает всеми ограничениями, присущими высокоскоростной передаче данных, из которых самое важное касается длины кабеля. При длине кабеля в несколько метров может произойти полный срыв изображения из-за цифрового эффекта обрыва. Сигнал DVI достаточно сложен, иногда требует установления связи («hand shake») с монитором и хорошего согласования источника с ним.

Да, практически у всех усилителей - распределителей, существует возможность плавной, бесступенчатой регулировки усиления сигнала. Для каждого типа прибора уровень регулировки различен. Информацию об уровне усиления сигнала для каждого конкретного прибора ищите в нашем каталоге.

На сегодняшний день приборы Kramer Electronics в состоянии работать практически со всеми существующими интерфейсами, как то:

1. Composite
2. S-Video
3. Component (Y,Pr,Pb), RGB, RGBS
4. RGBHV - VGA/XGA/UXGA
5. DV - FireWire `1394
6. DVI
7. SDI
8. 1.485 Gbps HD video
9. DVB-ASI
10. Balanced/Unbalanced Stereo Audio
11. Digital Audio (AES/EBU, IEC 958, S/PDIF, EIAJ CP340/1201)
12. RS-232, RS-422, RS-485
13. Ethernet
14. USB

Наличие горизонтальных (движущихся, неподвижных) полос на экране указывает на проблемы с заземлением и/или питанием оборудования. Чтобы избежать этих проблем, источник и приемник сигнала запитывайте от одной фазы (с трехфазного ввода). Параллельно сигнальному кабелю проложите толстый медный провод (не менее 1,5 мм2) и соедините им корпуса (земли) приемника и передатчика. Заметим, что приборы для передачи сигналов по витой паре значительно ослабляют такие помехи, но и для них, возможно, надо принимать вышеописанные меры.

Все производственные процессы, как то
• Исследования
• Разработка
• Производство
• Сборка
• 100% выходной контроль качества
• Упаковка
происходят только в штаб-квартире Kramer Electronics Ltd, в Израиле, г. Иерусалим.