AV系统集成中的常见问题

模拟通道设备的指标要求

　　所谓模拟通道设备是指针对模拟AV信号、VGA信号的切换、分配、传输等设备。该类设备并不改变信号的格式，原则上讲，应该对该信号没有影响（损失），但在实际应用中，所有设备（包括电缆）对信号都有影响，而且是负面影响。因此在广电行业中，国家推行该类设备的国家技术标准，即所谓的国标。由于是针对广电行业的特殊设备要求制定的，业内一般称为广播级标准。国标规定了接口标准，包括输入、输出阻抗，电平范围等，同时也规定了技术参数，因此AV信号的设备都应符合这些要求。对VGA信号，由于是较新出现的，原主要应用于IT行业，国内国际上均没有相应的硬性标准规定其指标参数，仅是对接口标准有了一些规定，而且也还是行业标准，如VESA标准等。上一讲中给出VESA关于不同分辨率的行场频像素时钟、同步极性等标准，在阻抗和电平范围上一般是参考AV的标准，如R、G、B是75Ω0.7Vp-p，同步信号是TTL电平，高阻（510Ω-5K）等，但具体的通道技术参数没有明确规定，我们也只能讲一下AV的通道技术标准，右图是国标的技术参数。

　　基础知识：国标GB/T14236-93与本公司产品的测试结果（VAS128*32V）

　　VGA信号目前无标准

　　其中有几项技术指标对我们应用有影响较大，试逐一解释。

　　随机信噪比 信号通过设备时，肯定会受到设备的影响，这些影响包括电路热噪声，电源的噪声等等，统称为噪声。比较形象地讲，是信号通过设备后被“弄脏”了，那么“脏”到什么程度能够容忍就必须有个规定，信噪比就是信号与噪声功率比，该值越大就表明噪声相对信号而言越小，对信号的影响就越小，模拟通道设备的信噪比要求是大于65dB。

　　幅频特性 即信号幅度与频率之间的关系，在解释这个问题之前，先解释一下dB和带宽的概念。
　　dB=20log幅度比，或=10log功率比。常用的是3dB的概念， 3dB时幅度比为0.707、功率比为0.5，即常说的半功率点,如果一个信号的幅度下降到0.707的时候或者说功率损失了一半的时候，其对应的dB值是3，或者说每增加3dB，功率就下降一半。

　　带宽：当信号幅度下降到0.707时，或是功率损失一半时，对应的频率，为该信号的带宽。如下图：

　　基础知识: 幅频特性与带宽
　　－dB的定义：20log 幅度比、10log功率比
　　－幅度、频率特性
　　－带宽：3dB、幅度比0.707、功率比0.5
　　－V:幅度

　　我们以前说的带宽都是指3dB时的对应频率，在广电行业中，由于AV信号的带宽很小（Video在6MHZ以内，Audio在50KHZ以内），因此，对设备的带宽要求不能小于6MHZ是远远不够精确的，因为一般器件在6MHZ时，衰减远小于3dB，因此直接给出6MHZ时的衰减值，用于评判设备的优劣。同时该指标要求的是在6MHZ以内，幅度特性的波动范围是±0.2dB。

　  路间串扰 尤其在矩阵切换产品中，不同的通道走不同的信号，信号彼此之间肯定有干扰，这种干扰定为路间串扰。当然是越小越好，一般串扰如果在-20dB左右，能较清晰地看到别的通道串过来的信号，像过去的电视机“串台”一样，如果能到-30dB以下，肉眼基本上看不到串扰了。 

选择通道设备时，带宽是否越大越好

　　对AV信号而言，带宽很窄，Video在6MHZ以内，Audio在几十KHZ，基本上不用考虑设备的带宽，VGA信号在上讲中的图表中已给表明，在1600×1200×60的情况下，3dB带宽在80MHZ左右，从信号的频谱，其截止频率在160MHZ左右，而第二波与第三波的频谱幅度比以往小了很多，第二波主峰比第一波又小了十几dB了，应该讲没有什么应用价值了（如下图）。从这个角度上讲，VGA的通道带宽在150MHZ左右就够用的了。但由于用户并不清楚这些数据，往往以为带宽越宽就表明设备越好，档次越高，厂家只好推出更高带宽的设备，其实这是一种浪费。并且在工程应用中往往得不到好的结果。

　  带内不平整度 通道设备要求带宽是一方面，另一方面要求幅频特性在带内是平直的。原则上讲，衰减3dB以往定义为带宽了，但提升3dB又超出了不平整度要求，广电的标准定义是带宽内不为±0.2dB，就是说小了不行大了同样也不行。如下图：

　　如果为了增加带宽，就要拼命进行高频提升，使得带宽内的提升幅度可能大于3dB，严格上讲，其实其带宽反而降下来了，在应用中，由于有电缆等外接设备的高频损失，联上电缆后，幅频特性会变好，但带来的问题是电缆的长度和参数是不确定的，如果没有电缆或电缆极短，将会造成高频提升过度，反而会出来“白边”等“勾边”情况，对效果是一种损害。

　　自激 由于电路中的阻抗不匹配，有可能发生自激现象，而且自激往往都是高频自激，如果设备的带宽未被过分的拉伸，产品自激的机会要小很多。

　　信噪比 带宽越宽，带内的噪声越高，信噪比的指标反而会降低。

　　成本 为了过度地拉伸带宽，在器件选择上和电路设计上都会增加许多成本，这是一种浪费。