VGA矩陣控制器VGA矩陣信號(hào)雙絞線傳輸技術(shù)

為解決這些傳輸中的問題，近兩年一種采用普通網(wǎng)線(雙絞線)為傳輸介質(zhì)的VGA視頻傳輸技術(shù)迅速成為目前VGA視頻傳輸技術(shù)的熱點(diǎn)。

該傳輸方式采用一個(gè)發(fā)送器一個(gè)收接受器，發(fā)送器將VGA視頻信號(hào)進(jìn)行重新編碼以差分信號(hào)在網(wǎng)線上面?zhèn)鬏敚竭h(yuǎn)端接收器解碼還原成VGA視頻信號(hào)。網(wǎng)線傳輸采用的視頻差分技術(shù)，每對(duì)雙絞線傳輸一個(gè)信號(hào)的時(shí)候，都是同時(shí)發(fā)出波形相同、極性相反的信號(hào)，這樣一對(duì)雙絞線對(duì)外發(fā)散的信號(hào)就相互抵消為零，從技術(shù)上就解決VGA信號(hào)內(nèi)部的串?dāng)_問題。

網(wǎng)線里面只有4對(duì)雙絞線，用網(wǎng)線傳輸VGA的五種信號(hào)的時(shí)候怎么辦?早期我們把VGA信號(hào)里面的RGB分3對(duì)雙絞線傳輸，剩下一對(duì)傳輸HV信號(hào)，

切換原理上就是選擇，選擇的方式有很多種，最簡(jiǎn)單的就是將信號(hào)線直接接在一起，比如接線板，利用人工將輸出信號(hào)線跳接在輸入信號(hào)線上，也可完成選擇，或利用琴鍵開關(guān)完成接通與斷開，當(dāng)然這是人工操作的，機(jī)械的，不存在指標(biāo)等技術(shù)問題，故不作為矩陣切換討論。第二種方式，利用繼電器也可完成選擇，利用電平控制繼電器的通斷，可完成輸出線與輸入信號(hào)之間的斷開與聯(lián)接，也可完成信號(hào)的選擇，第三種方式是根據(jù)電路原理，利用芯片內(nèi)部電路的導(dǎo)通與關(guān)閉進(jìn)行接通與關(guān)斷，并可通過電平進(jìn)行控制完成信號(hào)的選擇。

VGA矩陣切換器的繼電器方式與芯片方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

繼電器方式:如果不考慮輸入匹配與輸出驅(qū)動(dòng)的電路部分的話，它與聯(lián)線方式一致，是靠物理接觸進(jìn)行接通與斷開，從這個(gè)角度上講，是沒有什么指標(biāo)概念的(最多有接觸電阻和反應(yīng)時(shí)間)，因此技術(shù)指標(biāo)好且價(jià)格低廉，其缺點(diǎn)在于穩(wěn)定性較差，畢竟是靠物理接觸，繼電器有一定壽命，原則上講，有8萬次平均無故障操作且操作時(shí)有聲響，由于線路板走線原因，不能做的規(guī)模較大，顯得不夠高檔。

芯片方式:由于靠電路進(jìn)行接通與關(guān)斷，芯片本身存在技術(shù)指標(biāo)(在輸入匹配與輸出驅(qū)動(dòng)一樣的情況下，因此要保障技術(shù)指標(biāo)，就要選擇專用的切換芯片，因此價(jià)格較高，但穩(wěn)定性好，可形成的矩陣規(guī)模較大。

1) 種類選擇，廣電和視訊會(huì)議應(yīng)用，應(yīng)選用廣播級(jí)產(chǎn)品，監(jiān)控應(yīng)用可采用監(jiān)控類產(chǎn)品，VGA信號(hào)(有些人也將其視為視頻)要采用VGA信號(hào)矩陣。

2) 大小選擇:在一個(gè)工程中，應(yīng)將音頻信號(hào)和視頻信號(hào)和VGA信號(hào)看成三種不同的媒體。音頻信號(hào)一般情況下輸入數(shù)量較多，如話筒和CD以及碟機(jī)的音頻等，但考慮到功放和音響一般只有一套，最多在功放之前加一級(jí)調(diào)音臺(tái)進(jìn)行混音，有可能需要幾路信號(hào)，因此音頻矩陣的輸出不會(huì)很大，比如可以32×8或64×8，但沒必要選擇32×32或64×64，除非是廣電和視訊會(huì)議傳輸，每路視頻一定會(huì)有音頻同步傳送。

在設(shè)計(jì)方案時(shí)，信號(hào)源的數(shù)量比較容易確定，看看有多少個(gè)信號(hào)源，矩陣的輸入數(shù)量就定下來了，但要考慮好獨(dú)立的輸出通道個(gè)數(shù)，這是根據(jù)系統(tǒng)的操作模式而定，有時(shí)可能有幾臺(tái)顯示設(shè)備之間僅有分配關(guān)系(彼此永遠(yuǎn)一致，不獨(dú)立)那么就可考慮占用一個(gè)輸出口再加分配器，如果這些設(shè)備有可能是獨(dú)立的，那么還是各占一個(gè)獨(dú)立的輸出口好一些。

在很多情況下，輸入和輸出數(shù)量很大，如果采用大型矩陣，造價(jià)會(huì)較高(矩陣是越大越難作、成本也越高)可以考慮是否能夠分組使用，例如在監(jiān)控時(shí)，可以讓顯示墻中某些顯示設(shè)備只顯示某一區(qū)域的信號(hào)，而其它設(shè)備各自顯示其它特定區(qū)域的信號(hào)，那么就可將大規(guī)模矩陣折分成小規(guī)模的矩陣(如將128×64折分成4臺(tái)32×16)如果各區(qū)之間有可能需要互傳信號(hào)，也可采用如下圖中的結(jié)構(gòu):

切換原理上就是選擇，選擇的方式有很多種，最簡(jiǎn)單的就是將信號(hào)線直接接在一起，比如接線板，利用人工將輸出信號(hào)線跳接在輸入信號(hào)線上，也可完成選擇，或利用琴鍵開關(guān)完成接通與斷開，當(dāng)然這是人工操作的，機(jī)械的，不存在指標(biāo)等技術(shù)問題，故不作為矩陣切換討論。第二種方式，利用繼電器也可完成選擇，利用電平控制繼電器的通斷，可完成輸出線與輸入信號(hào)之間的斷開與聯(lián)接，也可完成信號(hào)的選擇，第三種方式是根據(jù)電路原理，利用芯片內(nèi)部電路的導(dǎo)通與關(guān)閉進(jìn)行接通與關(guān)斷，并可通過電平進(jìn)行控制完成信號(hào)的選擇。

繼電器方式與芯片方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。

繼電器方式:如果不考慮輸入匹配與輸出驅(qū)動(dòng)的電路部分的話，它與聯(lián)線方式一致，是靠物理接觸進(jìn)行接通與斷開，從這個(gè)角度上講，是沒有什么指標(biāo)概念的(最多有接觸電阻和反應(yīng)時(shí)間)，因此技術(shù)指標(biāo)好且價(jià)格低廉，其缺點(diǎn)在于穩(wěn)定性較差，畢竟是靠物理接觸，繼電器有一定壽命，原則上講，有8萬次平均無故障操作且操作時(shí)有聲響，由于線路板走線原因，不能做的規(guī)模較大，顯得不夠高檔。

芯片方式:由于靠電路進(jìn)行接通與關(guān)斷，芯片本身存在技術(shù)指標(biāo)(在輸入匹配與輸出驅(qū)動(dòng)一樣的情況下)，因此要保障技術(shù)指標(biāo)，就要選擇專用的切換芯片，因此價(jià)格較高，但穩(wěn)定性好，可形成的矩陣規(guī)模較大。

矩陣切換器根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，所要求的技術(shù)指標(biāo)也不同。以廣電行業(yè)為例，為保證終端的顯示質(zhì)量，廣電行業(yè)將整個(gè)信號(hào)傳輸過程，從攝像頭開始到電視機(jī)為止，都進(jìn)行了技術(shù)指標(biāo)分配，對(duì)模擬矩陣切換和分配，所定的技術(shù)指標(biāo)如表:GB/T14236-93 與本公司KT-128*32實(shí)例指標(biāo):

1) 隨機(jī)信噪比:信號(hào)通過任何設(shè)備，都會(huì)因?yàn)橐?quot;噪聲"而使質(zhì)量變差，信噪比就是指信號(hào)與所產(chǎn)生的噪聲的比，該值越大，表示引入噪聲越小，在視頻信號(hào)時(shí)，(6MHZ以內(nèi))信噪比要求至少達(dá)到65dB。

2) 幅頻特性:信號(hào)通過設(shè)備時(shí)，各種頻率的信號(hào)會(huì)有不同的衰減，一般是頻率越高，衰減越大，對(duì)視頻信號(hào)而言，一般不用帶寬的概念(衰減3dB時(shí)的頻率)，而是采用在6MHZ的頻譜內(nèi)(視頻信號(hào)的頻譜都在6MHZ以內(nèi))最大的衰減量，標(biāo)準(zhǔn)要求不超過0.2dB，如果考慮到音頻的調(diào)制，在8MHZ內(nèi)不超過0.5dB。

3) 路間串?dāng)_:多路信號(hào)在同一設(shè)備中，由于空間的輻射與電源的波動(dòng)，彼此之間會(huì)形成干擾，稱為串?dāng)_。串?dāng)_不能大于-55dB。

1) 監(jiān)控行業(yè):監(jiān)控行業(yè)中，由于信號(hào)只經(jīng)過攝像，傳輸(一般是基帶傳輸)，控制與顯示，且顯示時(shí)對(duì)圖象的質(zhì)量要求相對(duì)較低，只要能看清，并不作轉(zhuǎn)播等工作，因此監(jiān)控行業(yè)對(duì)矩陣的要求是功能多(能帶云臺(tái)控制、報(bào)警等)、指標(biāo)低，此行業(yè)對(duì)矩陣的指標(biāo)無明確的強(qiáng)制要求。

2) 廣電和視頻會(huì)議:廣電不必多言，肯定是服從國標(biāo)，按廣播級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，值得一提的是視頻會(huì)議領(lǐng)域，視頻信號(hào)要經(jīng)傳輸，記錄和轉(zhuǎn)播，且受眾對(duì)圖象質(zhì)量也有較高要求，故應(yīng)選擇廣播級(jí)指標(biāo)，而不能簡(jiǎn)單地采用監(jiān)控類產(chǎn)品。

3) VGA信號(hào)應(yīng)用:由于VGA信號(hào)帶寬較寬，而且是有五路信號(hào)(R、G、B、H、V)同時(shí)傳輸，因此要求各通道的指標(biāo)盡可能高(在6MHZ之內(nèi)應(yīng)滿足廣電的要求)，且必須保持一致，應(yīng)該按照廣播級(jí)對(duì)分量設(shè)備的技術(shù)要求。但由于VGA信號(hào)切換不象廣電中應(yīng)用得廣，牽扯到廣大的用戶，故現(xiàn)在也沒有強(qiáng)制的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

矩陣的概念引用高數(shù)中的線性代數(shù)的概念，一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇，形成下圖的矩陣結(jié)構(gòu)，既每一路輸出都可與不同的輸入信號(hào)"短接"，每路輸出只能接通某一路輸入，但某一路輸入都可(同時(shí))接通不同的輸出，如下圖。

輸出1=輸入1，輸出2=輸入2，而輸出3=輸出4=輸入3，或者說，每一路輸出可"獨(dú)立"地在輸入中進(jìn)行選擇，而不必關(guān)心其它通道的輸出情況，即可以與其它輸出不同，也可以相同。舉例說，8選4是指有4個(gè)獨(dú)立的輸出，每個(gè)輸出可在8個(gè)輸入中任選，或者說有4個(gè)獨(dú)立的8選1，只是8個(gè)輸入是相同的。經(jīng)常與此混淆的是分配的概念，比如8選1分4，是指在8個(gè)輸入中選擇出1個(gè)輸出，并將其分配成4個(gè)相同的輸出，雖然外觀上看有4個(gè)輸出，但這4個(gè)輸出是相同的，而不是獨(dú)立的。一般習(xí)慣中，將形成M×N的結(jié)構(gòu)稱為矩陣，而將M×1的結(jié)構(gòu)稱為切換器或選擇器，其實(shí)不過N=1而已，我們?cè)谟懻摃r(shí)都當(dāng)作矩陣對(duì)待。

矩陣切換器的功能是在多路信號(hào)輸入的情況下，可獨(dú)立地根據(jù)需要選擇多路(包括1路)信號(hào)進(jìn)行輸出，完成信號(hào)的選擇。

a，輸入的信號(hào)缺色，或者輸入的線有沒焊接好的接頭;b，輸出的線，或者輸出的顯示設(shè)備的接口沒焊接好;c，矩陣的接口沒焊接好。d.可以換信號(hào)線，還可以把信號(hào)源的信號(hào)直接接在顯示器上，這樣可以判斷矩陣的好壞，可以也可以換個(gè)顯示器看看，這樣可以判斷顯示器的好壞