VGA矩陣控制器矩陣切換器的選擇和常見問題

1) 種類選擇，廣電和視訊會議應用，應選用廣播級產(chǎn)品，監(jiān)控應用可采用監(jiān)控類產(chǎn)品，VGA信號(有些人也將其視為視頻)要采用VGA信號矩陣。

2) 大小選擇:在一個工程中，應將音頻信號和視頻信號和VGA信號看成三種不同的媒體。音頻信號一般情況下輸入數(shù)量較多，如話筒和CD以及碟機的音頻等，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調(diào)音臺進行混音，有可能需要幾路信號，因此音頻矩陣的輸出不會很大，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議傳輸，每路視頻一定會有音頻同步傳送。

在設計方案時，信號源的數(shù)量比較容易確定，看看有多少個信號源，矩陣的輸入數(shù)量就定下來了，但要考慮好獨立的輸出通道個數(shù)，這是根據(jù)系統(tǒng)的操作模式而定，有時可能有幾臺顯示設備之間僅有分配關系(彼此永遠一致，不獨立)那么就可考慮占用一個輸出口再加分配器，如果這些設備有可能是獨立的，那么還是各占一個獨立的輸出口好一些。

在很多情況下，輸入和輸出數(shù)量很大，如果采用大型矩陣，造價會較高(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，可以讓顯示墻中某些顯示設備只顯示某一區(qū)域的信號，而其它設備各自顯示其它特定區(qū)域的信號，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32×16)如果各區(qū)之間有可能需要互傳信號，也可采用如下圖中的結構:

切換原理上就是選擇，選擇的方式有很多種，最簡單的就是將信號線直接接在一起，比如接線板，利用人工將輸出信號線跳接在輸入信號線上，也可完成選擇，或利用琴鍵開關完成接通與斷開，當然這是人工操作的，機械的，不存在指標等技術問題，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之間的斷開與聯(lián)接，也可完成信號的選擇，第三種方式是根據(jù)電路原理，利用芯片內(nèi)部電路的導通與關閉進行接通與關斷，并可通過電平進行控制完成信號的選擇。

繼電器方式與芯片方式各有優(yōu)缺點。

繼電器方式:如果不考慮輸入匹配與輸出驅(qū)動的電路部分的話，它與聯(lián)線方式一致，是靠物理接觸進行接通與斷開，從這個角度上講，是沒有什么指標概念的(最多有接觸電阻和反應時間)，因此技術指標好且價格低廉，其缺點在于穩(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:由于靠電路進行接通與關斷，芯片本身存在技術指標(在輸入匹配與輸出驅(qū)動一樣的情況下)，因此要保障技術指標，就要選擇專用的切換芯片，因此價格較高，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)不同的應用領域，所要求的技術指標也不同。以廣電行業(yè)為例，為保證終端的顯示質(zhì)量，廣電行業(yè)將整個信號傳輸過程，從攝像頭開始到電視機為止，都進行了技術指標分配，對模擬矩陣切換和分配，所定的技術指標如表:GB/T14236-93 與本公司KT-128*32實例指標:

1) 隨機信噪比:信號通過任何設備，都會因為引入"噪聲"而使質(zhì)量變差，信噪比就是指信號與所產(chǎn)生的噪聲的比，該值越大，表示引入噪聲越小，在視頻信號時，(6MHZ以內(nèi))信噪比要求至少達到65dB。

2) 幅頻特性:信號通過設備時，各種頻率的信號會有不同的衰減，一般是頻率越高，衰減越大，對視頻信號而言，一般不用帶寬的概念(衰減3dB時的頻率)，而是采用在6MHZ的頻譜內(nèi)(視頻信號的頻譜都在6MHZ以內(nèi))最大的衰減量，標準要求不超過0.2dB，如果考慮到音頻的調(diào)制，在8MHZ內(nèi)不超過0.5dB。

3) 路間串擾:多路信號在同一設備中，由于空間的輻射與電源的波動，彼此之間會形成干擾，稱為串擾。串擾不能大于-55dB。

1) 監(jiān)控行業(yè):監(jiān)控行業(yè)中，由于信號只經(jīng)過攝像，傳輸(一般是基帶傳輸)，控制與顯示，且顯示時對圖象的質(zhì)量要求相對較低，只要能看清，并不作轉(zhuǎn)播等工作，因此監(jiān)控行業(yè)對矩陣的要求是功能多(能帶云臺控制、報警等)、指標低，此行業(yè)對矩陣的指標無明確的強制要求。

2) 廣電和視頻會議:廣電不必多言，肯定是服從國標，按廣播級標準要求，值得一提的是視頻會議領域，視頻信號要經(jīng)傳輸，記錄和轉(zhuǎn)播，且受眾對圖象質(zhì)量也有較高要求，故應選擇廣播級指標，而不能簡單地采用監(jiān)控類產(chǎn)品。

3) VGA信號應用:由于VGA信號帶寬較寬，而且是有五路信號(R、G、B、H、V)同時傳輸，因此要求各通道的指標盡可能高(在6MHZ之內(nèi)應滿足廣電的要求)，且必須保持一致，應該按照廣播級對分量設備的技術要求。但由于VGA信號切換不象廣電中應用得廣，牽扯到廣大的用戶，故現(xiàn)在也沒有強制的指標標準。

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，形成下圖的矩陣結構，既每一路輸出都可與不同的輸入信號"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)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"獨立"地在輸入中進行選擇，而不必關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個獨立的輸出，每個輸出可在8個輸入中任選，或者說有4個獨立的8選1，只是8個輸入是相同的。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個輸入中選擇出1個輸出，并將其分配成4個相同的輸出，雖然外觀上看有4個輸出，但這4個輸出是相同的，而不是獨立的。一般習慣中，將形成M×N的結構稱為矩陣，而將M×1的結構稱為切換器或選擇器，其實不過N=1而已，我們在討論時都當作矩陣對待。

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

切換原理上就是選擇，選擇的方式有很多種，最簡單的就是將信號線直接接在一起，比如接線板，利用人工將輸出信號線跳接在輸入信號線上，也可完成選擇，或利用琴鍵開關完成接通與斷開，當然這是人工操作的，機械的，不存在指標等技術問題，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之間的斷開與聯(lián)接，也可完成信號的選擇，第三種方式是根據(jù)電路原理，利用芯片內(nèi)部電路的導通與關閉進行接通與關斷，并可通過電平進行控制完成信號的選擇。

VGA矩陣切換器的繼電器方式與芯片方式各有優(yōu)缺點。

繼電器方式:如果不考慮輸入匹配與輸出驅(qū)動的電路部分的話，它與聯(lián)線方式一致，是靠物理接觸進行接通與斷開，從這個角度上講，是沒有什么指標概念的(最多有接觸電阻和反應時間)，因此技術指標好且價格低廉，其缺點在于穩(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:由于靠電路進行接通與關斷，芯片本身存在技術指標(在輸入匹配與輸出驅(qū)動一樣的情況下，因此要保障技術指標，就要選擇專用的切換芯片，因此價格較高，但穩(wěn)定性好，可形成的矩陣規(guī)模較大。

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視頻傳輸技術迅速成為目前VGA視頻傳輸技術的熱點。

該傳輸方式采用一個發(fā)送器一個收接受器，發(fā)送器將VGA視頻信號進行重新編碼以差分信號在網(wǎng)線上面?zhèn)鬏?，到遠端接收器解碼還原成VGA視頻信號。網(wǎng)線傳輸采用的視頻差分技術，每對雙絞線傳輸一個信號的時候，都是同時發(fā)出波形相同、極性相反的信號，這樣一對雙絞線對外發(fā)散的信號就相互抵消為零，從技術上就解決VGA信號內(nèi)部的串擾問題。

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

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