VGA、AV矩陣技術(shù)基礎解析

　　VGA信號傳輸是最近的視頻信號傳輸的熱點(diǎn)，各種不同的傳輸方式引發(fā)很多工程商的關(guān)注，各種不同的宣傳也模糊了工程商的正常判斷，東平科技作為矩陣切換器的主要生產(chǎn)商，就VGA傳輸的發(fā)展及原理做一個(gè)小小的論述。

　　一、AV矩陣切換器

　　1)AV矩陣切換器原理：

　　視音頻矩陣切換器專(zhuān)門(mén)用于對視頻信號和音頻信號(非平衡立體聲音頻信號)進(jìn)行切換和分配，可將多路信號從輸入通道切換輸送到輸出通道中的任一通道上，并且輸出通道間彼此獨立。部分產(chǎn)品允許視、音頻異步控制。

　　視音頻矩陣切換器帶有斷電現場(chǎng)保護、場(chǎng)逆程切換等功能，具備與計算機聯(lián)機使用的RS-232通訊接口，紅外控制，網(wǎng)絡(luò )控制;視音頻矩陣切換器采用新型的LED面板顯示和輕觸式按鍵確保狀態(tài)顯示更加直觀(guān)，更加合理，設備操作更加簡(jiǎn)便。

　　2)AV矩陣切換器接口：

　　通常都是成對的白色的音頻接口和黃色的視頻接口，它通常采用RCA(俗稱(chēng)蓮花頭)進(jìn)行連接，使用時(shí)只需要將帶蓮花頭的標準AV 線(xiàn)纜與相應接口連接起來(lái)即可。AV接口實(shí)現了音頻和視頻的分離傳輸，這就避免了因為音/視頻混合干擾而導致的圖像質(zhì)量下降，但由于A(yíng)V 接口傳輸的仍然是一種亮度 度(Y/C)混合的視頻信號，仍然需要顯示設備對其進(jìn)行亮/ 色分離和色度解碼才能成像，這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì )造成色彩信號的損失，色度信號和亮度信號也會(huì )有很大的機會(huì )相互干擾從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。AV還具有一定生命力，但由于它本身Y/C混合這一不可克服的缺點(diǎn)因此無(wú)法在一些追求視覺(jué)極限的場(chǎng)合中使用。

　　二、VGA矩陣

　　VGA信號包含有R/G/B/H/V五種，分別是三原色和行場(chǎng)同步信號。VGA線(xiàn)材雖然包含15根線(xiàn)，VGA線(xiàn)材里面實(shí)際傳輸圖像信號的只有5根線(xiàn)，所以看VGA線(xiàn)材好不好首先看用來(lái)傳輸RGBHV的那五根線(xiàn)的線(xiàn)芯質(zhì)量。

　　VGA線(xiàn)芯雖然很細小，衰減比較大，VGA線(xiàn)材在短距離傳輸的時(shí)候基本不會(huì )有問(wèn)題，。而早期為解決傳輸距離遠的難題，一般都是加大線(xiàn)芯直徑，將銅芯做得很粗。但是傳輸距離長(cháng)以后，VGA線(xiàn)里面五種信號相互之間產(chǎn)生串擾的問(wèn)題就嚴重起來(lái)，同時(shí)在比較復雜的環(huán)境中粗大的VGA線(xiàn)材布線(xiàn)極為困難，拐彎時(shí)候VGA 線(xiàn)容易折斷，其他問(wèn)題也是非常多(如：外部干擾，焊接點(diǎn)不好等)。

　　工程中為解決VGA視頻傳輸問(wèn)題，依照時(shí)間順序VGA視頻傳輸的發(fā)展依次是：(VGA線(xiàn)材+VGA放大器)→(RGB線(xiàn)纜+RGB長(cháng)線(xiàn)驅動(dòng)器)→(雙絞線(xiàn)+雙絞線(xiàn)傳輸設備)→(VGA光纖+光纖傳輸設備)，矩陣中控系統生產(chǎn)供應商

　　1)VGA接口：

　　VGA 接口采用非對稱(chēng)分布的15pin 連接方式，其工作原理：是將顯存內以數字格式存儲的圖像(幀) 信號在RAMDAC 里經(jīng)過(guò)模擬調制成模擬高頻信號，然后再輸出到投影機成像，這樣VGA信號在輸入端( 投影機內) ，就不必像其它視頻信號那樣還要經(jīng)過(guò)矩陣解碼電路的換算。從前面的視頻成像原理可知VGA的視頻傳輸過(guò)程是最短的，所以VGA 接口擁有許多的優(yōu)點(diǎn)，如無(wú)串擾無(wú)電路合成分離損耗等。

　　2)RGB傳輸技術(shù)：

　　人們根據VGA信號分為RGBHV五種信號的原理，將VGA線(xiàn)纜拆分開(kāi)來(lái)，用五根同軸線(xiàn)纜來(lái)傳輸，這種傳輸方式叫RGB傳輸。這種方式有效的解決了衰減的問(wèn)題(RGB線(xiàn)纜的線(xiàn)芯比VGA線(xiàn)纜的單根線(xiàn)芯粗很多)，同時(shí)同軸線(xiàn)纜的屏蔽層，對串擾也有一定的抑制作用，但是由于傳輸技術(shù)原理沒(méi)有根本的改變，串擾問(wèn)題并沒(méi)有真正解決!而且RGB方式傳輸距離達到一定距離以后，由于施工現場(chǎng)環(huán)境復雜，布線(xiàn)的時(shí)候就出現RGB五根傳輸RGBHV信號的線(xiàn)纜長(cháng)度不一致、到達時(shí)間不同的現象，造成RGB三原色及行場(chǎng)信號不能同步到達。屏幕上面就出現三種顏色不能重合在一起、甚至無(wú)法顯示的現象。RGB 傳輸中容易出現的不同步的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題很難得到廉價(jià)的解決方法。

　　3)VGA信號放大器

　　它采用簡(jiǎn)單的放大原理，或將發(fā)送端信號放大，或將接收端已經(jīng)衰減的信號放大。在接收端放大的方式一出來(lái)就被拋棄，因為他會(huì )將傳輸中的干擾一起放大，包括內部信號間的串擾。采用發(fā)送端放大的設備在采用特制VGA視頻線(xiàn)纜為傳輸介質(zhì)后，可以將電腦的VGA視頻信號傳輸上一百多米。

　　但是隨后人們將VGA線(xiàn)材線(xiàn)芯越做越粗，沒(méi)有改變VGA傳輸技術(shù)原理的缺點(diǎn)越來(lái)越明顯：

　　第一，長(cháng)距離VGA線(xiàn)材又粗又硬，不容易找到，需要到工廠(chǎng)定做，拐彎劇烈還容易出現內部斷裂，布線(xiàn)極為不便。

　　第二，VGA頭在焊接的時(shí)候也非常容易出各種問(wèn)題(如駐波干擾，虛焊等)。

　　第三，它不能抵抗干擾，不能消去串擾。VGA線(xiàn)材本身決定它長(cháng)距離傳輸內部串擾、共模干擾非常大。而隨著(zhù)距離的增加，一些本來(lái)不是很強的干擾也在長(cháng)距離的線(xiàn)材里面變得強大，導致有些試驗環(huán)境下能成功而實(shí)際工程做了卻根本沒(méi)有辦法應用，造成返工或無(wú)法驗收的巨大損失。所以超過(guò)30米距離這種方式就不應該采用。

　　4)VGA雙絞線(xiàn)傳輸技術(shù)

　　為解決這些傳輸中的問(wèn)題，近兩年一種采用普通網(wǎng)線(xiàn)(雙絞線(xiàn))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視頻信號進(jìn)行重新編碼以差分信號在網(wǎng)線(xiàn)上面傳輸，到遠端接收器解碼還原成VGA視頻信號。網(wǎng)線(xiàn)傳輸采用的視頻差分技術(shù)，每對雙絞線(xiàn)傳輸一個(gè)信號的時(shí)候，都是同時(shí)發(fā)出波形相同、極性相反的信號，這樣一對雙絞線(xiàn)對外發(fā)散的信號就相互抵消為零，從技術(shù)上就解決VGA信號內部的串擾問(wèn)題。

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

　　網(wǎng)線(xiàn)里面每對雙絞線(xiàn)長(cháng)度也是不一樣的，不是也存在不同步的問(wèn)題嗎?解決辦法：線(xiàn)路補償!和RGB線(xiàn)纜傳輸不同的是：網(wǎng)線(xiàn)里面每對雙絞線(xiàn)長(cháng)度差別都有國際標準，我們可以根據這個(gè)標準來(lái)知道每對雙絞線(xiàn)的線(xiàn)路長(cháng)度大致差別，根據這個(gè)長(cháng)度來(lái)進(jìn)行線(xiàn)路補償，這樣VGA信號用RGB方式不能解決問(wèn)題在這里也得到解決!

　　5)VGA光傳輸技術(shù)

　　VGA/DVI光端機采用先進(jìn)的非壓縮數字高清視頻和高速數字光纖傳輸技術(shù)，可以輕松地將計算機主機、高清視頻信號源、高清DVD/DVR等設備輸出的各種分辨率的VGA高清視頻信號長(cháng)距離傳輸到遠端，從而突破了高清視頻信號只能用短距離電纜傳輸的限制，大大延伸了高清視頻信號的應用范圍和連接距離，使得高清視頻廣域傳播、發(fā)布和共享成為可能。

　　VGA/DVI光端機是由發(fā)送器和接收器組成，通過(guò)一芯單模光纖傳輸DVI、VGA、Audio、麥克風(fēng)、鍵盤(pán)、鼠標信號。 在多媒體應用系統中，往往需要把DVI視頻信號、VGA模擬視頻信號等音視頻信號進(jìn)行遠距離傳輸，但使用普通的電纜長(cháng)距離傳輸時(shí)，總會(huì )出現輸出信號差，容易受干擾，顯示出來(lái)的圖像會(huì )出現模糊、拖尾、分色等現象。同時(shí)傳輸距離短，要多條電纜才能同時(shí)傳輸這些信號，不能滿(mǎn)足多媒體信息發(fā)布等場(chǎng)合長(cháng)距離傳輸的要求，使用VGA光端機進(jìn)行傳輸，完全解決了此類(lèi)問(wèn)題,傳輸距離1-20公里。光端機傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗干擾性能強、安全性能高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，所以在長(cháng)距離傳輸和特殊環(huán)境等方面具有無(wú)法比擬優(yōu)勢。此外, 此款設備可以在遠端控制操作本地的主機，有效的保護了內部信息不被拷貝、外泄。VGA/DVI光端機設備在多媒體系統中應用，即節省施工成本及走線(xiàn)的復雜性，又能保證高品質(zhì)的目標為可能。