电缆传输失真与频率加权补偿

     视频信号直接经同轴电缆传输，会产生幅度衰减和频率失真。即不同频率分量衰减不同，频率越高衰减量越大。幅度衰减，引起对比度下降。高频衰减，引起清晰度降低。实测表明，常用的 75-7 电缆 250-300 米时，引起的失真度就超过我国电视标准的规定要求。 EV-2010A 加权视频放大器，对 75 欧姆同轴电缆的实际衰减特性，能进行全距离全频段有效补偿。最大有效补偿距离可达到 2500 米以上（ 75-5 电缆可按 60% 折算，达到 1500 米以上）。这里就有关问题谈些看法，供交流探讨。

一 )PAL 制视频标准：视频传输 0-6M 频率响应限定要求是在 0.5-5M 带宽，上下波动限定在± 0.75db ， 6M 限定在 +0.75 ∽ -3db ；这是主要特性，还有其他一些失真度指标要求。一般 420-480TVL 的中高清晰度摄象机视频信号， 4-6M 的频率成份不可忽视。当然，拍摄的镜头（取景）不同，视频信号的各种频率成分组成也不同。细节变化小的镜头（如一面光墙），高频分量弱；细节变化多的镜头（如花丛、头发），高频分量十分丰富。所以，只根据某个电视画面来判断图象质量是有局限性的。工程商的责任，应该是尽可能减少视频信号失真，充分发挥摄象机的性能水平，以达到尽可能好的满意程度。

二 ) 视频标准信号源
为了检测视频控制设备，变换（切换、分配、放大、）设备，传输（不同介质、不同变换与调制解调）设备的质量，需要有标准视频信号源，产生几种失真度为零的特殊视频信号。一种是连续扫频视频波形，扫频范围是 0.2-6M ，幅度为 700Mv 。可以十分直观地检测设备的频率响应。还有一种类似的多波群视频信号。每一群都是一种固定频率，六群从低到高分别是 0.5/1.0/2.0/4.0/4.8/5.8M 。用这种波形来研究电缆衰减与补偿非常直观，容易理解。

三 ) 视频电缆的频率失真
不同型号的电缆特性不同，不同厂家，不同批次的电缆性能也有差别。我们这里以一种典型的 75-7 电缆为例进行分析与介绍。视频信号经过电缆传输会引起低频幅度衰减和高频失真，频率越高，衰减越大。同时注意到，行同步头失真，色同步头幅度严重降低。一组典型 75-7 电缆 1000M 不同频率衰减测试数据如表一：
长度 (1000m)0.5M---1.0M---2.0M---4.0M---4.8M---5.8M
分贝数 ....-4.18db-6.15db-8.52db-11.0db-11.6db-12.6db
倍数 ......61.8%...49%....37.5%...28.2%...26.3%..23.4%
对于 5.8M 频率分量来说， 2500m 电缆，衰减量可达到 -31.5db （ 2.67% ） . 这就是频率失真的实际概念和含义。由上述分析和实践经验，我们归纳出以下几点意见，供参考：

1. 视频同轴电缆，从它对不同频率分量具有不同衰减特性来看，可以把它理解为一种频率“去加重”器件；
2. 电缆具有频率“去加重”特性，所以“电缆视频补偿器”应该是一种具有频率“加重”（或“加权”）特性的器件。我们称之为“加权视频放大器”，简称“加权视放”；
3.75-7 电缆 200m 以上就应该考虑加权补偿。
4. 对视频加权补偿的要求是：
①幅度要能提升到大于 1Vp-p ；
②频率补偿必须是 0-6M 全频段范围的加权补偿（低端轻，高端重）；
③补偿特性必须能与电缆衰减特性相反相成；
④补偿距离尽可能大一些；
⑤补偿器对上述各项补偿，必须有全范围连续可调的有效控制功能；
⑥必须解决工程现场方便准确的调试方法问题（许多产品没能解决好这个根本性的实际使用问题）。

四 ) “前补偿”与“后补偿”问题
补偿位置放在电缆前端，还是末端，表面看来是一样的。所以有的产品介绍说：一台放大器补偿距离为 1500 米，电缆前后各放一台，可以补偿 3000 米。对此，我们还难以相信。因为在技术实现上二者是完全不同的。后补偿是低于 1 伏的小信号放大和补偿，最大动态范围是 1 伏；而前补偿相反，是要对 1 伏的标准信号先进行提升放大和频率加权，以补偿电缆衰减。举例说， 1500 米 75-7 电缆， 5.8M 频率衰减量为 -18.9db ，即衰减 8.8 倍。前补偿时，就要把这一频率成分放大 4.26 倍。这就要求达到 0.7V*8.8=6.16V 。而行同步头衰减 -6.27db （ 2.06 倍），即要求提升到 0.3*2.06=0.618V 。两项之和为视频信号“峰 - 缝”值，即 6.16+0.618=6.778V 。这是在 75 欧姆负载上的动态范围，而放大器实际输出的动态范围应该是 6.778*2=13.556V ，这是常规电路难以实现的。换句话说，长距离电缆后补偿有效，前补偿无效，甚至因失真而有害。