vga信号放大器

原理

　　VGA信号传输是最近的视频信号传输的热点，各种不同的传输方式引发很多工程商的关注，各种不同的宣传也模糊了工程商的正常判断，作为双绞线传输的生产商，就VGA传输的发展及原理做一个小小的论述，希望可以澄清大家可能的误判！

　　VGA信号包含有R/G/B/H/V五种，分别是三原色和行场同步信号。VGA线材虽然包含15根线，VGA线材里面实际传输图像信号的只有5根线，所以看VGA线材好不好首先看用来传输RGBHV的那五根线的线芯质量。

　　VGA线芯虽然很细小，衰减比较大，VGA线材在短距离传输的时候基本不会有问题，。而早期为解决传输距离远的难题，一般都是加大线芯直径，将铜芯做得很粗。但是传输距离长以后，VGA线里面五种信号相互之间产生串扰的问题就严重起来，同时在比较复杂的环境中粗大的VGA线材布线极为困难，拐弯时候VGA线容易折断，其他问题也是非常多（如：外部干扰，焊接点不好等）。

　　工程中为解决VGA视频传输问题，依照时间顺序VGA视频传输的发展依次是：（VGA线材＋VGA放大器）→（RGB线缆＋RGB长线驱动器）→（双绞线＋双绞线传输设备）

　　A）VGA信号放大器技术：

　　它采用简单的放大原理，或将发送端信号放大，或将接收端已经衰减的信号放大。在接收端放大的方式一出来就被抛弃，因为他会将传输中的干扰一起放大，包括内部信号间的串扰。采用发送端放大的设备在采用特制VGA视频线缆为传输介质后，可以将电脑的VGA视频信号传输上几十米。但是随后人们将VGA线材线芯越做越粗，没有改变VGA传输技术原理的缺点越来越明显：

　　，长距离VGA线材又粗又硬，不容易找到，需要到工厂定做，拐弯剧烈还容易出现内部断裂，布线极为不便。

　　第二，VGA头在焊接的时候也非常容易出各种问题（如驻波干扰，虚焊等）。

　　第三，它不能抵抗干扰，不能消去串扰。VGA线材本身决定它长距离传输内部串扰、共模干扰非常大。而随着距离的增加，一些本来不是很强的干扰也在长距离的线材里面变得强大，导致有些试验环境下能成功而实际工程做了却根本没有办法应用，造成返工或无法验收的巨大损失。所以超过30米距离这种方式就不应该采用。

　　B）RGB信号传输技术：

　　人们根据VGA信号分为RGBHV五种信号的原理，将VGA线缆拆分开来，用五根同轴线缆来传输，这种传输方式叫RGB传输。这种方式有效的解决了衰减的问题（RGB线缆的线芯比VGA线缆的单根线芯粗很多），同时同轴线缆的屏蔽层，对串扰也有一定的抑制作用，但是由于传输技术原理没有根本的改变，串扰问题并没有真正解决！而且RGB方式传输距离达到一定距离以后，由于施工现场环境复杂，布线的时候就出现RGB五根传输RGBHV信号的线缆长度不一致、到达时间不同的现象，造成RGB三原色及行场信号不能同步到达。屏幕上面就出现三种颜色不能重合在一起、甚至无法显示的现象。这就是RGB 传输中容易出现的不同步的问题，这个问题很难得到廉价的解决方法。

　　C)VGA信号双绞线传输技术

　　为解决这些传输中的问题，近两年一种采用普通网线（双绞线）为传输介质的VGA视频传输技术迅速成为目前VGA视频传输技术的热点。

　　该传输方式采用一个发送器一个收接受器，发送器将VGA视频信号进行重新编码以差分信号在网线上面传输，到远端接收器解码还原成VGA视频信号。网线传输采用的视频差分技术，每对双绞线传输一个信号的时候，都是同时发出波形相同、极性相反的信号，这样一对双绞线对外发散的信号就相互抵消为零，从技术上就解决VGA信号内部的串扰问题。

　　网线里面只有4对双绞线，用网线传输VGA的五种信号的时候怎么办？早期我们把VGA信号里面的RGB分3对双绞线传输，剩下一对传输HV信号，

　　网线里面每对双绞线长度也是不一样的，不是也存在不同步的问题吗?解决办法：线路补偿！和RGB线缆传输不同的是：网线里面每对双绞线长度差别都有国际标准，我们可以根据这个标准来知道每对双绞线的线路长度大致差别，根据这个长度来进行线路补偿，这样VGA信号用RGB方式不能解决问题在这里也得到解决

　　VGA信号双绞线传输技术优势：

　　采用的差分技术本身抗干扰性能就强，再加上一些技术处理，抗干扰性得到大大提高。即使最恶劣的电厂强电强磁环境都可以使用它来长距离传输VGA视频。抗干扰性是保证工程质量的重要指标，如何保证产品的抗干扰性就显示出设计电路的研发人员的水平了。不同的产品抗干扰效果不一样，有条件用户在选择产品的时候先做干扰测试，没有条件的用户在现场或者比现场更恶劣的情况下测试了再定型选购。这样才能保证工程质量得到甲方认可，保证双方合作愉快。以网线为线材取材便宜，水晶头制作比VGA或者RGB线缆的焊接容易，线材柔软，布线也方便。目前VGA视频延长器和VGA长线驱动器价格相差并不大，距离越远，线材成本越低，对比抗干扰效果越好，性价比更高。可以说30米以上距离VGA视频延长器取代VGA信号放大器已经是一种趋势。

　　技术是不断进步的，双绞线传输技术也是在不断进步！当VGA视频传输技术可以用双绞线传输方式解决后，技术人员的又在思考是否可以用一对双绞线传输更多信号：网线里面只有4对双绞线，VGA信号里面的RGB分3对双绞线传输，剩下一对传输HV信号，当我们同时需要电脑其他功能的时候，这个办法就不行了。技术人员将H/V信号重新编码，混入RGB信号里面传输，到接收器那边再解码出来。这样就只需要3对就可以完成VGA的R/G/B/H/V五种信号的传输。省下的一对线我们可以传输音频或RS485信号或鼠标键盘信号，甚至可以是USB信号。当然同时传输鼠标键盘VGA这三种信号，技术难度更高，要求的抗干扰性更强。本公司拥有双绞线传输电脑外设各种接口信号的技术并一直在这方面保持，可以为工程用户提供性能更好功能更全面的产品。

产品特点

　　可以把电脑主机的音频和视频（VGA）接口延长最远达300米在电脑主机的近端，也提供了一个VGA视频接口供用户使用使用单根网线（CAT5，CAT5E，CAT6）延长，成本低廉支持VGA视频和音频延长，远端的音频和显示为实时控制，没有延时与电脑主机的操作系统无关，无需驱动程序，使用安装简单方便防雷抗干扰指标：可抵御空气放电15KV，接触放电8KV图像质量好，产品抗干扰性能强，图象清晰度和亮度可调节采用高等级芯片，性能稳定，适用温差范围大。

远程抗电磁干扰分析

　　不久以前，在研究对抗噪音和干扰方面人们一直采用试验的方法，并认为引发噪音和干扰的原因可能是对物理反应的错误理解。利用办法会消耗大量的时间，并在最小改变仪器外形的情况下一切重头再来。

　　当您打开电视机想看看新闻或是冰球比赛的时候，电视屏幕却突然布满了雪花，播音员的声音被沙沙的噪音所替代。是什么问题? 原来是您的邻居正在用他那用得不能再用的电动剃须刀刮胡子。胡子理完了，剃须刀给关了，但这时电视的效果变得更糟: 屏幕在抖动，画面的同步性被破坏了，电视声道也在轰轰作响，好像要爆炸似的。那么您会问，这又是怎么回事呢? 原来是您的那个邻居又抬起了无线电话的听筒，而电话的信号却非常偶然的碰到电视频道的载波频率。在最近的几十年里，由于无线电装置的相互作用而引起的意外干扰愈演愈烈(专家们将这个问题称之为电磁兼容)。有时候，为了解决这个问题不得不人为的降低电器的性能。对这类问题尤其感到头疼的是航空工程师。因为在现代飞机上安装着数成千上万的电子仪器，有时为了保证一部分仪器的正常工作，不得不关闭另外一部分仪器。因为如果同时开启它们的话，那末，由于互相干扰整个系统都将无法正常运转。

　　在图像和音响远程传送方面的情况也没有好到哪里去。人的眼睛和耳朵是非常敏感的器官，它们在瞬间内就可以发现音画的质量的变化，哪怕这种影响只是最小的。工程师们必须找到更加复杂但也更加昂贵的解决问题的方法，以保证音画质量在远程传送时不会得到实质性的影响。

　　让我们将信息传输的以太通道放置一边，先来研究一下线路传送音频、视频信息时引起噪音和干扰的原因。

　　人们一般认为引起噪音和干扰的基本原因是以下几点：

　　· 工业干扰

　　· 串扰

　　· 劣质分解

　　· 电缆的反作用和质量问题

　　· 电缆与发射机和接收机不相匹配

　　· 发电机的绕阻不同，存在“迂回”区—“地干扰”

　　引起噪音的次要原因是电流反应，摩擦电效果和电缆震动。

　　工业干扰常常出现在建有电站和各种电力设施和仪器的地方，比如说，电动机、电子通讯设备、医疗器械、计算机、电焊机、电铃和内燃机系统等。各类电台所造成的接受干扰也属于工业干扰。

　　串扰情况一般出现在信号线和电缆线交汇于由别的信号线和电缆线所形成的电磁场。例如，如果房间附近有一条电话线和无线电传输线路，那末，当拿起电话听筒的时候可能会听到音乐声或是讲话声。这就是串线。

　　低质量分解导线通常会引起画面效果的变化，但这才是不幸的一半。分解时产生的噪音我们通常称之为联系噪音。这种联系噪音的产生主要是由于仪器间插头和插座接触不良。噪音的大小与电流的强度成正比，与频率成反比。如果分解的效果非常不好，就可能导致整体效果的“破碎”。如果分解过程操作的不正确，没有电流的相互间流动，那么可能会产生某种电化学反应，并生成某种元素加快对线路的腐蚀。

　　就线路本身而言，如果是视频线，那末它不是产生实质性的噪音。但线路内信号的振荡则取决于导线的质量。取决于导线的感应度和通过量(或反作用)是否会扭曲所传送的信号。不正确的使用接地线也是影响信号和产生干扰的重要原因。

　　如果在一个电路系统内接收器和线路的强度相符，这种电路系统就可以叫做负荷协调系统。如果负荷不相协调，那末所传输的信号就会有一部分不能够就入到接收器之内，这部分未被接受的信号就会以逆波的形式出现，从而降低信号的传输水平并导致信号的扭曲。

　　设计不正确的仪器能量供应(取决于交流电的不同电阻圈)和不正确的接地装置会引起较大的干扰。在已经安装完毕的仪器里对抗这种干扰是非常复杂而且收效甚微的。所有可能产生干扰的原因在设计阶段都应考虑到，在此基础上采取相应的办法和器材来对抗它。

　　人们通常采用以下办法来区分对抗噪音和干扰的消极办法和积极办法。

　　消极办法包括：

　　· 缩减线路长度到最小程度，同时减少导线的数量

　　· 是可能性用混合式视频信号代替组成式信号

　　· 使用高质量的导线和分解线，采用着名公司的产品

　　· 铺设线路时使用大曲度半径，以避免摩擦电的干扰 (摩擦电在线路内部聚集)

　　· 分离信号干线和动力干线

　　· 建立协调负荷系统

　　· 使机器系统的运行远远低于其工作极限

　　积极应对噪音和干扰的办法有：

　　· 使用间隔性信号扩大器，用以补偿信号在线路内由于电阻引起的振动并坚守由于线路的反作用引起的高频率信号的丢失

　　· 采用UTP线。如果用 UTP代替同轴线，在经济上就可大大的节省(UTP较同轴线的价钱便宜的多)，更主要的是我们可以利于它将信号进行远距离传输。组合式信号或者是S-video的传送距离可达到一公里，而VGA信号的传送距离可以达到300米。这样，线路的架设问题和地干扰问题就得到了根本解决。

　　· 在需要将信号进行更远距离传输时(25公里以内)采用光纤。纤维光电线路完全可以在地面铺设并可以保证不会受到干扰

　　可以得出以下结论：

　　1．设计远距离信号传送系统应该考虑到防止噪音和干扰

　　2．不考虑电磁兼容体系设计防噪音和干扰系统通常会复杂、昂贵和收效甚微的

　　3．产生噪音和干扰的主要原因可以认为是工业干扰、串线、分解质量低、线路的反作用和低质量、电线和电波发射器、接收器不协调、动力供应问题和存在“迂回”区，存在地面干扰。次要一级的产生噪音的原因是电流流动、摩擦电效应和线路的震荡。

　　4．对抗噪音和干扰的方法可以分为消极和积极。消极的做法，总体来说，耗资少，但效果不明鲜。积极的办法将取得的效果，包括使用的中程VGA信号放大器和采用光纤。