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劉力 VGA信號(hào)及傳輸?shù)膸捙c頻譜分析

   中國投影網(wǎng)資訊     [2006-2-25 9:36:20]      編輯:莘藝菲
  在使用模擬VGA信號(hào)時(shí),關(guān)于傳輸系統(tǒng)(電纜、分配、矩陣切換與電纜均衡等)中遇到的問題,以前寫文章論述過,但偏于定性分析。日前在總參某所檢測(cè)中心進(jìn)行設(shè)備測(cè)試,順便現(xiàn)將上述一些設(shè)備也進(jìn)行了定量測(cè)試,并將測(cè)試圖形分析如下,希望用戶能夠有一些定量的直觀的感受,對(duì)目前的模擬方式的現(xiàn)狀有個(gè)整體的了解。
  測(cè)試條件:信號(hào)發(fā)生器(EXTRON VGA信號(hào)發(fā)生器),Agilent分析儀、北京利國公司VGA-16*8B,VGA矩陣切換器、利國公司LG-RG59/5電纜150米、利國公司LGF系列模擬光收/發(fā)器一套,利國公司VGAD-1*2CC/L長線驅(qū)動(dòng)器(電纜均衡器)1臺(tái)。
  測(cè)試內(nèi)容及測(cè)試數(shù)據(jù)及分析,結(jié)論如下:
  
測(cè)試1.  150米LG-RG59/5電纜300MHZ測(cè)視圖:紫紅線為基準(zhǔn)源,起始點(diǎn)為-10dB,每格5dB,從1-300MHZ,蘭線為實(shí)測(cè)曲線
  結(jié)論:在100MHZ點(diǎn),衰減為-22.1dB,相對(duì)衰減12dB(起始點(diǎn)為-10 dB,下
同),折合為100米,100MHZ為8dB,符合電纜原指標(biāo)。這是一條典型的電纜幅頻特性的反對(duì)數(shù)曲線,電纜的長度與衰減是線性關(guān)系,如100米時(shí)衰減應(yīng)為現(xiàn)有值的2/3,為-8 dB左右。
  
測(cè)試2.150米LG-RG59/5電纜,10MHZ測(cè)試圖,測(cè)試條件未改變,但黃線為基準(zhǔn)源,蘭線為測(cè)試曲線,測(cè)試結(jié)果:5MHZ衰減4dB,10MHZ點(diǎn)為5dB
  測(cè)試1與2的分析:
  a,給出電纜的衰減曲線,各廠家電纜具體參數(shù)會(huì)有不同,但曲線形式基本一
致,有利于用戶建立電纜衰減的概念。
  b,在100米100MHZ點(diǎn)大家一般比較關(guān)注,以前的分析數(shù)據(jù):
  18AWG為6.8 dB,RG59為8 dB,75-5為10 dB,75-3為16 dB,75-2為24 dB實(shí)測(cè)RG59的數(shù)據(jù)與以前提供的數(shù)據(jù)相符。
   c,在10MHZ以內(nèi),主要是在低頻段,如果此段的曲線不好,會(huì)對(duì)畫面有較大影響,會(huì)影響圖像的拖尾和對(duì)位,LG-RG59/5的低頻段曲線相當(dāng)不錯(cuò)。
  
測(cè)試3. 利國公司VGAS-16*8B矩陣與EXTRON VGA16*8矩陣的測(cè)試比較
  測(cè)試條件:用測(cè)試短線聯(lián)接信號(hào)源與矩陣,其他測(cè)試條件完全相同,黃線是基準(zhǔn),利國矩陣選用1入1出,蘭線為實(shí)測(cè)曲線,EXTRON矩陣同樣是1入1出,紫線為實(shí)測(cè)曲線。
  曲線分析:利國的矩陣在0-400MHZ內(nèi)的曲線相當(dāng)平直,EXTRON的曲線在200MHZ之內(nèi)有明顯提升,但在200MHZ之后明顯下降,如果按照3dB的理論,上升超過3 dB也不允許(如果這么算,那EXTRON的帶寬很。,考慮到實(shí)際應(yīng)用過程中電纜的損失,在一定長度內(nèi)預(yù)補(bǔ)償比較有實(shí)用意義。但由于是固定提升,無法根據(jù)電纜的長短進(jìn)行提升的調(diào)整,可能在短線時(shí)有明顯的提升過度,某一長度時(shí)正好,再長時(shí)可能也不靈,這主要是產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念的問題,一種觀點(diǎn)是:矩陣就是矩陣(符合傳統(tǒng)理論),不能對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,如有不足,應(yīng)由其它設(shè)備解決(如長線驅(qū)動(dòng)器)。利國傾向于這種理念,其實(shí)在利國的矩陣電路上留有提升電路,只是未裝原器件,因?yàn)椴恢獋鬏斁嚯x與電纜情況,無法預(yù)先知道該提升多少;另一種觀點(diǎn)是先提一部分再說,既使在短線時(shí)提升過度,如果未出現(xiàn)幅度過大。造成波形變形,可以容忍,但中長線時(shí)有一定優(yōu)勢(shì)。
  結(jié)論:從幅頻特性上講利國的矩陣,并不比EXTRON的差(至少是EXTRON
的某些款型)完全不必迷信進(jìn)口設(shè)備。同時(shí)使大家知道矩陣等設(shè)備的衰減情況。
  
測(cè)試4.利國矩陣與EXTRON矩陣加150米電纜的比較
  測(cè)試條件:將聯(lián)接信號(hào)源的短線換為剛測(cè)試過的150米LG-RG59/5電纜,黃線為基準(zhǔn),紫線為EXTRON曲線,蘭線為利國矩陣曲線。
  分析:在此情況下,利國矩陣曲線,明顯與電纜曲線一致(因?yàn)楸旧淼那平直),而EXTRON曲線有明顯提升,如在100MHZ點(diǎn)上有-8.6 dB衰減,而利國矩陣應(yīng)有-12 dB衰減,符合上述的分析。EXTRON矩陣在200MHZ以內(nèi)曲線較沒有提升要好。但在200MHZ以后,EXTRON矩陣衰減很明顯。
  測(cè)試5. 利國長線驅(qū)動(dòng)器測(cè)試
  測(cè)試條件:利用短線聯(lián)接信號(hào)源與VGAD-1*2CC/L驅(qū)動(dòng)器。
  圖C為0檔調(diào)節(jié),圖D為7檔調(diào)節(jié)

  黃線為基準(zhǔn),藍(lán)線為實(shí)測(cè)曲線
  分析:長線驅(qū)動(dòng)器可調(diào)節(jié)衰減曲線,可根據(jù)電纜的種類和長度不同選擇檔位。當(dāng)然這里顯示的僅是幅頻特性的調(diào)整,群延時(shí)等。其它調(diào)整無法看到。
  
測(cè)試6. 利國矩陣加150電纜加長線驅(qū)動(dòng)的測(cè)試
  測(cè)試條件:增加利國公司VGAD-1*2CC/L長線驅(qū)動(dòng)器,黃線為基準(zhǔn),蘭線為不加驅(qū)動(dòng),紫線加入驅(qū)動(dòng)器,調(diào)升為2檔。
  分析:在100MHZ點(diǎn)上衰減為3.6 dB,好于EXTRON,但可惜未能打上EXTRON的對(duì)比曲線,大家可對(duì)照看一下,在160MHZ以內(nèi),好于原曲線,如需后端提升,可調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的檔位。
  總結(jié):以上所有測(cè)試,都是僅測(cè)試了幅頻特性,根據(jù)理論分析,除幅頻特性之外,還有群延時(shí)等特性未能測(cè)試,在選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)整體考慮,不能僅單看某一項(xiàng)指標(biāo)。
  
測(cè)試7. 光傳輸測(cè)試
  黃線 源頻譜,蘭線,實(shí)測(cè)曲線,在光傳輸中因?yàn)镈VI數(shù)字處理的原因,無法測(cè)幅頻特性,只好測(cè)頻譜,主要目的是給大家一個(gè)頻譜的概念。
  由圖中可看出, 在不同分辨率時(shí),信號(hào)的頻譜分布是不同的,在SXGA時(shí)頻譜的第一波在115MHZ左右截止,與其信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)(1280×1024×60HZ點(diǎn)時(shí)鐘應(yīng)為110MHZ),在XGA時(shí)第一波頻譜截止點(diǎn)為80MHZ左右,而像束點(diǎn)時(shí)鐘也為80MHZ。表明根據(jù)各分辨率對(duì)應(yīng)的像束點(diǎn)時(shí)鐘,頻譜第一波的截止點(diǎn)與其相符,而第二波的高點(diǎn)與第一波比相差至少在-15 dB左右,一般可得出結(jié)論,第二波頻譜在顯示時(shí)已無實(shí)用價(jià)值。
  在第一波頻譜中,以SXGA為例,截止于115MHZ,但相對(duì)于3 dB帶寬,也就在60MHZ左右,這正好與奈奎斯特采樣定律相符,主要頻譜分布在點(diǎn)時(shí)鐘的1/2以內(nèi),而到了截止點(diǎn),幅度相差近60 dB以上。
  在光傳輸時(shí),由于將VGA轉(zhuǎn)成DVI,經(jīng)光纖傳輸接收后再轉(zhuǎn)回VGA,增加了A/D與D/A過程,對(duì)信號(hào)的損失在6 dB左右,也基本符合A/D、D/A的原理。
  分析:以上測(cè)試驗(yàn)證了我們以前提出的理念
  VGA信號(hào)由于在顯卡中有D/A過程,已經(jīng)將信號(hào)損失的很嚴(yán)重,這從增加了一次A/D、D/A,原頻譜的劣化也可對(duì)應(yīng)看出。從某中意義上講,過度強(qiáng)調(diào)傳輸系統(tǒng)的指標(biāo),如帶寬等,已無實(shí)際意義。因?yàn)樵谄渲袀鬏數(shù)男盘?hào)已經(jīng)很差了,頻譜僅集中在60MHZ以內(nèi),如果想要提高圖像質(zhì)量,應(yīng)該直接利用DVI信號(hào),這也是DVI的應(yīng)用將成為主流的原因。過于強(qiáng)調(diào)電纜,分配,切換等傳輸過程,僅能在已損失很嚴(yán)重的情況下盡可能保持而已,無論多么好的顯示設(shè)備,到其入口的信號(hào)源在經(jīng)過顯卡D/A后已經(jīng)面目全非了,何況顯示設(shè)備還要再進(jìn)行A/D等處理。由于設(shè)備原因,無法測(cè)到從DVI輸出與VGA輸出的頻譜對(duì)比,但結(jié)論應(yīng)該是很明確的。
  另一結(jié)論:利用光纖傳輸
  在無論長度的情況下,新增加的衰減在6 dB左右,由于長線(100米衰8 dB,加驅(qū)動(dòng)會(huì)有提升),考慮到其它高低頻干擾,拖尾、重影等因素,明顯不如光纖傳輸效果好,因此光纖傳輸(既使是模擬光傳輸)也比電纜好很多。



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文章來源:InfoAV China
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