Критерии выбора видеокабеля

Видеокабель. Проблема выбора

В настоящее время видеопрезентации с разрешением 1024×768 и более пикселов стали обычным явлением. Передача такого видеосигнала требует полосы пропускания до 300 МГц. Для подключения широкополосных источников видеосигнала к современным видеопроекторам, плазменным и ЖК-мониторам нужны кабели соответствующего качества.

Действительно, кабели являются самым уязвимым местом любой схемы передачи видеосигналов. Попробуем разобраться в том, как правильно выбрать кабель из всего многообразия видеокабелей, предлагаемых производителями и поставщиками.

Факторы, определяющие выбор кабеля

При выборе кабеля разработчик учитывает три главных аспекта: затухание в кабеле, требуемое качество изображения и стоимость. Часто из внимания ускользает очень важный аспект — показатели качества кабеля, которые не видны на первый взгляд. Кабельное хозяйство — это составная часть инфраструктуры, то есть долговременных инвестиций. От сигнальных кабелей зависит не только текущее качество изображения, но и общая надежность систем.

На российском рынке известна кабельная продукция многих мировых производителей: Extron, Altinex, Canare, Klotz, Supra, Kramer и др. Существует и масса кабелей неизвестного происхождения. Естественно, возникает соблазн купить кабель подешевле. И часто, сэкономив на кабеле, инсталлятор просто губит проект.

Для передачи видеосигнала используется коаксиальный кабель, «витая пара» и реже оптоволокно.

Чаще всего используется коаксиальный кабель, но при передаче сигнала на большие расстояния коаксиальный кабель может быть очень чувствительным к различного рода наводкам. Поэтому для трансляции сигнала на большие расстояния применяется кабель типа «витая пара» с использованием специальных передатчиков и приемников. Оптоволокно менее доступно по причине дороговизны приемопередающего оборудования.

Давайте подойдем к проблеме выбора с точки зрения физики процесса. Рассмотрим параметры, строение и особенности применения кабелей для передачи видеосигнала.

Для правильного выбора типа кабеля необходимо понимать и учитывать следующие аспекты:

• длина кабеля. С увеличением длины кабеля растет затухание сигнала при его прохождении по кабелю. Величина затухания зависит от качества материалов, применяемых для изготовления кабеля. Большое затухание сигнала сказывается на потере яркости и четкости картинки;
• частота сигнала. С увеличением частоты сигнала увеличивается влияние на качество передачи сигнала емкости кабеля. Потери качества выражаются в ухудшении четкости и детализации картинки;
• внешние наводки. Кабель, как и любой проводник, может работать как антенна. Поэтому при недостаточной экранировке на полезный видеосигнал могут значительно повлиять внешние электромагнитные наводки, ухудшая качество изображения вплоть до невозможности просмотра;
• межсигнальные помехи. Возникают в близкорасположенных кабелях при недостаточном взаимном экранировании, а также в случае физического расщепления структуры одного из кабелей и превращения его в излучатель по отношению к другим кабелям;
• температура кабеля. Параметр, который определяется температурными условиями эксплуатации кабеля. В этом смысле нужно учитывать температурную стабильность параметров кабеля и применять кабель, рассчитанный для применения в заданном диапазоне температур;
• групповая задержка сигнала.

В основном характерна для кабелей типа «витая пара» и выражается физически в необходимости одновременного (без задержки) прихода двух (и более) сигналов, передаваемых по двум (и более) витым парам. Это достигается применением одинаковой длины проводников с одинаковым шагом скручивания витой пары. Применение витых пар с разным временем задержки чревато искажениями цвета и срывом синхронизации.

Основным кабелем для передачи видеосигнала является коаксиальный, поэтому остановимся на нем подробнее.

Строение коаксиального кабеля

Рис. 1. Структура коаксиального кабеля

Основной показатель, формирующий параметры кабеля, — его конструкция. Ответственные производители уделяют немало внимания электрическим параметрам используемых проводников и изоляционных материалов.

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, внутреннего диэлектрика, экрана и внешней оболочки (рис. 1).

Проводник

Центральный проводник кабеля предназначен для передачи сигнала из одной точки в другую. Его делают из материалов, хорошо проводящих электрический ток. Обычно используется медь, которая подходит для этих целей по своим электрическим, механическим и стоимостным параметрам. Другие материалы также могут применяться в каких-то специальных целях. К ним можно отнести алюминий, серебро и золото. Центральный проводник может быть как одножильным, так и многожильным.

Рис. 2. Коаксиальный кабель с центральным одножильным проводником и двойным экраном

Рис. 3. Коаксиальный кабель с центральным многожильным проводником и экраном-оплеткой

Одножильный — это центральный проводник, выполненный в виде одного прямого провода (рис. 2). Одножильный проводник хорошо формуется, но не отличается хорошей гибкостью. Поэтому кабели с одножильным проводником обычно используются в стационарных инсталляциях.

Витой многожильный — представляет собой проводник, состоящий из множества тонких проводов, свитых вместе (рис. 3). Эти кабели гибкие, они легче и применяются в основном в мобильных инсталляциях. Однако по своим характеристикам такой кабель несколько уступает кабелю с одножильным проводником такого же типоразмера.

На российском рынке широко используются кабели американских производителей, которые производятся в соответствии с американским стандартом проводов AWG (American Wire Gauge). Поэтому было бы полезно привести данные этого стандарта по нормированию центрального проводника коаксиальных кабелей (табл. 1).

Таблица 1. Перевод американских обозначений AWG диаметра жил кабеля в метрические единицы
Диаметр кабеля	Типоразмеры коаксиального кабеля в соответствии с AWG
	10	12	14	16	18	20	22	24	26	28
дюймы	0,116	0,095	0,073	0,059	0,048	0,036	0,03	0,024	0,02	0,015
миллиметры	2,95	2,41	1,85	1,5	1,22	0,91	0,76	0,61	0,51	0,38

Внутренний диэлектрик

Внутренний диэлектрик, называемый также внутренней изоляцией кабеля, выполняет в коаксиальных кабелях важную роль. Прежде всего, это материал, который изолирует центральный проводник от экрана. Но кроме того, он определяет импеданс и емкость кабеля.

Обычно в кабелях общего назначения используется полиэтилен, а для производства негорючих кабелей — фторсодержащие полимеры.

Вообще, материал диэлектрика играет огромную роль, влияя на электрические и эксплуатационные свойства кабеля. Дешевые кабели имеют диэлектрик из твердого полиэтилена. Более серьезный производитель использует вспененный полиэтилен, который обеспечивает более низкое погонное затухание сигнала в кабеле на высоких частотах.

Стоит заметить, что некоторые производители вспенивают диэлектрик химическим способом. В результате получается низкоплотный полиэтиленовый компаунд, подверженный механическим повреждениям и нестабильный к воздействию окружающей среды в виде температуры и влажности.

Наивысшее качество кабеля получается с физически вспененным диэлектриком (gas injected foam polyethylene). Он содержит до 60% воздушных пузырьков, за счет чего уменьшается затухание высоких частот сигнала. По прочности физически вспененный полиэтилен не отличается от обычного твердого невспененного полиэтилена, обеспечивая необходимую гибкость и устойчивость к механическим воздействиям. И, наконец, обладая высокой стойкостью к температурным колебаниям и влажности, физически вспененный диэлектрик обеспечит стабильность параметров и длительную эксплуатацию кабеля.

Экран

Экран выполняет две важные роли. Он работает как второй проводник, подключенный к общему «земляному» проводу оборудования. В то же время он экранирует сигнальный проводник от посторонних излучений. Существуют различные методы экранировки для кабелей, выполняющих различные задачи. Это экран из фольги, плетеный экран и комбинации из фольги и оплетки.

Оплетка — экран, который изготавливается из множества тонких проводников, сплетенных в виде сетки, охватывающей центральный проводник с внутренним диэлектриком (см. рис. 3). Оплетка обычно обладает меньшим сопротивлением, чем фольга, и отличается лучшей устойчивостью к постороннему электромагнитному полю и электромагнитным наводкам. Наводки имеют различный характер и происхождение. Это могут быть как низкочастотные наводки (например, от промышленной сети питания), так и высокочастотные (ВЧ-шум от работы электронных приборов и при искрении электрических машин). Оплетка может сочетаться с другими видами экранов, например с алюминиевой или медной фольгой для обеспечения необходимого процента экранировки.

Фольга позволяет обеспечить до 100% экранировки в сочетании с оплеткой (см. рис. 2). Учитывая, что оплетка может обеспечить эффективность экранировки до 90%, чтобы получить 100%, необходимы две оплетки, что существенно увеличивает стоимость кабеля, его вес и ухудшает гибкость. Гораздо легче добиться 100% эффективности экранировки можно сочетанием оплетки и фольги.

Оболочка

Необходимую защиту внутренних компонентов кабеля обеспечивает внешняя оболочка. Оболочка защищает кабель от климатического, химического воздействия и предохраняет от солнечного света. По типу оболочки кабели можно разделить на стандартные и специального исполнения.

Стандартный кабель — имеет обычную, чаще всего поливинилхлоридную оболочку, которая защищает кабель (в том числе и многожильный) от механических воздействий и влаги, а также играет роль электрической изоляции.

Заполненный (Plenum) — стандартная инсталляция предполагает прокладку кабеля через стены и потолки. Возможное возгорание внутри здания предъявляет особые требования к оболочке кабелей. Кабели типа Plenum имеют огнестойкую оболочку, в составе которой используются специальные компаунды. Это обеспечивает низкую горючесть и дымовыделение в случае, если кабель будет подвергнут воздействию огнем. Такой кабель может быть проложен без трубопровода, что снижает затраты на инсталляцию.

Галогенонесодержащий — низкое выделение дыма и паров, отсутствие галогенов в материале оболочки кабеля — такие требования предъявляют европейские правила техники безопасности (IEC33203 — тест на горючесть, IEC61034 — тест на дымовыделение, IEC754-1 — коррозионная стойкость).

Рис. 4. Многожильный кабель 5BNC с двумя симметричными аудиопарами

Для передачи сигналов RGBHV, S-Video и компонентных несколько коаксиальных кабелей могут объединяться в многожильный (multicore) с общей оболочкой. Количество коаксиальных кабелей в многожильном кабеле может быть от двух до шести, кроме того, в многожильные кабели могут добавляться симметричные аудиопары и силовые проводники, что делает их еще более универсальными (рис. 4).

Какой же кабель выбрать? При выборе кабеля с точки зрения строения нужно учитывать его назначение в системе. Если кабель предназначен для передачи видеосигнала на десятки метров, то он должен иметь толстую центральную жилу для уменьшения потерь и двойной экран для защиты от наводок. Например, Extron SHR типоразмера RG-6: экран — фольга + оплетка, физически вспененный диэлектрик. Для внутристоечного монтажа прекрасно подойдет кабель потоньше и помягче. Например, Canare L-3C2VS. Он тоньше RG-59, экран — одна оплетка, диэлектрик — невспененный полиэтилен. Несмотря на простоту, это хороший кабель для определенных целей.

Основные параметры кабеля

Перед тем как остановить свой выбор на конкретном кабеле, лучше всего внимательно изучить и сравнить между собой основные параметры кабелей-конкурентов.

Импеданс — основной показатель, определяющий возможность передачи энергии сигнала по кабелю между источником и приемником. Все элементы на пути сигнала, разъемы и сам кабель должны иметь один импеданс. Несоблюдение этого правила приводит к внутренним отражениям в кабеле, что может привести к появлению на изображении двойных контуров. Самой частой причиной появления отражений являются некачественные разъемы или их неправильная установка, а также применение разъемов и кабелей разного импеданса.

Стандартный импеданс видеокабелей составляет 75 Ом.

Рис. 5. График затухания для кабелей Extron на расстоянии 100 футов

Затухание — показатель потерь энергии сигнала внутри кабеля. Этот параметр нормируется на частоте 100 МГц для длины 100 м или 100 футов (32,5 м) (рис. 5). Каждый кабель имеет свои частотные свойства, поэтому ослабление на разных частотах тоже разное и чем частота выше, тем ослабление больше.

На практике значения затухания для 100 МГц бывает недостаточно, и производители в своих каталогах на кабель приводят спецификации с таблицами затуханий для разных частот. Так что уже по количеству позиций зависимости затухания от частоты можно понять, насколько серьезно производитель подходит к параметрам сигнала (табл. 2).

Большая часть спецификаций на кабельную продукцию приходится на таблицу уровней затухания в дБ в диапазоне частот для стандартной длины кабеля (см. табл. 2). Обычно это 100 футов или 100 м. В зависимости от рекомендаций производителя, таблица составляется с частотами, кратными 1, 5, 10, 20 МГц. Но некоторые каталоги включают специфические частоты: 72, 135, 177, 270 МГц и др. Эти частоты используются для передачи цифровых видеосигналов. Сигналы SDI измеряются скоростью потока, выраженной в Мбит/с.

Сопротивление — показатель качества проводника, буквально показывающий, какая часть энергии сигнала превратится в тепло. Результат таких потерь — снижение уровня сигнала, а соответственно, динамической яркости изображения.

Сопротивление измеряется в омах (Ω), и именуется иначе как сопротивление постоянному току или активное сопротивление. Для кабелей сопротивление указывается как Ом на 100 метров (Ω/100m) или Ом на 1000 футов (Ω/1,000 feet) и может именоваться также как погонное сопротивление.

Сопротивление зависит от материала проводника, его размеров и температуры.

Лучшие кабели имеют сигнальные проводники из химически чистой меди или покрываются тонким слоем серебра.

Емкость. По конструкции любой коаксиальный кабель — вытянутый конденсатор. Емкость измеряется в фарадах (F), а емкость кабеля в пикофарадах на метр (pF/m) или в пикофарадах на фут (pF/ft).

Емкость кабеля влияет на высокочастотные составляющие видеосигнала, то есть на четкость и детализацию изображения. Емкость определяется качеством диэлектрика и конструкцией кабеля. Этот параметр особенно важен при передаче цифровых сигналов.

Таблица 2. Спецификация на кабель RS59/HR-1
Марка по каталогу	22-145-0х RG59/HR-1	22-145-0х RG59/HR-1 Plenum (заполненный)
Проводник	Коаксиальный (1) 20 AWG
Предельная температура экспуатации	75°С
Центральный проводник
AWG (диаметр)	20 AWG (0,032 дюйм/0,81 мм)
Тип, материал	Цельный, медь
Активное сопротивление	10,1 Ом/1000 фут (33 Ом/1 км)
Волновое сопротивление	75 Ом
Емкость	16,1 пФ/фут (52,8 пФ/м)
Относительная скорость пропускания	83%	84%
Задержка	1,22 нс/фут (4,0 нс/м)
Затухание	МГц дБ/100 фут (30,48 м) дБ/100 м (328 фут) 1 -0,3 -1,0 5  -0,6 -1,8 10 -0,9 -2,9 20 -1,2 -3,8 50 -1,3 -4,1 71 -2,1 -6,9 100 -2,3 -7,5 135 -2,7 -8,8 180 -3,0 -9,1 200 -3,2 -9,8 270 -3,8 -12,5 400 -4,7 -15,4 750 -6,5 -21,3 1000 -7,8 -25,6 3000 -17,2 -55,8	МГц дБ/100 фут (30,48 м) дБ/100 м (328 фут) 1 -0,3 -1,0 5  -0,6 -2,0 10 -1,0 -3,3 20 -1,2 -3,9 50 -1,3 -4,2 71 -2,2 -7,2 100 -2,5 -8,3 135 -3,2 -10,5 180 -3,3 -10,8 200 -3,5 -11,4 270 -4,5 -14,8 400 -5,4 -17,5 750 -7,3 -23,9 1000 -9,4 -30,8 3000 -19,4 -56,8
Внутренний диэлектрик	Физически вспененный полиэтилен; 0,145 дюйм (3,68 мм)	Физически вспененный фторированный этиленпропилен; 0,135 дюйм (3,43 мм)
	Экран
Материал	Алюминевая фольга и луженая медная оплетка
Экранирование	100%
Активное сопротивление	3,8 Ом/1000 фут (12,5 Ом/1 км)	2,7 Ом/1000 фут (8,6 Ом/1 км)
Оболочка	Серая, поливинилхлорид	Синяя, поливинилхлорид огнестойкий
Наружный диаметр	0,235 (-0,005) дюйм, 5,97 (-0,13) мм	0,204 (-0,005) дюйм, 5,18 (-0,13) мм
Радиус изгиба	0,94 дюйм (2,4 см)
Масса бухты кабеля длиной 1000 фут (304,8 м)	33 фунт (15 кг)	29 фунт (13 кг)

Выбор кабеля исходя из требуемого качества изображения

Для выбора типа кабеля необходимы, прежде всего, исходные данные: тип сигнала, предназначенного для трансляции, допустимый уровень потерь в кабеле для данного приемника сигнала, длина кабельной линии и требуемое качество изображения.

Расчет фактических потерь

Исходя из вида сигнала и длины кабельной трассы, предварительно выбирается тип кабеля, просчитывается максимальная длина кабеля для требуемого типа приемника и проверяется, укладывается ли реальная длина кабельной трассы в полученное значение.

Пример 1. Требуется передать сигнал RGBHV. Максимальная частота сигнала в проектируемой системе 100 МГц. Длина кабельной трассы 40 м. Допустимое затухание в кабеле 3 дБ.

Находим в таблице для частоты 100 МГц значение затухания для 100 м. Пусть это будет -6,79 дБ для кабеля Extron SHR/RG6.

Исходя из этого, получим коэффициент пересчета: 3 дБ / 6,79 дБ = 0,44. Теперь вычислим максимальную длину кабеля: 100 м×0,44 = 44 м.

Длина кабельной трассы в 40 м укладывается в максимальную рассчитанную длину кабеля и, следовательно, кабель Extron SHR/RG6 может быть рекомендован для использования в системе.

Пример 2. Надо рассчитать максимальную длину кабеля для трансляции сигнала SDI.

Если распределяется стандартный сигнал SMPTE 259M mode С, то надо иметь в виду потери в кабеле для максимальной частоты сигнала 135 МГц (для всех сигналов SDI и HD-SDI потери рассчитываются по половинной тактовой частоте сигнала. Для 270 Мбит/с (270 МГц) компонентного SDI это 135 МГц).

По таблице получаем затухание 7,8 дБ на 100 м. Делим полученное значение на 30 (SMPTE 259M допускает потери до 30 дБ, если используется приемник класса А): 30 / 7,8 дБ = 3,85.

Вычислим максимальную длину кабеля 100 м·3,85 = 385 м. Это значение для приемников класса А.

Для приемников класса В максимальное затухание составит 20 дБ. В этом случае: 20 / 7,8 дБ = 3,56 и длина кабеля составит 100 м·3,65 = 365 м.

Кабели, используемые для передачи сигналов SDI и HD-SDI, рекомендуется укорачивать на 10% для устранения «эффекта срыва». Обычно это указывается в спецификации, если нет, то укорочение все равно следует сделать. Это даст дополнительный запас устойчивости.

Гармонические искажения и качество изображения

Теперь рассмотрим аспект качества полученного изображения при передаче сигнала по кабелю.

Рис. 6. Осциллограмма исходного видеосигнала

Массив пикселов, из которых состоит изображение, это то, что мы передаем по кабелю. Чтобы каждый пиксел на экране был четко виден, он должен иметь хорошо очерченные стороны, то есть иметь резкий переход между черным и белым. Другими словами, видеоимпульс, который соответствует одному пикселу, должен иметь фронт и спад импульса достаточной крутизны. Только тогда пиксел будет четким, не размытым (рис. 6).

Негармонический видеосигнал имеет сложную структуру и состоит из средней основной частоты сигнала и гармоник, кратных средней частоте. Именно эти гармоники определяют крутизну фронта и спада импульса видеосигнала, образуя четкие грани пиксела.

Негармонический сигнал описывается преобразованием Фурье, которое показывает, что до 80% энергии видеоимпульса одного пиксела заключено до третьей гармоники. Влияние других гармоник на формирование фронта и спада импульса незначительно.

Рис. 7. Осциллограмма видеосигнала после прохождения через кабель

Естественно, что при прохождении сигнала в кабеле гармоники, имеющие большую частоту по сравнению с основной частотой сигнала, получат большее затухание. Поэтому видеоимпульс, прошедший через кабель, поступит на видеомонитор с меньшей амплитудой, что скажется на уменьшении яркости картинки и крутизны фронта и спада видеоимпульса, а это выразится в размытости пиксела (рис. 7).

Таким образом, при превышении определенной длины кабеля потери в нем приводят сначала к уменьшению яркости, а затем к размытости пикселов и появлению характерного темного шлейфа от темных элементов изображения. Этот шлейф особенно заметен на строчках текста и на других линейных структурах видеоизображения. Это заметно на приведенных рис. 8-11.

Рис. 8. Исходный сигнал

Рис. 9. Затухание -3 дБ

Рис. 10. Затухание -6 дБ

Рис. 11. Затухание -9 дБ

Расчет длины кабеля по третьей гармонике

Исходя из вышеизложенного, произведем расчет по третьей гармонике допустимой длины кабеля и определим возможный тип кабеля для конкретного типа видеосигнала.

Например, произведем расчет для сигнала RGBHV с разрешением 1024×768 и кадровой частотой 60 Гц. Полоса пропускания такого сигнала составляет 65 МГц.

Поделив пополам, получим основную частоту сигнала 32,5 МГц. Помня о том, что 80% мощности спектра сигнала содержится до третьей гармоники, получим: 32,5·3 = 97,5 МГц. Округлим полученную частоту до 100 МГц.

Предположим, что в качестве средства отображения видеоинформации взят видеопроектор с минимальным уровнем сигнала на входе -3 дБ.

Обратимся к модельному ряду кабелей Extron. Предположим, что необходимо подключить видеопроектор к презентационному компьютеру, находящемуся в этом же помещении. Для этих целей наиболее подойдет многожильный кабель серии mini HR (26 Gauge).

Посмотрим таблицу затуханий в зависимости от частоты в каталоге кабелей. Из таблицы видно, что на частоте 100 МГц затухание сигнала на 100 метрах составит -17,6 дБ. Получим коэффициент пересчета: 3 дБ / 17,6 дБ = 0,17.

Длина кабеля составит: 100 м·0,17 = 17 м.

Если полученной длины оказывается недостаточно для подключения видеопроектора к компьютеру, выбирается другой типоразмер кабеля с меньшим затуханием, например RG59/НR-1 (20 Gauge).

Для кабеля RG59/НR-1 (20 Gauge) затухание для 100 МГц составит -7,5 дБ на 100 м.

Коэффициент пересчета: 3 дБ / 7,5 дБ = 0,26.

Длина кабеля составит: 100м·0,26 = 26 м.

Для подключения компьютера к видеопроектору потребуется пять кабелей по 26 м с разъемами BNC на концах.

При выборе типа кабеля также следует учесть тип разъемов для подключения к оборудованию. Так, многожильный кабель mini HR (26 Gauge) для передачи сигнала RGBHV может быть разделан как на разъем VGA 15 pin, так и на пять разъемов BNC, а вот при использовании пяти кабелей RG59/НR-1 (20 Gauge) возможно использование только разъемов BNC. Поэтому во втором случае при необходимости подключения к оборудованию с разъемом VGA 15 pin потребуется переходник 5BNC×15 pin.

Электронная компенсация потерь в кабеле

Если по тем или иным причинам применение большего типоразмера кабеля невозможно или нецелесообразно, то для компенсации потерь в кабеле применяются интерфейсы или линейные драйверы, способные увеличить уровень сигнала и скорректировать искажения в области верхних частот.

Интерфейс или линейный драйвер путем увеличения выходного уровня сигнала, а также внесением предварительных искажений АЧХ может частично или полностью компенсировать вносимые кабелем потери и искажения сигнала.

Большинство интерфейсов, линейных драйверов, усилители-распределители и коммутаторы содержат схемы компенсации, обеспечивающие прямую регулировку. Традиционно эти устройства обеспечивают две регулировки: Gain (усиление) и Peaking (ВЧ-коррекция). Наиболее эффективны такие схемы при использовании их в центральном оборудовании системы.

Регулировка усиления — увеличивает уровень полного видеосигнала, чтобы компенсировать активное (омическое) сопротивление кабеля. Потери в кабеле за счет электрического сопротивления могут составлять до 5% и более от общих потерь. Так, стандартный уровень видеосигнала 0,7 В может упасть до 35 мВ. Электрические потери в кабеле увеличиваются пропорционально его длине.

ВЧ-коррекция — увеличивает или подчеркивает ВЧ-составляющие спектра видеосигнала. В коаксиальном кабеле с ростом частоты возрастают потери, а именно высокочастотные составляющие спектра видеосигнала отвечают за хорошую детализацию картинки. ВЧ-коррекция повышает уровень ВЧ-составляющих, чтобы компенсировать их потери при прохождении сигнала через кабель.

Обычно регулировкой усиления (Gain) поднимают низкочастотные составляющие видеосигнала с тем, чтобы обеспечить на приемной стороне стандартный уровень видеосигнала (0,7 В), а ВЧ-коррекцией (Peaking) корректируется АЧХ сигнала в области высокочастотных составляющих, чтобы компенсировать их затухание в кабеле.

Рис. 12. Применение линейного драйвера для компенсации потерь и искажений

Обе регулировки взаимозависимы, и настройка производится методом последовательных приближений. При этом необходимо использовать источник тестовых сигналов и осциллограф.

Типичное значение ВЧ-коррекции составляет +3 дБ, но при необходимости существуют драйверы с коррекцией +12 дБ и более (рис. 12).

Подходящий линейный драйвер или усилитель-распределитель можно найти в каталогах Altinex и Extron.

Выбор и монтаж разъемов

Следующим шагом по выбору кабеля является качественное подключение этого кабеля к оборудованию. При этом надо учитывать, что подключение может осуществляться различными типами разъемов. Основными разъемами для подключения видеосигналов в настоящее время можно назвать BNC, RCA, VGA 15 pin, DVI, S-Video (MiniDIN 4 pin). И выбранный кабель должен быть рассчитан на разделку на него нужного разъема, либо в спецификации нужно предусмотреть соответствующие переходники.

Довольно часто один-единственный некачественный разъем приводит к потере качества изображения всей системы. Плохой обжим или пайка зачастую приводят к отражениям сигнала в кабеле, потерям и искажениям. Ведущие производители кабеля выпускают также и разъемы для кабеля, либо указывают в спецификациях рекомендуемый тип разъема другого производителя, обеспечивающий качественную разделку разъема на кабель.

Так, например, ведущий производитель кабеля Belden, выпуская широкий ассортимент видеокабелей, рекомендует к применению разъемы Neutric, Canare и др., указывая в спецификациях тип разъема от каждого производителя.

Видеокабели Canare комплектуются своими разъемами обжимного типа для каждого типа кабеля.

Кабели Extron до недавнего времени комплектовались преимущественно разъемами BNC обжимного типа от АМР. Теперь в спецификациях появились и «родные» разъемы BNC и RCA. Причем при разделке этих разъемов применяется новая технология, использующая не традиционный обжим, а компрессию.

Ниже мы приводим методику разделки кабеля по традиционной технологии обжима BNC-разъемов и по новой технологии компрессионных разъемов.

Монтаж обжимных BNC-разъемов

Рис. 13. Зачищенный коаксиальный кабель

Рис. 14

Рис. 15

Рис. 16

• специальным инструментом зачищается конец кабеля (рис. 13);
• на кабель надевается пластиковый колпачок или термоусадочная трубка и обжимное кольцо (рис. 14);
• на центральный проводник кабеля надевается центральный контакт разъема (рис. 14);
• центральный контакт обжимается на центральном проводнике кабеля обжимными клещами;
• после предварительного распушения оплетки кабель с усилием вставляется в разъем до фиксации в нем центрального контакта, после чего на хвостовик разъема до упора надевается обжимное кольцо. При этом надо прижать оплетку кабеля к хвостовику (рис. 15);
• обжимными клещами производится обжим кольца, на хвостовик разъема надевается пластиковый колпачок или термоусадочная трубка, обсаживаемая строительным феном (рис. 16).

Монтаж компрессионных BNC-разъемов

Рис. 17. Технология разделки компрессионного разъема на кабель

Установка выполняется в три шага, как показано на рис. 17.

Для качественной разделки разъемов на кабель лучше использовать фирменный обрезной и обжимной инструмент, рекомендованный для данного типа кабеля и разъемов, иначе качество контакта гарантировать проблематично.

Только обеспечив надежный контакт кабеля с разъемом и надежную фиксацию кабельного разъема в разъеме аппаратном, можно быть уверенными, что усилия по расчету и выбору кабеля не пропали даром. Ибо электроника — это наука о контактах.