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基于光纤传输的数字音视频监控系统
来源: | 作者: | 发布时间: 2021-02-05 | 3361 次浏览 | 分享到:

  0 引言

  传统的图像监控系统的音视频信号是利用电缆传输的,在传输距离、信息容量及可靠性方面都有缺 陷。而光纤传输与传统的电缆传输相比较,具有损耗极低,中继距离很长,频带极宽,传输容量很大,抗电磁干扰性能好等优点,所以近年来得到了极大的重视和飞速的发展。在此将数字技术和光纤传输技术相结合,研制了一种基于光纤传输的无压缩四路数字音视频监控系统,在图像远距离传输时不仅保证了图像的传输质量,还保证了设备工作的稳定性和可靠性,不会产生传输延时,保证了监控图像的实时性。

  1 系统的原理

  系统是基于时分复用技术,采用CPLD器件实现音视频的时分复用与解复用,从而在一根光纤中同时传输4路视频、4路音频以及反向控制数据,其结构如图1所示。

  在发送端,发送机将CCD摄像头和拾音器传过来的模拟音视频信号经过调理电路(包括音视频放大,视频钳位和滤波等)、A/D转换、CPLD时分复用后,再送人HDMP-lo32A并/串转换芯片进行编码及并串转换,串接后的信号经光收发一体化模块电光转换后最终送到光纤上,同时把从光纤送过来的反向数据经过CPLD的FSK解调,然后送到数据解码器上控制镜头、云台及其它控制。

  在接收端,光电收发一体模块将光纤中送来的光信号转换成电信号,先将电信号送到HDMP一 1034A串/并转换芯片中进行译码和串并转换,并行信号经CPLD器件分接成4路视频、4路音频,最终把数字音视频信号进行D/A转换,经调理电路(包 括音视频放大,视频滤波等)后又变成原来的模拟音视频信号。最后还可以将4路音视频信号通过具有选路与循环的音视频切换器进行切换输出。

  2视频通道的实现

  发射端视频模块由摄像头输出的模拟视频信号经过视频放大、低通滤波、钳位和高速A/D变换等几个模块组成,其电路如图2N示。视频放大电路主要的作用是在A/D转换前放大输入的模拟视频信号,使其电压幅值满足A/D转换器的电压输入范围并尽量充满模数转换器的量程,以提高A/D转换的精度。电路中采用AD8091芯片对视频信号进行放大,其中R ,R:组成电压串联负反馈电路。低通滤波器的作用是使视频频带范围内的信号顺利通过,抑制其它带外高频信号、干扰和噪声信号,避免抽样后信号频谱的混迭。为了解决直流分量丢失后图像信号变化的问题,在系统里利用视频同步分离芯片LM1881输出的行同步信号作为钳位脉冲,将视频信号的消隐电平钳制在同一个电平上,从而恢复直流分量。高速A/D转换电路是把模拟视频信号转换为数字信号,考虑到功耗、成本和系统分辨率,电路中采用ANAL0G公司的AD9280高速模数转换器,分辨率为8 bit,最高采样率可以达到32 MSPS,而且片内带有高速采样保持放大器和可编程电压参考源,可以大大简化和方便设计。

  接收机视频接收模块把CPLD解复用来的数字信号进行D/A转换,然后通过二次放大后输出模拟视频信号,其电路如图3示。视频D/A转换电路采用ANAL0G公司的AD9708芯片作为视频D/A 转换器,将CPLD解复用输出的8 bit数字视频信号转换为差分电流信号后,运算放大器AD8091将AD9708输出的差分电流信号放大转换为单端电压信号。然后通过低通滤波和二级视频信号放大电路,得到标准的模拟视频信号。

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