【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 而且可能燒毀功放。燒毀的原因主要是由于功放輸出阻抗和揚(yáng)聲器負(fù)載阻抗不匹配引起的，當(dāng)只有一個(gè)揚(yáng)聲器負(fù)載時(shí)由于阻抗匹配一般不會(huì)碰到語音失真問題，但是當(dāng)處于群呼狀態(tài)下，有 N 只揚(yáng)聲器負(fù)載并聯(lián)時(shí)，由于此時(shí)的負(fù)載總阻抗為一只揚(yáng)聲器阻抗的 N 分之一，引起功放輸出的電流很大，甚至超過功放的最大輸出電流。如果以常見的 8 歐姆揚(yáng)聲器和 2 歐姆阻抗輸出的變壓器為例，則需要采用如下圖接法。阻抗匹配變壓器連接示意圖如圖 25所示。 圖 25 阻抗匹配變壓器連接示意圖 但是，實(shí)際工程中用戶單元數(shù)一般是不定的，也就是說， N 的值是不固定的，所以阻抗匹配變壓器的阻抗無法設(shè)計(jì)，實(shí)際工程中定阻功放輸出方式是行不通的。我們考慮采用的是 70~110V 的定壓輸出功放機(jī)，定壓功放是專門為公共場(chǎng)所設(shè)計(jì)的，使用時(shí)， N 只揚(yáng)聲器負(fù)載只要并聯(lián)在一起就可以了，當(dāng)然在每個(gè)揚(yáng)聲器的信號(hào)連接口需要安裝降壓變壓器，目的是將信號(hào)從 70～ 110V 的電壓降到揚(yáng)聲器的工作電壓。另外，需要注意的是 N 只揚(yáng)聲器負(fù)載的總功率和功放的額定輸出功率必須一致，負(fù)載總功率小于功放機(jī)的輸出功率將會(huì)燒毀揚(yáng)聲器 ，大于將使得功放機(jī)的功率無法得到正常發(fā)揮。工程中為了節(jié)省降壓變壓器，揚(yáng)聲器選用特定的小功率定壓揚(yáng)聲器，而且定壓揚(yáng)聲器的額定電壓和定壓功放的輸出電壓是一致的，這樣就節(jié)省了 N 只降壓變壓器節(jié)省了成本。 2． 3． 1． 4 功率放大問題 可視對(duì)講系統(tǒng)中功放電路有兩路，一路是上面介紹的主機(jī)輸出定壓功放，另一路是主機(jī)輸入功放。主機(jī)輸入功放設(shè)計(jì)在主機(jī)板上，用于放大分機(jī)傳輸來的語音信號(hào)。一般來說，功率放大器設(shè)計(jì)額定功率在 3W 左右，并且功率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，需要注意的是功率調(diào)節(jié)和音量調(diào)節(jié)是不同的兩回事。另外，集成功率放大器需要安裝散熱 器。 2． 3． 1． 5 嘯叫問題的出現(xiàn)原因及解決方法 根據(jù)工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，嘯叫現(xiàn)象是全雙工對(duì)講時(shí)主要存在的問題。由于此時(shí)主機(jī)和分機(jī)的語音輸入和揚(yáng)聲器輸出是同時(shí)開通的，主機(jī)揚(yáng)聲器輸出的語音又一次進(jìn)入主機(jī)的駐極拾音話筒，同時(shí)分機(jī)揚(yáng)聲器輸出的語音又一次進(jìn)入分機(jī)拾音話筒，系統(tǒng)就形 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 40 頁 第 11 頁 │ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 成語音通道的 正 反饋，在正反饋通道中又有兩個(gè)功放電路正向疊加，從而引起嘯叫。嘯叫產(chǎn)生示意圖如圖 26 所示。 圖 26 嘯叫產(chǎn)生示意圖 消除嘯叫的辦法是切斷正反饋語音通道。比如可以考慮采取語音單工工作方式，即前向通道和后向通道分時(shí)開通， 但是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求為全雙工工作，故此法不能采用。系統(tǒng)必須在語音全雙工工作下研究減弱嘯叫的方法，減弱嘯叫的有效方法是語音正反饋通道的弱禍合。設(shè)計(jì)中在駐極話筒 1 位置采用雙拾音差分輸入，此時(shí)把揚(yáng)聲器 1 的語音輸出作為環(huán)境噪聲抑制，同時(shí)減小可調(diào)功放的放大倍數(shù)。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種方法在一定程度上切斷了語音信道的通路，有效的抑制了嘯叫的產(chǎn)生。 2． 3． 2 可視部分 2． 3． 2． 1 視頻信號(hào)傳輸方式 視頻信號(hào)傳輸方式，通常分以下幾種：視頻信號(hào)的基帶傳輸方式；把視頻信號(hào)調(diào)制成射頻信號(hào)的傳輸方式；視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的傳輸方 式。 1．視頻信號(hào)的基帶傳輸方式 這種視頻傳輸方式對(duì)攝像頭出來的圖像不作任何的處理，直接通過同軸電纜傳輸， 其特點(diǎn)是：視頻信號(hào)不作任何改變，省略了視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，降低了相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)成本，缺點(diǎn)是信號(hào)傳輸距離短，雖經(jīng)放大，但其傳輸距離一般不超過 1Km，基帶傳輸?shù)囊曨l信號(hào)一旦受到干擾，就難以消除；此種傳輸方式被現(xiàn)在的樓宇對(duì)講系統(tǒng)普遍采用。 2．把視頻信號(hào)調(diào)制成射頻信號(hào)的傳輸方式 這種傳輸方式把視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)，經(jīng)放大后，使用同軸電纜最遠(yuǎn)距離可達(dá) 5KM，但其傳輸設(shè)備需要相關(guān)的調(diào)制和解調(diào)電路，成本較高，此種 方式被廣泛應(yīng)用到電視信號(hào)的傳輸上。 3．視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的傳輸方式 這種視頻傳輸方式是視頻信號(hào)的數(shù)字化傳輸，但由于視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 40 頁 第 12 頁 │ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 時(shí)，數(shù)據(jù)量過大，相關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)備成本過高，在普通的民用系統(tǒng)中，一般不采用此種方式。 2． 3． 2． 2 視頻信號(hào)傳輸原理及過程 在圖像光纖傳輸中，就信號(hào)的調(diào)制方式而言，可分為數(shù)字光纖傳輸和模擬光纖傳輸。數(shù)字信號(hào)便于進(jìn)行數(shù)字處理，傳輸中抗干擾、抗雜波能力強(qiáng)，無噪聲積累，并且多路低速數(shù)字信號(hào)可很方便地復(fù)接成一路高速的數(shù)字信號(hào)，它是多路 圖像 、遠(yuǎn)距離、高品質(zhì)傳輸?shù)闹饕绞?。然而，模擬光 纖傳輸具有技術(shù)成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，且與現(xiàn)有的模擬圖像信號(hào)相兼容的特點(diǎn)，因此在 圖像 監(jiān)控工程中，模擬光纖傳輸仍得廣泛應(yīng)用。 監(jiān)控圖像模擬光纖傳輸方式中，常用的有基帶視頻信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制 (簡(jiǎn)稱AM)、脈沖頻率調(diào)制 (PFM)等方式。 1．基帶視頻信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制 基帶視頻信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制的工作原理是在光發(fā)射端通過基帶視頻信號(hào)直接調(diào)制光源，使輸出光的強(qiáng)度隨電視信號(hào)的幅度線性變化，然后在光接收端通過光電探測(cè)器將光信號(hào)還原成電信號(hào)，經(jīng)過放大和增益控制電路，得到穩(wěn)定的視頻信號(hào)。 在該系統(tǒng)中，通常采用發(fā)光二極管 (LED)作為光源。 LED 的特點(diǎn)是性能穩(wěn)定， 線性度好，在多模光纖中不會(huì)產(chǎn)生模噪聲，因此能得到較好的信噪比、微分增益和微分相位。實(shí)驗(yàn)證明：以 LED 為光源的光傳輸系統(tǒng)中，系統(tǒng)性能指標(biāo)：加權(quán)信噪比為54dB，微分增益為 5％，微分相位為 5 度， 目前 LED 的工作波長(zhǎng)為 850nm，適合在多模光纖 850 nm 窗口傳輸。 LED 光源的輸出光功率典型值為 16dBm，而光電探測(cè)器的靈 敏度為 30 dBm，因此光傳輸動(dòng)態(tài)范圍為 14 dB，在多模光纖中最遠(yuǎn)可傳輸 4 公里 。 當(dāng)然也可以采用 LD 作為光源。 LD 可工作在單模 1310nm 窗口， 由于單模 1310nm窗口損耗小 (考慮附加損耗后每公里 0． 45dB)，可以滿足遠(yuǎn)距離應(yīng)用要求，傳輸距離可達(dá) 30 公里。但是和 LED 相比， LD 光源的線性度不好，在電路設(shè)計(jì)中必須增加預(yù)失真電路。因此增加了硬件成本和調(diào)試難度。 在接收端，必須具有自動(dòng)增益控制電路，其作用除了可以使接收機(jī)的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大外，更重要的是因?yàn)檫@種系統(tǒng)接收端的輸出信號(hào)是隨著收到的光功率的大小而變化的，因而自動(dòng)增益控制使接收端電視信號(hào)輸出電平維持衡定的接口電平。 2．脈沖頻率調(diào)制 脈沖頻率調(diào)制傳輸方式是目前模擬視頻光纖傳輸方式中傳輸質(zhì)量最高的 方式之一，其原理是調(diào)制脈沖重復(fù)頻率隨信號(hào)幅度大小呈線性變化，而脈寬保持不變。 PFM是信號(hào)光強(qiáng)度調(diào)制前的一種預(yù)處理過程，信號(hào)經(jīng)過脈沖調(diào)制后，頻譜會(huì)變寬，并以此可以換取傳輸質(zhì)量的提高。而 PFM 處理帶來的傳輸帶寬的增加，對(duì)于帶寬極寬的光纖來說并不存在什么問題，而且由于光源的非線性對(duì)系統(tǒng)的影響不大，故光調(diào)制深度可以增加，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的信噪比。 通過脈沖頻率調(diào)制可實(shí)現(xiàn)單路視頻傳輸，多路視頻傳輸，視頻／數(shù)據(jù)傳輸。下面 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 40 頁 第 13 頁 │ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 對(duì)幾種方案做簡(jiǎn)要描述。 (1)單路視頻傳輸 單路視頻傳輸系統(tǒng)工作原理如圖 27，在發(fā)射端基帶視頻信號(hào) 經(jīng)過預(yù)加重，進(jìn)行PFM 調(diào)制，然后去調(diào)制激光器。而在接收端通過 PIN 管將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)過 PFM 解調(diào)恢復(fù)出視頻信號(hào)。 圖 27 單路視頻傳輸系統(tǒng)工作原理 視頻信號(hào)經(jīng)過 PFM 后，頻譜里第一類貝塞爾函數(shù)分布，頻譜中含有無窮多個(gè)頻率分量，但功率譜主要集中在載波和低次諧波分量上，高次邊頻分量可略去不計(jì)，因此 FM 信號(hào)可近似認(rèn)為具有有限頻譜?；鶐б曨l信號(hào)的帶寬為 8MHz，經(jīng)過 PFM 調(diào)制后，信號(hào)帶寬可限定在 30MHz 以上而不會(huì)明顯影響 PFM 性能。 不同于基帶視頻信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制方式，該系統(tǒng)對(duì)發(fā)光器件沒有特殊要 求，可以根據(jù)實(shí)際工程需要選用不同的發(fā)光器件。如多模 850nm 波長(zhǎng) LED 滿足 4 公里以內(nèi)應(yīng)用，單模 1310nm 波長(zhǎng) LD 滿足 30 公里以內(nèi)應(yīng)用，單模 1550nm 波長(zhǎng) DFB 激光器滿足 100 公里 以內(nèi)應(yīng)用。無論是多模 LED，還是單模 LD，系統(tǒng)都具有良好的性能。批量測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)經(jīng)過光纖傳輸后，系統(tǒng)主要指標(biāo)為：加權(quán)信噪比為 60dB，微分增益為 3％，微分相位為 3 度 。 由于 PFM 信號(hào)解調(diào)輸出噪聲功率譜密度和調(diào)頻信號(hào)解調(diào)輸出噪聲功率譜密度一樣，呈三角形噪聲特性，造成高頻端噪聲大而低頻端噪聲小的現(xiàn)象。為了克服這種現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)中 往往采用預(yù)加重和去加重電路。預(yù)加重使視頻信號(hào)在頻率上人為地加以預(yù)傾斜，使高頻端升高，低頻端壓低。在接收端解調(diào)時(shí)，由于信號(hào)高頻端電平提升而使解調(diào)信噪比有所提高，而低頻端則有所降低，從而均衡了帶內(nèi)信噪比的分布。另外，預(yù)加重對(duì)低頻成分起著壓縮作用，也壓縮了亮度信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，從而降低了微分增益和微分相位的失真。 (2)多路視頻傳輸 通過將多路視頻分別調(diào)制于不同的頻率范圍，然后進(jìn)行頻分復(fù)用，可以在單根光纖中實(shí)現(xiàn)多路視頻傳輸。 從理論上講，光纖和光器件的帶寬極大，完全滿足 8 路以上多路視頻頻分復(fù)用的帶寬要求。但實(shí)際上由 于目前采用的分立元件，特別是高頻電容和電感的精密度和穩(wěn) 定性不夠，使得 PFM 中心頻率的穩(wěn)定性不好，中心頻率會(huì)隨時(shí)間和溫度漂移，加上 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 40 頁 第 14 頁 │ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 帶通濾波器的特性也會(huì)隨溫度變化，給 多路視頻復(fù)用帶來很多不穩(wěn)定因素。所以目前較為成熟的也只是四路圖像 的頻分復(fù)用。 (3)視頻／數(shù)據(jù)傳輸 通過 PFM 方式不僅可以完成較高質(zhì)量的視頻傳輸，而且可以完成一路甚至多路雙向數(shù)據(jù)傳輸。正向數(shù)據(jù)工作原理是在發(fā)射端首先將數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行 FSK 調(diào)制，再將FSK 信號(hào)和視頻基帶信號(hào)混合，然后將混合信號(hào)進(jìn)行 PFM 調(diào)制。在接收端首先進(jìn)行PFM 解調(diào)，通過帶通濾波器 分離出視頻信號(hào)和 FSK 信號(hào)，最后進(jìn)行 FSK 解調(diào)，還原出數(shù)據(jù)信號(hào)。反向數(shù)據(jù)則直接對(duì)發(fā)光器件進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。 視頻、數(shù)據(jù)混合傳輸存在兩個(gè)問題： ①視頻和正向數(shù)據(jù)間相互干擾。由于數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過 FSK 調(diào)制和帶通濾波后仍存在較豐富的諧波成分，這些諧波成分會(huì)影響視頻信號(hào)，使視頻信號(hào)受到干擾。為了降低這種干擾，可以通過降低 FSK 幅度的方法來實(shí)現(xiàn)，但 FSK 幅度過低會(huì)造成數(shù)據(jù)解調(diào)不出來或數(shù)據(jù)誤碼過高。 ②數(shù)據(jù)速率不高。目前比較成熟的 FSK 技術(shù)適合于速率為 1Mbps 的數(shù)掘信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，在異步數(shù)據(jù)通信中往往采用 8 倍的過采樣，所以這 種 FSK 技術(shù)可以傳輸一路速率為 115． 2Kbps 的高速異步數(shù)據(jù)。但如果要傳輸多路異步數(shù)據(jù)，異步數(shù)據(jù)的速率則遠(yuǎn)低于 115． 2Kbps。 總之，模擬光纖傳輸系統(tǒng)可采用基帶視頻信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制和脈沖頻率調(diào)制方式?；鶐б曨l信號(hào)直接光強(qiáng)度調(diào)制方式設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，適合于單路視頻傳輸。 脈沖頻率調(diào)制方式得到的視頻質(zhì)量高，滿足 0～ 100 公里不同距離視頻傳輸要求。該方式雖然可