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| 視頻矩陣的作用及技術設計要點解析 |
更新時間：2011-3-28 11:40:42
（ 編輯：孟子默 ）
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1. 視頻矩陣的作用
在現代多媒體會議室，為了滿足不同演示場合的需求，通常會具備多種不同的音視頻信號源和顯示終端，雖然這些音視頻信號源和顯示終端也可能會同時具備復合視頻（Composite-Video）、超級視頻（S-Video）、分量視頻（Component-Video）甚至數字視頻（DVI、SDI）的接口，但目前在多媒體視像會議中被普遍使用的還是復合視頻矩陣，主要的原因在如下幾方面：* 復合視頻具備良好的穩定性、兼容性和通用性，傳輸帶寬小，傳輸距離長。但色度和亮度共享4.2MHz（NTSC）或5.0~5.5MHz（PAL）的頻率帶寬，互相之間有比較大的串擾，對器材和傳輸線纜的要求標準不高，信號源豐富，預埋線纜投資較低。
* 超級視頻（S-Video）雖然在減少亮度損耗、亮度/色度串擾方面明顯優于復合視頻，但對于目前常見的液晶投影機、DLP投影機并達不到非常明顯的區別，而且預埋線纜投資是復合視頻的兩倍，所以在工程長距離傳輸沒有得到普遍的使用。
* 分量視頻在信號格式的級別上已經明顯高于復合視頻或超級視頻，但目前在會議室多數是為電腦顯示（VGA或RGBHV信號格式）服務，對器材和傳輸線纜的要求很高（取決于預期的設計標準和投資預算），預埋線纜投資很高。
* 類似Y,R-Y,B-Y、Y,Cr,Cb的分量視頻信號目前主要應用在廣電行業，而且會逐漸向SDI或HD-SDI的數字信號格式過渡，由于信號源和資金預算的限制，會議室使用不多。DVI信號由于有效傳輸距離的限制（5米左右），目前沒有得到廣泛應用。
綜上所敘，習慣上音視頻矩陣沒有特別的注明都默認是復合視頻格式。以復合視頻格式輸出的主要設備有：攝像機、實物展臺、有線電視解調器、遠程視像會議、磁帶錄像機、DVD光碟機等，音視頻矩陣在系統中介于視頻源與顯示或復用終端之間，負責將不同的音視頻信號源按用戶的意愿進行集中調控。
按照輸入、輸出通道的不同，常見的視頻矩陣一般有8×2、8×4、8×8、16×4、16×8、16×16、32×8、32×16、32×32、64×16、64×32、64×64、128×128等。常規的理解是乘號前面的數字代表輸入通道的多少，乘號后面的數字代表輸出通道的多少。不論矩陣的輸入輸出通道多少，它們的控制方法都大致相同：前面板按鍵控制、分離式鍵盤控制、第三方控制（RS-232/422/485等），早期有一些國產矩陣通過繼電器吸合控制，這種技術目前已經淘汰。
與BGBHV矩陣一樣，設計一個視頻矩陣的基本原則也是根據信號源和顯示終端數量的多少以決定矩陣的通道數，由于矩陣規格的差異（通道數的多少）在價格上的體現非常明顯，在預算一定的情況下，使選擇一個矩陣的通道數也會變得比較敏感，對于以后的擴展也是一個考驗。除此之外，下面敘述的幾個技術指標也是作為器材選型需要考慮的重要因素。
2. 視頻信號的帶寬 復合視頻信號根據制式的不同，信號的帶寬也有一定的差異，見下表。由于復合視頻的傳輸帶寬相對比較窄，目前在系統設計中并不是一個主要的考慮因素，但在設計時需要考慮整個系統傳輸的帶寬瓶頸。專業的音視頻矩陣目前普遍都高達150MHz（-3dB，滿負載）的帶寬，由于應用的要求不同，大部分監控矩陣都不會提供帶寬的參數，偶然提供的標稱帶寬也比較含糊，極有可能是內部某個芯片的帶寬而已，但因為視頻矩陣的電子線路涉及大量的信號分配與切換，這種矩陣的標稱帶寬會存在很多的瓶頸，真正使用中會暴露許多帶寬不夠引發的問題。
3. 滿負載-3dB衰減點
視頻信號在理想效果內的傳輸帶寬范圍或傳輸距離稱為-3dB點，也稱為1/2功率衰減點。在-3dB點范圍內，信號不會在處理或傳輸的過程中產生嚴重損失，任何有信號輸入輸出的器材都會存在帶寬的限制，視頻信號平坦的頻率響應在-3dB點之前，同時還要注意所選擇的器材帶寬是否在“滿負載（Fully Loaded）”的狀態測試。因為有很多品牌的標稱參數是在“點對點”的狀態下測試，當系統在滿負載下運行時，傳輸帶寬會大打折扣，這種標稱的參數就顯得沒有任何意義。下表歸納了不同衰減點對實際信號電平的對應值：
4. 輸入輸出阻抗
輸入輸出阻抗是描述矩陣技術規格的重要參數之一，它為信號的正確傳輸流程建立了基線。這個信號的流程維護了整個系統的動力轉換。阻抗失配會造成電子信號的反射，傳送波與反射波相互干擾的結果使電壓幅度形成駐波，傳輸波與反射波電流的比值用VSWR（電壓駐波比）表示：阻抗匹配誤差越大，VSWR的比值也越大，器材或電纜造成的回波損耗（Return Loss）就越高。較低的阻抗失配可能不會明顯作用與傳輸普通的復合視頻信號，但傳輸信號的頻率越高，造成的影響會越明顯。
在視頻系統中，阻抗匹配是系統設計中需要嚴肅看待的問題。早期BNC類型的連接頭同時存在50Ω和75Ω兩種規格，現在視頻阻抗統一75Ω，50Ω阻抗的電纜和連接頭僅會應用于射頻信號傳輸，但由于50Ω阻抗的BNC接頭制作成本較低，目前仍有不少50Ω阻抗的BNC接頭用在視頻系統中。短距離的阻抗失配會影響圖像的高頻細節，引起畫面出現“鬼影現象”。
5. 通道串擾 通道串擾是由二個或多個信號之間的相互干擾引起，通常從一個毗連的通道把額外的信號加入有效的信號，會引起畫面出現“鬼影現象”。電磁輻射、容抗感應、屏蔽不良是引起通道串擾的主要原因。通道串擾常用表示單位也是dB，而且絕對是負數，這個數值越小，通道隔離的效果越好，信號串擾的相對作用更小。任何視頻矩陣在不同頻率下的通道串擾數據會有區別，一般頻率越高，數值越大：比如某矩陣的通道串擾在10MHz時測試是-55dB，在30MHz時測試已經達到-45dB，在100MHz時測試已經高達-37dB，可見這個矩陣的通道串擾在傳輸100MHz信號時要比傳輸10MHz信號略高。
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文章來源：中國投影網
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