井下救援遠距離視頻傳輸系統(tǒng)關鍵技術研究

本文所涉及的井下救援遠距離視頻傳輸系統(tǒng)關鍵技術研究就是對于井下救援安全性需求所進行的分析、研究和解決，通過在廉價的雙絞線電纜上實現(xiàn)1500m的視頻傳輸，保證圖像色彩、亮度、輪廓等基本無失真，同時適應考慮防水、抗震、防塵、高溫、腐蝕性氣體等井下惡劣環(huán)境，并達到本質安全型防爆設計要求，最后將其產(chǎn)品化。

相關技術簡介

1 雙絞線技術

雙絞線是一種柔性的通信電纜，包含著成對的絕緣銅線，因為它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、價格低廉等許多優(yōu)點，價格便宜，所以被廣泛使用。由于雙絞線對信號也存在著較大的衰減，所以傳輸距離遠時，信號的頻率不能太高，而高速信號如以太網(wǎng)則只能限制在100m 以內。對于視頻信號而言，帶寬達到6MHz，如果直接在雙絞線內傳輸，也會衰減很大，所以視頻信號在雙絞線上要實現(xiàn)遠距離傳輸，必須進行放大和補償，雙絞線視頻傳輸設備就是完成這種功能。加上一對雙絞線視頻收發(fā)設備后，可以將圖像傳輸?shù)?～2km。雙絞線和雙絞線視頻傳輸設備價格都很便宜，不但沒有增加系統(tǒng)造價，反而在距離增加時其造價與同軸電纜相比下降了許多。所以，監(jiān)控系統(tǒng)中用雙絞線進行傳輸具有明顯的優(yōu)勢。

表1 MAX435和MAX436的主要性能指標

2 互導型放大器

互導型放大器(又稱跨導型放大器)的輸入信號是電壓量，輸出信號是電流量，其增益稱為互導Gm。互導型放大器是一種電壓／電流模式混合電路，由于其內部只有電壓——電流變換級和電流傳輸級，而沒有電壓傳輸級，因此沒有大擺幅電壓信號和密勒倍增效應，從而具有頻帶寬、高頻性能好及大信號轉換速度高等特性?；头糯笃鞯碾娐方Y構簡單，電源電壓和功耗均得到了降低。

圖2　視頻雙絞線驅動/接收電路

驅動電路采用互導型放大器將單端電壓信號轉成差分電流信號，通過電流環(huán)在雙絞線上傳輸視頻信號，接收端再把差分電流信號還原為單端電壓信號。

3 MAX435和MAX436

在這里互導型放大器采用MAXIM公司的MAX435和MAX436作為雙絞線視頻信號電路驅動。MAX435和MAX436是一種新型高速、寬帶的互導型放大器，其引腳排列如圖１、圖２所示。它們具有理想差分、高阻抗輸入和電流輸出等特點。由于這些獨特的結構，該芯片能夠提供精確增益，不用負反饋就能消除閉環(huán)相移。

圖1 MAX435與MAX436引腳排列圖