Методика настройки оборудования передачи видеосигнала по проводным симметричным линиям связи («витой паре»).

Выбор типа кабеля

При построении систем видео наблюдения монтажные организации в качестве линий связи выбирают различные типы кабелей, например:
КМС-2У 1х2х0,45; КСПвЭВ Nх2х0,40; КИПЭВ, КИПЭП Nх2х0,60; КИПвЭВКГнг-LS Nх2х0,78;
КВПВП-5е; КВПЭфМ; КМС-2У 1х2х0,45; а так же кабели ТПП и др.

Применяемые монтажными организациями кабели для линий связи имеют различный диаметр токопроводящих жил от 0,28 до 0,78 мм и более.
Для линий связи длиной от 50….500 метров можно применять кабели с диаметром токопроводящих жил от 0,28 до 0,35 мм.
Для линий связи длиной от 400 … 1500 метров можно применять кабели с диаметром токопроводящих жил от 0,35 до 0,62 мм.
Для линий связи длиной от 1000 ….2300 метров желательно применять кабели с диаметром токопроводящих жил от 0,62 до 0,78 мм.
Для линий связи длиной свыше 2300 метров желательно применять кабели с диаметром токопроводящих жил от 0,78 мм….1,2 мм.

Необходимо учитывать, что максимальное омическое сопротивление одной жилы шлейфа в кабеле связи между передатчиком «TV-out-M» и приемником «TV-In-M»
не должно быть больше 230..270 Ом. При выборе марки кабеля для длинной линии связи из нескольких вариантов необходимо выбирать такую марку кабеля для линии связи
у которой затухание сигнала на частотах 2, 4, 6 МГц будет минимально.

Важным условием является то, что бы в технических характеристиках на тот или иной тип кабеля нормировалось затухание сигналов
в этом типе кабеля на частотах 1, 2, 4, 6, 8, 10 МГц.

Омическое сопротивление одной токопроводящей жилы линии связи не должно быть больше 250 Ом.
Но при этом при коротких линиях связи омическое сопротивление одной токопроводящей жилы линии связи не должно быть меньше 4 Ом.

Метод настройки оборудования с применением тестового генератора телевизионного сигнала и осциллографа.

Под оптимальной настройкой оборудования понимается получения с выхода приемника «TV-IN» видео сигнала максимально приближенного по своим параметрам
с параметрами входного видео сигнала на входе передатчика «TV-OUT».

Для этого необходимо:

1. На вход приемника подать стандартный видео сигнал с генератора тестовых сигналов (применяемых для настройки телевизоров по низкой частоте) типа «TV PATTERN GENERATOR»
или широко распространенных других аналогичных приборов. С выхода генератора  на вход передатчика будет поступать стандартный видеосигнал,
не зависящий от типа видеокамеры, параметров освещенности того или иного объекта и т.п.

2. С выхода приемника «TV-IN» подать выходной сигнал на вход осциллографа с входной нагрузкой 75 Ом.
Регулировочным резистором, установленным на плате приемника Kus (коэф. усиления), получить на экране осциллографа полную выходную амплитуду видеосигнала равную 1,4…1,6 V.

3. Подключить кабелем выход приемника «TV-IN» на вход видео монитора и регулировочным резистором, установленным на плате приемника Kvch (К вч),
отрегулировать четкость передаваемой видео изображения, цветность, «прозрачность».

4. Вновь с выхода приемника «TV-IN» подать выходной сигнал на вход осциллографа с входной нагрузкой 75 Ом
и откорректировать регулировочным резистором K us (Кус) полную амплитуду выходного видео сигнала  в пределах от 1,4 до 1,6 V.

В связи с тем, что входные узлы видео мониторов, DVR, плат видео захвата для ЭВМ имеют разброс параметров,
то при подключении выхода приемника «TV-IN» на вход видео монитора, можно регулировочным резистором Kus (К ус)
в небольших пределах отрегулировать яркость отображения видео изображения на том или ином видео мониторе.
На этом вся настройка оборудования «TV-OUT» - «TV-IN» заканчивается.

Если с выхода приемника «TV-IN» не удается получить полную амплитуду видеосигнала в пределах от 1,4 до 1,6 V
и выходная амплитуда видео сигнала меньше 1,4 V, то необходимо на передатчике «TV-OUT» переключить установленный джампер
в положение для более длинной линии связи.

Если с выхода приемника «TV-IN» не удается получить полную амплитуду видеосигнала
в пределах от 1,4 до 1,6 V и выходная амплитуда видео сигнала больше 1,6 V, то необходимо на передатчике «TV-OUT» переключить установленный джампер
в положение для более короткой линии связи.

Если переустановка джамперов на передатчике «TV-OUT» и дальнейшая настройка приемника «TV-IN» не приводит к желаемому результату,
то вероятней всего кабель связи выбран монтажной организацией неверно.

К недостатку данного метода можно отнести следующее: у видеокамер различных фирм производителей выходные сигналы могут несколько отличаться по уровню от тех сигналов,
которые выдает тестовый генератор телевизионного сигнала. Эта погрешность будет незначительна, но она будет присутствовать.

Методика настройки оборудования с помощью осциллографа по полному размаху видеосигнала от видеокамеры.

Если у монтажной организации отсутствует тестовый генератор телевизионного сигнала, то настройку оборудования можно производить используя только один осциллограф.
Для этого необходимо с помощью осциллографа проконтролировать видеосигнал от камеры на входных клеммах передатчика «TV-OUT».
Поступающий видео сигнал от видеокамеры на входных клеммах передатчика «TV-OUT» должен иметь стандартную амплитуду и форму.
Затем необходимо произвести настройку оборудования по методике, описанной выше.
При этом, освещение объекта видео наблюдения, передаваемого подключенной к передатчику видеокамерой, должно быть максимально.
В противном случае при настройке системы со слабым освещением того или иного объекта наблюдения (например в темное время суток),
оборудование будет настроено на передаваемый сигнал в данный момент времени, а с наступлением дня, появления яркого солнца
– достаточно сильно изменится выходной сигнал с выхода видео камеры по амплитуде и на вход видеомонитора будет поступать видеосигнал
с гораздо большей амплитудой, чем 1,6 V  и оператор будет наблюдать искажения изображения передаваемой видеокамерой.

Недостатком данного метода служит то обстоятельство, что производить настройку оборудования необходимо при максимальной освещенности объекта видео наблюдения.
Если настройка оборудования была произведена в темное время суток,  в облачный день,
при слабой освещенности объекта наблюдения и выходной сигнал от приемника «TV-IN» был настроен и равнялся по уровню  1,4…1,6 V,
то в яркий солнечный день выходной сигнал от видеокамеры будет большим по уровню и, следовательно,
выходной сигнал с выхода приемника «TV-IN» так же будет большим, чем уровень стандартного  видеосигнала,
который должен поступать на вход видео монитора, DVR, платы видео захвата и т.д.
Видеокамеры с авто диафрагмой сглаживают данный эффект, но не всегда  полностью.

Методика настройки оборудования по уровню амплитуды синхроимпульсов видео сигнала.

Осциллограмма 1.

Осциллограмма 2.

Осциллограмма 3.

Осциллограмма 4.

Осциллограмма 5.

Настройка оборудования по уровню синхросигналов присутствующих в видеосигнале (кадровым и строчным синхроимпульсам) является более точной, чем настройка оборудования по полному размаху видеосигнала от видеокамеры.
Настройка оборудования сводится к установке общего коэффициента усиления цепи: вход передатчика – выход передатчика – линия связи – вход приемника - выход приемника.
Передатчик усиливает входной сигнал, линия связи вносит затухание в передаваемый сигнал, приемник усиливает поступающий на его вход сигнал от линии связи.
Исключив из данного рассуждения методику подавления оборудованием наводимых на линию помех,  передатчик  и приемник можно рассматривать как линейные усилители сигнала и не более.
На вход видео монитора, DVR, платы видео захвата  должен поступать в идеальном варианте точно такой же сигнал, какой поступает с выхода видеокамеры.
Следовательно, все оборудование передачи видеосигнала по двухпроводной линии связи, вместе с линией связи, должно иметь общий коэффициент усиления равный 1.
Тогда выходной сигнал с выхода приемника «TV-IN» будет по амплитуде равным выходному сигналу с выхода видеокамеры.
На осциллограммах  1…5 представлены различные  видеосигналы.
Осциллограммы 1..3 – это сигналы с выхода тестового генератора для настройки телевизоров («решетка», «цветные полосы», «красный фон»).
Осциллограмма 4 - это полный видео сигнал с выхода видеокамеры, направленный на объект видео наблюдения.
Осциллограмма 5 - это сигнал видеокамеры с закрытым черной крышкой объективом.
Уровень «нуля» расположен на горизонтальной линии сетки осциллографа с делениями.
Сигнал выше данной линии – это информационная часть видеосигнал.
Сигнал ниже этой линии – это сигналы строчной и кадровой развертки,  которые присутствуют в полном видеосигнале.
Легко заметить, что на всех осциллограммах амплитуды информационной части видеосигналов (сигналов выше «нулевой линии» на сетке осциллографа) отличаются друг от друга как по форме, так и по уровням.
А сигналы кадровой и строчной развертки – на всех осциллограммах практически одинаковы и по уровню равны - 0.60… -0.7V относительно «нулевой» линии. 

Методика настройки сводиться к следующему:

1. Подключить на выход приемника «TV-IN» осциллограф.

2. Установить калибровку осциллографа по входу «ВОЛЬТ/ДЕЛ» равным 0,5, т.е. 0,5 Вольта  в одной клетке сетки осциллографа.

3. Регулировкой на осциллографе вверх – вниз установить «нулевой» уровень  видеосигнала на горизонтальной линии сетки осциллографа.

4. Регулировочным резистором  «Кус» (Kus») на плате приемника «TV-IN» установить выходной уровень синхроимпульсов выходного видеосигнала  равным   -0,6…-0,75 В. относительно «нулевой» линии выходного видео сигнала.

На этом вся регулировка и настройка общего коэффициента усиления закончена. Такая настройка не зависит от информационной части видеосигнала, т.е. не зависит от освещенности объекта видео наблюдения.

5. Подключить выходной сигнал с выхода приемника «TV-IN» на вход видео монитора и регулировочным резистором Квч (Kvch) визуально отрегулировать качество передаваемого по линии связи видео изображения.

6. Вновь подключить выход приемника «TV-IN» к входу осциллографа и регулировочным резистором «Kus» подкорректировать амплитуду синхроимпульсов в выходном видео сигнале с выхода приемника.

На этом настройка оборудования заканчивается.

К вопросу настройки приемника дискретным переключателем без осциллографа.

Многие приемники иных производителей имеют в своей схеме дискретный переключатель, который устанавливается в то положение, которое тем или иным способом характеризует ту или иную длину линии связи.
И как бы не надо иметь монтажной организации осциллограф, иные тестовые приборы, а надо просто данным дискретным переключателем установить длину линии связи и на этом вся настройка заканчивается.
Но не надо забывать, что фирма – разработчик установила в схему приемника корректирующие цепи и при переключении дискретного переключателя в схеме приемника происходит коммутация соответствующих электрических цепей
для компенсации приемником затухания в длинной линии связи ВЧ и НЧ составляющих видеосигнала.
И, скорее всего, эти корректирующие цепи в приемнике позволяют более-менее оптимально корректировать коэффициенты усиления приемника как по ВЧ, так и по НЧ, и тем самым компенсировать затухания сигнала по ВЧ и НЧ в данной линии связи,
но только для того типа линии связи (типа кабеля связи),  для которого они рассчитывались и при котором они проверялись.
Не надо забывать и то, что средний разброс параметров радиоэлементов схемы составляет -+10%. По этому можно сказать следующее, а именно:

-  даже для того типа кабеля (линии связи)  для которого были рассчитаны корректирующие цепочки в схеме приемника с дискретным переключателем длины линии связи, разброс параметров радиоэлементов схемы от приемника к приемнику не позволяет получить с выхода приемника оптимально настроенный выходной видео сигнал;

-  для других типов  кабелей связи, применяемых монтажными организациями,  данные коррекционные цепочки будут далеко не оптимальны;

-  не всегда проложенная монтажной организацией длина линии связи будет совпадать с установкой длины линии связи на дискретном переключателе в приемнике.

Все эти основные причины и обуславливают необходимость применения плавных регулировок в приемнике для настройки выходного видео сигнала.         

Общие ошибки применения оборудования монтажными организациями.

1. Использование в качестве линий связи тех или иных кабелей с ненормированными характеристиками затуханий ВЧ – сигналов.
В качестве линий связи многие монтажные организации иногда используют телефонный кабель, называемый «лапшой», электрические кабели и т.п.
Такие кабели в качестве линий связи не предназначены для передачи высокочастотных сигналов и передача по таким линиям связи видеоизображения достаточно проблематична, а в некоторых случаях и невозможна.

2. Использование уже существующих линий связи, например, линий АТС.
Как правило данные линии связи предназначены и рассчитаны для передачи сигналов с частотой не более 3… 10 кГц.
Длинные линии связи состоят из отрезков, которые разведены в тех или иных кросс – коробках и стойках.
От этих кросс-коробок могут отходить в ту или иную сторону кабели, которые ведут в другие кросс – коробки для возможности обеспечения подключения телефонов того или иного абонента.
  И если данная пара проводов в длинной линии связи АТС не задействована и свободна и она «выделяется» для передачи видеоизображения, это не означает, что от этой пары проводников нет ответвлений. Ответвления от двухпроводной линии связи, сама кросс – коробка, кросс – стойка вносят дополнительные затухания передаваемого сигнала по такой линии связи.
Пустые (не нагруженные) ответвления вносят помимо дополнительного затухания передаваемого сигнала и отражения, что приводит к двоению и троению принимаемого видеоизображения на мониторе, вносят «размытость» изображения и т.п. 

Так же такие линии связи, и в особенности в городах, проходят по подземным коммуникациям.
В таких подземных коммуникациях достаточно высокая влажность. Ремонтные службы АТС достаточно часто проводят профилактические работы по «сушке» кабеля.
  И если для нормальной работы АТС с сигналами до 10 кГц определенная влажность кабеля существенно на работу телефонов не влияет, то та же самая влажность кабеля при передаче высокочастотных сигналов будет определять дополнительные затухания в передаваемый сигнал по данному кабелю. 

3. Использование старых тех или иных кабелей связи с большим сроком службы. В таких кабелях связи существует множество дефектов изоляции, возможны множественные некачественные скрутки токопроводящих жил кабеля, окисление токопроводящих жил. 

4. Плохая зачистка жил кабеля при соединении жилы кабеля с разъемом оборудования «под винт».