О пределах дальности передачи по витой паре
Мы отмечали, что максимальная нелинейность характеристики на всем диапазоне 50 Гц - 6МГц не превышает 1дБ, т.е. можно считать, что видеосигнал передан практически без искажений.
Для начала ответим на вопрос, почему предельная дальность передачи для одного комплекта АПВС по кабелю ТППэпNх2х0,5 составляет 2 км.
Главным критерием, определяющим пригодность линии связи для передачи видеосигнала, является амплитудно-частотная характеристика (а вовсе не ее «импортность» или громкое имя фирмы-производителя), определяющая затухание полезного сигнала на заданной дальности в зависимости от частоты. В приложении 1 приведены сравнительные АЧХ на 1000 метров для различных типов кабеля.
Для кабеля ТППэп Nх2х0,5 на дальности в 2 км затухание на границе спектра (6 МГц) составляет 80 дБ. Если амплитуда стандартного видеосигнала (на выходе из камеры) составляет 1 В, то при затухании в 80 дБ (10 000 раз), будем иметь на другом конце линии уровень в 10 мкВ. В любом случае, полезный сигнал для приемной аппаратуры обработки и синтеза изображения может считаться таковым при соблюдении условия: соотношение сигнал / шум после восстановления должно составлять не менее ~40 дБ, при этом на высоких частотах границы спектра (5 - 6 МГц) достаточно иметь соотношение сигнал/шум не менее 10 дБ. Поскольку уровень шумов окружающей среды в общем случае имеет определенный достаточно конкретный уровень, то затухание для видеосигнала в 80 дБ является предельно допустимым. Грубо говоря, из уровня в 10 мкВ исходный видеосигнал восстановить можно.
Для полного идеального восстановления видеосигнала после передачи нам необходимо обеспечить АЧХ в виде горизонтальной прямой и полностью восстановить его уровень в 1 В. Для чего необходимо на разных частотах обеспечить различное усиление.
Для дальности передачи до 2000 метров для кабеля ТППэп Nх2х0,5 (затухание на границе спектра 80 дБ), сигнал может быть восстановлен аппаратурой АПВС. Дальнейшее увеличение амплитуды видеосигнала на передающем конце ограничено применяемой элементной базой. Но даже, если перейти на усилители с повышенным напряжением питания (что в первую очередь и определяет максимальное выходное напряжение), выигрыш в компенсации затухания в линии оказывается не столь существенным. Так, при размахе видеосигнала на выходе передатчика +2 В получаем выигрыш на высоких частотах в ~7 дБ; при размахе +3 В еще +2 дБ. К существенному увеличению дальности передачи это не приведет. Реально - до 2,5 км при существенном увеличении цены .
Резюме - 2 км - это предел передачи видеосигнала без значительных искажений в полном спектре 50 Гц - 6 МГц по кабелю ТПП эп посредством одного комплекта аппаратуры АПВС.
Для дальнейшего увеличения дальности передачи необходимо сигнал ретранслировать. Т.е. восстановленный сигнал передать дальше по линии с помощью другого комплекта АПВС.
Если бы результирующая АЧХ действительно была бы «в нулях», и если бы не было шумов окружающей среды, такую передачу можно было бы осуществлять очень и очень далеко, добавляя и добавляя новые комплекты АПВС.
В действительности это «если бы» вносит очень существенные ограничения.
Во-первых, примененная в АПВС элементная база (точность номиналов резисторов составляет 1%, а емкостей - 5%) позволяет достичь нелинейности АЧХ в пределах + 1 дБ. Применение однопроцентных конденсаторов позволило бы уменьшить эту цифру до 0,2 дБ, однако это связано с весьма ощутимым финансовым бременем, которое в конечном итоге неизбежно ляжет на конечного потребителя.
Во-вторых, при предельной дальности 2000 метров на границе спектра (6 МГц) затухание составляет около 3 дБ, что само по себе незначительно влияет на качество принятого сигнала, однако, вносит существенные ограничения при ретрансляциях, на чем остановимся ниже.
Рис.12
|
Таким образом, предискажения и результирующая АЧХ отличаются от идеальных и имеют вид, показанный на рис.12
Очевидно, что каждый комплект АПВС в одной линии передачи будет вносить свою нелинейность.
Конечно, не исключена вероятность того, что может иметь место и взаимная компенсация нелинейностей, но чтобы говорить о каких-то гарантированных параметрах, следует рассматривать наихудший из возможных вариантов, т.е. когда все они будут суммироваться (либо - в плюс, либо - в минус).
Таким образом, при использовании двух комплектов для передачи сигнала (одна ретрансляция), нелинейность АЧХ будет составлять + 2 дБ, для трех (две ретрансляции) - + 3 дБ, и т.д.
| 
