安防百科

矩阵(矩阵切换器)

2014-07-23 16:24:42 来源:安防知识网 有...人评论

[摘要] 矩阵全称为矩阵切换器(Videomatrix switcher),是用来切换各种信号的输入输出。矩阵的概念引用高数中的线性代数的概念,一般指在多路输入的情况下有多路的输出选择,形成下图的矩阵结构,既每一路输出都可与不同的输入信号“短接”,每路输出只能接通某一路输入,但某一路输入都可(同时)接通不同的输出。

简介

  矩阵切换器 英文:Videomatrix switcher

  矩阵全称为矩阵切换器,是用来切换各种信号的输入输出。

  矩阵的概念引用高数中的线性代数的概念,一般指在多路输入的情况下有多路的输出选择,形成下图的矩阵结构,既每一路输出都可与不同的输入信号“短接”,每路输出只能接通某一路输入,但某一路输入都可(同时)接通不同的输出。

  输出1=输入1,输出2=输入2,而输出3=输出4=输入3,或者说,每一路输出可“独立”地在输入中进行选择,而不必关心其它通道的输出情况,即可以与其它输出不同,也可以相同。举例说,8选4是指有4个独立的输出,每个输出可在8个输入中任选,或者说有4个独立的8选1,只是8个输入是相同的。经常与此混淆的是分配的概念,比如8选1分4,是指在8个输入中选择出1个输出,并将其分配成4个相同的输出,虽然外观上看有4个输出,但这4个输出是相同的,而不是独立的。一般习惯中,将形成M×N的结构称为矩阵,而将M×1的结构称为切换器或选择器,其实不过N=1而已,我们在讨论时都当作矩阵对待。

  矩阵切换器的功能是在多路信号输入的情况下,可独立地根据需要选择多路(包括1路)信号进行输出,完成信号的选择。

  综上所述,矩阵是用来切换各种信号的输入输出的一个专业产品。

分类

  1.如果是音频信号格式(A),就选择音频矩阵切换器。

  2.如果是视频信号格式(V),就选择视频矩阵切换器。

  3.如果是音视频混合信号格式(AV),就选择音视频矩阵切换器。

  4.如果是计算机显示信号格式(VGA),就选择VGA矩阵切换器或RGB矩阵切换器。

  5.如果是高清设备信号,就选择DVI或HDMI矩阵切换器。

  6.如果是网络数字频信号,就要选择网络视频矩阵切换器。

  7.如果是计算机显示信号格式(VGA)和视频信号格式(V),就选择混合矩阵切换器。

  8.如果是分量视频信号格式(PbPr),就选择分量视频矩阵切换器。

  ASD矩阵

  ASD(Automatic Switching Distribution)矩阵也是矩阵的一种,全称为ASD矩阵切换器。矩阵切换器是将一路或多路视音频信号分别传输给一个或者多个显示设备。ASD矩阵可以自动搜索信号切换分配,支持单路或多路自动搜索信号,并具有多种控制模式选择,属于矩阵行业创新产品,广泛应用于有多个显示设备的视频会议室、报告厅、多功能厅及指挥中心等场所。

  ASD矩阵采用高可靠性的智能VGA处理芯片,设计中采用容错技术,并可以自我判断故障点启用备用电路,并采用了高抗干扰能力的通信接口电路,保证了信号和通信的可靠性,具有断电现场切换记忆功能、LCD液晶屏显示切换信息。在多路音视频信号输入的情况下,可独立地根据需要选择任意一路信号进行视频全部输出,音频单路输出。ASD矩阵支持RS-232协议和IO口触发控制,还具有单路和多路自动搜索信号模式,既能由管理员统一控制也可以由与会人员自行控制,使现代化智能会议更加自由方便。

应用

  矩阵是监控系统中的模拟设备,主要负责对前端视频源与控制线的切换控制,举个例子,如果你有70个摄像机,可是只有7台监视器,那么矩阵可以让你的监视器循环显示出70个摄像机画面轮巡功能。

  VGA、AV、RGB、DVI、HDMI矩阵切换器, 可用于多路AV、VGA等信号输入输出交叉切换,RGB矩阵提供独立的RGBHV分量输入、输出端子,每路分量信号单独传输,单独切换,使信号传输衰减降至最低,图像信号能高保真输出。RGB系列矩阵切换器,采用性能极高的处理芯,

  号频宽达350MHz,带有断电现场保护、LCD液晶显示,内嵌智能控制及管理软件,提供RS232通讯接口,可以与PC、遥控系统或各种远端控制设备配合使用。RGB系列矩阵提供连网接口,可以让多台RGB矩阵串联使用,以扩充多路端口。矩阵切换器主要应用于广播电视工程、多媒体会议厅、大屏幕显示工程、电视教学、指挥控制中心等场合。

  简短地说,矩阵主机主要是配合电视墙使用,完成画面切换的功能。但是常见的矩阵一般输入(接摄像机)是16的倍数,输出(接监视器)是4的倍数;美国AD矩阵是视频切换矩阵的鼻祖,业界第一台视频切换矩阵就出自AD,到目前为止,市场上的模拟视频切换矩阵基本上还是参照AD矩阵的电路设计和架构。

接口选择

  不同矩阵切换器的接口形式也不同,以视频信号为例,常见的接口形式有:D-15型接口、BNC接口、RCA(莲花头)接口、DVI接口、S-VIDEO接口、RJ45接口等等。在工程应用中,要根据切换信号的格式和实际的传输需要选择具体的设备接口形式。例如:计算机视频信号选择D-15型接口;工业和军工视频信号要选择BNC接口;家用娱乐和民品视频设备用莲花接口;计算机数字视频用DVI接口;网络数字视频用RJ45接口,HDMI用数字高清专用接口,等等。接口选择要准确,尽量不用转接头来转换接口形式,造成不必要的信号损失,影响工程质量。

规模选择

  在设计方案时,信号源的数量比较容易确定,看看有多少个信号源,矩阵的输入数量规模就定下来了。例如:

  音频信号一般情况下输入数量较多,如话筒和CD以及碟机的音频等,音频矩阵输入的规模要略大于工程中实际音频的输入路数。

  但考虑到功放和音响一般只有一套,最多在功放之前加一级调音台进行混音,有可能需要几路信号,因此音频矩阵的输出规模不会很大。

  在广电和视讯会议传输系统,每路视频一定会有音频同步传送。因此,音视频信号输入、输出规模是一致的。

  在音视频工程中有时可能有几台显示设备之间仅有分配关系,有些工程商采用小规模矩阵加分配器的方法。这种方法是因为工程商不了解矩阵的性能所致(或是出于经济利益的考虑),因为矩阵产品有信号分配功能,所以不必另加分配器。选择规模大一些的矩阵,能简化系统复杂程度,提高图像质量,系统扩展灵活,是对最终客户负责的工程商所为。

  总之,矩阵规模的选择要大于实际的输入输出信号的数量,以备客户将来扩展维护使用。

电路原理

  切换原理上就是选择,选择的方式有很多种,最简单的就是 将信号线直接接在一起,比如接线板,利用人工将输出信号线跳接在输入信号线上,也可完成选择,或利用琴键开关完成接通与断开,当然这是人工操作的,机械的,不存在指标等技术问题,故不作为矩阵切换讨论。第二种方式,利用继电器也可完成选择,利用电平控制继电器的通断,可完成输出线与输入信号之间的断开与联接,也可完成信号的选择,第三种方式是根据电路原理,利用芯片内部电路的导通与关闭进行接通与关断,并可通过电平进行控制完成信号的选择。

  继电器方式与芯片方式各有优缺点。

  继电器方式:如果不考虑输入匹配与输出驱动的电路部分的话,它与联线方式一致,是靠物理接触进行接通与断开,从这个角度上讲,是没有什么指标概念的(最多有接触电阻和反应时间),因此技术指标好且价格低廉,其缺点在于稳定性较差,毕竟是靠物理接触,继电器有一定寿命,原则上讲,有8万次平均无故障操作且操作时有声响,由于线路板走线原因,不能做的规模较大,显得不够高档。

  芯片方式:由于靠电路进行接通与关断,芯片本身存在技术指标(在输入匹配与输出驱动一样的情况下),因此要保障技术指标,就要选择专用的切换芯片,因此价格较高,但稳定性好,可形成的矩阵规模较大。

  矩阵切换应保证的技术指标

  矩阵切换器根据不同的应用领域,所要求的技术指标也不同。以广电行业为例,为保证终端的显示质量,广电行业将整个信号传输过程,从摄像头开始到电视机为止,都进行了技术指标分配,对模拟矩阵切换和分配,所定的技术指标如表:GB/T14236-93与本公司KT-128*32实例指标:

指标

  国标中日常用到最主要的指标如下:

  1)随机信噪比:信号通过任何设备,都会因为 引入“噪声”而使质量变差,信噪比就是指信号与所产生的噪声的比,该值越大,表示引入噪声越小,在视频信号时,(6MHZ以内)信噪比要求至少达到65dB。

  2)幅频特性:信号通过设备时,各种频率的信号会有不同的衰减,一般是频率越高,衰减越大,对视频信号而言,一般不用带宽的概念(衰减3dB时的频率),而是采用在6MHZ的频谱内(视频信号的频谱都在6MHZ以内)最大的衰减量,标准要求不超过0.2dB,如果考虑到音频的调制,在8MHZ内不超过0.5dB。

  3) 路间串扰:多路信号在同一设备中,由于空间的辐射与电源的波动,彼此之间会形成干扰,称为串扰。串扰不能大于-55dB。

要求

  根据不同的应用,对指标的要求也不一样。

  1) 监控行业:监控行业中,由于信号只经过摄像,传输(一般是基带 传输),控制与显示,且显示时对图象的质量要求相对较低,只要能看清,并不作转播等工作,因此监控行业对矩阵的要求是功能多(能带云台控制、报警等)、指标低,此行业对矩阵的指标无明确的强制要求。

  2) 广电和视频会议,广电不必多言,肯定是服从国标,按广播级标准要求,值得一提的是视频会议领域,视频信号要经传输,记录和转播,且受众对图象质量也有较高要求,故应选择广播级指标,而不能简单地采用监控类产品。

  3) VGA信号应用,由于VGA信号带宽较宽,而且是有五路信号(R、G、B、H、V)同时传输,因此要求各通道的指标尽可能高(在6MHZ之内应满足广电的要求),且必须保持一致,应该按照广播级对分量设备的技术要求。但由于VGA信号切换不象广电中应用得广,牵扯到广大的用户,故现在也没有强制的指标标准。

0 0
[责任编辑:郑川川]

《安防知识网》新增三个订阅号 微信服务全面升级

  • 前车挡路,或者大货车挡住视线等种种原因会让小伙伴们非常困扰,因为这样一不留神就会闯红灯。更有些小伙伴,停车时前轮压了线就害怕自己被摄像头拍到。老司机要告诉大家的是,不是所有的摄像头都可以拍违章,不小心闯了红灯也不是“逢闯必罚”。今天,我们就来聊聊马路上摄像头的分类以及如何避免误闯红灯。

  • 深度学习实践的四个关键要素:计算能力、算法、数据和应用场景,就像四大金刚一样保证了深度学习的应用和实践,在深度学习中起到关键性的作用。

  • 正确的选用变频器可以有效帮助你在实现调速节能的同时,又能相应的增加经济收益。可是该如何选择呢?

  • 本文列举了在高清监控系统施工中我们需要注意的一些事项。

温馨提示: 您已经完成兴趣标签设置,建议登录后保存。

请输入密码