视听行业的线缆

时间:2009/03/16 来源:专业视听网

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    引言
    在现今的视听行业,由于显示器生产商能够忠实重现的电脑分辨率越来越高,显示的标准在不断提高,所以视听源信号速率也持续攀升。在笔记本电脑上的显示1024x768分辨率已经不足为奇,更不用说基于工作站的显示了,工作站甚至可以显示更高的分辨率。这些都竟味着什么呢?这其实应该是,也确实是好消息。然而,这种趋势使得设计出能够处理这些信号的系统成为当务之急。当然,能找到可以处理这些信号速率的外围设备并不是个大问题。事实上,Extron目前已制造出有视频带宽600 MHz的设备。这些产品已在先进性方面有许多进步,以致于它们的高性能几乎令我们忘乎所以。
    这就引出了一个有趣的问题。我们用什么来连接这些产品呢?答案当然是线缆,但你是否在近来检查过你用的线缆质量呢?我们不断用能找得到的最经济的线缆来尽量在传输中实现越来越高的信号速率。想想看,如果用价格打折扣的线缆来传输高分辨率的电脑信号、数字视频和高清电视信号,情况会怎样呢?买家们,要小心啦!线缆行业的进步并未能跟上电脑、信号输送及显示技术市场的发展。当然了,市场也有高质量的线缆,但如能了解足够的线缆知识,以正确地决定在应用中用上合适的线缆,那是非常重要的。请记住,线缆是视听行业链上最薄弱的一环。如果决定用劣质线缆,就可能令整个视听系统受到负面影响。为了能实现用最合理价钱来显示出最佳图像的理想目标,了解信号传输行业的线缆和它们相关的规格非常重要。
    购买的决定因素
    购买线缆时,应该在做决定前考虑好三个主要因素。通过解决这些问题和问一些简单的问题,你可以确保在工程用上合适的线缆。
    购买的决定因素:多功能性
你所购买的线缆是用在什么应用上?是用在租赁环境还是永久安装中?它是否柔韧且安装容易?易于使用就等于减少安装时间。另外,问问自己,看是否安装中有特定的防火规定要求。并非所有线缆都在一个级别上,有充气线缆,CL2级线缆和根本没有任何评级的线缆。千万不要在这方面知之不足,因为那可能会是个代价高昂的错误。
    购买的决定因素:性能
这些线缆将用于传送什么类型的信号?与视听设备相关的信号种类和频率来源有许多种:电脑、音频、视频和控制信号等等。每一种信号都在自身上可能需要考虑用特定的线缆。信号在线缆中传送的距离有多远呢?如果是长距离,就一定要考虑用低信号损失的线缆。线缆的性能会因距离和频率而大受影响。将来的升级可能也是一个重要考虑。如果将来要更换一个信号源或显示器,建立一个可靠的线缆基础设施就总会是个好的设想,并且在长远来说较为节省成本。
    购买的决定因素:价格
我们当然不能把这因素排除在外。线缆的成本会对一个系统的整体价格有重大的影响。一个系统要使用的线缆数量通常是设计阶段最后考虑的几个事情之一。如果因为要满足预算而在线缆使用方面“偷工减料”,那就不会得到好的显示图像质量。我想到了一个古旧的谚语:“一分钱一分货”。这对于线缆使用来说绝对真确。
    线缆种类
    传输行业有种类繁多的许多线缆,如果你查看一个线缆目录,就很可能会有眼花缭乱的感觉。但仔细想想,各种线缆其实真的都差不多。它们只是线缆基本构造发生了变化而已。如果你从这个角度来考虑,就会有较清晰的思路。这些不同种类的线缆在尺寸规格、能力、质量方面和同一类别内的性能都大相径庭。但大部分用于视听行业的线缆可划分为4个主要类别。
    线缆种类:单导体
    这是最为基本的线缆,它其实被称为金属线。它由一条导体芯和包住此导体芯的塑料或橡胶外壳组成。这种线缆通常用于传送低频信号,如:数字通信信号和电脑ID比特信息。这种线缆较大的版本其实就是电力线。
 
图1 单导体电缆   
    线缆种类:双绞线
    双绞线有两种类型:屏蔽和非屏蔽双绞线。它们用于许多种应用环境中,包括从电话到专业音频领域。双绞线是由两条独立的导体芯组成的,通常一个用于传送信号,另一个用于作回路(地线),并绞成一对的线缆。双绞线通常有100欧姆电阻值和22到24 AWG尺寸规格,它的价格低廉,且易于使用。由于双绞线的两条导体芯都同样地受外来无用信号的影响,它在布线设计上就成为便宜的防止外来干扰、射频和电磁干扰的传输方式。
 
图2 双绞线
    非屏蔽双绞线(UTP)
    最常见于电信和电脑网络环境中,它根据自身能兼容的许多这些电信和电脑网络设备种类所需的不同数据传输速率来分类。例如,最流行的5类线可以满足高达100 Mbps的数据传输速率。
    屏蔽双绞线
    被金属丝编织层屏蔽包着的常规双绞线。该屏蔽提供对低频电磁干扰的额外保护,令其在传输音频和电脑同步信息这些敏感信号时非常有用。
 
图3 屏蔽双绞线
    同轴线缆
    同轴线缆是一种由两个导体组成的复杂线缆,其中内部中心的一条导体芯是用来传输信号的,而外层的导体芯(屏蔽)则用作回路,把电流传到地下,而且它还提供对外部干扰的防护。内外导体芯之间由一层绝缘材料分开,该绝缘层令同轴线缆起到电线的作用,而且保护中央导体芯的线体。然后所有这三部分由一层外壳包裹成一根线缆。在视听行业中,同轴线缆通常有75欧姆电阻值,并用于视频传输应用中。另外,它也与测试设备配合使用和用于射频传送,还可用在许多其他环境中。由于同轴线缆设计上复杂,它的价格比双绞线要贵,但它提供极佳的性能和屏蔽能力,从而有很高的可靠性。决定使用何种等级同轴线缆的重要因素是:要传输的信号频率和分辨率,以及传输的距离。有些同轴线缆会比其他线缆损失更多的信号。由于同轴线缆的端接(连接)是“卷曲”式的,它在实际应用中非常易于端接,并提供非常一致和可靠的连接。
    光纤
    光纤线缆是长距离硬接线信号传输的最佳方法,因为它有极低的衰减性(即低信号损失)。相对于电流(电子)传送,光纤是通过传送光(光子)而不是电(电子)来实现工作的。它工作的原理颇为简单:首先通过发射器把来自信号源的电能转化为光能。然后,用一个激光二极管把这光能注入到光纤芯。这样,光就会以一种高度受控的方式在光纤芯的“内壁”反射,并且传播到线缆的另一端,然后它在接收器位置被转化回电能。光纤芯是由一层包覆材料覆盖着的一束玻璃丝,包覆层保持把光折射回光纤芯。这就令光纤线缆极其高效,成为理想的传输介质。光纤芯和包覆层还被一层保护涂层覆盖,从而增加了坚固度。最后,外壳层为光纤进一步加强了保护和坚固度。光纤有单模和多模两种方式来提供多信号传输选择。这种光传输法免于传统传输环境的信号质量减弱问题,从而有许多优势,例如:
    1,完全不受射频和电磁干扰。传统的线缆会起到天线的作用,会“沾”上无用的辐射信号。这就会造成问题,犹其对显示系统而言。因为光纤由玻璃组成,且其传输的信号是光,所以免受外部无用信号的影响。
    2,体积小。因为大部分光纤芯并不比人的头发粗,所以这种线缆通常非常细小与轻盈。
    3,低衰减。由于光纤是通过光透过玻璃来传输信号,所以在传统系统中引起信号损失的一般阻抗和兼容问题并不存在于光纤中。这样它就能提供大的带宽与长距输送能力。
    4,高安全性。电子偷听在光传输中起不了作用,从而令光纤成为很有用的安全沟通工具。
    虽然光纤似乎是信号传输的终极手段,但对它的使用并非毫无代价。它其实也有一些缺点。
    1,价格。整体上,一个使用光纤的传输系统会较为昂贵。这一定程度上是由于光纤、发射器、接收器和劳动力成本较高。   
    2,易于使用性。光纤的端接对建立一条好的传输通道至关重要。但它的端接有点专门化,也不是一时三刻就能完成的,所以会导致安装时间较长和较高的安装成本。
    3,性能。虽然光纤是理想的传输介质,发射和接收设备的技术限制会造成传输系统的局限性。现有的光纤技术不能可靠地发送与接收高分辨率、高频的电脑视频信息,而这在整个专业视听行业很常见。这就是为何光纤主要只用于长距离输送声音、数据和低质量视频信息的原因。

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