VGA信號傳輸中的數(shù)值分析

VGA信號根據(jù)不同的分辨率和場頻（刷新頻率），其像素的點時鐘不同或者說折合的模擬寬帶不同，根據(jù)理論分析，方波是由1、3、5……等奇次諧波組成，如果能保證3次諧波通過，可保留其信息量的80%左右，如果保證5次諧波通過，可報留其信息量的90%以上。一般而言，在折算模擬寬帶時至少應(yīng)保證3次諧波通過。另外，根據(jù)奈奎斯特采樣原理，在A/D和D/A過程中，最大模擬帶寬為采樣率的1/2，因此由點（像素）時鐘折算帶寬時，考慮到D/A的過程，計算公式為：點時鐘×3/2（如果要保證5次諧波為時鐘×5/2），例：1024×768×70，帶寬為100MHZ左右，1280×1024×60，帶寬為150MHZ左右，1600×1280，帶寬為240MHZ左右，在系統(tǒng)分析設(shè)計中首先要考慮的是信號的帶寬。

VGA信號由于帶寬較寬（或者說頻譜較寬），在傳輸過程中會表現(xiàn)出兩種特性，第一，幅頻特性，第二群延時特性，兩種特性對圖像質(zhì)量影響的表現(xiàn)不同，解決的方式也不相同。

一．幅頻特性：簡言之，就是傳輸過程中不同頻率分量與幅度的關(guān)系，頻率越高，衰減就越大，即高頻分量損失越多，通常定義幅度衰減3db時的頻率為帶寬，其中db=20lg幅度比或10lg功率比，3db意味著幅度比為0.707，功率比為1/2。

傳輸系統(tǒng)中不僅只有電纜，如分配，切換，轉(zhuǎn)換等過程都是傳輸過程，但一般這些過程都會有相應(yīng)指標(biāo)保障（僅幅頻特性而言），傳輸?shù)钠款i主要在線纜方面。一般比較典型的電纜的幅頻特性，許多電纜的標(biāo)稱指標(biāo)較高，但實際使用時效果很差，估計是指標(biāo)參數(shù)不準(zhǔn)確，故不可過于相信廠家（尤其是非正規(guī)廠家）的指標(biāo)。SYV標(biāo)準(zhǔn)的電纜在拖尾等方面不如RG標(biāo)準(zhǔn)的電纜，在選型時可參考。

僅就幅頻特性而言，1024×768×70的信號，要保證3db的帶寬，用RG59的電纜，不加其他補償措施的傳輸距離僅在30—40米左右，高分辨率的圖像傳輸距離會更短。有一種較實際的估算方法評估圖像質(zhì)量：3db帶寬為圖像質(zhì)量的理論值，工程實際中6db衰減時是可以認可的，9db衰減是能容忍的，再大就無法容忍了，這在數(shù)值分析時是一組可參考的數(shù)據(jù)。

二．群延時特性：理論上講，不同的頻率分量在同一介質(zhì)中傳輸時，到達的時間不同。這是由于傳輸系統(tǒng)的分布參數(shù)引起的。形象地說，一個胖子和一個瘦子跑百米，不出意外的話，瘦子會先跑到。且不說VGA信號中頻率分量很多，就單一波形而言，基波與多次諧波到達的時間就不同，這將造成波形的后延性失真，在圖像表現(xiàn)上為"拖尾"。這在工程中很常見，比如有一色塊，在其后有由深到淺的虛圖像。線纜越細，距離越長，表現(xiàn)越明顯。

要解決傳輸問題，不僅要解決幅頻特性的問題，也要解決群延特性的問題，長線驅(qū)動器就因此而生，就幅頻特性而言，以長線驅(qū)動為例，補償后可達到150MHZ/100米；而針對群延時特性而言，就要對分布參數(shù)作出預(yù)校整（預(yù)失真），消除拖尾現(xiàn)象，長線驅(qū)動時根據(jù)線纜的參數(shù)和傳輸距離，分檔進行不同的補償調(diào)整，如8級或16級調(diào)整。值得說明的是，補償是針對已破壞的圖像而言，可使其看起來在亮度、模糊和拖尾等方面沒有明顯的缺陷，但比原裝信號還是要差一些的。在系統(tǒng)設(shè)計時，首先要搞清楚信號的分辨率，最長的傳輸距離，才好決定使用什么線纜及選用何種設(shè)備，何種接口，一般而言，以1024×768分辨率為例。

如果距離大于300米，則要考慮其它傳輸方式，如光纖傳輸?shù)?。需要說明的一點是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)線傳輸，網(wǎng)絡(luò)線比75-2等要細的多，因此就線纜特性而言要差，因此補償也很大，即便如此，所能保證的帶寬也較小，一般在70MHZ/100米以內(nèi)，故應(yīng)用范圍應(yīng)在100米左右距離，短時從成本考慮未必合算，距離長時圖像質(zhì)量無法保障，該方式的主要優(yōu)點在于利用平衡傳輸解決了隔離問題，而不是在于提高圖像質(zhì)量。75-2或更細的線纜可以焊在DB15的接頭中，再粗一些的只好利用BNC接頭，因此根據(jù)距離選線纜，隨之也就可以確定何種接口形式了。