井下救援远距离视频传输系统关键技术研究

　　本文所涉及的井下救援远距离视频传输系统关键技术研究就是对于井下救援安全性需求所进行的分析、研究和解决，通过在廉价的双绞线电缆上实现1500m的视频传输，保证图像色彩、亮度、轮廓等基本无失真，同时适应考虑防水、抗震、防尘、高温、腐蚀性气体等井下恶劣环境，并达到本质安全型防爆设计要求，最后将其产品化。

　　相关技术简介

　　1 双绞线技术

　　双绞线是一种柔性的通信电缆，包含着成对的绝缘铜线，因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点，价格便宜，所以被广泛使用。由于双绞线对信号也存在着较大的衰减，所以传输距离远时，信号的频率不能太高，而高速信号如以太网则只能限制在100m 以内。对于视频信号而言，带宽达到6MHz，如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，所以视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线视频传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线视频收发设备后，可以将图像传输到1～2km。双绞线和双绞线视频传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以，监控系统中用双绞线进行传输具有明显的优势。

　　表1 MAX435和MAX436的主要性能指标

　　2 互导型放大器

　　互导型放大器(又称跨导型放大器)的输入信号是电压量，输出信号是电流量，其增益称为互导Gm。互导型放大器是一种电压/电流模式混合电路，由于其内部只有电压——电流变换级和电流传输级，而没有电压传输级，因此没有大摆幅电压信号和密勒倍增效应，从而具有频带宽、高频性能好及大信号转换速度高等特性。互导型放大器的电路结构简单，电源电压和功耗均得到了降低。

　　驱动电路采用互导型放大器将单端电压信号转成差分电流信号，通过电流环在双绞线上传输视频信号，接收端再把差分电流信号还原为单端电压信号。

　　3 MAX435和MAX436

　　在这里互导型放大器采用MAXIM公司的MAX435和MAX436作为双绞线视频信号电路驱动。MAX435和MAX436是一种新型高速、宽带的互导型放大器，其引脚排列如图1、图2所示。它们具有理想差分、高阻抗输入和电流输出等特点。由于这些独特的结构，该芯片能够提供精确增益，不用负反馈就能消除闭环相移。

图1 MAX435与MAX436引脚排列图

　　设计与实现方法

　　1 电路设计

　　当传输距离小于1500m时，采用双绞线来传递基带视频信号也能获得很好的效果。和使用传统的同轴电缆相比，用双绞线传输信号时要注意两点：采用平衡(差分)传输以使 共模噪声最小;恰当端接以使反射最小。由于MAX435和MAX436在10MHz时共模抑制比能达到53dB。而且输入输出阻抗又都很高，所以特别适用于这样的应用场合。