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摘要 由于SDI 的高清晰度、传输实时性等优势，最初应用于专业视频广播领域，近年来正 越来越多的被安防领域所采用。但由于SDI 的数据传输数据率高，存储数据量大等特 性，对部分原来采用IP 网络高清监控方案的安防从业者而言，在设计、应用等方面还 存在一定的难度。为了帮助读者更全面地了解和设计SDI，本文介绍了如何选择适当的 SDI 信号链器件，如何设计高性能的SDI 信号链，介绍了均衡器、电缆驱动器、重定 时器的基本工作原理，PCB 布板和电源设计的建议以及TI 在SDI 领域的具体方案。 1. SDI 简介 SDI，串行数字接口，是用来传输标清、高清、3G 高清等无压缩数字视频信号的一个 标准，当前最流行的SDI 视频格式如表1 所示。由于SDI 具有高清特性，时延小，还 可以重复利用已布网的模拟视频电缆等优势，正逐渐地被安防、监控等领域广泛采用。 目前市面上SDI 相关设备主要是SDI 延长器、分配器、矩阵、多画面分割、编解码器、 SDI 光端机、DVR 等。 相对于传统的IP 监控网络，SDI 的优势是非常明显的： • 在图像清晰度上SDI 有无可比拟的优势 高清不仅仅意味着高的分辨率，还必须在超宽动态、白平衡、信噪比、亮度、对比 度、锐利度等方面有优秀的表现。IP 网络监控视频由于经过编码压缩，在上述图像 质量、图像细节等方面都远不及无压缩的SDI。 • SDI 传输实时性强 SDI 信号的传输不经过压缩环节，没有处理时延；不经过IP 网络，不受网络时延的 影响。 • 从模拟监控系统升级至SDI 可以重复利用已有的布线系统 SDI 也是采用同轴75 欧姆的电缆和BNC 接口，可以方便快捷的从传统的模拟监控系 统升级至SDI，而无需像IP 网络那样须重新布置网络，这种特性在模拟监控系统的 升级改造中具有巨大的优势，因为施工改造IP 网络对很多建筑而言是不允许的。 另一方面，SDI 也有缺点，比如现阶段成本较高，数据存储量大，远距离传输设计难度 较大等，但随着SDI 被市场逐渐地广泛采用，上述缺点都会逐渐弱化。 2. SDI 器件的工作原理及TI 相关产品简介 图1 是一个典型的SDI 输入、输出和处理的应用框图，TI 能够提供相应的全套SDI 传 输方案，它们分别是均衡器、线缆驱动器、重定时器、交叉开关矩阵、视频时钟、显示 驱动、存储驱动和电源。 图1 典型的SDI 应用 2.1 均衡器 信号的高频成分经过PCB 走线或者电缆传输后相对于信号的低频成分会被衰减得更 多，此现象被称为趋肤效应，它会破坏高速信号的信号完整性，使其眼图关闭并增加信 号抖动。为了补偿趋肤效应，人们发明了均衡器、预加重器、去加重器来补偿传输线频 率响应的不平坦性。图2 是一种传输线和均衡器的频率响应图，传输线模型在高频处 会衰减得更多而均衡器在高频处有更高增益，将均衡器的高频增益设置成适当的值，传 输线和均衡器串联后会形成在全频带内大致平坦的频率响应。 通常预加重器和去加重器用在高速数字信号传输的发射端，均衡器用在接收端，但在 SDI 链路中只在接收端采用均衡器，且一般是自适应均衡器，而在发射端不采用预加重 或去加重，因为SDI 设备间可能通过用户定义的任意长度的同轴电缆来连接，任意一 个固定的均衡或者预/去加重值都无法灵活地满足各种电缆长度，且业内还没有自适应 的预加重器和去加重器。另外，SDI 设备必须即插即用，不允许客户在应用现场手动设 置合适的均衡值来得到最佳的电缆传输特性。 因此只有自适应均衡器是理想方案， 自 适应均衡器可以自动检测信号质量而相应的设置最佳的均衡值而得到最佳的传输通道 频率响应。 图2 传输线和均衡器的频率响应 图3 是均衡器的使用效果图，可以看出高速SDI 信号经过一段电缆或者PCB 走线后眼 图和抖动性能被均衡器显著改善 图3 均衡器的使用效果 TI 提供支持SD、HD、3G SDI 全系列的均衡器，如表2 所示。 Family Equalizer Description 3G/HD/SD LMH0395 3G HD/SD SDI Dual Output Low Power Extended Reach