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解码器

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解码器(Decoder),是一种输入模拟视频信号并将它转换为数字信号格式,以进一步压缩和传输的硬件/软件设备。像视频的mpeg4,音频的mp3,ac3,dts等,这些编码器可以将原始数据压缩存放,刚才都是常用的编码格式,还有些专业的编码格式,一般家庭基本不会用到。为了在家用设备或者电脑上重放这些视频和音频则需要用到解码软件,一般称为插件。比如mpeg4解码插件ffdshow,ac3解码插件ac3fliter等。只有装了各种解码插件你的电脑才能重放这些图像和声音。
  解码器分类
  解码器分为软件解码器和硬件解码器
  电脑里所说的解码器是软解码器,即通过软件方法解出音频视频数据.与之相对应的是DVD和vcd机,它们属于硬件解码器.
  解码器的存在是因为音频视频数据存储要先通过压缩,否则数据量太庞大,而压缩需要通过一定的编码,才能用最小的容量来存贮质量最高的音频视频数据.因此在需要对数据进行播放时要先通过解码器进行解码.
[编辑本段]解码器解析
  继电器
  继电器是解码器中的动作发生器,通常解码器会匹配九只继电器,其中有五只较大的继电器,是控制云台的上下左右动作,其余四只较小继电器是控制三可变镜头光圈、变倍、聚焦。松下、欧姆等继电器都是一流的产品,但价格较高,通常在门禁控制器等领域使用。监控解码器使用的继电器中有两个品牌比较多,松乐、汇港,质量差别不大,在实际使用中继电器故障率不高,我个人认为基本可以忽略不计。但解码器工作时,继电器要频繁的开合,而每次开合时都有一个瞬时电流通过。如果继电器容量太小,瞬时电流有可能超过继电器的容量,继电器的使用寿命会大大缩短,一定要用7A以上额定工作电流的继电器,而有些厂家过于追求成本而选择1A的小继电器。还有一个问题需要注意,有些解码器设计时取消了镜头控制的3个继电器,用三极管和电阻代替,这种设计在使用中故障率也不高,基本在正常范围之内,但我个人持保留意见,三极管的驱动能力有限,当在相对复杂的环境中使用时,可能会不稳定。
  通信芯片
  解码器的通信芯片主要是负责RS485总线上数据信号的接收,最常用的是75176芯片,75176芯片是相对较老的一种产品,但价格较低,稳定性较好,但在驱动能力上较差,由于解码器属于RS485单向通信总线,不存在驱动能力问题,对于现在竞争激烈的市场,低成本的75176芯片成为95%以上生产解码器厂家的选择。但建议不要使用采用75176作为通信芯片的码转换器,由于驱动能力有限,当控制32台以上解码器运行时,故障率很高。
  防雷系统
  品牌较好的解码器通常带有简易的防雷系统,主要是防止感应雷通过RS485总线对解码器的破坏。标准的防雷系统价格会比解码器本身还要高几倍,所以通常设计相对简易的防雷系统。以沈阳先凯丽柯电子有限公司的先柯解码器为例,防雷部分要由2只防雷二极管来完成,可以防止10毫秒600W的感应雷破坏,基本上可以抵御常见感应雷袭击。当感应雷能量超出防雷二极管承受极限时,防雷二极管会烧毁,同时吸收感应雷能量,保护解码器内部器件和电源变压器不被破坏。防雷管被烧毁后,将防雷管取下后,解码器便可正常工作,但已经不具备防雷功能。由于解码器使用环境复杂,被雷击情况经常发生,建议选择解码器时,选择带有防雷系统的产品。
  保险
  解码器中的保险丝基本上有2大作用:
  1.防止220V电源在施工过程中短路或对人员造成伤害,当220V电源短路或人员触电时保险丝会自动切断220V电源,保证人员及设备安全。通常220伏保险丝会设计一个透明塑料外壳,防止保险丝金属接头引起触电。
  2.防止摄像机短路造成电源变压器烧毁,此种通常不用保险丝座外壳。
  在一些设计比较完善的解码器中,有3个保险丝,增加了一个对外输出交流24伏的输出保护,防止云台短路引起的解码器内部器件及电源变压器的烧毁。
  驱动芯片NLU2003:
  解码器的动作是由CPU控制继电器的吸合来实现的,但CPU的驱动能力一般都不强,需要借助驱动芯片来实现继电器的控制,比如沈阳先凯丽柯公司的先柯解码器就使用了2片NLU2003型号驱动芯片,当CPU发出动作指令时由NLU2003芯片来驱动继电器的吸合和断开,2片NLU2003分别控制云台控制继电器和镜头控制继电器。
  首先,观察解码器电路板的光泽度,是否饱满,字体印刷是否清晰,元器件排列是否整齐。是否有中文接线说明,解码板厚度是否够厚,标准应该在1.5毫米以上,足够厚的解码板张力较强,可以适应更复杂环境,电路板变形机率更小,电路板边缘用手触摸会不会划手的感觉,如果有说明生产时切板机不够先进。
  解码器通常有2个参数需要人工设置分别是通信波特率和地址码。波特率是指解码器与硬盘录像机或矩阵通过485总线通信时的通信速率,不同的通信协议通信速率不相同,但大致可以分为1200、2400、4800、9600几种。它们通常用二进制拨码开关来设置,具体设置方法每种品牌各不相同。以先柯解码器为例,共计8位拨码开关,其中1、2位为通信波特率设置开关,3-8位为地址设置开关。
  地址码设置,由于485通信总线上一般都连结多个解码器为了把它们区别开,分别对每个解码器设置一个地址。地址码也是用二进制来表示的。
  通信协议:
  协议就是数据通信时的信息存储格式,解码器的通信协议大约有100多种,其中比较常见的还有多个版本,最常使用的派尔高D协议,就有大概7个版本。以派尔高D为例,分析一下协议的数据结构。
  通信数据为7位字节,分别为:1-2-3-4-5-6-7
  1、标志位:确定协议种类;
  2、地址位:所发出动作所对应的解码器地址;
  3、4、动作位:具体的工作指令;
  5、6、速度和预置位:定义动作的速度和预置到的坐标;
  7、校验位:校验数据是否正确。
  通常解码器会根据协议的格式来识别协议的种类,这就是通称谈到的自识别协议解码器,又叫万码解码器。硬盘录像机发出控制命令后,硬盘录像机的串行接口RS-232会以软件设置协议的波特率和数据格式发出控制协议代码, RS-232转RS-485码转换器将RS-232信号转换成RS-485信号,然后再传输(理论上可传输1200米),系统经过485总线上的每个解码器都会接收到控制协议代码,然后对比自己的地址,控制协议代码与地址相同解码器才会执行动作。使用232转485码转换器的主要是RS232信号传输距离比较近约15米,而485信号可传输12000米,使控制距离大大加长。嵌入式硬盘录像机本身就有485通信接口,不必再加RS-232转 RS-485通传协议转换器。
  硬盘录像机与解码器之间的通信是单向通信,数据硬盘录像机发出到解码器接收为止,解码器不向硬盘录像机发送任何数据。因此,为了降低成本监控系统使用的码转换器有相当的比例是单功码转,即由232信号转换成RS485信号。因此,在门禁等双向通信系统中使用监控系统码转可能会发生通信不良的问题。
  解码器的电源
  解码器电源一般都使用多电压输出的线性变压器,线性变压器大致可以分成3种:
  1. EI型变压器;
  2. R型变压器;
  3. 环型变压器。
  EI型变压器
  EI型铁芯变压器制造工艺简单,成本相对较低。由于铁芯片及与其相配套的线圈骨架均已形成系列并大量生产,所以应用十分广泛。
  EI型铁芯变压器所用的铁芯材料十分复杂,有热轧硅钢板(俗称低硒)、冷轧无取向硅钢带、冷轧取向硅钢带(俗称高硒)。现在使用的冷轧无取向硅钢带主要是0.5毫米厚的(俗称中硒),0.35毫米的(俗称国产高硒)已经淘汰。这些材料中冷轧取向硅钢带材质最好,其厚度在0.35毫米以下,冷轧无取向硅钢带次之,热轧硅钢板材质质量最差。因而同一尺寸的变压器,不同的铁芯材料,变压器输出的功率差别较大。
  R型变压器
  R型变压器比EI变压器小30%,薄40%,轻40%。
  R型变压器漏磁最小,比EI型变压器小10倍。
  R型铁芯变压器产生的热量最少比EI型变压器小50%。
  R型变压器不会产生噪音,这一特点远胜EI型变压器或铁芯有间隙的切形铁芯变压器。
  R型变压器与环形变压器相比,工作性能更强,可靠性更高,绝缘性能强,安装简便。 
  R型变压器的构造比EI和C型变压简单但可靠性和品质都比它们高。 
  环型变压器
  环型变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片(片厚一般为0.35mm以下),无缝地卷制而成,这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。环形变压器的线圈均匀地绕在铁心上,线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合,与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25%。环型变压器有以下特点:
  (1)电效率高铁心无气隙,叠装系数可高达95%以上,铁心磁导率可取1.5~1.8T(叠片式铁心只能取1.2~1.4T),电效率高达95%以上,空载电流只有叠片式的10%。
  (2)外形尺寸小,重量轻环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半,只要保持铁心截面积相等,环形变压器容易改变铁心的长、宽、高比例,可以设计出符合要求的外形尺寸。
  (3)磁干扰较小环形变压器铁心没有气隙,绕组均匀地绕在环形的铁心上,这种结构导致了漏磁小,电磁辐射也小,无需另加屏蔽都可以用到高灵敏度的电子设备上,例如应用在低电平放大器和医疗设备上。
  (4)振动噪声较小铁心没有气隙能减少噪声。
  解码器RS485通信线的连接
  链式连接图是标准的接线方式,所有解码器均挂接在RS485总线上,通信距离远,传输数据稳定,最后一个解码器需要跳线接通120Ω电阻,用来改善通讯质量,建议施工时利用此种布线方式。
  星型连接图中解码器都单独通过一条RS485总线与发送设备相连,当485通信数据通过结点向2个以上方向传输时,其传输距离会大大缩短。建议在施工时避免利用此种接线方式。如果采用此种接线方式建议使用RS485HUB解决。
  解码器的外部结构
  解码器的外部结构可分为两种,第一种铁盒喷漆,此种比较常见,大约占解码器市场85%以上份额。第二种为铸铝外壳,市场占有10% ,有防水性好,外观大方等特点。由于铸铝外壳成本较高,使用较少,通常品牌解码器才会选用。
  在室内环境时,两种外壳的解码器功能没有区别。在室外环境时,铁盒解码器和铸铝解码器功能没有区别,但铸铝外壳解码器密封性比较好可以直接放置地面,不会发生进水等情况,而铁盒解码器由于密封性不如铸铝结构,通常被挂装在墙壁或监控杆上,配置防水接线头后,可以防止雨水进入,由于铸铝结构解码器通常比铁壳结构价格高1倍以上,所以在中低端端市场,铸铝结构外壳已经不多见了。
  铁壳外结构也有很多种,其中有一种抽拉式结构设计比较成功,现在应用也最多,抽拉式结构由两部分组成,一部分为一个下端面为空的铁盒立方体,另一部分为像一个抽屉式的L型铁板,解码板、电源等安装在铁板上,在将铁板插入铁盒,用镀锌(防锈)螺丝固定,在出线口处配置2个防水头。施工时L型铁板插入方向下,可以防止雨水灌入,保护内部电器元件。调试时可以卸下L型铁板上两个螺丝,铁板可拉下,当解码器板全部露出后,L型铁板上挂钩自动挂住解码器外壳,更方便安装。
[编辑本段]无线解码器
  频率范围
  频率范围是指无线解码器在规定的失真度和额定输出功率条件下的工作频带宽度,即无线解码器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围。单位Hz(赫兹)。无线解码器实际的工作频率范围可能会大于定义的工作频率范围。
  频率稳定度
  频率稳定度标识了无线解码器工作频率的稳定程度。单位为ppm(part per million,百万分比)。通常无线解码器的频率稳定度应在:±1.5ppm左右。
  信道间隔
  信道指发射接收时占用的频率值。相邻信道之间的频率差值称为信道间隔。规定的信道间隔有25KHz(宽带)、20KHz、12.5KHz(窄带)等。
  调制方式
  无线解码器的调制方式主要有以下几类:
  (一) GMSK
  高斯滤波最小频移键控。GMSK调制是在MSK(最小频移键控)调制器之前插入高斯低通预调制滤波器这样一种调制方式。GMSK提高了数字移动通信的频谱利用率和通信质量。
  (二) CPFSK
  连续相位频移键控。采用CPFSK调制方式使接收机易于实现,与QPSK的调制方式相比对相位稳定度要求不高,不易受外界温度噪声的影响,而且在信号解调处理时实现低功耗。
  (三) QAM
  正交振幅调制。QAM是用数字信号去调制载波的幅度和相位,使载波的幅度和相位受控于数字信号,常用有16QAM、32QAM、64QAM等。这种调制由于载波的幅度和相位都带有信息,所以它比QPSK方式所能传输的数码率高。
  (四) QPSK
  四进制相移键控调制。QPSK是一种四进制的相位键控调制方式,可以看成是两正交的二相调制合成。把相继码元的四种组合(00、01、10、11)对应于载波的四个相位(0、±π/2、π)。
  数据接口
  无线解码器常见接口为RS-232端口。RS-232-C接口(又称EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定。
  接口速率
  无线解码器常见的接口速率有:1200,2400,4800,9600,19200,38400bps(位/秒)以及更高的N*64Kbps。
  接口校验
  无线解码器接口的常见校验形式有奇校验和偶校验。
  奇校验规定:正确的代码一个字节中1的个数必须是奇数,若非奇数,则在最高位b7添1。如:
  1 0110,0101
  0 0110,0001
  偶校验规定:正确的代码一个字节中1的个数必须是偶数,若非偶数,则在最高位b7添1。如:
  1 0100,0101
  0 0100,0001
  奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分误码(1位误码能检出,2位及2位以上误码不能检出),同时,它不能纠错。在发现错误后,只能要求重发。但由于其实现简单,仍得到了广泛使用。
  天线阻抗
  天线阻抗指含有电阻、电感和电容的天线电路里,对交流电所起的阻碍,单位Ω(欧姆)。常见的天线阻抗为50Ω或75Ω。
[编辑本段]编解码器区别
  在多媒体方面,编码器主要把模拟视音频信号压缩数据编码文件,而解码器把数据编码文件转为模拟视音频信号的过程。解码器的分类 :
  解码器按照云台供电电压分为交流解码器和直流解码器。交流解码器为交流云台提供交流230V或24V电压驱动云台转动;直流云台为直流云台提供直流12V或24V电源,如果云台是变速控制的还要要求直流解码器为云台提供0-33或36V直流电压信号,来控制直流云台的变速转动。
  按照通讯方式分为单向通讯解码器和双向通讯解码器。单向通讯解码器只接收来自控制器的通讯信号并将其翻译为对应动作的电压/电流信号驱动前端设备;双向通讯的解码器除了具有单向通讯解码器的性能外还向控制器发送通讯信号,因此可以实时将解码器的工作状态传送给控制器进行分析,另外可以将报警探测器等前端设备信号直接输入到解码器中由双向通讯来传诵现场的报警探测信号,减少线缆的使用。
  按照通讯信号的传输方式可分为同轴传输和双绞线传输。一般的解码器都支持双绞线传输的通讯信号,而有些解码器还支持或者同时支持同轴电缆传输方式,也就是将通讯信号经过调制与视频信号以不同的频率共同传输在同一条视频电缆上。
  解码器的电路是以单片机为核心,由电源电路、通讯接口电路、自检及地址输入电路、输出驱动电路、报警输入接口等电路组成。
  解码器一般不能单独使用,需要与系统主机配合使用。
[编辑本段]注意事项
  ●解码器到云台、镜头的连接线不要太长,因为控制镜头的电压为直流12伏左右,传输太远则压降太大,会导致镜头不能控制。另外由于多芯控制电缆比屏蔽双绞线要贵,所以成本也会增加。
  ●室外解码器要做好防水处理,在进线口处用防水胶封好是一种不错的方法,而且操作简单。
  ●从主机到解码器通常采用屏蔽双绞线,一条线上可以并联多台解码器,总长度不超过1500米(视现场情况而定)。如果解码器数量太大,需要增加一些辅助设备,如增加控制码分配器或在最后一台解码器上并联一个匹配电阻(以厂家的说明为准)。


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开放分类
继电器    云台    谐调器    音频放大器    光端机    

参考资料

贡献者
jackwang    


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