广播电视数字系统中电缆的特性与应用

数字音频设备制造商希望生产一种超越XLR插头、可直接兼容75Ω同轴电缆和模拟视频设备的接口。美国电影电视工程师学会（SMPTE）制定标准为ANSI/SMPTE276M，包括一个点到点的同轴电缆接口，用来传输AES/EBU数字音频信号，保证在电视应用中数字音、视频电缆和电视设备接口之间保持一定的兼容性。它不妨碍在这些设备上使用双绞屏蔽线电缆传输平衡AES/EBU音频信号，因为这两种传输可以通过匹配网络实现对接。但传输通道的数据编码应采用ANSI4.40-1992(AES-3-1992)标准。据说，日本东京广播系统(TBS)试验于110Ω输入/输出阻抗设备,当采用75Ω同轴电缆时，稳定传输距离可达500 m。通过同轴电缆传输AES-3格式数字音频信号，还为目前使用的模拟视频设备，诸如模拟视频放大器和线路矩阵开关等提供了新的应用前景。

2. 嵌入音频传输 

通常把数字音频信号插入(嵌入)到数字视频信号之中,即将数字音频信号插入到视频信号的行场同步脉冲(行场消隐)期间，从而与数字分量视频信号同时传输。 

在许多电视应用领域中，数字音频信号被嵌入至数字视频信号中，在一根同轴电缆上传输，然后数字音频信号从视频信号中解嵌出来（分离多路技术），在设备内部单独运行。例如在播出领域，很少有视音频分切的情况，嵌入音频技术的使用可以使矩阵减少一个层面，连线也更简单，特别是DVCPRO 等格式信号源设备均带有嵌入音频SDI接口，使得这种应用更具有实际意义。 

四. 同轴电缆的数字视频传输 

1. 同轴电缆参数 

精密模拟视频电缆大都采用双层网状屏蔽，从很低频率(接近直流)到大约10 MHz的频率范围内都具有很低的损耗(如Belden8281)，但对于数字信号的高频并不是最佳选择。 

电缆制造商为数字传输而专门设计的新型同轴结构，使用了若干设计参数，具备高频传输所要求的精密电气特性，具有比原有设计更为优异的性能。中心导体选用实心裸铜具有更好的特性阻抗稳定性和反射损耗(SRL)。数字信号传输包括沿着导体中心进行的低频传输和由于集肤效应而沿导体外表面进行的高频传输。基于这些原因，没有涂 层的纯铜导体具有最佳的性能。 

介电材料(绝缘材料)由高密度的发泡聚乙烯制成。特殊设计具有耐冲击性能，可以防止导体移动。冲击和导体移动都会引起特性阻抗的改变。气体注入技术可以生成非常均匀的泡沫使得传播速度提高(82～84%)。速率保持常量可以使电缆与电缆之间的同步问题减小到最低程度。 

精密模拟电缆只采用双层网状屏蔽就非常有效，但对于数字信号来说并不是最佳选择。网状屏蔽对低于10 Hz的频率非常理想，而加箔层的屏蔽对高频效果最好。由于数字信号传输包含两个频率，所以使用了箔层加网状的设计。 

2. 同轴电缆的选择 

在串行数字系统中，要传送的数据率高达270 Mb/s或360 Mb/s，在如此高的频率范围内，虽精密的模拟视频电缆其损耗仍会显著增大，尽管串行数字信号很容易通过均衡的方法克服这些影响。但传输距离会明显减少。因此，只有在短距离情况下的数字系统中使用现有质量标准的电缆才是可行的。 

电缆制造商专门为串行数字信号而设计新型、低损耗、泡沫型介质电缆。例如，供替换使用的视频电缆Belden1505A，它虽然比较细但更加柔软，价格比8281更便宜，然而，在串行数字信号相关的频段区域内，它具有更加优良的特性。目前，适用于串行数字视频信号的最优良的电缆是Belden1694A。其损耗低于1505A。另一种可供选择的电缆是Belden9292。该电缆的特点是损耗更低，然而，它比较粗，柔性较差，可用在固定安装、长距离情况下，但必须使用不同的BNC连接器。此外，在受压时泡沫芯可能变形，结果造成反射。 

五. 值得注意的几个方面 

1. 模拟、数字双绞屏蔽电缆交叉使用 

模拟电缆可以用于数字音频信号传输，但只能用于大约15 m的距离。确切的长度由纠错性能和接收器的信号不稳定公差决定。大多数模拟电缆的特性阻抗为40～70Ω。与特性阻抗标称110Ω不匹配会造成信号的反射和不稳定，导致接收器的错码。此外，模拟电缆的高电容会大大减少数字方波的上升时间。 

当数字电缆用于模拟信号传输，由于数字电缆的电容极低，因此比模拟电缆更为优异。如BELDEN9180数字音频电缆。在传输音频信号时可比同类型模拟音频电缆在同样衰减的情况下多传30%的距离。 

2. 模拟、数字同轴电缆交叉使用 

在模拟视频电缆中，只有精密视频电缆可以用于数字信号传输。标准视频电缆可以是多股中心导体或者铜包钢导体，它们不一定