Trước tiên, ghi rõ những tín hiệu cần nghiệm thu
Vai trò của bộ thu phát video quang là đưa các tín hiệu video mà thiết bị hỗ trợ vào đường truyền cáp quang, rồi khôi phục đầu ra tương ứng ở đầu bên kia. Thông số kỹ thuật trước hết phải trả lời đầu vào là gì và đầu ra là gì, thay vì so sánh trước các thuật ngữ tiếp thị như độ nét cao, kỹ thuật số hay cấp công nghiệp. CVBS là video tổng hợp kết hợp thông tin hình ảnh và đồng bộ trong một điện áp liên tục. SDI là video số nối tiếp được truyền theo một định dạng xác định. HDMI còn bao gồm các quy trình điều khiển như thương lượng khả năng hiển thị. Chúng đòi hỏi những phương pháp thử nghiệm khác nhau.
Bảng thông số kỹ thuật có thể dùng để thực hiện thử nghiệm cần nêu các giao diện dịch vụ, hệ video hoặc định dạng, số kênh, chiều truyền, các kênh âm thanh và điều khiển bổ sung, cấu hình cổng quang, nguồn điện và điều kiện lắp đặt. Ví dụ, bốn kênh video CVBS chiều thuận cộng với một kênh điều khiển RS485 chiều ngược là yêu cầu khác với việc kéo dài đường truyền một tín hiệu video 3G-SDI. Ngay cả khi cả hai đều dùng đầu nối BNC, cũng không thể chỉ dựa vào đó để suy ra khả năng tương thích. Model, phiên bản phần cứng và các hạng mục tùy chọn phải tương ứng với thiết bị được bàn giao.
Băng thông video tương tự quyết định khả năng giữ lại chi tiết
Có thể hiểu băng thông video tương tự là khả năng thiết bị giữ lại những biến đổi điện áp nhanh đến mức nào. Chi tiết hình ảnh tương ứng với các biến đổi tín hiệu nhanh hơn. Khi mạch truyền dẫn làm suy hao các thành phần tần số cao mạnh hơn, những đường nét mảnh và cạnh có thể trở nên kém sắc nét. Đáp ứng tần số mô tả mức thay đổi biên độ của các tần số khác nhau sau khi đi qua hệ thống và cần được xem xét cùng các điều kiện thử nghiệm đã quy định. Chỉ một con số băng thông không thể khái quát toàn bộ chất lượng hình ảnh.
Khi đo, có thể sử dụng nguồn tín hiệu thử phù hợp với hệ thống và bộ phân tích video để so sánh tín hiệu multiburst, biên độ và các dạng sóng liên quan ở đầu vào và đầu ra. Trở kháng tải, chiều dài cáp và cách phối hợp trở kháng đầu cuối khi thử nghiệm sẽ ảnh hưởng đến kết quả, nên phải ghi các yếu tố này vào hồ sơ. Nếu dùng máy hiện sóng để quan sát, trước tiên cần xác nhận băng thông thiết bị đo, đầu dò hoặc phương pháp phối hợp trở kháng đầu vào phù hợp với tín hiệu đang thử. Việc tùy tiện nối hai thiết bị đầu cuối vào cùng một đầu ra có thể làm thay đổi tải và gây ra vấn đề biên độ không xuất phát từ chính bộ thu phát quang.
Lấy mẫu và lượng tử hóa giải thích giới hạn của truyền dẫn số
Bộ thu phát quang số truyền video tương tự thường giới hạn băng thông đầu vào trước, sau đó dùng bộ chuyển đổi tương tự sang số, ADC, để lấy mẫu tại những thời điểm xác định và chuyển điện áp thành các giá trị số. Bộ lọc chống chồng phổ hạn chế các biến đổi quá nhanh đi vào hệ thống lấy mẫu. Ở đầu thu, quá trình xử lý số, bộ chuyển đổi số sang tương tự, DAC, và bộ lọc tái tạo khôi phục đầu ra tương tự. Trong chuỗi này, cáp quang mang dữ liệu số, trong khi phía camera và màn hình vẫn có thể sử dụng video tương tự.
Đối với tín hiệu giới hạn băng tần, tần số lấy mẫu và tần số tín hiệu cao nhất cần đáp ứng các yêu cầu của lý thuyết lấy mẫu và thiết kế bộ lọc thực tế. Các mạch thực tế cũng cần dải chuyển tiếp và độ dự phòng. Số bit lượng tử hóa quyết định mức độ chia nhỏ giá trị, nhưng độ phân giải hiệu dụng còn chịu ảnh hưởng của nhiễu, điện áp tham chiếu và hiệu năng mạch. Vì vậy, không thể cam kết đầu ra giống hệt đầu vào chỉ dựa vào số bit danh định hay cụm từ truyền dẫn số, và càng không thể nhờ đó biến camera tương tự thành camera mạng.
Cần kiểm tra riêng độ sáng, màu sắc và đồng bộ
Ngoài độ sáng hình ảnh, CVBS còn chứa thông tin đồng bộ giúp thiết bị thu định vị hình ảnh chính xác. Khi mức hình ảnh trung bình thay đổi theo những biến đổi sáng tối trên diện tích lớn, độ ổn định của việc khôi phục thành phần DC và xử lý đồng bộ là yếu tố quan trọng quyết định hình ảnh có bị nhảy hoặc dịch chuyển hay không. Việc thử nghiệm không thể chỉ giới hạn ở phát một mẫu sọc màu tĩnh. Cũng cần chuyển đổi giữa các hình ảnh sáng và tối theo thỏa thuận, đồng thời quan sát khả năng duy trì đồng bộ. Cần kiểm tra riêng các thông số thời gian của từng hệ video.
Độ lợi vi sai và pha vi sai mô tả sự thay đổi biên độ và pha của tín hiệu sắc độ trong các điều kiện độ sáng khác nhau, và có thể ảnh hưởng đến độ bão hòa màu và sắc thái màu. Chúng không đơn thuần là tỷ lệ mất gói mạng, cũng không phù hợp để áp dụng trực tiếp cho mọi thiết bị SDI hoặc HDMI. Các chỉ tiêu và phạm vi cho phép dùng trong nghiệm thu phải căn cứ vào tài liệu của model và yêu cầu hợp đồng. Khi không có thiết bị đo và điều kiện thử nghiệm tương ứng, không được ghi nhận đánh giá bằng mắt rằng màu sắc trông bình thường thành kết luận các chỉ tiêu này đã đạt.
Với SDI, cần kiểm tra định dạng, chất lượng đường truyền và khôi phục đồng hồ
Thông số kỹ thuật SDI cần đồng thời nêu tiêu chuẩn tương ứng, tốc độ và định dạng video thực tế. Ngay cả khi độ phân giải giống nhau, tốc độ khung hình hoặc phương pháp ánh xạ khác nhau vẫn có thể không tương thích. Tài liệu lộ trình tiêu chuẩn SDI của SMPTE có thể giúp giải thích mối quan hệ giữa các tiêu chuẩn khác nhau, nhưng không thể thay thế bảng hỗ trợ của thiết bị. Tài liệu sản phẩm FCVH-V1b của Feichang Technology thuộc nhóm thiết bị 3G-SDI; không thể chỉ dựa vào đó để kết luận thiết bị có thể truyền mọi video tốc độ cao hơn.
Đường truyền đồng trục có thể làm suy hao những biến đổi tín hiệu nhanh hơn. Bộ cân bằng được dùng để bù suy hao trong một phạm vi nhất định. Mạch khôi phục đồng hồ và dữ liệu, CDR, khôi phục thời điểm quyết định từ dữ liệu nhận được, sau đó xác định từng bit. Biểu đồ mắt chồng các dạng sóng theo một cơ sở thời gian lặp lại để quan sát các đặc tính như biên dự phòng lấy mẫu; phép đo này đòi hỏi thiết bị đo và điều kiện đo phù hợp. Nghiệm thu tại hiện trường cần ghi lại định dạng thực tế, chiều dài đoạn cáp đồng trục, trạng thái khóa và các lỗi mà thiết bị đo có thể kiểm tra, thay vì dùng chỉ tiêu băng thông video tương tự để thay thế việc thử nghiệm liên kết nối tiếp.
HDMI còn yêu cầu xác minh quá trình thương lượng, không chỉ hình ảnh
Khả năng của đường truyền HDMI bị giới hạn đồng thời bởi nguồn tín hiệu, bộ phát, bộ thu, cáp và màn hình. EDID là thông tin mà màn hình dùng để khai báo các chế độ được hỗ trợ. HDCP là cơ chế bảo vệ và xác thực được sử dụng cho một số nội dung. Đèn báo của bộ thu chỉ thể hiện một phần trạng thái đường truyền và không thể chứng minh các quá trình này đã thành công. Cần kiểm tra độ phân giải, tốc độ khung hình, định dạng màu và chế độ âm thanh theo từng tổ hợp, thay vì chỉ ghi là hỗ trợ 4K.
Có thể bắt đầu thử nghiệm từ một định dạng cơ bản đã xác nhận là cả hai phía đều hỗ trợ, sau đó chuyển sang các chế độ mà dự án yêu cầu. Ghi lại khả năng hiển thị bình thường, cắm/rút nóng, tắt rồi bật nguồn, chuyển nguồn tín hiệu và phát nội dung được bảo vệ khi có quyền hợp lệ, không bỏ qua cơ chế bảo vệ. Nếu model có thêm chức năng USB, cổng nối tiếp hoặc âm thanh độc lập, cũng phải kiểm tra riêng chiều truyền và phạm vi hỗ trợ của chúng. Chuột hoạt động không có nghĩa là mọi camera USB đều hoạt động; video bình thường cũng không có nghĩa là mọi kênh điều khiển đều bình thường.
Công suất quang và hoạt động đồng thời nhiều kênh quyết định biên dự phòng kỹ thuật
Đối với thông số cổng quang, tối thiểu cần kiểm tra loại đơn mode hay đa mode, loại giao diện, bước sóng hoạt động, cấu hình một sợi hay hai sợi và sự tương thích giữa hai đầu. Đầu thu có cả mức công suất quang tối thiểu có thể sử dụng và giới hạn trên có thể gây quá tải. Công suất thu đo được phải nằm trong phạm vi do thiết bị quy định, đồng thời cần dành biên dự phòng thiết kế có xét đến cáp quang, đầu nối, điểm hàn nối và những thay đổi trong bảo trì. Chỉ riêng đèn báo đường truyền quang sáng là chưa đủ để kết luận đường truyền khoảng cách xa đáng tin cậy trong mọi điều kiện vận hành.
Thiết bị nhiều kênh cần được thử nghiệm khi tất cả các kênh đã thống nhất hoạt động cùng lúc. Tài liệu FCV-V4T/R của Feichang Technology mô tả bốn kênh video cùng các dịch vụ phụ trợ được mở rộng theo cấu hình; trên cơ sở đó có thể thiết lập ánh xạ đầu vào–đầu ra cho từng kênh. Không thể tự động suy rộng các chức năng tùy chọn của thiết bị này sang mọi model. Ngoài thử nghiệm từng kênh, cũng cần thử âm thanh, điều khiển và video đồng thời để quan sát xem các dịch vụ có ảnh hưởng lẫn nhau hay không. Số kênh cần được tính theo đầu vào và đầu ra thực tế, còn số lõi sợi quang cần được tính theo cấu hình cổng quang. Đây không phải cùng một con số.
Ghi kết quả nghiệm thu thành hồ sơ có thể tái lập
Trước khi nghiệm thu, lưu lại model, phiên bản, cấu hình, sơ đồ đấu nối và thông tin thiết bị đo. Trước tiên thiết lập mốc chuẩn bằng một đường truyền ngắn, sau đó kết nối cáp quang tại hiện trường và thiết bị đầu cuối. Mỗi bản ghi bao gồm tín hiệu thử, định dạng, chiều truyền, tải, thời lượng và tiêu chí đánh giá. Khi xảy ra vấn đề, khoanh vùng từng đoạn theo nguồn tín hiệu, dây nối dịch vụ, đường truyền quang và đầu ra phía thu. Sau khi thay thiết bị hoặc đổi tham số, ghi rõ nội dung đã thay đổi để tránh thay đổi nhiều yếu tố cùng lúc khiến không thể tái lập.
Các yêu cầu về nguồn điện, nối đất, bảo vệ, điều kiện môi trường và tương thích điện từ cũng cần được kiểm tra theo tài liệu dự án và sản phẩm. Khi yêu cầu chứng nhận hoặc báo cáo thử nghiệm, cần kiểm tra các model, phiên bản và hạng mục cụ thể được bao phủ. Một trang web ghi cấp công nghiệp không có nghĩa là mọi yêu cầu đều đã được đáp ứng. Cuối cùng, ghi riêng hình ảnh quan sát được, khả năng liên thông dịch vụ, các chỉ tiêu đo lường và điều kiện áp dụng. Thông số kỹ thuật được xây dựng theo cách này dễ sử dụng hơn cho nhân sự mua sắm, thi công và bảo trì, đồng thời cho thấy những kết luận nào đã được xác minh và những kết luận nào vẫn cần thử nghiệm bổ sung.
Ghi chú tài liệu: Các sơ đồ nguyên lý đã được kiểm tra về nội dung kỹ thuật và được dùng để giải thích cơ chế chung. Chúng không phải ảnh sản phẩm hay bản ghi đo thực tế. Giao diện, chế độ và khả năng cụ thể phụ thuộc vào mẫu thiết bị, phiên bản được chọn và kết quả xác minh tại hiện trường.
Tài liệu đối chiếu: Tài liệu sản phẩm video bốn kênh FCV-V4T/R của Feichang Technology
Tài liệu sản phẩm SDI FCVH-V1b của Feichang Technology
Tài liệu lộ trình tiêu chuẩn SDI của SMPTE
Ảnh hưởng của các tham số video đến hình ảnh — Analog Devices
Được dịch từ bài viết kỹ thuật tiếng Trung. Nguồn được xuất bản lần đầu: 2024-05-28. Nguồn được sửa đổi lần cuối: 2026-10-13T13:25:53+08:00. Đọc nguồn tiếng Trung
