同轴线的闭路电视(CCTV)系统设计

模拟数据(Analog Data)是由传感器采集得到的连续变化的值，例如温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像。

安全视频监控市场在2008年以后飞速增长。以往的监控系统属于同轴线的闭路电视(CCTV)系统，如果将其改造升级成网络IP摄像机系统，则可能需要对现有基础设施进行改造，尤其是重新布线方面将耗费大量成本。Intersil在收购Techwell后，推出数模混合传输解决方案，为满足模拟CVBS(复合电视广播信号)和数字IP视频信号在同一条同步传输，并能满足信号传送300米-500米的能力。“在新来临的高清时代，要把所有系统推倒重来，还是说兼二顾之?”目前，高清网络视频监控的时代会快速的呈现出来，以往的同轴线系统已经不能满足广大用户的需求，而基于同轴线传输的信号，线缆资源将是非常巨大的。混合信号传输技术则是利用原有的同轴线上传输一路模拟视频信号，外加一个50Mbps带宽以内的网络视频信号的传输，而不需要使用新的线路或进行电缆修改，从而显着节约成本和资源。此项技术在国外已经广泛推崇，正是因为国外用户使用线缆的态度非常明确：一个系统中的线缆占据整个系统成本的40%-55%，必须把线缆敷设规范，保证正常使用15-30年。

数字数据(Digital Data)则是模拟数据经量化后得到的离散的值，例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据。

数字电路抗噪声能力强，在噪声容限内，不影响系统的正常工作。而该噪声对模拟信号

而言，则往往是致命的，会造成系统的性能的大幅度下降。在数模混合系统中，由于数字与

模拟之间存在着电流回路，这就为数字噪声进入模拟系统提供了很好的途径。如果处理不当

，不但可能带来严重的EMI问题，还有可能导致模拟系统不能正常工作。

一般在数模混合系统中，会存在以下几个干扰因素：

数字信号线对模拟电路的干扰。做设计时，如果没有对数字信号与模拟信号进行规划区分区域布局布线，将数字信号线布在模拟部分信号之上或者将模拟信号布在数字信号之上，就会导致数字信号线对模拟电路的干扰，常常这种干扰是感性的。

数字电源与数字地对模拟电路的干扰。在数模混合器件内部，数字地和模拟地之间、数字电源与模拟电源之间是相互隔离的，但是对应器件的正常工作而言，系统必须相对与一个统一的参考地，因此外部必须将二者连接在一块。但是任何与数字地连接的外部阻抗都可以通过寄生电容将大量的数字噪声耦合到芯片的内部模拟电路，从而造成对模拟电路部分的干扰。同样地，数字噪声也可以通过数字电源耦合到IC内部模拟电路部分。

针对这个干扰因素，可以对模拟地和数字地的进行这2种处理：

采用单点接地或多点接地。为了避免数字地对模拟地的影响，将数字地与模拟地分割开，在地平面的适当点用‘地连接桥’将两种地连接在一起。

根据具体电路的情况采用多点连接或单点连接。对于模拟电路和数字电路只有一处连接的采用单点接地(例如只有一个AD或DA转换器)，对于有多处连接的采用多点接地(例如有多个AD或DA转换器)。一、数模混合电路干扰的产生机理

模拟信号与数字信号相比，对噪声的敏感程度要大得多，因为模拟电路的工作依赖连续变化的电流和电压，任何微小的干扰都能影响它的正常工作，而数字电路的工作依赖在接收端根据预先定义的电压电平或门限对高电平或低电平的检测，具有一定的抗干扰能力。但在混合信号环境中，数字信号相对模拟信号而言是一种噪声源。数字电路工作时，稳定的有效电压只有高低电平两种电压。当数字逻辑输出由高电压变为低电压，该器件的接地管脚就会放电，产生开关电流，这就是电路的开关动作。数字电路的速度越快，其开关时间一般也要求越短，当大量的开关电路同时由逻辑高电平变为逻辑低电平时，由于地线通过电流的能力不够，大量的开关电流就会引起逻辑地电压发生波动，我们称为地弹。数字电路造成的地弹噪声和电源扰动，如果耦合到模拟电路中，就会影响模拟电路的工作性能。

二、混合信号电路板成功的关键是什么?

器件的布局与分割，以及布线的方式，而不是地平面的分割(更重要的是理解平面分割的原因)。

三、干扰隔离处理方式与相关分析

在尝试理解这个问题时，我们需要了解2个EMC(电磁兼容)的基本原则。

一，电流总是会回到它们的源头，我们应该使其回流路径尽可能的短，即回流路径在三维空间中形成的环路要尽量小。

二，系统应该只有一个参考平面。如果系统中存在2个参考平面，相当于制造了一个偶极子天线(dipole antenna)。如果电流无法就近回流，相当于制造了一个环状天线(loop atenna)。

这两种情况都是我们不想要的。

多数情况下我们会在混合信号电路板中分割地平面，使得数字地和模拟低隔离开。尽管分割地平面的尝试是能够在调整后起效的，但存在很多潜在的问题，特别是在大型的复杂系统中。一个重要的问题就是，你不能跨过两个分割的地平面进行布线。如果你垮了，就会发现信号的串扰和辐射极具增加。