闭路电视系统

二、闭路电视系统

闭路电视系统按功能可分为播放系统、监控系统和双向传输系统三大类。

(一)闭路电视播放系统

这种系统的功能是将音频、视频信号从一个前端送到一个或多个终端，即具有播出电视信号的功能。最简单的闭路电视播放系统由单台录像机与单台电视机或监控连接构成。功能较多的闭路电视播放系统一般具有拍摄录制电视节目、播出录像节目、接收和转播广播电视、卫星电视、语言广播等节目，并通过电缆将各种信号传送到多个终端用户的功能。与开路电视相比，闭路电视播放系统播出设备费用少，而且多路电视节目通过电缆传送可以不受空间频率分配拥挤的限制，从而增加了节目的播出数量，也解决了个体用天线接收信号质量差的问题。学校现代教育技术采用闭路电视播放系统，有利于对播出设备的管理与控制，并使节目播出的质量更高，内容更丰富。

闭路电视播放系统由前端信号处理单元、干线传输分配系统、用户分配网络三部分组成。系统的简繁程度视系统要实现的功能及用户终端的规模而异。

1.前端信号处理单元

前端信号处理单元是有线电视系统的核心，它的主要作用是把天线接收的电视和语言广播信号、自制的电视节目和多台录像机的输出信号及其他闭路电视系统送来的电视信号进行频道转换、放大、混合等处理，把多路信号混合一路传送，以满足远距离传输的要求。它主要由信号源和信号处理设备组成。信号源通常有开路收转信号，包括VHF、UHF、FM、SHFL(超高频、卫星电视广播用)和自办节目信号(包括摄像机、录像机、激光影碟机等)。信号处理设备主要有天线放大器、频道变换器、调制器、混合器、导频信号发生器等。

2.干线传输分配系统

干线传输分配系统是有线电视系统的重要组成部分，其主要作用是把前端经接收处理、混合后的高频电视信号不失真地、稳定地传送给用户分配系统。它由各种类型的干线放大器和传输媒介(同轴电缆、光缆或微波链路)组成。目前使用最多的信号传输媒介是同轴电缆，其优点是传输频带比较宽、频道稳定，可满足传输多种业务信号的需要，便于从干线、支干线、分支线拾取和分配信号，特别适用于双向传输。

为了能够高质量、高效率地传输信号，应当采用优质低耗的同轴电缆。同时，要采用具有自动电平控制(ALC)和自动斜率控制(ASC)的干线放大器。另外，主干线上应尽可能少地分支，以保持干线串接放大器数量最少，但可以在干线的铺设中根据需要选择不同类型的干线放大器和中间桥接、终端桥接等放大器。对于我国全年温差变化很大的地区，干线放大器中还应有温度补偿电路。因为，传输干线长，温度的变化会引起电缆损耗的变化，从而导致输出电平的变化。

3.用户分配网络

用户分配网络是有线电视的最后部分。它的作用是把干线传输系统提供的信号电平合理的分配给各个用户的接收机。它主要包括线路延长分配放大器、分支器、分配器、单元支线、分支线、用户线以及用户终端盒等无源部件。这些部件不像晶体管、电子管、集成电路等那样具有放大和控制的作用。它只能在输入一定的信号电平时，对电压和电流进行分配。要求这些无源部件应具有良好的自隔离作用，以防止系统终端电视机因泄漏信号而影响其他电视机，并防止当终端电视机开路或短路时，因阻抗的变化，影响其他电视机的输入信号电平。

(二)闭路电视监控系统

这种电视系统可以从一个或几个监控现场摄取视频(和音频)信号，并传输到一个或几个控制中心，即具有远距离监控的功能。最简单的闭路电视监控系统由单台摄像机与单台监视器或电视机连接构成。系统规模的大小常以摄像机的数量来衡量，1～10台摄像机为小规模系统；10～100台为中等规模系统；100台以上为大规模系统。闭路电视监控系统能实时、形象、真实地反映被监视控制的对象，是现代化管理、监测、控制的重要手段之一，广泛地应用于工业、交通、商业、金融、医疗卫生、军事及安全保卫等领域。学校设置这种系统，目前主要用于课堂演示、观摩教学训练、手术示教、考试管理和安全保卫等方面。

监控系统由现场图像声音信号摄取、控制中心图像显示与控制、信号的传输和信号的处理三部分组成。

1.现场图像声音信号摄取部分

图像摄取部分的作用是摄取监控点的视觉(和听觉)信号。其设备主要有摄像机、电动云台、接收器、监听头。

2.控制中心图像显示与控制部分

图像显示与控制部分是系统的控制中心。图像显示与控制部分的主要作用是按需要的方式显示监控点的图像(和声音)，必要时记录下来，并向监控点发出控制信号，控制摄像机和电动云台的动作。

控制中心的设备主要有监视器、信号切换器、控制器、录像机、字幕台标及时间日期信号发生和叠加装置。

3.信号传输和信号的处理部分

(1)信号的传输

现场图像声音摄取得到的视频(音频)信号通过传输电缆向控制中心传送，同时，控制摄制信号和供电电源。通常用同轴电缆传送视频(音频)信号，用多芯电缆传送控制信号和供电电源。

(2)信号的处理

当摄像机远离控制中心时，为补偿视频电缆的损耗，需要在线路中接入电缆补偿器。当需要将一路视频信号送到相距较远的多个监视器时，就应该使用视频分配器分配出多路视频信号。

(三)闭路电视双向传输系统

双向传输系统可以实现正反两个方向电视信号的同时传输，我们把电视信号从前端设备传向用户的方向称为下行方向，反之称为上行方向。其最大特点是能提供信号交互服务，缩短人们时间、空间上的距离。

在双向传输系统中，摄像机、监视器、对讲机、电话、传真机、计算机和控制键盘是图像、声音、文字和控制信息的输入和输出工具，而信号的传输方式有以下三种：

1.空间分割方式

传向用户的下行信号与传向服务中心的上行信号分别通过两条线路传输。

2.时间分割方式

共用一条线路传输下行和上行信号，但两路信号不能同时传送，利用控制开关分配上行和下行信号的传送时间。

3.频率分割方式

用一条同轴电缆，用不同的频率同时传送上行和下行信号，一般用高频率段传输上行信号，用低频率段传输下行信号，这是目前大型的双向传输系统采用的主要传输方式。

对于学校的教学闭路电视系统，如果将播放系统和监控系统的功能合二为一，在前端控制室既配备信号播出设备，也配备接收显示教室终端情况的设备；在终端教室，既配备接收和显示信号的装置，也配备拾取和传出声像信号及遥控前端录像机信号的装置，并在两端配置互通信息的对讲电话，便形成双向传输的教室闭路电视系统。这是一种多功能的学校闭路电视系统，其用途主要有：

(1)电视直播会议或有线广播会议。

(2)定时播出校内新闻。

(3)按预约的时间向不同的教室播出不同的录像节目。

(4)教师可以通过遥控器控制前端录像机的开、关和各种走带方式。

(5)用于外语听力课教学和课堂实况录像。

(6)考试监控管理。

(7)不影响课堂的观摩教学和课堂实况录像。

(8)教学实验的观测等。