Hi,ALL.
Задали тут задачу: передать стандартный видеосигнал(полоса около 6МГц) от 1 метра до 5 метров в металлической(алюминий) трубе диаметром около15мм.
Есть идея использовать оптический канал на LED. Т.е. промодулировать аналоговым видеосигналом подходящий IR LED(есть довольно шустрые) и принять трансимпедансным
усилителем с соответствующим фотодиодом.

Вопрос - нет ли каких подводных камней в данной идее ? Может кто делал что-то подобное ?

P.S. Понятно, что если использоать лазер, волокно и цифру, то все решается просто, но не дёшево. Нужен именно воздушный канал передачи.

С подобным сталкивался, но там в оптику засунули 400MHz c FSK .И это работало
а в вашем случае видео это АМ и ИМХО будет проблемно получить нормальную картинку
из за динамичесского диапазона и неллинейностей. Если видео перевести в ШИМ, то должно пойти.

проблемы не должно быть, только фотодиод должен быть быстрый, например BPV10

А если перед АМ поставить драйвер который гоняет видео по витой паре на километр, а на приёмной стороне обратный декодер - возможно внесённые предыскажения невилируют наклон АЧХ. Или в ИК другие подводные камни?

Дело не в быстроте хотя и в этом тоже а в динамическом диапазоне и линейности.
Я не уверен что светодиод обладает диапазоном в 40dB и линейностью без ОС.
это вам не лизгинка и не витая пара, гонять злектронное облако туда сюда.

Основную массу нелинухи можно убрать, поставив с передающей стороны еще один фотодиод и взяв с него обратную связь на передатчик. Если длина трубы фиксирована, то подобрав оптическое ослабление можно получить очень приличную линейность. Если должно работать без подстройки на всех длинах - настроиться на середину, а дальше как получится. Но по-любому бцдет лучше, чем без обратной связи.

О, саундс беттер.

Такой канал — произвольная среда, которую надо постоянно калибровать, а для этого в стандартном нет реперов, но их легко добавить, заменив стандартный синхроимпульс на калибровочный, т.е. передавать, например, 1 мкс площадку –1 В, затем 1 мкс 2 В, а затем возвращаться к передаче сигнала, т.е. хвост 3 мкс –0,3 В синхроимпульса и т.д., а на приёмной стороне — ключ, убирающий добавленный калибровочный из сигнала, пара УВХ, умножитель, или микроконтроллер, аналогично управляющий усилением и смещением.

to Plain.
"Такой канал — произвольная среда, которую надо постоянно калибровать, а для этого в стандартном нет реперов, но их легко добавить, заменив стандартный синхроимпульс на калибровочный...." - это всё может сделать АРУ на приёмной стороне. А лезть в синхронизацию "грязными ручками"
опасно для проекта.

Спасибо за информацию.
Меня больше беспокоит оптическая сторона вопроса, не будут ли влиять переотражения в трубе и дифракция, это же не волокно.
А откуда возьмутся большие нелинейности, ведь характеристики и излучателя и приёмника имеют небольшую нелинейность, которые в конечном итоге можно и скомпенсировать на передающем или на приёмном конце.
АРУ естественно нужна, вот только вопрос какой глубины ? Я так понимая, нужно в реальных условиях промерить насколько меняется уровень принимаемого сигнала при изменении длины трубы.

О дифракции забудьте. И о переотражениях. Но если труба будет гнуться или вибрировать, то это будет модулировать свет. Опять же со временем стенки будут темнеть или загрязняться пылью.

Труба будет изгибаться точно, но несильно и вибрации низкочастотные возможны. Ну потемнение и пыль должна убрать АРУ.

"АРУ естественно нужна, вот только вопрос какой глубины ? " - глядя в потолок... глубина д.б. не более 25...30 дб.

Если подумать о тонкой трубе длиной пять метров, то умозрительно видится, что, будучи закрепленной за концы в горизонтальном направлении, она, испытывая гравитационное воздействие Земли, изогнется очень сильно.
Или нет? Пробовали?

"...изогнется очень сильно." Ну пусть закрепят правильно...

Это раздвижная труба из нескольких колен.

оцифровать и в цифре непожатое передать может оказаться не сильно сложнее, чем с нелинейностями и АРУ бороться в аналоговом канале.

"Это раздвижная труба из нескольких колен." - ну она ж закреплена, или постоянно двигается по случайной траектории и с разным ускорением?

Находится в руках оператора.

вах вах, наши ручонки к топорам привычны? Перевести в ШИМ еще проще.

Не может, потому что у видеосигнала произвольная амплитуда, и тупая стандартная АРУ, соответственно, его испортит.

А кто заставляет "тупую АРУ" делать? Народ здесь вроде не тупой.

Если не тупой, то должен делать по стандарту..

Вы.

Ещё раз — в стандартном видеосигнале нет информации о масштабе амплитуды и произвольной средой передачи его никак не возможно передать без его модификации.

ну вот так и нет ?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

И какой должен быть ШИМ-модулятор, на какой частоте работать и какими обладать характеристиками ?

В стандартном видеосигнале информацию о масштабе амплитуды несет на себе синхроимпульс(0,3В),
на этом строится система АРУ в телеприёмниках.

Plain.
Вы как-то предвзято ко мне относитесь. Вообще-то я предлагал АРУ. Без него всё равно ничего работать не будет.
Вы же мне приписали что я предложил "тупую АРУ" и принялись меня обличать. Попахивает это как то нехорошо...
Добрее надо быть к людям...

Телесигнал — да, уже произвольный, а потому и необходимо стандартный и опереться у него есть на что, но в теме речь про аналоговые видеокамеры, у древних представителей которых когда-то давно видел связь по постоянному току, площадку вспышки на нуле и отрицательные синхроимпульсы побольше, чем 0,3 В — потому что сигнал был уже приведён к стандарту, как минимум данные, и никаких АРУ не требовалось.

Вот с тех пор я и не уверен, есть ли АРУ у стандартных видеовходов, за её ненадобностью — видеосигнал-то стандартный. Поэтому и завёл речь о необходимости его приведения к этому стандартному виду самим каналом передачи, т.е. наличия у него АРУ, и не простой средней амплитуды света, а стандартной АРУ телесигнала — с ловлей синхроимпульсов, площадки вспышки, УВХ и т.п., в общем всё, чтобы на выходе восстановить стандартные 1 В.

to Plain
Ну вот сразу бы с этого начинали... что трудное детство, отсутствие витаминов. А то "тупая АРУ", "тупая АРУ".

Кроме ругательств, Вы пока нигде внятно не сказали, какую именно АРУ имели и имеете ввиду — простую, т.е. по амплитуде, специальную видео-, или ту видео-, которая уже в наличии у приёмника сигнала.

У видеомониторов, например, Input= 1 V p-p указано у всех, но наличие AGC — не у всех, а у которых указано — ни у одного не указана её глубина, как минимум лично мне такой параметр ни разу не встретился.

Если Вам что-то известно на тему — выражайтесь сразу же и недвусмысленно, иначе люди имеют право Вас неправильно понять и, соответственно, отвечать не на первый, а на второй смысл.

После первых выступлений стало понятно что система должна состоять из:
1. Источника сигнала. (Камера , видео выход чего-то, и т.д.).
2. Усилителя, работающего на источник ИК излучения (светодиод, лазетный диод).
Для увеличения линейности возможно применения ФД в обратной связи.
Полоса всех элементов д.б. приличная.
3. Источника ИК излучения. Светодиод или лазетный диод.
4. Среды распространения ИК излучения. В первом приближении считаем среда помех, шумов не создаёт.
С переотражением, многопутьем и т.д. тоже всё норм. Меняется только длина пути прохождения
ИК излучения между источником и приёмником. Т.е от среды остаётся Коэф. ослабления, зависящий
только от Lmax/Lmin = 5.
(Как это конструктивно выглядит и для чего это надо я до сих пор не представляю).
Хотя нет. Подсматривать в чужих окнах даже второго этажа с помощью этой штучи можно.
5. ФД-ом принимаем сигнал. Для простоты принимаем что работает площадь кристалла ФД. Значит отношение
Амакс/Амин = 5^2 = 25 ~= 28дБ. Для запаса и компенсации разбросов параметров элементов сюда
можно добавить несколько дБ. (Дело вкуса). Вот эти дБ-лы надо компенсировать с помощью АРУ.
Это минимальная глубина АРУ. Глубина АРУ (если она там есть) в стандартых мониторах к этому
не имеет никакого отношения.
6. С ФД и идёт видео сигнал. С табулированными соотношениями белого, серого, чёрного и СИ.
Ну как его можно масштабировать (увеличивать/уменьшать) уровень? Только относительно
неизменной опоры (в данном случеа уровень СИ). Но перед этим надо естественно
синхронизироваться.
7. Усилитель для ФД (с переменным Ку) для работы на мониотор - самая простая часть системы.
Вообще-то начиная говорить об АРУ я предполагал что каждый из выступающих в этой теме в той или
иной степени представляет всё это. Как оказалось я ошибался.
to Plain.
Вообще-то я не сказал ни одного ругательного слова. Просто отрицательный опыт не надо возводить в систему,
т.е. предполагать, что камера или видео выход чего-то обязательно будет непременно плохим.
"... люди имеют право Вас неправильно понять.." - это неоспоримое право людей,
но не надо мне приписывать слова которые я не писал.

Натурные испытания на реальной трубе показали,
что сигнал падает примерно в 30 раз,при изменении длины трубы от 1м до 5м(изгиб трубы почти не влияет на уровень на фотоприёмнике).
Пока непонятно, на чём реализовать такую глубокую АРУ, и не зарезать полосу, и не нахватать шумов и помех.
Может имеет смысл сразу регулировать входной трансимпедансный усилитель ?

На витой паре я использую AD8330 - даёт без проблем 40дБ АРУ на внешних транзисторах (схема есть в даташите), полоса даже шире чем у вас.
Как к ней подкрутить фотодиод - это не ко мне, но мы уже что только к ней не прикручивали...

Надо сделать правильную оптику.

"Надо сделать правильную оптику."
И покрыть внутреннюю поверхность трубы отражающим ИК материалом ...

А правильная это какая, если нет прямой видимости и оптическая линия постоянно меняется ?
А вот насчёт зеркального покрытия трубы, это правильно.
AD8330 - вещь, спасибо за наводку.

При изменении входного сигнала на ~30 дБ трудно синхронизироваться.
Поэтому появилась мысль сделать две АРУ, расположенных в тракте приёма одна за другой:
1. "Тупая АРУ". Не понимающая синхронизации, но позволяющая сжать изменении входного сигнала до 6..8 дБ.
2. Обычная АРУ для видео сигнала.
to ТС.
А на каких элементах Вы собираетесь это реализовывать основные функции?
Чисто в аналоге? АЦП+ПЛИС? ДСП?

Чисто в аналоге, никакой цифры. С цифрой и дурак сможет
А декодер видео на приёмной стороне имеет свою собственную АРУ, как раз около12дБ.
Со схемой полностью определился(трансимпедансный усилитель на OPA354, усилитель с АРУ AD8330).
Остался один неясный момент: что делать с паразитной модуляцией светового сигнала при изгибе трубы ?
Медленные изгибы отработает АРУ, а вот резкие механические скачки будут видны на картинке.

Ну вот.
У Вас две АРУ и две постоянных времени. Одна будет бороться с "Медленными изгибами", а другая с "резкими механическими скачками".
А какую функция в качестве управляющей Вы хотите применить для АРУ с АРУ AD8330?
А соседка этажом выше действительно симпатичная? А то зачем стоко мороки-то ?

Ежели правильно помню стандарт TV по видео,то там речь минимум про 47 дБ видеосигнала (плюс ещё куча параметров). Причём видеосигнала,гарантированно переданного чисто в аналоге "по ИК каналу в среде с переменными параметрами по воздуху" - дурак точно не сможет,абсолютно согласен.

Даже "в цифре" и по оптоволокну пришлось-бы повозиться,ежели-бы речь шла про свою,а не покупную технику

А почему бы внутри трубы не проложить многомодовое волокно и на конце не поставить катушку с пружиной, которая бы поддерживала длину волокна равной длине трубы ? Тогда схема LED+фотодиод осталась бы, а остальные проблемы - рассосались.

Автор, а вот это http://www.t-service.ru/sec/cctv/telam/index.html?vvtra совсем никак нельзя применить?