Prednosti zvočnega matričnega preklopnika vključujejo:

• prilagodljiva modularna arhitektura, ki omogoča sestavljanje naprave "kot iz kock" za želeno nalogo in razpoložljiv proračun;
• prisotnost številnih funkcij in zmožnosti obdelave zvoka, vključno s 15 različnimi filtri, izenačevalniki, dušilci odmeva in hrupa, omejitvami, AGC, zakasnitvijo itd.;
• celoten komplet naprav in vmesnikov za daljinsko upravljanje;
• veliko število vhodov / izhodov za priključitev različne opreme;
• dodatek strojne in programske opreme za zatiranje hrupa, odmeva itd.

Med vmesniki v takšnih napravah so mikrofonski in linijski vhodi in izhodi, telefonski priključki, ethernet in USB priključki ter izhodi za ojačevalnike. Poleg tega ima ta oprema veliko možnosti za preklapljanje in mešanje teh vmesnikov med seboj, pa tudi dodatke v obliki ročnih in avtomatskih mešalnikov.

Kje se uporablja avdio matrični preklopnik?

ZAKAJ JE TO POTREBNO?

Samo preklapljanje ima značaj koncentriranega delovanja, saj se izvaja s posebnimi napravami - stikali. Zato predstavlja manjše potencialno tveganje poslabšanja signala kot distribucija.

Preklapljanje se uporablja v televizijskih studiih, predstavitvenih sistemih in domačih kinih. Čeprav so zahteve za te sisteme različne, splošna načela ostajajo enaka.

STIKALO V SVOJEM BISTVU

Preklapljanje je možno s pomočjo običajnih (več vhodov na en izhod) in matričnih (N vhodov na M izhodov) stikal.

riž. 1. Kaj je stikalo

To so specializirane naprave, ki uporabljajo mehansko stikalo ali rele ali (v večini primerov) elektronski ključ. Obstajajo stikala z ročnim (gumbnim) krmiljenjem, pa tudi elektronska z uporabo logičnih vezij in mikroprocesorja. Najnaprednejši in kompleksnejši modeli matričnih preklopnikov imajo tudi daljinsko upravljanje z daljinskega upravljalnika preko informacijskega omrežja (prek vmesnikov RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet). Takšne modele je mogoče upravljati iz računalnika, v katerem je nameščena posebna programska oprema, ali iz specializiranega krmilnika.

Vsa oprema, ki ima več vhodov, je opremljena s stikalom zanje

V predstavitvenih ali domačih sistemih so stikala pogosto vgrajena v druge naprave: AV sprejemnike, skalerje itd. Vsa oprema, ki ima več vhodov, je opremljena tudi s stikalom zanje (vhodi na televizorju, ojačevalcu, magnetofonu itd.).

VRSTE STIKAL

Mehanska ali elektronska stikala

Mehanska stikala- najpreprostejši, najcenejši in najbolj zanesljiv. Preklapljanje poteka ročno, s preprostim pritiskom na gumb ali vrtenjem gumba. Tokokrogi iz želenega vhoda se premostijo z izhodnimi tokokrogi z električnimi kontakti.

Prednosti mehanskega stikala:

• Signal se lahko prenaša ne samo od vhoda do izhoda, ampak tudi v nasprotni smeri
• Praktično brez notranjega šuma in popačenja, zelo velika pasovna širina in skoraj neomejena amplituda signala
• Napajanje ni potrebno, pomanjkanje napajanja na noben način ne moti prenosa signala (to morda ne velja za elektronska stikala)

Napake:

• Eksplozijam se ni mogoče izogniti, saj... v takem stikalu za to ni dovolj "inteligence".
• Signal ni na noben način ojačan ali medpomnilnik; to nalaga omejitve glede virov signala, sprejemnikov signala in dolžine povezovalnih kablov
• V matričnem preklopniku (ki ga pravzaprav ni lahko narediti mehanskega) je nemogoče porazdeliti signal iz enega vhoda na več izhodov (samo od enega do enega)
• Ni daljinskega upravljalnika in možnosti razširitve so zelo omejene

Elektronska stikala so bistveno bolj zapletene in dražje od mehanskih (zato je njihova zanesljivost načeloma nižja). Prej so bila takšna stikala izdelana z uporabo elektronskih relejev, sodobni pa skoraj vedno uporabljajo elektronske ključe, ki so veliko bolj zanesljivi.

Prednosti elektronskega stikala:

• Elektronsko polnjenje vam omogoča, da sprejmete kakršne koli, ne glede na to, kako sofisticirane, ukrepe za preprečevanje eksplozij (za več podrobnosti o problemu eksplozij glejte spodaj)
• Možna je implementacija daljinskega upravljanja (prek vmesnikov RS‑232/422/485, preko IR žarkov, preko Etherneta, vključeno v različne velike nadzorne sisteme)
• Signal je mogoče ojačati, ponovno taktirati (za digitalne vmesnike), shraniti v medpomnilnik in izvesti korekcijo frekvence in amplitude
• Elektronski matrični preklopniki lahko distribuirajo signal z enega vhoda na poljubno število izhodov
• Stikala je enostavno razširiti, vzporediti, kaskadno itd. (več o tem spodaj)

Napake:

• Potrebuje napajanje; brez napajanja večina preklopnikov sploh ne oddaja signala na izhod, kar je lahko kritično za oddajne centre
• Aktivna elektronska vezja stikal vnesejo nekaj (tudi majhnih) popačenj in šuma v prehodni signal. Omejujejo tudi pasovno širino in največjo vrednost vhodnih signalov.

Enokanalni ali matrični preklopniki

Veliko preprostih sistemov ne zahteva več kot en izhodni preklopni kanal. Zanje se veliko uporabljajo enokanalna stikala, ki so idejno enostavnejša od matričnih stikal in zato veliko cenejša.

V bistvu pa si lahko matrični preklopnik predstavljamo kot več enokanalnih preklopnikov, ki delujejo skupaj, katerih vhodi so opremljeni z dodatnimi razdelilnimi ojačevalniki, kot je prikazano spodaj 1.

riž. 2. matrika 2x2 (2 vhoda, 2 izhoda), sestavljena iz para razdelilnih ojačevalnikov (DA) in para enokanalnih stikal

V bistvu si lahko matrični preklopnik predstavljamo kot več enokanalnih stikal, ki delujejo skupaj

Takšno vezje je mogoče sestaviti in uporabiti v resničnem življenju, vendar tudi z velikostjo matrike 2x2 (prikazano na sliki) cena matričnega stikala ne bo višja od celotnega nadomestnega vezja in za vse velike dimenzije matrike zagotovo bo cenejši od takega vezja (da enostavnosti namestitve, upravljanja in prihranka prostora v regalu niti ne omenjam). Če pa so uporabljena enokanalna stikala opremljena z zančnimi vhodi ali preklopnimi terminatorji, se lahko takšne sheme izkažejo za zelo učinkovite (več o tem spodaj).

Kombinirana stikala

Zelo pogosto je potrebno hkrati preklopiti več vrst "različnih" signalov - na primer video in zvok, krmilne signale itd. V tem primeru je priročno uporabljati naprave, ki združujejo več stikal v enem ohišju. S tem dosežemo izjemne prihranke prostora in denarja, saj... V taki napravi imajo vsa stikala v bistvu skupno ohišje, napajanje in krmiljenje.

V kombiniranem stikalu (na primer za video in zvok) je skoraj vedno na voljo način za skupno preklapljanje teh signalov (način avdio-follow-video) in ločeno, neodvisno preklapljanje (breakaway mode), ki omogoča potreben nadzor prilagodljivost.

Nekateri matrični preklopniki imajo način za razdelitev vhodov in/ali izhodov na logično neodvisne odseke (matrični način preslikave) in uporabljajo na primer del vhodov/izhodov za kompozitni video, drugi del pa za komponentni video. Stikalo seveda ne more pretvoriti formata enega signala v format drugega, zato preprosto deluje v načinu dveh stikal v enem ohišju.

ZAKAJ JE TEŽKO VOZITI NA DELO?

Tukaj so glavni izzivi, s katerimi se soočajo inženirji pri načrtovanju stikal:

• zagotavljajo zahtevano pasovno širino in amplitudo za signal, ne da bi v signal vnesli šum in popačenje
• prepreči prodor signala iz trenutno neuporabljenih vhodov na izhod (»križno preslušanje«)
• odpravite klike, šum in motnje slike v času preklopa (to je še posebej pomembno v TV studiih)
• za digitalne signale - zagotavljajo obnovitev in ponovno taktiranje ("reclocking") vhodnega signala ter včasih "pametno" interakcijo z viri in sprejemniki

Prvi dve težavi se rešita s skrbno izbiro elementne baze in komponent naprave, izdelavo zasnove in postavitve tiskanih vezij ter seveda izkušnjami in talentom razvijalca 2. Podrobneje si bomo ogledali načine za reševanje drugih težav.

EKSPLOZIJE, EKSPLOZIJE NAOKROG

Eksplozije v televizijskih studiih

Če v poljubnem trenutku zamenjate signale iz dveh nesinhroniziranih virov, bodo na TV-zaslonu opazne motnje slike in kratkotrajne motnje.
sinhronizacija

Posebej pomembna na področju preklapljanja televizijskega videa (predvsem pri organizaciji npr. prenosov v živo) je možnost izbire optimalnega trenutka za delovanje tipk. Če v poljubnem trenutku preklapljate signale iz dveh nesinhroniziranih virov, bodo na TV zaslonu opazne motnje slike (šum, trzanje) in kratkotrajna izguba sinhronizacije. Eksplozije lahko grobo razdelimo v 2 kategoriji:

• motnje sinhronizacije, ko sinhronizacijski signali iz virov ne sovpadajo v času. Ura utripa na izhodu stikala »trza« in sprejemnik signala (recimo televizijski monitor) potrebuje nekaj časa (včasih nekaj sekund), da ponovno »uje« sinhronizacijo in se ji prilagodi. Dokler tega ne stori, bo na zaslonu poskočna, kaotična slika (ali pa je sploh ne bo). Takšna eksplozija velja za čim hujšo in je v televizijskih studiih absolutno nesprejemljiva.
• spodkopavanje slike, ko se zdi, da je naslednji okvir (natančneje polje) slike prerezan na pol - zgornja polovica še vedno prihaja iz prvega vira signala, spodnja polovica pa iz drugega (po preklopu). Poleg tega sta lahko ti dve polovici ločeni, na primer, s črno ali hrupno vodoravno črto. Čeprav tak kader zelo hitro »preskoči«, ima oko čas, da ga opazi, zato se takšna motnja šteje tudi za napako pri delu studia.

riž. 3. Od kod prihaja motnja?

Za boj proti eksplozijam je v skladu s trenutnimi standardi vsa oprema televizijskega studia strogo sinhronizirana s skupnim (»master«) generatorjem (genlock), zato MORAJO vsi studijski viri delovati sinhrono v času 3. To pomeni, da:

• okvirni sinhronizacijski impulz iz vseh virov je enak
• vrstni red sodih/lihih polj je enak
• vodoravni sinhronizacijski impulzi sovpadajo
• položaj in faza barvnega utripa v sinhronizacijskih impulzih sta popolnoma enaka

Če so ti pogoji izpolnjeni, so eksplozije prve vrste (sinhronizacija) nemogoče. Za odpravo motenj slike mora stikalo v TV studiu preklopiti vire v točno določeni časovni točki – namreč v trenutku impulza dušenja kadra, ko gledalec ne vidi slike.

riž. 4. Stikalo, ki deluje brez motenj

Seveda mora takšno stikalo prejeti tudi taktni signal referenčnega oscilatorja (ali uporabiti signal enega od svojih vhodov) - sicer ne bo "vedlo", kdaj preklopiti.

Zunanja sinhronizacija virov video signala iz posebnega generatorja je univerzalna in razmeroma poceni metoda zagotavljanja kakovostnega preklapljanja. Pri opremljanju novih studiev je treba to točko upoštevati kot eno od prednostnih nalog.

riž. 5. Če vira (Video1 in Video2) nista sinhrona, se eksplozijam ni mogoče izogniti

Zunanja sinhronizacija virov video signala iz posebnega generatorja je univerzalna in razmeroma poceni metoda zagotavljanja kakovostnega preklapljanja

Težavo je mogoče rešiti tudi naknadno, vendar za ceno znatno povečanih stroškov, z vključitvijo 4 blokov okvirnega sinhronizatorja TBC (Time Base Correction) v strojni kompleks. To so zapletene naprave, ki vam omogočajo zakasnitev video signala za določen čas znotraj ene frekvence okvirja. Vhodni signal v okvirnem sinhronizatorju se digitalizira in "počaka" čas, potreben za natančno poravnavo z drugim signalom v vmesnem pomnilniku, nato pa je podvržen obratni digitalno-analogni pretvorbi in dobavljen na izhod.

Uporaba TBC je obvezna, če se v oddajah v živo uporabljajo fragmenti iz prenosnih medijev, iz »tujih« oddaj, iz amaterskih videokamer ali gospodinjskih DVD predvajalnikov.

V nekaterih primerih pa uporaba TBC ni prisilna, ampak obvezna, če se v oddajah v živo uporabljajo fragmenti iz prenosnih medijev, iz "tujih" oddaj, iz amaterskih videokamer ali gospodinjskih DVD predvajalnikov, ki jih ni mogoče vključiti v sinhronizacijsko omrežje. V drugih primerih se običajno izkaže, da je ceneje (in ideološko pravilneje) v studiu takoj namestiti profesionalno opremo (video kamere, magnetofone itd.) z genlock vhodom.

riž. 6. Uvod v studijsko sinhronizacijsko mrežo nesinhronega vira

Tako se v resnici preklapljanje ne zgodi v trenutku poljubnega pritiska na gumb ali pojava ustreznega ukaza v krmilnem omrežju, ampak nekoliko kasneje (za video - v enem frekvenčnem obdobju okvirja).

Motnje v predstavitvenih sistemih in domači video opremi

V takšnih sistemih se preklapljanje vhodov običajno izvaja precej redkeje kot v televizijskih studiih in gledalec je pripravljen potrpeti z nekaj nestabilnostjo slike ob preklopu. Običajno ni sprejetih posebnih ukrepov za preprečevanje eksplozij.

Hkrati so v dražjih preklopnih napravah zaradi dodatnega vizualnega udobja in v kritičnih predstavitvenih sistemih, namenjenih delu s pomembnimi občinstvi, predvideni takšni ukrepi.

V tovrstnih sistemih so viri signala (predvajalniki, računalniki, prizemna TV, videorekorderji itd.) skoraj vedno asinhroni in njihova umetna sinhronizacija (kot je opisano zgoraj za TV studie) se izkaže za izjemno drago. Poleg tega so signali iz takšnih virov pogosto predstavljeni v različnih formatih (na primer kompozitni video, YUV, VGA ali na primer analogni ali digitalni zvok), najprej pa jih je treba pred preklopom nekako spraviti v enotno obliko .

Preklopna enota zagotavlja vizualno gladek prehod iz ene slike v drugo z uporabo metode »fade through«.

IN skalerska stikala, na primer, so vsi ti problemi rešeni hkrati. Enota za skaliranje pretvori kateri koli signal, izbran iz vhoda, v en sam format (običajno VGA ali DVI/HDMI). Preklopna enota zagotavlja vizualno gladek prehod iz ene slike v drugo z uporabo metode »fade through«. S tem prehodom prva slika gladko zbledi v »črno«, nato pa se slika iz drugega vira gladko prikaže iz črne. Vizualno je ta učinek zaznaven udobno, hitrost prehodov pa je običajno mogoče prilagoditi. Za več informacij o merilnikih si oglejte brošuro »Pretvorba signala. Scalers."

Nekateri preklopniki predstavitve uporabljajo tehniko "zakasnitve signala".

Pri preklapljanju med nesinhronimi viri (kot so signali VGA iz več računalnikov) nekateri preklopniki predstavitve uporabljajo tehniko "zakasnitve signala". V tem primeru se sinhronizacijski signali (H in V) iz enega vira takoj preklopijo na drugega, vendar se kanali same slike (R, G, B) za nekaj časa preklopijo na "črno". Monitor (projektor, plazma), ki se uporablja v predstavitvenem sistemu, se nekaj časa prilagaja novim parametrom sinhronizacije, medtem ko na njegovem zaslonu ni ničesar (črna slika). Ko je nastavitev končana, stikalo vklopi RGB kanale in na zaslonu se takoj prikaže stabilna slika iz drugega vira. In spet, tak prehod je vizualno udobnejši od "skakajoče" slike, ki bi jo dobili brez uporabe zakasnitve signala.

Motnje med preklapljanjem zvoka

Analogne zvočne signale je lažje preklapljati, ker nimajo koncepta sinhronizacije. Hkrati pa obstajajo tudi pasti - če ne sprejmete posebnih ukrepov, se med preklopom slišijo kliki.

Za pravilno preklapljanje zvočnih signalov se uporablja posebno vezje, s pomočjo katerega pride do preklopa v trenutku, ko so trenutne vrednosti signalov preklopljenih virov enake nič (vezje preprosto počaka na tak trenutek, da zvočni signali se spreminjajo zelo hitro, zakasnitev preklopa pa je skoraj neopazna).

riž. 7. Zvok klikanja pri preklapljanju zvočnih signalov

riž. 8. Način, kako se izogniti klikom

Druga metoda "mehkega" preklapljanja zvočnih signalov je uporaba zvočnega mešalnika ali ustreznih vezij znotraj stikala, ko je prvi signal gladko "ven", drugi pa "in" namesto tega (v tem primeru seveda rahla zvočna zakasnitev preklopa je neizogibna).

riž. 9. Mehko preklapljanje z mešalnikom

PREKLOP DIGITALNEGA SIGNALA

Delo z digitalnimi signali (SDI, DVI/HDMI, Firewire/DV, AES/EBU, S/PDIF) ima svoje značilnosti, ki jih moramo upoštevati pri gradnji stikal in pri delu z njimi.

Reclocking

Običajno se vsi digitalni signali (tako video kot zvok, kot tudi večina signalov hitrega računalniškega vmesnika) prenašajo v strogem skladu s sinhronizacijsko mrežo, tj. »pod vodstvom« posebnih sinhronizacijskih signalov (signali »ura«). Takšni signali ure, eksplicitno ali implicitno, se nujno prenašajo skupaj z glavnim signalom. Sprejemnik, ki temelji na taki sinhronizacijski mreži, lahko izbere uporaben signal.

Doslej se vsi digitalni signali prenašajo IZKLJUČNO po analognih komunikacijskih linijah (ker drugih še niso izumili), zato so podvrženi najrazličnejšim popačenjem in vplivom naključnih dejavnikov.

Če se med procesom prenosa signal ne bi "odmaknil" glede na sinhronizacijsko mrežo, težave ne bi nastale. Vendar se doslej vsi digitalni signali prenašajo IZKLJUČNO po analognih komunikacijskih linijah (ker drugih še niso izumili), zato so podvrženi vsem vrstam popačenj in vplivom naključnih dejavnikov. Zato se digitalni signal, ki je dejansko prejet na koncu dolge komunikacijske linije, najpogosteje izkaže za časovno premaknjenega glede na "idealno". Najbolj nevarna vrsta takšnega premika za običajne video in avdio signale je ti. "tresenje" ali fazno tresenje. Prejeti digitalni impulzi se izkažejo za nekoliko ožje ali nekoliko širše od prvotnih 5 . Če se ne sprejmejo posebni ukrepi, lahko takšni premiki povzročijo najbolj neprijetne posledice, vključno z motnjami ali šumom video slike ali "mletjem" v zvočnem kanalu.

Za boj proti temu pojavu se uporablja t.i reclocking (ali resinhronizacija, reclocking), t.j. umetno obnavljanje pravilne faze (»ure«) signala, ki ga povezuje z »idealno« sinhronizacijsko mrežo.

riž. 10. Tresenje in kako ga zatreti

Vezje za zatiranje tresenja "ve", na kateri točki v času se MORA pojaviti naslednji rob ali impulz signala in če se dejansko prihajajoči rob ali impulz ne razlikuje preveč od pričakovanega (tj. tresenje še ni preseglo kritična vrednost), ga vezje umetno “ premakne na njegovo pravo mesto. Da bi vezje delovalo, si mora v sebi »zapomniti« idealen položaj ur in urnih signalov (navsezadnje jih je treba po dolgi komunikacijski liniji tudi nekako obnoviti), kar dosežemo s pomočjo sofisticirane inženirske rešitve (najpogosteje se uporablja PLL obroč z inercialno povezavo).

Po ponovnem taktiranju ni več tresenja

Po reclockingu ne ostane NIČ tresenja (razen seveda, če je prvotno preseglo kritično vrednost, po kateri se z njim ne da več ukvarjati). Običajno komunikacijske linije zagotavljajo raven tresenja, ki jo vhodna vezja naprav zlahka odpravijo. Ravno to nam omogoča, da trdimo, da se digitalni signali SPLOH lahko prenašajo brez izgub (za razliko od analognih signalov, ki jih na sprejemnem koncu ni mogoče obnoviti po nobenem kriteriju).

Omogoča nam reči, da se digitalni signali SPLOH lahko prenašajo brez izgub

Reclocking omogoča tudi večkratno kaskadiranje digitalnih naprav, tj. povežite zaporedno, enega za drugim, veliko stikal, razdelilnikov itd. Če se vsaka naprava znova uklopi, v sistemu ne bo nobenih izgub 6 .

Digitalno video ali avdio stikalo, če je zasnovano za delo s kakršnimi koli dolgimi komunikacijskimi linijami (deset metrov ali več), mora biti opremljeno z vezji za ponovno umerjanje za vsak vhod.

Pametna interakcija

Mnogi digitalni vmesniki zahtevajo, da vir signala in sprejemnik komunicirata drug z drugim, na primer za izmenjavo nekaterih tehničnih informacij. Obenem si razvijalci vmesnikov običajno niso predstavljali, da bi lahko med tema dvema povezala tudi kakšno stikalo.

Prav to se je zgodilo z vmesnikoma VGA (po specifikaciji VESA), DVI (in nekoliko pozneje HDMI). Ti vmesniki zahtevajo, da zaslon izmenjuje storitvene informacije z računalnikom (ali drugim video virom, na primer DVD predvajalnikom) prek vmesnika DDC. Brez takšne izmenjave nekateri računalniki morda sploh ne bodo oddajali slike in na primer video s kodiranjem HDCP ne bo šel skozi vmesnik HDMI.

Načeloma stikalo ne stane nič, razen samih vezij za video, za stikalo in vezij za izmenjavo preko DDC. Na sl. 11 prikazuje, da se bodo signali DDC izmenjevali med zaslonom in računalnikom 1.

riž. 11. Problem izmenjave servisnih podatkov

Nekateri računalniki se sploh ne zaženejo, razen če imajo na njihovo grafično kartico priključen nekakšen zaslon.

S tem parom je vse v redu, kaj pa računalnika 2 in 3? Znajdejo se »zapuščeni«, brez povezanih zaslonov. Možno je, da se bodo izhodi njihove video kartice izklopili ali prešli v stanje pripravljenosti. Ko stikalo preklopi na primer na računalnik 2, bo slednji potreboval čas, da izmenja podatke z zaslonom in preklopi svojo grafično kartico v način delovanja (in včasih pride do napak v tem procesu). Nekateri računalniki se sploh ne zaženejo, razen če imajo na njihovo grafično kartico priključen nekakšen zaslon.

Rešitev težave je, da stikalo CAM prebere z zaslona, ​​ki je povezan z njegovim izhodom, vse informacije DDC, ki bodo morda potrebne v prihodnosti. Nato stikalo CAM te podatke na zahtevo zagotovi kateremu koli računalniku, ki je povezan z njegovim vhodom. Posledično računalniki "mislijo", da ima vsak od njih svoj zaslon, povezan z njim, in rade volje oddajajo sliko.

Po podobnem principu delujejo številna čisto računalniška stikala (monitor + tipkovnica + miška), ki so prisiljena simulirati miško in tipkovnico za vsakega od nanj priključenih računalnikov, čeprav sta prava miška in tipkovnica vedno povezani le z enim od njih. V nasprotnem primeru nekateri računalniki sploh nočejo delovati.

Stikalo za vmesnik IEEE 1394 (Firewire) se mora na primer prav tako "obnašati" kot vozlišče v celotni strukturi vodila, tj. ima »inteligenco«, ki mu omogoča sodelovanje v zapletenih postopkih izmenjave prek tega vmesnika (za več podrobnosti glejte brošuro »Vmesniki. IEEE 1394 (Firewire)«).

RAZŠIRITEV STIKAL

Kljub prisotnosti modelov stikal na trgu z zelo velikim številom vhodov in izhodov, so pogosto primeri, ko je treba povečati zmogljivosti stikalnih naprav s kaskadnim ali vzporednim na izhodu. Na primer, ta situacija je možna, če veliko stikalo ne ustreza velikosti in ceni.

Glede na lastnosti, ki so vgrajene v stikalo, je lahko njegova razširitev preprosta ali kompleksna

Drug primer je potreba, da sistem »raste«, ko »raste« njegov lastnik. Prvotno kupljeno stikalo se izkaže za utesnjeno in postane pomembno, ne da bi izgubili sredstva, ki so že vložena v opremo (tj. Brez demontaže starega), razširiti njegove zmogljivosti.

Glede na lastnosti, ki so vgrajene v stikalo, je lahko njegova razširitev preprosta ali kompleksna. Razmislimo o več načinih za rešitev te težave.

Povečanje števila vnosov

Kaskadno stikala se izvede s povezavo izhoda enega bloka z enim od vhodov drugega. To je mogoče za stikala katere koli vrste, vendar ni zelo priročno: doda dodatno preklopno stopnjo, oteži nadzor in izloči enega od vhodov drugega stikala.

riž. 12. Kaskadna aktivacija

Veliko bolj donosno vzporedna povezava preko izhodov: Izhodi več naprav so povezani skupaj (»ali«). Res je, da mora imeti vsako stikalo za izvedbo te rešitve funkcijo onemogočanja izhoda in tudi logično (programsko) podpirati takšno vključitev, ki ni na voljo pri vseh modelih.

riž. 13. Vzporedni izhodi

Povečanje števila izhodov

Če razpoložljivo število izhodov ni dovolj, lahko vzporedno s prvim stikalom namestimo dodatne in njihove vhode združimo. Za to se poleg samih stikal uporabljajo razdelilni ojačevalniki, ki imajo več izhodov (kot je prikazano prej na sliki 2).

Vendar pa potreba po dodatnih napravah - ojačevalnikih - izgine, če se obrnemo na modele matričnih preklopnikov s prehodnimi vhodi in izhodi (prehodni kanal). Vsak tak vhod enega stikala je povezan z ustreznim izhodom drugega, vgrajeni terminator (linijski bremenski upor) pa je vklopljen samo v zadnjem 7.

riž. 14. Stikala, združena na enem od svojih vhodov prek zančnih izhodov

Zaradi varčevanja s prostorom nekatera kompaktna stikala nimajo priključkov za zančne izhode, čeprav je možno onemogočiti terminatorje. V tem primeru je mogoče za dosego enakega rezultata uporabiti poceni T-konektorje ("Tees") 8 . Postavljeni so na vhode naprave (običajno BNC konektorji), vhodni kabel in kabel do naslednjega stikala pa sta priključena na dve preostali vtičnici tee.

Združevanje več matričnih stikal za vhode in izhode vam omogoča povečanje velikosti preklopnega sistema

Kombinacija več matričnih stikal za vhode in izhode vam omogoča povečanje velikosti preklopnega sistema: na primer z uporabo štirih blokov 16 x 16 lahko dobite matriko 32 x 32. Včasih se takšne rešitve izkažejo za funkcionalno bolj prilagodljive in prednostne. glede na proračun: lahko začnete s sistemom na poceni majhnem stikalu in ga nato razširite z nakupom dodatnih naprav.

riž. 15. Povečanje števila vhodov ali izhodov hkrati
(Kliknite na fotografijo za povečavo)

Če se pričakuje znatna razširitev sistema (več kot podvojitev), je bolje takoj kupiti stikalo največje velikosti, vendar opremljeno le s številom vhodno-izhodnih blokov, ki je na začetku potrebno

Na sl. 15 prikazuje primer takšne razširitve stikala (video + avdio); Vidite lahko, da ko podvojite število vhodov in izhodov, morate početveriti število matrik. Če potrebujete še dvakratno povečanje (do 64 x 64), boste potrebovali 16 kompletov matrik. S tako močno širitvijo postane izgradnja sistema z ločenimi matrikami nerentabilna.

Če se pričakuje znatna razširitev sistema (več kot podvojitev), je bolje takoj kupiti stikalo največje velikosti, vendar opremljeno samo s številom vhodno-izhodnih blokov, ki je potrebno na začetku. Modularna zasnova številnih visoko zmogljivih naprav omogoča izvedbo tega pristopa. V prihodnosti, ko bo sistem rasel, ostane le še nakup in namestitev manjkajočih modulov, ne da bi se morali ukvarjati s prepletom kablov in zapletenim programiranjem sistemov, kot je prikazano na sl. 15.

Povečanje funkcionalnosti

Poleg rasti stikal “v širino” je možna tudi njihova rast “v globino”, t.j. glede na vrsto podprtih signalov. Zlasti video signali formatov CV (kompozitni), YC (s-Video), YUV (komponentni) se razlikujejo samo po številu video kanalov (1, 2 ali 3), ki jih je treba preklopiti hkrati. Kot rezultat, ko je sistem zgrajen z osnovno kakovostjo videa (CV), ga je mogoče nadalje nadgraditi na kakovost YC in nato na kakovost YUV.

riž. 16. Povečanje matrice "v globino", glede na kakovost signala

Za takšno rast morajo matrični preklopniki »biti sposobni« sodelovati (več kosov vzporedno), hkrati pa izvajati preklopne ukaze. Ta možnost mora biti specificirana v njihovih karakteristikah, vendar je tudi v odsotnosti takšnega delovanja matrik mogoče simulirati s pravilno programiranim zunanjim krmilnim sistemom.

Upoštevajte, da če je pasovna širina matrike prvotno izbrana z določeno mejo, vam komponentna možnost omogoča tudi preklop na delo s televizijo visoke ločljivosti (za možnost 1080i je potrebna pasovna širina več kot 70 MHz) in pri dodajanju matrike za kanale H in V, tudi s signali razreda VGA. Za več informacij o komponentnih signalih si oglejte članek »Vmesniki. VGA in komponentni signali."

DODATNE FUNKCIJE STIKALA

Za lažje krmiljenje matričnih stikal, ki se pogosto uporabljajo za izvajanje zelo kompleksnih stikalnih kombinacij z veliko vhodi in izhodi, je predvidena funkcija zakasnjenega delovanja tipke (preklapljanje s potrditvijo). Zahtevana kombinacija vhodov in izhodov je izbrana vnaprej in v pravem trenutku se ta kombinacija aktivira z enim klikom na gumb Vzemi. Enak postopek je možen tudi prek vmesnikov za daljinsko upravljanje.

Več kombinacij vhodov/izhodov je mogoče shraniti v pomnilnik matričnega preklopnika (na primer z gumbom STO) in jih operater naključno izbrati (na primer z gumbom RCL), kar mu očitno olajša življenje.

Prednost takih načinov nadzora je v tem, da se vse notranje ponovne povezave izvajajo istočasno in naenkrat (in ne ena po ena).

Dodatna uporabna funkcija matričnega avdio preklopnika (za analogni avdio) je možnost prilagajanja nivoja signala na vhodu in/ali izhodu. V tem primeru vam nadzor vhoda omogoča izravnavo vseh zvočnih virov (tako da pri preklopu ni nenadnih skokov glasnosti). Prilagoditev izhodne ravni se lahko uporablja kot nadzor glasnosti. Na primer, v večsobnih (večconskih) sistemih, kjer vsak matrični izhod deluje v svojem območju, bo poslušalec v svojem območju prilagodil raven za svoj matrični izhod (za to uporabo mora poskrbeti centraliziran nadzor opreme sistem).

UPRAVLJANJE STIKALA

Večina stikal je opremljenih z lastnimi kontrolniki (gumbi, gumbi, zasloni), ki vam omogočajo ročno upravljanje 9 .

Vendar pa je v mnogih primerih težko dostopno stikalo, nameščeno v zaprti omarici nekje v sobi z opremo. V tem primeru priskočijo na pomoč daljinski upravljalniki, ki jih proizvajalci običajno proizvajajo za svoja stikala.

Običajno je na eno stikalo mogoče hkrati povezati več nadzornih plošč, nameščenih na različnih lokacijah

Programabilne plošče omogočajo, na primer, nadzor samo matričnih izhodov, ki so jim dodeljeni, ali izvajanje nekaterih zapletenih, vnaprej programiranih dejanj s pritiskom na en gumb. Običajno je na eno stikalo mogoče povezati več nadzornih plošč, nameščenih na različnih lokacijah.

Drug pogost pristop je uporaba računalniško podprtega nadzornega sistema ali specializiranega krmilnika. V tem primeru je možno implementirati poljubno izpopolnjene algoritme upravljanja (na primer po urniku, po seznamu predvajanja, v kombinaciji s sistemom pametnega doma) in uporabniške vmesnike. Večina proizvajalcev ponuja svojim stikalom brezplačno ali ločeno prodano programsko opremo za upravljanje iz računalnika.

Pomembno je, da proizvajalec opreme zagotovi opis svojega nadzornega protokola

Poznavanje komunikacijskega protokola, s katerim se krmili stikalo, programerju omogoča konfiguracijo krmilnikov ali sistema upravljanja. Pomembno je, da proizvajalec opreme poda opis svojega krmilnega protokola, sicer bodo možnosti gradnje poljubnih sistemov omejene le na rešitve tega proizvajalca.

Običajno imajo naprave standardne serijske krmilne vmesnike RS-232C, RS-422, RS-485. Ti tradicionalni vmesniki imajo nekaj omejitev, vendar so pogosto uporabljeni in enostavni za uporabo. Sodobna stikala veliko uporabljajo tudi računalniške vmesnike: Ethernet, USB, brezžične: IR žarke, Bluetooth, Wi-Fi. Naslednja tabela ponuja povzetek priljubljenih žičnih vmesnikov.

Vmesnik	Hitrost prenosa 10	Konektor, kabel	maks. dolžina	Posebnosti
RS-232С	75-115200 bps (najpogosteje 9600 ali 19200 bps)	DB-9 ali DB-25, najmanj 3 žice	15 m (standard), do 30-50 m (oklopljen kabel, hitrost do 9600 bps)	Vgrajen v računalnike (PC, ne MAC). Preprosto "izgori", ko je povezan "z iskro"
RS-422	do 1,5 Mbit/s	DB-9 ali terminali (brez standarda), 2 sukana para + masa		Standard za nadzor Batacam/DVCam
RS-485	do 1,5 Mbit/s	DB-9 ali terminali (brez standarda), 1 prepletena parica + ozemljitev	do 1,5 km (hitrost 9600 bps)	Podpira veliko naprav na enem vodilu. Ni zaščiten pred trki, lahko deluje nestabilno
Ethernet	10 ali 100 ali 1000 Mbit/s	RJ-45, 2 parica	do 100 m	Lahko se neomejeno usmerja, vklj. prek interneta. Zakasnitve upravljanja so nepredvidljive in niso zajamčene (odvisno od obremenitve omrežja kot celote)
USB	11 ali 400 Mbit/s	4 nožice, 4 žice	do 3-5 m	S pomočjo koncentratorjev (hub) se lahko razširi na desetine metrov
Firewire	100, 200, 400, 800 Mbit/s	4 nožice, 4 žice	do 5 m	Koncentratorji ali posebni podaljški-pretvorniki se lahko raztezajo na desetine ali stotine metrov

1 Seveda je pri uporabi UR z velikim številom izhodov in povečanjem števila stikal mogoče dobiti matrike poljubne velikosti.
2 In tudi uporaba dragih komponent ter težke in drage strojne opreme. Pri izdelavi stikal je tako kot pri drugi opremi potrebno nenehno vzdrževati razmerje med ceno in kakovostjo ter iskati optimalne kompromise.
3 V majhnih proračunskih studiih se včasih kot takšen generator uporablja eden od virov signala, ki je kakovosten in se nikoli ne izklopi. Vsa oprema je "vezana" nanj. To zagotavlja majhne proračunske prihranke, vendar lahko povzroči nepredvidene težave, če se ta vir signala pomotoma izklopi.
4 TBC se v ruščini včasih imenuje tudi "korektor časovnega popačenja". Je tudi del »komornih kanalov«. Veliko TBC-jev "lahko" hkrati prekodira televizijske sisteme (NTSC/PAL/SECAM) in obdeluje video signal kot video procesorji.
5 Zoženje ali širjenje je naključno, po naravi podobno šumu in običajno ga je težko nekako predvideti in kompenzirati z uvedbo nekakšnega stalnega dodatka (zakasnitve).
6 Pri analognih signalih, ko so kaskadni, se šum, motnje in popačenje neizogibno kopičijo in dodajajo na vsaki stopnji sistema. To je temeljna lastnost; Iz tega razloga se je treba v analognih sistemih izogibati pretiranemu kaskadiranju.
7 Terminator - usklajena obremenitev (običajno upor 75 ohmov), potrebna za uskladitev valovne impedance kabla z vhodom naprave.
8 Primerni so posebni T-kratniki, pri katerih sta obe vtičnici usmerjeni v nasprotni smeri od vtiča (in ne pod kotom 90 ° od njega) - Y-konektorji; Veliko bolj priročno je priključiti kable nanje v "debelini" žic.
9 Nekatera velika stikala morda nimajo svojih nadzornih plošč, ker skoraj nikoli se ne uporabljajo v "ročnem" načinu. Namenjeni so samo delovanju z zunanjimi nadzornimi sistemi.
10 Upoštevajte, da je v večini aplikacij celo hitrost 9600 bps za nadzor stikala pretirana.

Manj običajna so stikala samo za zvok. To je posledica dejstva, da del funkcij preklapljanja zvočnega signala izvajajo tudi običajne naprave za obdelavo zvoka, kot so mešalniki, digitalni mešalniki in digitalne avdio platforme. Kljub novim tehnologijam in preklopnim funkcijam, ki so značilne za mešalne mize, profesionalne instalacije zahtevajo različne vrste preklopnikov zvočnega signala.

Skupina podjetij Atanor zastopa na ruskem trgu in ponuja v uporabo visokokakovostna stikala naslednjih podjetij:

• Kramer (O podjetju)
• ATEN (O podjetju)

Oglejte si naš cenik opreme. Aktualen cenik si lahko prenesete tukaj:

Za kaj se uporabljajo stikala?

Stikala so potrebna v več primerih.

• Če imate več zvočnih virov in en zvočni sistem ali zvočno napravo, v katero želite izmenično oddajati signal iz virov
• Če imate več zvočnih virov in več naprav ali sistemov, v katere želite oddajati signale iz virov
• Če imate več zvočnih virov in več zvočnih območij v ozvočenju ali sistemu za ozvočenje, v katerega želite oddajati signale iz virov
• Drugi primeri...

Vrste profesionalnih avdio preklopnikov

Avdio stikala. Vrste po številu izhodnih kanalov in principu delovanja.

Stikala vam omogočajo, da kateri koli vhodni kanal preklopite na izhodni kanal. Če ima naprava en izhodni kanal, se običajno imenuje "stikalo" (ali avdio stikalo). Takšno video stikalo vam omogoča preklop zvočnega signala iz katerega koli od vhodnih kanalov na izhodni kanal. Avdio stikalo z enim izhodnim kanalom ima lahko enega ali več redundantnih izhodov za povezavo druge avdio naprave ali sistema. V tem primeru se isti zvočni signal pošlje vsem izhodnim kanalom.

Ločen primer preklapljanja zvočnih signalov je stikalo z enim vhodnim kanalom. V tem primeru preklapljanje vhodnih kanalov ni potrebno in je stikalo v bistvu naprava, ki distribuira in ojača vhodni zvočni signal v izhodne poti. Takšne naprave se imenujejo "distribucijski ojačevalniki" zvočnega signala.

Če ima avdio stikalo dva ali več izhodnih kanalov z dvema ali več vhodnimi kanali, se takšno stikalo imenuje "matrično avdio stikalo". Matrični preklopnik lahko preklopi kateri koli avdio vhodni kanal na kateri koli izhodni kanal. Ime ali opis matričnega avdio preklopnika mora vsebovati navedbo števila vhodnih in izhodnih kanalov. Na primer: Kramer VS-88A. 8:8 Balanced Audio Matrix Switcher

Tako se video preklopniki glede na število izhodnih kanalov in princip delovanja delijo na:

• Stikala
• Matrični preklopniki
• Ločeno - razdelilni ojačevalniki

Kramerjevi razdelilni ojačevalniki

Stikala. Vrste po upravljanju

Če lahko stikalo preklopi samo z mehanskim pritiskom na gumb, ki se nahaja na plošči same naprave, se v tem primeru takšno stikalo imenuje mehansko. Če ima stikalo vrata za dovajanje krmilnih signalov, se takšno stikalo imenuje upravljano. Stikala, ki podpirajo krmiljenje po katerem koli standardu (na primer RS-232), se zlahka vključijo v kompleksne integrirane sisteme. Tako se stikala glede na zmožnosti upravljanja delijo na:

• Mehanska avdio stikala
• Stikala, krmiljena s suhim kontaktnim zapiranjem
• Infrardeča upravljana stikala
• Stikala, ki podpirajo upravljanje po priporočenih standardih (RS-232, RS-485 in drugi)

Stikala. Vrste v skladu s standardom preklopnega zvočnega signala.

Glavne vrste preklopnikov Kramer glede na preklopni zvočni standard so naslednje:

• Analogni zvočni uravnoteženi mono preklopniki
• Analogna zvočna enostranska mono stikala
• Analogni neuravnoteženi stereo avdio preklopniki
• Analogni uravnoteženi stereo avdio preklopniki
• Linijska avdio stikala
• Stikala za mikrofon
• AES/EBU digitalni avdio preklopniki
• IEC 958 Digitalna avdio stikala
• S/PDIF digitalni avdio preklopniki
• Digitalna avdio stikala EIAJ CP340/1201

Storitve Switch

Skupina podjetij Atanor ponuja naslednje storitve za avdio stikala:

• Svetovanje pri stikalih Kramer in ATEN
• Izbira stikal za različne vrste projektov
• Projektiranje ozvočenja in ozvočenja s stikali Kramer in ATEN
• Načrtovanje avdiodifuzijskih sistemov z uporabo preklopnikov Kramer in ATEN
• Dobava stikal Kramer in ATEN
• Montaža stikalnih sistemov in stikal Kramer in ATEN
• Nadzorovana montaža stikalnih sistemov in stikal Kramer in ATEN
• Usposabljanje za uporabo in izbiro stikal v sklopu usposabljanja za načrtovanje hal in izvedbo različnih vrst projektov
• Izdelava in implementacija centraliziranih avtomatiziranih nadzornih sistemov, združljivih s stikali
• Najem stikal (za predstavitvene dogodke, razstave, konference)

Če želite izvedeti več o profesionalni stikalni opremi in storitvah, ki jih ponuja skupina podjetij Athanor,

Situacija, za katero je bilo razvito to stikalo, je bila naslednja: v določenem prostoru je nameščen sistem za reprodukcijo zvoka, ki neprekinjeno predvaja glasbo iz računalnika (PC), obstaja pa tudi drug vir signala - televizija (TV) in v skladu s tem, ko se na njegovem izhodu pojavi zvočni signal, mora sistem preklopiti na predvajanje TV zvoka.

Kot je razvidno iz shema, krmiljenje stikala je signal desnega kanala (R), ki prihaja iz televizorja, napaja se v ojačevalnik, izdelan na osnovi op-amp - U1A. Ojačitev te stopnje, ki je potrebna za natančno delovanje naprave, je mogoče prilagoditi s trimernim uporom RV1. Nato se ojačani signal napaja v vezje napetostnega usmernika, izdelano na elementih C2, D1, D2, C3.

Usmerjena napetost se uporablja za krmiljenje tranzistorja Q1, v osnovnem vezju katerega je vzporedno z elektrolitskim kondenzatorjem C3 priključen nastavitveni upor RV2; s tem uporom lahko prilagodite "obratni" preklopni čas, tj. čas, po katerem se stikalo vrne v način PC po izginotju krmilnega signala. Izbrati je treba optimalen "obraten" preklopni čas, tako da ni predolg - na primer zvok iz televizorja ni več sprejet in še vedno ni glasbe iz računalnika in ni prekratek - v tem primeru lahko stikalo preklopi v način PC tudi za premore v TV zvočnem zapisu.

Iz kolektorja Q1 se krmilni signal, ki se pretvori v "digitalno" obliko, dovaja na vhod pretvornika s Schmittovim sprožilcem - element U3E. S stikalom SW1 lahko izberete način delovanja naprave - avtomatski ali ročni vklop TV načina. Osnova stikala je čip U2 4053 (CD4053, KR1561KP5), ki je sestavljen iz treh dvosmernih analognih stikal (uporabljata se le dva - X in Z). Krmiljenje se izvaja prek združenih vhodov A (11) in C (9), vhod za omogočitev stikal mikrovezja Inh (6) je povezan s skupno žico. Pri delu z analognimi signali je za čip 4053 potrebno uporabiti negativni vir napetosti - pin VEE (7).

Stikalo se napaja iz preprostega bipolarnega vira, izdelanega po naslednjem vezju: mrežni transformator 6-0-6V / 500mA, štiri diode FR103, dva elektrolitska kondenzatorja 2200uF/16V, integrirani stabilizatorji, kot sta L78L05 in L79L05.

Operacijski ojačevalnik U1A - LM358M, v ohišju SO8 (uporablja se le en ojačevalnik od dveh v ohišju); mikrovezje U3 - tip 74HC14, v ohišju SO14 (vhodi 1, 3, 5, 9 neuporabljenih elementov tega mikrovezja, morate priključiti na njegov izhod 16 - "+" napajalna napetost); miniaturni tip 3329H so bili uporabljeni kot nastavitveni upori RV1, RV2; vsi fiksni upori so SMD (0805); elektrolitski kondenzatorji C2, C3 - poljubnih ustreznih dimenzij; kondenzatorji C1, C4, C5 so keramični SMD (1206).

Vezja stikala in njegovo napajanje so nameščena na odsekih mizne plošče, nameščenih v plastičnem ohišju tipa Gxxx; konektorji za vhodne in izhodne signale so tipa "tulipan", ki se nahajajo na zadnji strani ohišja. . Stikalo SW1 in LED indikator vklopa se nahajata na sprednji plošči.

Ta shema je bila razvita v razmeroma kratkem času z uporabo komponent, ki so bile, kot pravijo, "pri roki", zato je v njej nekaj "grdosti" in neoptimalnosti, a kljub temu je bila naprava narejena in se uporablja precej uspešno.

Deluje na spletnem mestu "Electron55.ru"