AHD信号与内嵌协议

摘要：

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AHD模拟高清2013年正式推出。

AHD（Analog High Definition）模拟高清协议除了传输视频信号外，还支持叠加控制信号进行双向通信，主要涉及同轴传输的控制协议及RX 芯片的开发适配，以下是具体细节：

一、AHD 叠加的控制协议类型及操作原理

1. RS-485 协议（最常用）

• 原理：AHD 系统中，RS-485 信号通过基带叠加或载波调制方式与视频信号混合在同轴线中传输。

• 基带叠加：利用视频信号的行消隐期间（Horizontal Blanking Interval, HBI）传输 RS-485 差分信号（如 485 的 A/B 线），不占用视频有效带宽。

• 载波调制：将 RS-485 信号调制到特定载波频率（如 2MHz~10MHz），与 AHD 视频信号（通常 0~6MHz 或更高）频分复用，通过滤波器分离。

• 操作场景：用于控制云台（PTZ）、调整摄像头参数（如焦距、曝光）等，支持半双工双向通信。

2. AHD-CVI/TVI 兼容的私有控制协议

• 大华 CVI 的 “同轴视控”：基于频分复用，使用特定载波（如 12MHz）传输控制指令。

• 海康 TVI 的 “同轴控制”：采用曼彻斯特编码，在视频消隐期嵌入控制信号。

  这些协议可通过 AHD 芯片的扩展功能实现兼容。

3. Pelco-D/P 协议（应用层）

二、控制信号的传输实现流程

1. TX 端（摄像头 / 发送芯片）：

• 控制指令（如 Pelco-D）经 RS-485 收发器转换为差分信号。

• 通过消隐期嵌入或载波调制模块，将控制信号叠加到 AHD 视频流中，通过同轴电缆发送。

2. RX 端（录像机 / 接收芯片）：

• 接收混合信号后，通过滤波器 / 分离器提取控制信号（消隐期信号直接采样，载波信号需解调）。

• 还原为 RS-485 差分信号，经解码后输出控制指令。

三、RX 芯片的开发适配要点

1. 硬件层面

• 信号分离电路：

• 若为消隐期嵌入：需在 RX 芯片的视频解码模块中，同步提取行消隐期的控制信号（通过同步信号触发采样）。

• 若为载波调制：需外置带通滤波器（如 2MHz~10MHz）分离控制载波，再通过解调器（如 FSK 解调芯片）还原为基带信号。

• RS-485 收发器接口：RX 芯片需集成或外接 RS-485 收发器，处理双向控制信号的收发（半双工模式）。

2. 固件 / 驱动层面

• 同步时序处理：

  解析 AHD 视频的同步信号（行同步 / 场同步），精准定位消隐期窗口，避免控制信号与视频有效区域冲突。

• 协议解码：

• 对 RS-485 信号进行 UART/TTL 转换后，解析 Pelco-D/P 等应用层协议，输出控制指令（如通过 GPIO 或 SPI 传给主控 MCU）。

• 若兼容 CVI/TVI 私有协议，需实现对应的曼彻斯特解码或载波解调算法。

• 抗干扰处理：

  加入 CRC 校验、信号滤波算法，解决同轴传输中的噪声干扰（如脉冲干扰、工频干扰）。

3. 兼容性适配

• 支持 AHD 不同版本（AHD-S/AHD-M/AHD-L）的控制信号格式差异。

• 适配不同厂商的私有控制协议（如大华、海康的同轴视控），可通过寄存器配置切换模式。

4. 调试与验证

• 通过示波器抓取 RX 端的混合信号，验证控制信号提取的准确性。

• 模拟云台控制指令，测试双向通信的可靠性（如指令响应延迟、误码率）。

四、典型芯片方案示例

• 内置同轴控制信号解调模块，支持 RS-485 信号的消隐期嵌入传输。

• 通过 I2C 接口配置控制信号的采样时序（如行消隐期的起始 / 结束位置）。

• 输出的控制信号经芯片内置的 UART 口传给主控，或通过 GPIO 模拟 RS-485 电平。

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