영상의 임피던스(Impedance)와 영상 분배기

 

  이 세상의 모든 것은 어떤 신호를 전달할 때 저항을 갖고 있다. 물, 전기, 바람 등이 이동할 때 그 이동을 방해하는 작용이 있는데 이를 저항이라 한다. 전기, audio나 video를 주고 받을 때도 저항이 있다.

  직류가 흐를 때 발생하는 직류저항을 옴(Ω)이라 하고, 교류저항를 표시할 때 직류와 구분하여 그 저항을 임피던스(Impedance)라 한다.

일반적으로 video의 임피던스는 75(Ω)이 되고

 audio의 임피던스는 대략 600(Ω)이 된다.

  전기는 분배해서 사용할 때 그대로 나누어 연결하면 사용할 수 있지만, 영상이나 음향은 간단히 나누어 사용할 수 없다. 그대로 나누면 임피던스가 변화하고 다른 장비에 입력시킨다면 임피던스가 서로 달라 매칭(matching)이 잘되지 않는다.

※ 임피던스 매칭(Matching)이란 무엇인가?

  일반적으로 서로 다른 것이 결합해서 잘 어울리면 매칭이 잘 됐다고 한다. 임피던스 매칭이란 것은 2회로가 서로 접속할 때 접촉점에서 본 2회로의 임피던스 값이 같게 되어 교류 전압이나 전류의 반사에 의한 손실이 방지될 때 임피던스 매칭이 잘됐다고 한다.

 

  하나의 출력을 갈라서 여러개로 사용하고 싶은 경우 반듯이 분배기를 사용해야 한다. 그렇다면 어떤 경우 분배기를 사용할까? 짐작했겠지만 하나의 영상장치 출력을 여러부분에서 사용해야할 경우가 있다. 일예로 카메라의 출력이 1개인데 사용할 곳이 많은 수 있다. 스튜디오에서 카메라 CCU(Camera Control Unit)의 출력은 video switcher, wall monitor, CCU monitor, waveform과 vectorscope 등의 입력으로  사용될 곳이 많다. 이때 분배기 없이는 사용할 방법이 없다.

  분배기에도 아날로그 영상신호 분배기와 디지털 영상신호 분배기가 따로 있다.   

 

A. 아날로그 VDA(Analog Video Distribution Amplifiers)

아날로그 분배증폭기로 사용되는 것은

1. 순수한 만의 분배(Video only)

2. 비디오와 동기신호(Video & Sync) 분배

3. Color Black(Ref.) 신호 분배

이런 분배기는 아날로그신호 분배기로 일반적인 것은 30MHz 대역폭용, 200MHz 대역폭용 등이 있어 용도에 맞게 사용한다. VDA는 분배증폭기라는 이름과 같이 영상의 분배와 증폭기능(Level Control)이 있다. 그 이득(Gain)을 조정할 수 있어 최종단에서 사용되는 영상의 Level을 1Vp-p가 되도록 해야 한다.

1. 일반적 분배증폭기는 1Vp-p의 입력과 출력 또한 1Vp-p가 된다.

2. 최대 입․출력신호는 1.5Vp-p까지 증폭조정이 가능하다.

3. 단거리 송․수신에 사용된다.

따라서 입력신호가 적거나 많이 들어올 경우 출력신호를 1Vp-p로 조정할 수 있고, VDA에서 멀리 보낼 때는 미리 최대 1.5Vp-p까지 증폭해서 보낸다.

그러나 영상신호를 멀리 보낼 때는 영상 Level만 감소되는 것이 아니라 높은 주파수(High Frequency)의 감소로 컬러에 영향을 더 많이 준다. 고급 VDA, VEDA에는 Clamping이 되는 것도 있는데 이는 낮은 주파수의 Noise와 Hum을 감소시키는 기능을 포함하고 있다.

  

   

                                        <그림-1> VDA(Video Distribution Amplifiers)

참고: 여기서 75(Ω) 표시는 dummy load로 연결할 다른 video장치가 없을 경우 사용되는 termination 이다. 만약  이 termination이 없는 경우 영상신호가 반사하여 2배크기의 영상 level이 된다.  

 

B. 디지털 DA(Digital Distribution Amplifiers)

오늘날 아날로그 시스템의 운영보다 디지털 시스템이 점점 도입되면서 분배증폭기도 디지털 영상 분배증폭기가 필요하게 됐다.

 

     

                                      <그림-2>  VSDA(Video Serial Digital Amplifiers)

모든 기능이 아날로그 분배증폭기와 같다. 제작하는 회사에 따라서 그 이름을 VSDA(Video Serial Digital Amplifiers), VSE(Video Serial Equalizing) DA라고 하고 있다. 아날로그와 같이 Gain과 HF 조정를 따로 할 필요가 없다.

다만 270Mbps의 전송속도를 가진 Component Serial Digital 신호는 동축 Cable에서 Noise와 파형의 찌그러진 것을 이퀄라이저(Equalizer)에서 정상신호로 바로잡고 재생산(Re-clock)시켜 DA(Distribution Amplifiers)에서 4～8개의 Digital 영상신호를 출력시킨다.