解碼器

解碼器是一種將信息從編碼的形式恢復到其原來形式的器件。在丟失編碼數據的時候，工作人員可以利用解碼器恢復初始設置，也容易被不法分子利用，在一些無人看管的銀行，犯罪分子在門禁刷卡系統上面裝上自己的“解碼器”，儲户刷卡進門，銀行卡信息便存在他們的解碼器上。同時，他們在ATM機上安裝了攝像頭，用來拍攝儲户的銀行卡密碼。他們一旦竊取了銀行卡信息和密碼，便通過互聯網傳給同夥，破譯後進行“克隆”，隨後用複製的“克隆卡”在異地取款。 ^[1] 

解碼器是一個重要前端控制設備。在主機的控制下，可使前端設備產生相應的動作。解碼器，國外稱其為接收器/驅動器（Receiver/Driver）或遙控設備（Telemetry），是為帶有云台、變焦鏡頭等可控設備提供驅動電源並與控制設備如矩陣進行通訊的前端設備。通常，解碼器可以控制雲台的上、下、左、右旋轉，變焦鏡頭的變焦、聚焦、光圈以及對防護罩雨刷器、攝像機電源、燈光等設備的控制，還可以提供若干個輔助功能開關，以滿足不同用户的實際需要。高檔次的解碼器還帶有預置位和巡遊功能。

解碼器分為軟件解碼器，硬件解碼器和無線解碼器

電腦裏所説的解碼器是軟件解碼器，即通過軟件方法解出音頻視頻數據。與之相對應的是DVD和VCD機,它們屬於硬件解碼器。通常的，電腦所要播放某種格式視頻，即需要支持該視頻編碼的解碼器，視頻解碼器就應運而生。RM/RMVB Real Media解碼器MOV Quick Time解碼器3GP/MP4解碼器 DVD/VOB解碼器Divx解碼器 xvid解碼器WMV解碼器

解碼器的存在是因為音頻視頻數據存儲要先通過壓縮，否則數據量太龐大，而壓縮需要通過一定的編碼,才能用最小的容量來存貯質量最高的音頻視頻數據。因此在需要對數據進行播放時要先通過解碼器進行解碼. 可以解碼的數字編碼格式有AC-3，HDCD，DTS等。這些都是多聲道音視頻編碼格式。如果要達到高保真的水平，有雙聲道的PCM數字編碼的。所以在選擇硬件解碼器的時候應該注意是否支持這些格式的軟件。並及時檢查更新所需軟件。

頻率範圍是指無線解碼器在規定的失真度和額定輸出功率條件下的工作頻帶寬度，即無線解碼器的最低工作頻率至最高工作頻率之間的範圍。單位Hz（赫茲）。無線解碼器實際的工作頻率範圍可能會大於定義的工作頻率範圍。

頻率穩定度標識了無線解碼器工作頻率的穩定程度。單位為ppm（part per million，百萬分比）。通常無線解碼器的頻率穩定度應在：±1.5ppm左右。 ^[2] 

信道指發射接收時佔用的頻率值。相鄰信道之間的頻率差值稱為信道間隔。規定的信道間隔有25KHz(寬帶)、20KHz、12.5KHz(窄帶)等。

無線解碼器的調製方式主要有以下幾類：

高斯濾波最小頻移鍵控。GMSK調製是在MSK（最小頻移鍵控）調製器之前插入高斯低通預調製濾波器這樣一種調製方式。GMSK提高了數字移動通信的頻譜利用率和通信質量。

連續相位頻移鍵控。採用CPFSK調製方式使接收機易於實現，與QPSK的調製方式相比對相位穩定度要求不高，不易受外界温度噪聲的影響，而且在信號解調處理時實現低功耗。

正交振幅調製 ^[3]  QAM是用數字信號去調製載波的幅度和相位，使載波的幅度和相位受控於數字信號，常用有16QAM、32QAM、64QAM等。這種調製由於載波的幅度和相位都帶有信息，所以它比QPSK方式所能傳輸的數碼率高。

四進制相移鍵控調製。QPSK是一種四進制的相位鍵控調製方式，可以看成是兩正交的二相調製合成。把相繼碼元的四種組合（00、01、10、11）對應於載波的四個相位（0、±π/2、π）。

無線解碼器常見接口為RS-232端口。RS-232-C接口（又稱EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業協會（EIA）聯合貝爾系統、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用於串行通訊的標準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串行二進制數據交換接口技術標準”該標準規定採用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。

無線解碼器常見的接口速率有：1200，2400，4800，9600，19200，38400bps（位/秒）以及更高的N*64Kbps。

無線解碼器接口的常見校驗形式有奇校驗和偶校驗。奇校驗規定：正確的代碼一個字節中1的個數必須是奇數，若非奇數，則在最高位b7添1。如：

1 0110，0101

0 0110，0001

偶校驗規定：正確的代碼一個字節中1的個數必須是偶數，若非偶數，則在最高位b7添1。如：

1 0100，0101

0 0100，0001

奇偶校驗能夠檢測出信息傳輸過程中的部分誤碼（1位誤碼能檢出，2位及2位以上誤碼不能檢出），同時，它不能糾錯。在發現錯誤後，只能要求重發。但由於其實現簡單，仍得到了廣泛使用。

天線阻抗指含有電阻、電感和電容的天線電路里，對交流電所起的阻礙，單位Ω（歐姆）。常見的天線阻抗為50Ω或75Ω。

繼電器是解碼器中的動作發生器，通常解碼器會匹配九隻繼電器，其中有五隻較大的繼電器，是控制雲台的上下左右動作，其餘四隻較小繼電器是控制三可變鏡頭光圈、變倍、聚焦。松下、歐姆等繼電器都是一流的產品，但價格較高，通常在門禁控制器等領域使用。監控解碼器使用的繼電器中有兩個品牌比較多，松樂、匯港，質量差別不大，在實際使用中繼電器故障率不高，我個人認為基本可以忽略不計。但解碼器工作時，繼電器要頻繁的開合，而每次開合時都有一個瞬時電流通過。如果繼電器容量太小，瞬時電流有可能超過繼電器的容量，繼電器的使用壽命會大大縮短，一定要用7A以上額定工作電流的繼電器，而有些廠家過於追求成本而選擇1A的小繼電器。還有一個問題需要注意，有些解碼器設計時取消了鏡頭控制的3個繼電器，用三極管和電阻代替，這種設計在使用中故障率也不高，基本在正常範圍之內，但我個人持保留意見，三極管的驅動能力有限，當在相對複雜的環境中使用時，可能會不穩定。 ^[4] 

解碼器的通信芯片主要是負責RS485總線上數據信號的接收，最常用的是75176芯片，75176芯片是相對較老的一種產品，但價格較低，穩定性較好，但在驅動能力上較差，由於解碼器屬於RS485單向通信總線，不存在驅動能力問題，對於競爭激烈的市場，低成本的75176芯片成為95%以上生產解碼器廠家的選擇。但建議不要使用採用75176作為通信芯片的碼轉換器，由於驅動能力有限，當控制32台以上解碼器運行時，故障率很高。

品牌較好的解碼器通常帶有簡易的防雷系統，主要是防止感應雷通過RS485總線對解碼器的破壞。標準的防雷系統價格會比解碼器本身還要高几倍，所以通常設計相對簡易的防雷系統。以瀋陽先凱麗柯電子有限公司的先柯解碼器為例，防雷部分要由2只防雷二極管來完成，可以防止10毫秒600W的感應雷破壞，基本上可以抵禦常見感應雷襲擊。當感應雷能量超出防雷二極管承受極限時，防雷二極管會燒燬，同時吸收感應雷能量，保護解碼器內部器件和電源變壓器不被破壞。防雷管被燒燬後，將防雷管取下後，解碼器便可正常工作，但已經不具備防雷功能。由於解碼器使用環境複雜，被雷擊情況經常發生，建議選擇解碼器時，選擇帶有防雷系統的產品。

解碼器中的保險絲基本上有2大作用：

1．防止220V電源在施工過程中短路或對人員造成傷害，當220V電源短路或人員觸電時保險絲會自動切斷220V電源，保證人員及設備安全。通常220伏保險絲會設計一個透明塑料外殼，防止保險絲金屬接頭引起觸電。

2．防止攝像機短路造成電源變壓器燒燬，此種通常不用保險絲座外殼。

在一些設計比較完善的解碼器中，有3個保險絲，增加了一個對外輸出交流24伏的輸出保護，防止雲台短路引起的解碼器內部器件及電源變壓器的燒燬。

解碼器的動作是由CPU控制繼電器的吸合來實現的，但CPU的驅動能力一般都不強，需要藉助驅動芯片來實現繼電器的控制，比如瀋陽先凱麗柯公司的先柯解碼器就使用了2片NLU2003型號驅動芯片，當CPU發出動作指令時由NLU2003芯片來驅動繼電器的吸合和斷開，2片NLU2003分別控制雲台控制繼電器和鏡頭控制繼電器。

首先，觀察解碼器電路板的光澤度，是否飽滿，字體印刷是否清晰，元器件排列是否整齊。是否有中文接線説明，解碼板厚度是否夠厚，標準應該在1.5毫米以上，足夠厚的解碼板張力較強，可以適應更復雜環境，電路板變形機率更小，電路板邊緣用手觸摸會不會劃手的感覺，如果有説明生產時切板機不夠先進。

解碼器通常有2個參數需要人工設置分別是通信波特率和地址碼。波特率是指解碼器與硬盤錄像機或矩陣通過485總線通信時的通信速率，不同的通信協議通信速率不相同，但大致可以分為1200、2400、4800、9600幾種。它們通常用二進制撥碼開關來設置，具體設置方法每種品牌各不相同。以先柯解碼器為例，共計8位撥碼開關，其中1、2位為通信波特率設置開關，3－8位為地址設置開關。

地址碼設置，由於485通信總線上一般都連結多個解碼器為了把它們區別開，分別對每個解碼器設置一個地址。地址碼也是用二進制來表示的。

協議就是數據通信時的信息存儲格式，解碼器的通信協議大約有100多種，其中比較常見的還有多個版本，最常使用的派爾高D協議，就有大概7個版本。以派爾高D為例，分析一下協議的數據結構。

通信數據為7位字節，分別為：1－2－3－4－5－6－7

1．標誌位：確定協議種類

2．地址位：所發出動作所對應的解碼器地址；

3．4、動作位：具體的工作指令

5．6、速度和預置位：定義動作的速度和預置到的座標；

7．校驗位：校驗數據是否正確。

通常解碼器會根據協議的格式來識別協議的種類，這就是通稱談到的自識別協議解碼器，又叫萬碼解碼器。硬盤錄像機發出控制命令後，硬盤錄像機的串行接口RS－232會以軟件設置協議的波特率和數據格式發出控制協議代碼，RS－232轉RS-485碼轉換器將RS－232信號轉換成RS－485信號，然後再傳輸（理論上可傳輸1200米），系統經過485總線上的每個解碼器都會接收到控制協議代碼，然後對比自己的地址，控制協議代碼與地址相同解碼器才會執行動作。使用232轉485碼轉換器的主要是RS232信號傳輸距離比較近約15米，而485信號可傳輸12000米，使控制距離大大加長。嵌入式硬盤錄像機本身就有485通信接口，不必再加RS－232轉RS-485通傳協議轉換器。

硬盤錄像機與解碼器之間的通信是單向通信，數據硬盤錄像機發出到解碼器接收為止，解碼器不向硬盤錄像機發送任何數據。因此，為了降低成本監控系統使用的碼轉換器有相當的比例是單功碼轉，即由232信號轉換成RS485信號。因此，在門禁等雙向通信系統中使用監控系統碼轉可能會發生通信不良的問題。

解碼器電源一般都使用多電壓輸出的線性變壓器，線性變壓器大致可以分成3種：

1． EI型變壓器

2． R型變壓器

3． 環型變壓器。

EI型鐵芯變壓器製造工藝簡單，成本相對較低。由於鐵芯片及與其相配套的線圈骨架均已形成系列並大量生產，所以應用十分廣泛。

EI型鐵芯變壓器所用的鐵芯材料十分複雜，有熱軋硅鋼板(俗稱低硒)、冷軋無取向硅鋼帶、冷軋取向硅鋼帶(俗稱高硒)。如今使用的冷軋無取向硅鋼帶主要是0.5毫米厚的(俗稱中硒)，0.35毫米的(俗稱國產高硒)已經淘汰。這些材料中冷軋取向硅鋼帶材質最好，其厚度在0.35毫米以下，冷軋無取向硅鋼帶次之，熱軋硅鋼板材質質量最差。因而同一尺寸的變壓器，不同的鐵芯材料，變壓器輸出的功率差別較大。

R型變壓器比EI變壓器小30%，薄40%，輕40%。

R型變壓器漏磁最小，比EI型變壓器小10倍。

R型鐵芯變壓器產生的熱量最少比EI型變壓器小50%。

R型變壓器不會產生噪音，這一特點遠勝EI型變壓器或鐵芯有間隙的切形鐵芯變壓器。

R型變壓器與環形變壓器相比，工作性能更強，可靠性更高，絕緣性能強，安裝簡便。

R型變壓器的構造比EI和C型變壓簡單但可靠性和品質都比它們高。

環型變壓器的鐵心是用優質冷軋硅鋼片（片厚一般為0.35mm以下），無縫地卷制而成，這就使得它的鐵心性能優於傳統的疊片式鐵心。環形變壓器的線圈均勻地繞在鐵心上，線圈產生的磁力線方向與鐵心磁路幾乎完全重合，與疊片式相比激磁能量和鐵心損耗將減小25%。環型變壓器有以下特點：

（1）電效率高鐵心無氣隙，疊裝係數可高達95%以上，鐵心磁導率可取1.5～1.8T（疊片式鐵心只能取1.2～1.4T），電效率高達95%以上，空載電流只有疊片式的10%。

（2）外形尺寸小，重量輕環形變壓器比疊片式變壓器重量可以減輕一半，只要保持鐵心截面積相等，環形變壓器容易改變鐵心的長、寬、高比例，可以設計出符合要求的外形尺寸。

（3）磁干擾較小環形變壓器鐵心沒有氣隙，繞組均勻地繞在環形的鐵心上，這種結構導致了漏磁小，電磁輻射也小，無需另加屏蔽都可以用到高靈敏度的電子設備上，例如應用在低電平放大器和醫療設備上。

（4）振動噪聲較小鐵心沒有氣隙能減少噪聲。

鏈式連接圖是標準的接線方式，所有解碼器均掛接在RS485總線上，通信距離遠，傳輸數據穩定，最後一個解碼器需要跳線接通120Ω電阻，用來改善通訊質量，建議施工時利用此種佈線方式。

星型連接圖中解碼器都單獨通過一條RS485總線與發送設備相連，當485通信數據通過結點向2個以上方向傳輸時，其傳輸距離會大大縮短。建議在施工時避免利用此種接線方式。如果採用此種接線方式建議使用RS485HUB解決。

解碼器的外部結構可分為兩種，第一種鐵盒噴漆，此種比較常見，大約佔解碼器市場85%以上份額。第二種為鑄鋁外殼，市場佔有10% ，有防水性好，外觀大方等特點。由於鑄鋁外殼成本較高，使用較少，通常品牌解碼器才會選用。

在室內環境時，兩種外殼的解碼器功能沒有區別。在室外環境時，鐵盒解碼器和鑄鋁解碼器功能沒有區別，但鑄鋁外殼解碼器密封性比較好可以直接放置地面，不會發生進水等情況，而鐵盒解碼器由於密封性不如鑄鋁結構，通常被掛裝在牆壁或監控杆上，配置防水接線頭後，可以防止雨水進入，由於鑄鋁結構解碼器通常比鐵殼結構價格高1倍以上，所以在中低端端市場，鑄鋁結構外殼已經不多見了。

鐵殼外結構也有很多種，其中有一種抽拉式結構設計比較成功，現在應用也最多，抽拉式結構由兩部分組成，一部分為一個下端面為空的鐵盒立方體，另一部分為像一個抽屜式的L型鐵板，解碼板、電源等安裝在鐵板上，在將鐵板插入鐵盒，用鍍鋅（防鏽）螺絲固定，在出線口處配置2個防水頭。施工時L型鐵板插入方向下，可以防止雨水灌入，保護內部電器元件。調試時可以卸下L型鐵板上兩個螺絲，鐵板可拉下，當解碼器板全部露出後，L型鐵板上掛鈎自動掛住解碼器外殼，更方便安裝。

讀取與清除故障碼：

有的解碼器對故障碼有比較詳細的説明，比如是歷史性故障碼還是當前的故障碼，故障碼的次數出現幾次。如果是歷史性故障碼就表示故障較早之前出現過。如今不出現了，但在控制單元ECU裏面有一定的存儲記憶。而當下故障碼則表示是出現的故障，並且通過出現的次數來確定此故障碼是否經常出現，當下故障碼絕大部分和如今出現的系統故障有很大關係。

執行器作動測試功能：

我們可以利用解碼器對一些執行器，像噴油嘴、怠速電機、繼電器、 ^[5]  電磁閥冷卻風扇等進行人工控制，用以檢測該執行器是否處於良好的工作狀況，當我們在發動機怠速運轉的時候對怠速電機進行作動測試，可以控制其開度的大小，隨着怠速電機處於不同的開度，發動機怠速轉速應該產生相應的高低變化，通過以上的作動測試我們就可以證實怠速電機本身及其控制線路處於正常狀況。同樣我們還可以在發動機運轉時對燃油泵繼電器進行控制，當斷開燃油泵繼電器時，發動機應會很快的熄火。

當然不同的解碼器所能支持的作動測試功能是不一定相同的，有的支持較多的作動測試功能，有的就可能比較少，但不管是屬於哪一種解碼器，我們都應儘量利用其這種功能對工作情況有所懷疑的執行器進行動作測試，以便判斷其是否屬於正常工作狀態。

示波器功能：

因為在解碼器的數據流功能中，很多傳感器和執行器的信號是採用電壓。頻率或其它並以數字的形式表示的，在發動機實際運轉過程中，由於信號變化很快，我們很難從這些不斷變化的數字中發現問題所在，所以我們可以利用解碼器自帶的示波器功能對電控發動機系統裏的曲軸傳感器信號。凸輪軸傳感器信號、氧傳感器信號。某些型號的空氣流量計信號、噴油嘴信號、怠速電機控制信號。點火控制信號等一系列信號，用圖示波形的方式直觀的提供我們作參考。當我們拿所測信號波形與標準信號波形相比較，如有異常之處則表示該信號的控制線路或電子元件本身出現了問題，需要進一步詳細檢查。但如果利用示波器來檢查電子信號也對維修技術人員提出了較高的汽車維修理論知識要求，需要維修技術人員能較熟悉被測傳感器或執行器的工作、控制原理，並對示波器具有一定的操作技巧，能正確的觀察波形(波峯、波幅等)，否則很難利用好此項功能。

解碼器與編碼器 ^[6]  的區別

用在多媒體方面編碼器，主要把模擬視音頻信號壓縮數據編碼文件，而解碼器把數據編碼文件轉為模擬視音頻信號的過程。

用於安防監控攝像機雲台的解碼器:：按照雲台供電電壓分為交流解碼器和直流解碼器。交流解碼器為交流雲台提供交流230V或24V電壓驅動雲台轉動；直流雲台為直流雲台提供直流12V或24V電源，如果雲台是變速控制的還要要求直流解碼器為雲台提供0-33或36V直流電壓信號，來控制直流雲台的變速轉動。

按照通訊方式分為單向通訊解碼器和雙向通訊解碼器。單向通訊解碼器只接收來自控制器的通訊信號並將其翻譯為對應動作的電壓/電流信號驅動前端設備；雙向通訊的解碼器除了具有單向通訊解碼器的性能外還向控制器發送通訊信號，因此可以實時將解碼器的工作狀態傳送給控制器進行分析，另外可以將報警探測器等前端設備信號直接輸入到解碼器中由雙向通訊來傳送現場的報警探測信號，減少線纜的使用。

按照通訊信號的傳輸方式可分為同軸傳輸和雙絞線傳輸。一般的解碼器都支持雙絞線傳輸的通訊信號，而有些解碼器還支持或者同時支持同軸電纜傳輸方式，也就是將通訊信號經過調製與視頻信號以不同的頻率共同傳輸在同一條視頻電纜上。

解碼器的電路是以單片機為核心，由電源電路、通訊接口電路、自檢及地址輸入電路、輸出驅動電路、報警輸入接口等電路組成。

解碼器一般不能單獨使用，需要與系統主機配合使用。

●解碼器到雲台、鏡頭的連接線不要太長，因為控制鏡頭的電壓為直流12伏左右，傳輸太遠則壓降太大，會導致鏡頭不能控制。另外由於多芯控制電纜比屏蔽雙絞線要貴，所以成本也會增加。

●室外解碼器要做好防水處理，在進線口處用防水膠封好是一種不錯的方法，而且操作簡單。

●從主機到解碼器通常採用屏蔽雙絞線，一條線上可以並聯多台解碼器，總長度不超過1500米（視現場情況而定）。如果解碼器數量太大，需要增加一些輔助設備，如增加控制碼分配器或在最後一台解碼器上並聯一個匹配電阻（以廠家的説明為準）。