矩陣全稱為矩陣切換器，是用來切換各種信號的輸入輸出。

　　矩陣的概念引用高數(shù)中的線性代數(shù)的概念，一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇，形成下圖的矩陣結(jié)構(gòu)，既每一路輸出都可與不同的輸入信號“短接”，每路輸出只能接通某一路輸入，但某一路輸入都可(同時)接通不同的輸出。

　　輸出1=輸入1，輸出2=輸入2，而輸出3=輸出4=輸入3，或者說，每一路輸出可“獨立”地在輸入中進行選擇，而不必關(guān)心其它通道的輸出情況，即可以與其它輸出不同，也可以相同。舉例說，8選4是指有4個獨立的輸出，每個輸出可在8個輸入中任選，或者說有4個獨立的8選1，只是8個輸入是相同的。經(jīng)常與此混淆的是分配的概念，比如8選1分4，是指在8個輸入中選擇出1個輸出，并將其分配成4個相同的輸出，雖然外觀上看有4個輸出，但這4個輸出是相同的，而不是獨立的。一般習(xí)慣中，將形成M×N的結(jié)構(gòu)稱為矩陣，而將M×1的結(jié)構(gòu)稱為切換器或選擇器，其實不過N=1而已，我們在討論時都當(dāng)作矩陣對待。

　　矩陣切換器的功能是在多路信號輸入的情況下，可獨立地根據(jù)需要選擇多路(包括1路)信號進行輸出，完成信號的選擇。

　　綜上所述，矩陣是用來切換各種信號的輸入輸出的一個專業(yè)產(chǎn)品。

分類

　　1.如果是音頻信號格式(A)，就選擇音頻矩陣切換器。

　　2.如果是視頻信號格式(V)，就選擇視頻矩陣切換器。

　　3.如果是音視頻混合信號格式(AV)，就選擇音視頻矩陣切換器。

　　4.如果是計算機顯示信號格式(VGA)，就選擇VGA矩陣切換器或RGB矩陣切換器。

　　5.如果是高清設(shè)備信號，就選擇DVI或HDMI矩陣切換器。

　　6.如果是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字頻信號，就要選擇網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣切換器。

　　7.如果是計算機顯示信號格式(VGA)和視頻信號格式(V)，就選擇混合矩陣切換器。

　　8.如果是分量視頻信號格式(PbPr)，就選擇分量視頻矩陣切換器。

　　ASD矩陣

　　ASD(Automatic Switching Distribution)矩陣也是矩陣的一種，全稱為ASD矩陣切換器。矩陣切換器是將一路或多路視音頻信號分別傳輸給一個或者多個顯示設(shè)備。ASD矩陣可以自動搜索信號切換分配，支持單路或多路自動搜索信號，并具有多種控制模式選擇，屬于矩陣行業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于有多個顯示設(shè)備的視頻會議室、報告廳、多功能廳及指揮中心等場所。

　　ASD矩陣采用高可靠性的智能VGA處理芯片，設(shè)計中采用容錯技術(shù)，并可以自我判斷故障點啟用備用電路，并采用了高抗干擾能力的通信接口電路，保證了信號和通信的可靠性，具有斷電現(xiàn)場切換記憶功能、LCD液晶屏顯示切換信息。在多路音視頻信號輸入的情況下，可獨立地根據(jù)需要選擇任意一路信號進行視頻全部輸出，音頻單路輸出。ASD矩陣支持RS-232協(xié)議和IO口觸發(fā)控制，還具有單路和多路自動搜索信號模式，既能由管理員統(tǒng)一控制也可以由與會人員自行控制，使現(xiàn)代化智能會議更加自由方便。

應(yīng)用

　　矩陣是監(jiān)控系統(tǒng)中的模擬設(shè)備，主要負(fù)責(zé)對前端視頻源與控制線的切換控制，舉個例子，如果你有70個攝像機，可是只有7臺監(jiān)視器，那么矩陣可以讓你的監(jiān)視器循環(huán)顯示出70個攝像機畫面輪巡功能。

　　VGA、AV、RGB、DVI、HDMI矩陣切換器， 可用于多路AV、VGA等信號輸入輸出交叉切換，RGB矩陣提供獨立的RGBHV分量輸入、輸出端子，每路分量信號單獨傳輸，單獨切換，使信號傳輸衰減降至最低，圖像信號能高保真輸出。RGB系列矩陣切換器，采用性能極高的處理芯，

　　號頻寬達350MHz，帶有斷電現(xiàn)場保護、LCD液晶顯示，內(nèi)嵌智能控制及管理軟件，提供RS232通訊接口，可以與PC、遙控系統(tǒng)或各種遠(yuǎn)端控制設(shè)備配合使用。RGB系列矩陣提供連網(wǎng)接口，可以讓多臺RGB矩陣串聯(lián)使用，以擴充多路端口。矩陣切換器主要應(yīng)用于廣播電視工程、多媒體會議廳、大屏幕顯示工程、電視教學(xué)、指揮控制中心等場合。

　　簡短地說，矩陣主機主要是配合電視墻使用，完成畫面切換的功能。但是常見的矩陣一般輸入(接攝像機)是16的倍數(shù)，輸出(接監(jiān)視器)是4的倍數(shù);美國AD矩陣是視頻切換矩陣的鼻祖，業(yè)界第一臺視頻切換矩陣就出自AD，到目前為止，市場上的模擬視頻切換矩陣基本上還是參照AD矩陣的電路設(shè)計和架構(gòu)。

接口選擇

　　不同矩陣切換器的接口形式也不同，以視頻信號為例，常見的接口形式有：D-15型接口、BNC接口、RCA(蓮花頭)接口、DVI接口、S-VIDEO接口、RJ45接口等等。在工程應(yīng)用中，要根據(jù)切換信號的格式和實際的傳輸需要選擇具體的設(shè)備接口形式。例如：計算機視頻信號選擇D-15型接口;工業(yè)和軍工視頻信號要選擇BNC接口;家用娛樂和民品視頻設(shè)備用蓮花接口;計算機數(shù)字視頻用DVI接口;網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻用RJ45接口，HDMI用數(shù)字高清專用接口，等等。接口選擇要準(zhǔn)確，盡量不用轉(zhuǎn)接頭來轉(zhuǎn)換接口形式，造成不必要的信號損失，影響工程質(zhì)量。

規(guī)模選擇

　　在設(shè)計方案時，信號源的數(shù)量比較容易確定，看看有多少個信號源，矩陣的輸入數(shù)量規(guī)模就定下來了。例如：

　　音頻信號一般情況下輸入數(shù)量較多，如話筒和CD以及碟機的音頻等，音頻矩陣輸入的規(guī)模要略大于工程中實際音頻的輸入路數(shù)。

　　但考慮到功放和音響一般只有一套，最多在功放之前加一級調(diào)音臺進行混音，有可能需要幾路信號，因此音頻矩陣的輸出規(guī)模不會很大。

　　在廣電和視訊會議傳輸系統(tǒng)，每路視頻一定會有音頻同步傳送。因此，音視頻信號輸入、輸出規(guī)模是一致的。

　　在音視頻工程中有時可能有幾臺顯示設(shè)備之間僅有分配關(guān)系，有些工程商采用小規(guī)模矩陣加分配器的方法。這種方法是因為工程商不了解矩陣的性能所致(或是出于經(jīng)濟利益的考慮)，因為矩陣產(chǎn)品有信號分配功能，所以不必另加分配器。選擇規(guī)模大一些的矩陣，能簡化系統(tǒng)復(fù)雜程度，提高圖像質(zhì)量，系統(tǒng)擴展靈活，是對最終客戶負(fù)責(zé)的工程商所為。

　　總之，矩陣規(guī)模的選擇要大于實際的輸入輸出信號的數(shù)量，以備客戶將來擴展維護使用。

電路原理

　　切換原理上就是選擇，選擇的方式有很多種，最簡單的就是 將信號線直接接在一起，比如接線板，利用人工將輸出信號線跳接在輸入信號線上，也可完成選擇，或利用琴鍵開關(guān)完成接通與斷開，當(dāng)然這是人工操作的，機械的，不存在指標(biāo)等技術(shù)問題，故不作為矩陣切換討論。第二種方式，利用繼電器也可完成選擇，利用電平控制繼電器的通斷，可完成輸出線與輸入信號之間的斷開與聯(lián)接，也可完成信號的選擇，第三種方式是根據(jù)電路原理，利用芯片內(nèi)部電路的導(dǎo)通與關(guān)閉進行接通與關(guān)斷，并可通過電平進行控制完成信號的選擇。

　　繼電器方式與芯片方式各有優(yōu)缺點。

　　繼電器方式：如果不考慮輸入匹配與輸出驅(qū)動的電路部分的話，它與聯(lián)線方式一致，是靠物理接觸進行接通與斷開，從這個角度上講，是沒有什么指標(biāo)概念的(最多有接觸電阻和反應(yīng)時間)，因此技術(shù)指標(biāo)好且價格低廉，其缺點在于穩(wěn)定性較差，畢竟是靠物理接觸，繼電器有一定壽命，原則上講，有8萬次平均無故障操作且操作時有聲響，由于線路板走線原因，不能做的規(guī)模較大，顯得不夠高檔。

　　芯片方式：由于靠電路進行接通與關(guān)斷，芯片本身存在技術(shù)指標(biāo)(在輸入匹配與輸出驅(qū)動一樣的情況下)，因此要保障技術(shù)指標(biāo)，就要選擇專用的切換芯片，因此價格較高，但穩(wěn)定性好，可形成的矩陣規(guī)模較大。

　　矩陣切換應(yīng)保證的技術(shù)指標(biāo)

　　矩陣切換器根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，所要求的技術(shù)指標(biāo)也不同。以廣電行業(yè)為例，為保證終端的顯示質(zhì)量，廣電行業(yè)將整個信號傳輸過程，從攝像頭開始到電視機為止，都進行了技術(shù)指標(biāo)分配，對模擬矩陣切換和分配，所定的技術(shù)指標(biāo)如表：GB/T14236-93與本公司KT-128*32實例指標(biāo)：

指標(biāo)

　　國標(biāo)中日常用到最主要的指標(biāo)如下：

　　1)隨機信噪比：信號通過任何設(shè)備，都會因為 引入“噪聲”而使質(zhì)量變差，信噪比就是指信號與所產(chǎn)生的噪聲的比，該值越大，表示引入噪聲越小，在視頻信號時，(6MHZ以內(nèi))信噪比要求至少達到65dB。

　　2)幅頻特性：信號通過設(shè)備時，各種頻率的信號會有不同的衰減，一般是頻率越高，衰減越大，對視頻信號而言，一般不用帶寬的概念(衰減3dB時的頻率)，而是采用在6MHZ的頻譜內(nèi)(視頻信號的頻譜都在6MHZ以內(nèi))最大的衰減量，標(biāo)準(zhǔn)要求不超過0.2dB，如果考慮到音頻的調(diào)制，在8MHZ內(nèi)不超過0.5dB。

　　3) 路間串?dāng)_：多路信號在同一設(shè)備中，由于空間的輻射與電源的波動，彼此之間會形成干擾，稱為串?dāng)_。串?dāng)_不能大于-55dB。

要求

　　根據(jù)不同的應(yīng)用，對指標(biāo)的要求也不一樣。

　　1) 監(jiān)控行業(yè)：監(jiān)控行業(yè)中，由于信號只經(jīng)過攝像，傳輸(一般是基帶 傳輸)，控制與顯示，且顯示時對圖象的質(zhì)量要求相對較低，只要能看清，并不作轉(zhuǎn)播等工作，因此監(jiān)控行業(yè)對矩陣的要求是功能多(能帶云臺控制、報警等)、指標(biāo)低，此行業(yè)對矩陣的指標(biāo)無明確的強制要求。

　　2) 廣電和視頻會議，廣電不必多言，肯定是服從國標(biāo)，按廣播級標(biāo)準(zhǔn)要求，值得一提的是視頻會議領(lǐng)域，視頻信號要經(jīng)傳輸，記錄和轉(zhuǎn)播，且受眾對圖象質(zhì)量也有較高要求，故應(yīng)選擇廣播級指標(biāo)，而不能簡單地采用監(jiān)控類產(chǎn)品。

　　3) VGA信號應(yīng)用，由于VGA信號帶寬較寬，而且是有五路信號(R、G、B、H、V)同時傳輸，因此要求各通道的指標(biāo)盡可能高(在6MHZ之內(nèi)應(yīng)滿足廣電的要求)，且必須保持一致，應(yīng)該按照廣播級對分量設(shè)備的技術(shù)要求。但由于VGA信號切換不象廣電中應(yīng)用得廣，牽扯到廣大的用戶，故現(xiàn)在也沒有強制的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。