淺談電視監(jiān)控系統(tǒng)干擾源研究與處理手段
出處:conwh 發(fā)布于:2011-08-25 17:59:00
摘要:電視監(jiān)控系統(tǒng)施工過程中,我們經(jīng)常遇到圖像干擾的情況,主要表現(xiàn)為圖像抖動、扭曲、雪花、橫向波紋上下滾動等;在解決圖像干擾之前首先確定干擾的來源,然后再對癥下藥。
目前,在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中信號的傳輸主要有兩類:一類是模擬視頻信號,由射像機(jī)通過線纜到矩陣,再由矩陣到顯示器和硬盤錄象機(jī);一類是數(shù)字信號,由解碼器到矩陣之間的控制信號。在設(shè)備運行正常的情況下,一般不會對視頻信號造成干擾,目前在我們的施工當(dāng)中,還沒有發(fā)現(xiàn)因為控制的問題干擾到視頻。那究竟干擾是怎么產(chǎn)生的呢?比如電梯的升降、大功率馬達(dá)啟動、微波、強(qiáng)電等對會對低頻的模擬信號進(jìn)行干擾;要根據(jù)不同的干擾源使用不同方法或設(shè)備來解決。
1.引言
在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控視頻圖像不佳,存在干擾問題。一直是常見、難對付、也是受關(guān)注的問題之一。由于建筑物內(nèi)外的電氣環(huán)境比較復(fù)雜,容易形成各種干擾源,如果施工過程中未采取恰當(dāng)?shù)姆婪洞胧?,各種干擾就會通過傳輸線纜進(jìn)入閉路電視監(jiān)控系統(tǒng),造成視頻圖像質(zhì)量下降、系統(tǒng)控制失靈、運行不穩(wěn)定等現(xiàn)象。因此研究閉路電視監(jiān)控干擾源的性質(zhì),了解對閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的影響方式,并采取措施解決干擾問題對提高閉路監(jiān)控系統(tǒng)工程質(zhì)量、確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行非常有益。
本文結(jié)合已有資料中幾個住宅小區(qū)閉路監(jiān)控系統(tǒng)工程實施過程中所遇到的監(jiān)控干擾問題及終處理辦法,初步分析并總結(jié)出監(jiān)控視頻干擾發(fā)生的原因及問題的解決方法。
2.視頻的傳輸介質(zhì)及方式
2.1視頻的傳輸介質(zhì)
同軸電纜是使用廣泛的視頻傳輸介質(zhì),一般用于中短距離的視頻信號的傳輸。傳送低頻信號(20赫茲到幾千赫茲)時可以使用幾乎任何種類的導(dǎo)線。在實際應(yīng)用中,幾乎所有導(dǎo)線都可以用作電話線。但要傳送頻率范圍在20Hz到6MHz之間的視頻信號,同時不希望有任何衰減時,就需要使用同軸電纜。
2.2視頻的傳輸方式
在電視監(jiān)控系統(tǒng)中采用視頻基帶傳輸是常用的傳輸方式。所謂的視頻基帶傳輸是指視頻信號不經(jīng)過頻率變換等任何處理由圖像攝取端通過同軸電纜直接傳輸?shù)奖O(jiān)視端的傳輸方式。
3.視頻干擾發(fā)生的原因
圖像在傳輸時直接利用同軸電纜的0~6MHz頻帶來傳輸,非常容易受到干擾,使圖像出現(xiàn)網(wǎng)紋、橫紋和噪點影響監(jiān)視效果。對于基帶傳輸視頻干擾,主要有以下幾種類型:
3.1工頻干擾
當(dāng)攝像端與監(jiān)控設(shè)備端同時接地時,由于地電阻及電纜外皮電阻的存在,在兩地之間電力系統(tǒng)各相負(fù)載不平衡或接地方式不同引起電位差,使兩接地端存在電壓降,電壓降加在屏蔽層兩端并與大地(地電阻)構(gòu)成回路產(chǎn)生地電流,地電流經(jīng)過線纜屏蔽層形成干擾電壓,地電流的部分諧波分量落入視頻芯線,致使芯線與屏蔽層之間產(chǎn)生干擾電位,使干擾信號加入視頻信號中對監(jiān)控圖像形成干擾,從而產(chǎn)生工頻干擾。
3.2空間電磁波干擾
這種干擾源比較復(fù)雜,主要是前端設(shè)備、線纜中、終端附近有較強(qiáng)的輻射源或大功率的設(shè)備在運行。主要表現(xiàn)為圖象扭曲、抖動等。所以在施工前應(yīng)對周圍的環(huán)境有所了解,盡量避開輻射源。在已經(jīng)施工完了的工程中,而干擾有無法避免的情況下,只有加抗干擾設(shè)備。這種方法是比較經(jīng)濟(jì)、快捷、而圖像又有保障。我公司生產(chǎn)的高頻抗干擾器,把原來的視頻帶寬進(jìn)行移頻,提升到一個較高的頻端,到終端在進(jìn)行解調(diào)還原圖像。這樣就能有效避免干擾。
3.3低頻干擾(20Hz~幾千Hz低頻噪聲干擾)
由于聲音、數(shù)據(jù)等信號屬于低頻信號,其頻帶狹窄,在傳輸時只用到20Hz~幾千Hz,幾乎采用任何種類的電纜都可以傳輸,一般只受工頻干擾。用于傳輸視頻信號的同軸電纜,其屏蔽層抗干擾曲線特性表明干擾信號頻率越高其屏蔽性能越好,對于諸如載波電話、有線電臺等低頻率信號干擾反而顯得蒼白無力。低頻干擾信號同樣會在傳輸線纜上產(chǎn)生干擾電壓,從而影響圖像質(zhì)量。
3.4高頻干擾(高頻噪聲干擾)
雖然視頻傳輸所用同軸電纜抗高頻干擾要比抗低頻干擾性能強(qiáng),但是強(qiáng)高頻干擾信號還會對圖像的傳輸產(chǎn)生干擾。大電荷負(fù)載啟停、變頻機(jī)及高頻機(jī)等在工作時除了輸出高強(qiáng)度基波外,同時還會產(chǎn)生高強(qiáng)度的二次諧波。雖然諧波強(qiáng)度比基波低很多,但高次諧波頻帶很寬且成分復(fù)雜,所以基波的各次諧波都會對利用視頻基帶傳輸(即6MHz帶寬內(nèi))的視頻信號造成不同程度的干擾。
3.5電源干擾
電源不"潔凈",是指在正常的電源(50周的正弦波)上疊加有干擾信號。而這種電源上的干擾信號,多來自本電網(wǎng)中使用可控硅的設(shè)備,特別是大電流、高電壓的可控硅設(shè)備,對電網(wǎng)的污染非常嚴(yán)重,這就導(dǎo)致了同一電網(wǎng)中的電源不"潔凈".比如本電網(wǎng)中有大功率可控硅調(diào)頻調(diào)速裝置、可控硅整流裝置、可控硅交直流變換裝置等等,都會對電源產(chǎn)生污染。不潔凈電源使攝像機(jī)和其它有源設(shè)備工作不穩(wěn)定,進(jìn)而形成干擾。
3.6共模干擾
一般指在兩根信號線上產(chǎn)生的幅度相等,相位相同的對地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)電壓迭加所形成屬于非對稱性干擾。由于信號線對地存在寄生電容,使信號線兩極分別對地產(chǎn)生了干擾電壓,實際上這就是純共模干擾信號。信號線兩極的純共模信號大小相等,相位差為零。因此相間無電壓降,也就不會有干擾電流經(jīng)過負(fù)載而是對地會產(chǎn)生電流。共模干擾有時會很大可達(dá)到130V左右。它幅度大、頻率高,還可以通過導(dǎo)線產(chǎn)生輻射,所造成的干擾較大。
3.7 橫向條紋上下滾動;
這種現(xiàn)象表現(xiàn)為條紋不停的上或下滾動,條紋比較寬??雌饋硎歉蓴_,其實并不外界電磁波所為,如果拋開條紋,圖像是清晰的。這種現(xiàn)象基本占所為圖像干擾的80%以上,這種現(xiàn)象可以肯定的說是接地電位的問題,是指前端設(shè)備的地與中控室之間的地存在電位差,這個問題是萬用表無法測試的,如果測得的數(shù)字是零,也并不代表它不存在電位差。的辦法是把它的回路給斷開,也就是說兩端的地斷開一個(選擇前端)。如果兩端的地都不想斷,怕影響防雷。那就的花點銀子了,加個地線回路平衡器來解決,這種設(shè)備為無源設(shè)備,只要串聯(lián)在同軸電纜的任何一端,安裝方便、效果好,完全可以消除這種條紋現(xiàn)象。
3.8 網(wǎng)狀干擾;
這種現(xiàn)象圖像質(zhì)量很差,基本上看不到任何物體,圖像時有時無,還有畫面死機(jī)。這種現(xiàn)象是由于線纜的線芯和屏蔽斷、短的緣故。這種情況大多數(shù)出現(xiàn)在接頭上,個別也有在布線時沒施工好,說真的從我?guī)蛣e人解決干擾中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代工人們的焊接水平還有待提高個。由于焊接的問題或接頭件質(zhì)量差引起的干擾在工程中也占多。所以也希望我們的采購員領(lǐng)導(dǎo)們在采購時,不要被售貨妹的言辭所迷惑;也不要只為公司小利益著想,而給工程調(diào)試帶來不比要的麻煩。
4.干擾的弱化與消除
從以上干擾來源分析可以看出,干擾的原因有很多。因此,要解決干擾問題,首先要分析出干擾成因,然后對癥下藥。有些干擾是無法完全消除的,只要能弱化到我們?nèi)庋蹮o法察覺即可,這樣投入的成本也相對較低。
4.1工頻干擾的消除
工頻干擾的消除方法有兩種,一種是想辦法使各處的"地"電位與"電網(wǎng)地"的電位差完全相同,或者切斷形成地環(huán)流的路徑。由于工程環(huán)境比較復(fù)雜,使各處"地"完全等電位比較困難,只能通過加大攝像機(jī)供電線纜的線徑,盡可能降低地回路的電阻。另一種是采用切斷地環(huán)流回路的方法,在攝像機(jī)或顯示器端有一端不接地,通常在顯示器端不接供電電源的地,這樣雖不能完全消除干擾但可大大減少工頻干擾。
4.2空間電磁波干擾的消除
在經(jīng)濟(jì)條件許可下,盡量選擇高密度編織網(wǎng)視頻線,且外加鋼管保護(hù)或走金屬線槽,施工時,線纜盡量埋地。這可以有效降低空間磁場的干擾。
4.3低頻干擾的消除
選用合適的視頻抗干擾器直接接在攝像機(jī)的輸出視頻信號(或確定無干擾的視頻信號)上,將視頻信號由傳統(tǒng)的基帶傳輸0~6MHz上移頻,使帶寬達(dá)到12MHz從而避開常受干擾的低頻段,由于其低頻部分被移到干擾頻率之外,所以可以從根本上消除各種低頻干擾的影響。
4.4高頻干擾的消除
視頻信號的高頻干擾在圖像上表現(xiàn)為雪花點和50Hz橫紋滾動,對于雪花點干擾是由于傳輸線上信號衰減以及耦合了高頻干擾所致,這種干擾比較容易消除,在攝像機(jī)與控制矩陣之間合理位置增加一個視頻放大器,將信號的售噪比提高,或者改變視頻電纜的路徑避開高頻干擾源,高頻干擾的問題可基本上得到解決。對于圖像中的高頻干擾,因它的頻帶仍在6MHz采用空隙率為50%左右的屏蔽網(wǎng)可基本消防高頻干擾,但要達(dá)到50%的空隙率,屏蔽網(wǎng)根數(shù)需每個波長長度有60根以上,這樣高的密度又會使電纜的柔韌性下降,因此比較好的方法是采用帶有雙層屏蔽的視頻電纜。
4.5電源干擾的消除
使用潔凈電源或加裝相關(guān)處理設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)的供電方式只有兩種:一種是集中供電方式即電源都引自一處,另一種是分布式供電,即攝像機(jī)在安裝位置附近取電源。從抗干擾效果的角度講,集中供電方式更好一些,可以基,本消除各處參考電位不等的情況。但如果電源線上耦合上高頻噪聲,即使視頻電纜的屏蔽再好,也會將噪聲送至顯示器,因此攝像機(jī)的供電電源線也要屏蔽。
5.結(jié)語
監(jiān)控視頻干擾問題的解決能保證電視閉路監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行,加強(qiáng)小區(qū)安保系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少物業(yè)管理費用。視頻干擾問題的成因是復(fù)雜的,解決方案也有多種,在實際工程中應(yīng)靈活運用,才能較好解決監(jiān)控視頻干擾問題。
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