分析:寬頻共纜“監控系統”抗干擾性能
一、概述
隨著(zhù)人類(lèi)文明的進(jìn)步和電子科技的快速發(fā)展,視頻監控作為人類(lèi)視野的延伸,被廣泛應用于各行各業(yè),成為安全防范與可視化管理的重要手段。視頻監控應用環(huán)境的復雜及應用規模的擴大,使監控的傳輸成為業(yè)界關(guān)注的重要話(huà)題,并促進(jìn)了監控傳輸方式由單一化向多元化迅速發(fā)展,各種傳輸方式以自己獨特的適應性或便易性活躍在監控的舞臺上。視頻干擾問(wèn)題是困惑監控工程商由來(lái)已久的難題,也成為監控進(jìn)一步拓展的障礙,寬頻共纜監控作為視頻監控最新傳輸利器已經(jīng)成為解除監控傳輸干擾的一枝奇葩。
二、常見(jiàn)視頻干擾情況分析
說(shuō)起視頻干擾,要講一下視頻監控信號傳輸的傳統方式視頻基帶傳輸。所謂的視頻基帶傳輸是指視頻信號不經(jīng)過(guò)頻率變換等任何處理由圖像攝取端通過(guò)同軸電纜直接傳輸到監視端的傳輸方式,圖像在傳輸時(shí)直接利用同軸電纜的0~6MHz來(lái)傳輸,非常容易受到干擾,使圖像出現網(wǎng)紋、橫紋和噪點(diǎn)影響監視效果。對于基帶傳輸視頻干擾,從干擾源角度分為交流聲干擾和空間電磁波干擾,從干擾切入方式分為傳導式干擾和輻射式干擾。下面分析一下常見(jiàn)視頻干擾現象及其原因。
1、工頻干擾
干擾現象:圖像出現雪花噪點(diǎn)、網(wǎng)紋或很寬暗橫帶持續不斷滾動(dòng)。
干擾原因:此現象是當攝像端與監控設備端同時(shí)接地時(shí),由于地電阻及電纜外皮電阻的存在,在兩地之間電力系統各相負載不平衡或接地方式不同引起50Hz電位差,從而產(chǎn)生工頻干擾所致。地電位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)構成回路產(chǎn)生地電流,地電流經(jīng)過(guò)線(xiàn)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(xiàn),致使芯線(xiàn)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控圖像形成干擾。
2、空間電磁波干擾
干擾現象:圖像出現較密的斜形網(wǎng)紋,嚴重時(shí)會(huì )淹沒(méi)圖像。
干擾原因:當監控電纜在空中架設時(shí),空中電磁波干擾信號所產(chǎn)生的空間電場(chǎng)會(huì )作用于監控傳輸線(xiàn)路,使線(xiàn)路兩端而產(chǎn)生相當大的電磁干擾電壓,其頻率約在200Hz~2.3MHz。由于電纜中電位差的存在,使電纜屏蔽層產(chǎn)生干擾電流,而一般情況下攝像端和監控設備端均為接地狀態(tài),這就使干擾電流通過(guò)線(xiàn)纜兩端接地點(diǎn)與大地形成回路,導致終端負載產(chǎn)生干擾電壓,干擾信號耦合進(jìn)視頻信號中,產(chǎn)生圖像干擾情況。
3、低頻干擾(20Hz-nKHz低頻噪聲干擾)
干擾現象:圖像出現靜止水平條紋。
現象原因:由于聲音、數據等信號屬于低頻信號,其頻帶狹窄在傳輸時(shí)只用到20Hz~nKHZ,幾乎采用任何種類(lèi)的電纜都可以傳輸,一般只受交流聲干擾。用于傳輸視頻信號的同軸電纜,其屏蔽層抗干擾曲線(xiàn)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(huà)、有線(xiàn)電臺等低頻率信號干擾反而顯得蒼白無(wú)力。低頻干擾信號同樣會(huì )在傳輸線(xiàn)纜上產(chǎn)生干擾電壓,從而影響圖像質(zhì)量。
4、高頻干擾(高頻噪聲干擾)
干擾現象:圖像出現雪花點(diǎn)或高亮點(diǎn)。
現象原因: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,但是強高頻干擾信號還會(huì )對圖像的傳輸產(chǎn)生干擾。大電荷負載啟停、變頻機及高頻機等在工作時(shí)除了輸出高強度基波外,同時(shí)還會(huì )產(chǎn)生高強度的二次諧波。雖然諧波強度比基波低很多,但高次諧波頻帶很寬且成分復雜,所以基波的各次諧波都會(huì )對利用視頻基帶傳輸(即6MHZ帶寬內)的視頻信號造成不同程度的干擾。經(jīng)過(guò)多次精度實(shí)驗,高頻干擾信號的基波和諧波頻率均在45MHz以?xún)取?
5、反射干擾
干擾現象:圖像出現重影。
干擾原因:視頻信號在傳輸過(guò)程中色度、亮度及飽和度都會(huì )有相應衰減,當傳輸視頻的同軸網(wǎng)絡(luò )阻抗不匹配(也稱(chēng)失配)時(shí),視頻信號傳輸到終端會(huì )有部分色度、亮度及飽和度產(chǎn)生微反射,反射回來(lái)的信號會(huì )回到發(fā)射處形成再反射,與視頻信號疊加經(jīng)過(guò)延時(shí)和損耗到達終端。多個(gè)反射信號將在接收端產(chǎn)生碼間干擾(ISI),ISI會(huì )導致監視器收到錯誤的輸入信號幅度和相位并顯示出來(lái),這就使傳回來(lái)的圖像看起來(lái)好象清楚的圖像上又蒙上了一層模糊不清的圖像現象,即重影現象。
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