实例分析解决监控系统常见视频干扰现象

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1、实例分析解决监控系统常见视频干扰现象实例分析解决监控系统常见视频干扰现象闭路电视监控系统在各领域中的应用越来越多,在不同环境、不同安装条件和不同施工人员下,由于线路、电气环境的不同,或是在施工中疏忽,容易引发各种不同的干扰。这些干扰就会通过传输线缆进入闭路电视监控系统,造成视频图象质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象,直接影响到整个系统的质量。因此了解视频干扰对闭路电视监控系统的影响方式,针对不同情况采取相应的措施来解决干扰问题,对提高闭路监控系统工程质量,确保系统的稳定运行非常有益。视频干扰的主要表现形式1、在监视器的画面上出现一条黑杠或白杠,并且向上或向下滚动。也就是所谓的 50HZ

2、工频干扰。这种干扰多半是由于前端与控制中心两个设备的接地不当引的电位差,形成环路进入系统引起的;也有可能是由于设备本身电源性能下降引起的。2、图像有雪花噪点。这类干扰的产生主要是由于传输线上信号衰减以及耦合了高频干扰所致。3、视频图象有重影,或是图像发白、字符抖动,或是在监视器的画面上产生若干条间距相等的竖条干扰。这是由于视频传输线或者是设备之间的特性阻抗不是 75 而导致阻抗不匹配造成的。4、斜纹干扰、跳动干扰、电源干扰。这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像扭曲就无法观看了。这种故障现象产生的原因较多也较复杂,比如视频传输线的质量不好,特别是屏蔽性能差,或者是由于供电系统的电

3、源有杂波而引起的,还有就是系统附近有很强的干扰源。5、大面积网纹干扰,也称单频干扰。这种现象主要是由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障,或者是由于 BNC 接头接触不良所致。在现场中遇到的视频干扰不外乎以上五种情况,因此我们在现场中遇到这类现象,首先要冷静分析出现的干扰属于哪一类,找出可能产生干扰的大致原因,最终来排除它。以下结合实例作一感性介绍:系统易产生图像在监视器上有斜纹干扰或是出现滚动的黑杠。从干扰表现的形式,我们可以判断产生干扰的主要原因来自于线路干扰和电源干扰。值得注意的是干扰信号 Vi 是由电缆纵向分布参数(阻抗或电阻)决定的,不是一个集中的点信号源,重要的是它串联在

4、视频信号传输回路中,负载在取得摄像机视频信号的同时,也必然取得干扰信号。干扰的性质属于“加性干扰” ,不管视频信号有没有,它始终存在。要消除干扰最主要的方法是尽可能感小干扰电动势,干扰来源主要有以下几种:接地干扰前端设备的“地”与控制室设备的“地”相对“电网地”的电位不同,即两处接地点相对电网“地”的电势差不同,那么通过电源在摄像机与矩阵之间形成电源回路,视频电缆屏蔽层又是接地的,这样 50Hz 的工频干扰进入矩阵,产生干扰。对于此类干扰,由于很难使各处的“地”电位与“电网地”的电位差完全相同,比较有效有方法是切断形成地环流的路径,采用切断地环回路的方法,在摄像机一端不接地,并做好与安装支架的

5、绝缘措施,这样可基本消除接地引起的干扰。值得一提的是,由于同轴电缆过长,中间免不了有接头,如接头处理不好,屏蔽网碰到金属线槽也会产生此种干扰,因此在处理时也要注意到此种情况。例如:我公司某技服人员在某现场反映,客户使用矩阵时,图像有黑色横纹干扰,经检查,是视频线的 Q 头的芯和矩阵的 Q 座的孔配合的不好,将芯上镀锡加粗后,图像正常。再如:曾经反映过球云台在转动过程中,图像有时会有斜纹干扰,经判断,是内部视频线的 Q 头和摄像机的 Q 座的金属外壳接触不好,有些松动,最后更换了另一种 Q 头,问题改善。电源干扰由于供电系统的电源不“洁净”而引起的。这里所指的电源不“洁净” ,是指在正常的电源上

6、叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号,多来自本电网中使用可控硅的设备,特别是大电流、高电压的可控硅设备,对电网的污染非常严重,这就导致了同一电网中的电源不“洁净” 。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置,可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等,都会对电源产生污染。例如,某现场系统安装好后出现图像有斜纹干扰现象,怎么也查不出原因。后来发现由于此系统是在夏天安装,安装时此房间就已经装有空调,而且空调处于自动运行状态。有一次偶然将空调电源关闭,此时奇迹出现了,监视器上的图像竟然正常了。再把空调电源插上,干扰又出现了。后来加装了 UPS 将系统电源与空调电源分开,干扰排除。这种情况的解决方法比较

7、简单,只要对整个系统采用净化电源或在线 UPS 供电就基本上可以得到解决。由传输线引入的空间辐射干扰这种干扰现象的产生,多半是因为在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强的、频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一个是在系统建立时,应对周边环境有所了解,尽量设法避开或远离辐射源;另一个办法是当无法避开辐射源时,对前端及中心设备加强屏蔽,对传输线的管路采有钢管并良好接地。再举一个例子,安装在室外的球云台,视频信号间歇性有干扰,经过检查,发现平时经常在半夜 10 点钟左右出现,而周末白天出现的几率大一些。检查周围环境,也没有发现有大型变电站和发射塔,百思不得其解,后来,无意中和周围的居民聊天,

8、得知附近楼层里有一户居民是无线电爱好者,经常晚上回来鼓捣无线发射台,而其房屋位置正是视频线经过的区域。真相终于大白,最后给视频线加装金属管,效果得到改善。阻抗不匹配由于传输线的特性阻抗不匹配引起的故障现象。这是由于视频传输线的特性阻抗不是 75 或者是设备本身的特性阻抗不是 75 而导致阻抗失配造成的。对于此类干扰应尽量使系统内各设备阻抗匹配。最后一个例子:视频线要通过画面分割器的环通输出再接入矩阵,发现矩阵的图像很暗,不明亮。原来是分割器内部需要将环通输出的阻抗通过编程设置为高阻即正常。1. 木纹状的干扰这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像就无法观看了(甚至破坏同步)。这种故

9、障现象产生的原因较多也较复杂。大致有如下几种原因:(1)视频传输线的质量不好,特别是屏蔽性能差( 屏蔽网不是质量很好的铜线网, 或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用) 。与此同时, 这类视频线的线电阻过大,因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因。此外,这类视频线的特性阻抗不是 75 以及参数超出规定也是产生故障的原因之一。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障,因此这种故障原因在判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后,才能从视频线不良的角度去考虑。若真是电缆质量问题, 最好的办法当然是把所有的这种电缆全部换掉, 换成符合要求的电缆,这是彻底解决问题的最好办法。(2) 由于供电系

10、统的电源不“洁净”而引起的。这里所指的电源不“洁净” , 是指在正常的电源(50 周的正弦波)上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号,多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备,对电网的污染非常严重,这就导致了同一电网中的电源不“洁净” 。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等,都会对电源产生污染。 这种情况的解决方法比较简单, 只要对整个系统采用净化电源或在线 UPS 供电就基本上可以得到解决。(3)系统附近有很强的干扰源。这可以通过调查和了解而加以判断。如果属于这种原因,解决的办法是加强摄像机的屏蔽,以及对视频电缆线的管道进

11、行接地处理等。2. 较深较乱的大面积网纹干扰严重时图像全部被破坏, 形不成图像和同步信号, 这种故障是由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的。这种情况多出现在 BNC 接头或其它类型的视频接头上。即这种故障现象出现时,往往不会是整个系统的各路信号均出问题,而仅仅出现在那些接头不好的路数上。只要认真逐个检查这些接头,就可以解决。3. 若干条间距相等的竖条干扰干扰信号的频率基本上是行频的整数倍,这是由于视频传输线的特性阻抗不是 75 而导致阻抗失配造成的。也可以说, 产生这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求综合引起的。解决的方法一般靠“始端串接电阻”或“终端并接电阻”的方

12、法去解决。另外, 值得注意的是, 在视频传输距离很短时( 一般为 150 米以内) , 使用上述阻抗失配和分布参数过大的视频电缆不一定会出现上述的干扰现象。解决上述问题的根本办法是在选购视频电缆时,一定要保证质量。必要时应对电缆进行抽样检测。4. 由传输线引入的空间辐射干扰这种干扰现象的产生, 多数是因为在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强的、频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一个是在系统建立时,应对周边环境有所了解,尽量设法避开或远离辐射源;另一个办法是当无法避开辐射源时, 对前端及中心设备加强屏蔽, 对传输线的管路采用钢管并良好接地。CCTV 系统干扰问题综合分析 闭路电视监控

13、系统(CCTV)在建筑工程中的应用越来越多,由于建筑物内的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,如果施工过程中未采取恰当的防范措施,各种干扰就会通过传输线缆进入闭路电视监控系统,造成视频图象质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象。因此研究闭路电视监控干扰源的性质、了解对闭路电视监控系统的影响方式,以便采取措施解决干扰问题对提高闭路监控系统工程质量,确保系统的稳定运行非常有益。 【干扰的来源及影响方式】闭路电视监控系统中传输信号的类型主要有两类:一类是模拟视频信号,传输路径由摄象机到矩阵,从矩阵再到显示器或录象机;一类是数字信号包括矩阵与摄象机之间的控制信息传输,矩阵中计算机部分的数字信号。一

14、般设备成为干扰源的可能性很小,因此干扰主要通过信号传输路径进入系统。 闭路电视监拧系统的信号传输路径是,能通过视频电缆和传输控制信号的双绞线耦合进系统的干扰有:各种高频噪声比如大电感负载启停,地电位不等引入的工频干扰,平衡传输线路失衡使抑噪能力下降将共频干扰转成了差模干扰,传输线上阻抗不匹配造成信号的反射使信号传输质量下降,静电放电沿传输线进入设备造成接口芯片损伤或损坏。具体表现如下: 由于阻抗不匹配造成的影响在视频图象上表现为重影。在信号传输线上会将在脉冲序列的前后沿形成震荡。震荡的存在使高低电平间的阈值差变小,当震荡的幅值再大或有其他干扰引入时就无法正确分辨出脉冲电平值,导致通信时间变长或

15、通信中断。接地和屏蔽不好会导致传输线抑制外部电磁干扰能力的下降,体现在视频图象就是雪花噪点、网纹干扰以及横纹滚动等;在信号传输线上形成尖峰干扰,造成通信错误。平衡传输线路失衡也会在信号传输线上形成尖峰干扰。静电放电除了会造成设备损坏外,还会影响存储器内的数据,使设备出现些莫名其妙的错误。 【抗干扰的方法】 从干扰源的分析了解到并没有特别的干扰源,消除或者减少上述干扰的理论探讨也有许多,如何针对闭路电视监控工程解决干扰问题,很少有文献涉及,下面就闭路电视监控工种中常见的干扰及解决方法进行些探讨。 (1)数字信号传输中的抗干扰措施 在弱电系统工程中数字信号的传输通常指长线传输,常见的方式有:通过调

16、制、解调方法在电力线或视频线上传输数字信号;通过工业标准的通信网络进行传输,比如 RS422、RS845、RS485;自行开发的自动式传输。三者相较,常见的还是 RS422、RS485,因此重点讨论 RS485 数字通信抗干扰方法。 RS485 总线是采用差分平衡电气接口,具有较强的抗电磁干扰能力,但在实际工程 RS485 总线并未达到人们期望的效果。问题往往出现在以下几个方面:第一网络拓扑不合理,未按照总线型网络拓扑布线,成为事宜上的星型拓扑;传输线与接收和发送端设备连接不正确,削弱了平衡线的抗干扰能力;第三公用双绞线,未进一步采取抗干扰措施,比如采用屏蔽双绞。虽然在造成干扰的方式上有所不同但在干扰的表现形式上只有两种:一种是反射增加了信号畸变程度;一种是外部的干扰由于平衡条件被破坏,共模干扰变成了串模信号进入传输线。 关于信号反射。根据电磁理论,减少长线上信号反射的唯一途径是阻抗匹配,若通信风格拓扑为总线型,阻抗匹配比较容易实现,但若是星型网络拓扑,根据工程经验则可在发送端串上与传输线特征阻抗相同的电阻 R0,在接收端按图所示进行连接,其中R1R2,R0=(R1*R2

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