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视频传输工程电磁干扰解决方案

/?? 2013年10月22日 ?? 收藏0
干扰是监控工程中的“常客”,也是令人讨厌、令人烦恼的“不速之客”。让干扰不再打扰,应该是监控行业朋友们的共同心声和奋斗目标之一。

一、干扰到底是怎样形成的?

1)工程中的干扰我们可以概括分成3类:

A)源干扰:视频信号源内部,包括电源产生的干扰——视频源信号中已经包含干扰;

B)终端干扰:终端设备,包括设备电源产生的干扰——它能对输入的无干扰视频信号加入新的干扰;

C)传输干扰:传输过程中通过传输线缆引入的干扰,主要是电磁波干扰,包括地电位干扰类。

源干扰和终端干扰,尽管工程中也常遇到,但都属于设备本身问题,不属于工程抗干扰范畴。本文涉及的只是第三类——视频传输工程中的电磁干扰。eie实验室研究成果提出了如下观点:

同轴干扰不是从屏蔽层缝隙中漏进去的,无缝隙的“编网—铝箔—编网—铝箔”四屏蔽电缆,仍有传输干扰,就是最好的实践验证。同轴干扰基本上是电磁感应电流 在电缆屏蔽层纵向“阻抗”上产生的感应电动势,通过两端匹配负载对视频信号产生干扰信号的;所以才有短电缆、高编电缆干扰小的实践。

非屏蔽双绞线平衡传输原理,使它具有一定的抗共模干扰能力,但它的不平衡结构(电阻误差5%/100米,线对之间的耦合,高衰减和高失真特性),使它的实际抗干扰能力与某些“抗超强干扰”的宣传远不是一回事。屏蔽双绞线的大量应用,就应该有个起码的判断了。

二、视频传输工程抗干扰的“防、避、抗、补”“四大基本功”

1)“防”:对干扰设防,把干扰“拒之门外”。常见的有效措施有:给传输线缆一个屏蔽电磁干扰的环境,这是最基本、最有效的防止干扰“入侵”的手段。将传 输线缆穿镀锌铁管,走镀锌铁皮线槽,深埋地下布线等,这对于包括变电站超高压环境下安全传输视频信号都是有效的。不足之处是成本较高,不能架空布线,施工 较麻烦。

eie双绝缘双屏蔽抗干扰同轴电缆是抗干扰技术的一项自有知识产权的新成果,其原理与穿铁管基本相同。外层是干扰屏蔽层,提供内部无干扰的传输环境,内屏 蔽层是同轴传输回路的实际信号地,干扰在外屏蔽层上产生感应电动势,通过接“大地”屏蔽干扰,内外屏蔽层绝缘,使干扰感应电动势与视频信号传输回路绝缘, 有效防止了干扰的“入侵”。优点是布线简单方便,成本低,在不能准确判断是否会有干扰的情况下,基本可以实现“防干扰盲目布线”。在工程设计和施工中,设 防首先是应该考虑的。

2)“避”:避开干扰,另选一条“路”,改变源信号传输方式。属于这一类的技术有:光缆传输(包括模拟调制解调和数字调制解调技术),射频,微波,数字变 换等各种传输方式都属于“信息调制和变换”方式,或“频分方式”,它能有效避开源信号传输中0-6M频率范围的直接干扰;这种方式抗干扰很有效。目前也有 一些不肯介绍原理的产品,如采用编码和向上移动信号频带的方法等,大概也属于这一类产品。采用“避”的技术,工程中还应考虑两个问题:一是成本和复杂度的 提高,二是变换损失——失真和信噪比的降低,不要一个矛盾掩盖另一个矛盾。

3)“抗”:视频信号传输过程中,如果干扰已经“混”进视频信号中,使信噪比(指信号/干扰比)严重降低,必须采用抗干扰设备抑制干扰信号幅度,提高信噪比。目前主要技术措施有:

传输变压器抑制50/100Hz低频干扰有一定效果,但局限性较大,通用性较差,应用面还较少;

“斩波”技术,原理上是吸收或衰减干扰信号频率分量。问题是难以应付工程中千变万化的干扰频率,对于谐波分量丰富的干扰(如变频电机干扰)抑制能力较差,值得注意的是这种办法在吸收干扰的同时,也吸收掉一部分有用信号,造成新的失真。

视频预放大提高“信号/干扰”比(信噪比)技术:原理是:线路干扰大小是不会再变的,可以在线路前端,先把摄像机视频信号大幅度提升,从而提高了整个传输 过程中的“信号/干扰”比(信噪比),在传输末端再恢复视频源信号特性,达到抑制干扰的目的。理论上、实践上这种抗干扰技术都应该是可行的,有效的。问题 是具体技术实现起来有一定难度,市场上有一种这类产品,确实有一定的抗干扰效果。但没考虑线缆传输失真、放大失真问题,没有真正解决视频信号的有效恢复问 题,图像传输质量没有真正解决。

eie实验室在长期研究加权放大和抗干扰技术的基础上,于2005年初成功的推出了含有两项专利技术的新产品——“加权抗干扰器”。它同时具有抑制干扰和 视频恢复双重功能,可有效抑制从50Hz到10MHz的广谱干扰,加权技术的成功应用,使频率越高抗干扰能力越强,进一步提高了高频干扰的抑制能力,并继 承了加权视频放大专利技术高质量的视频恢复功能。“补”:补偿电缆传输和信号变换造成的视频信号传输损失,恢复视频源信号特性。电缆越长,产生干扰的概率 越大,干扰幅度也越高。从视频传输角度考虑,在抗干扰的同时,必须考虑信号衰减和失真问题。线缆引起的衰减、失真和抗干扰设备引起的附加衰减和失真,只有 有效的补偿措施才能算真正的、有效的视频传输设备。

三、据实际情况选择适用的抗干扰措施

工程上解决干扰的问题也是一个系统工程问题,“防、避、抗、补”四大基本功是从不同的技术侧面采取的不同措施,掌握了它们的原理、性能和使用方法,在工程中灵活运用,才能立于不败之地。


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视频传输? 电磁干扰? 监控?

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