解决监控视频干扰的二个方法

解决监控视频干扰的二个方法第一：在建设的时候就要考虑视频监控信号传输的传统方式为视频基带传输。视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理，由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式。图像在传输时直接利用同轴电缆的0～6MHz来传输，非常易受到干扰，使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。对于基带传输视频干扰，从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰，从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。闭路电视监控系统，在建筑物内的应用越来越多，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。一、干扰是如何产生的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，传输路径由摄像机到矩阵，从矩阵再到显示器或录像机；一类是数字信号包括矩阵与摄像机之间的控制信息传输，矩阵中计算机部分的数字信号。一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。闭路电视监控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：干扰类型干扰现象干扰原因工频干扰图像出现雪花噪点、网纹或很宽暗横带持续不断滚动。此现象是当摄像端与监控设备端同时接地时，由于地电阻及电缆外皮电阻的存在，在两地之间电力系统各相负载不平衡或接地方式不同引起50Hz电位差，从而产生工频干扰所致。地电位使两接地端存在电压降，电压降加在屏蔽层两端并与大地（地电阻）构成回路产生地电流，地电流经过线缆屏蔽层形成干扰电压，地电流的部分谐波分量落入视频芯线，致使芯线与屏蔽层之间产生干扰电位，使干扰信号加入视频信号中对监控图像形成干扰。空间电磁波干扰图像出现较密的斜形网纹，严重时会淹没图像。当监控电缆在空中架设时，空中电磁波干扰信号所产生的空间电场会作用于监控传输线路，使线路两端而产生相当大的电磁干扰电压，其频率约在200Hz～2.3MHz。由于电缆中电位差的存在，使电缆屏蔽层产生干扰电流，而一般情况下摄像端和监控设备端均为接地状态，这就使干扰电流通过线缆两端接地点与大地形成回路，导致终端负载产生干扰电压，干扰信号耦合进视频信号中，产生图像干扰情况。低频干扰（20Hz-nKHz低频噪声干扰）图像出现静止水平条纹。由于声音、数据等信号属于低频信号，其频带狭窄在传输时只用到20Hz～nKHZ，几乎采用任何种类的电缆都可以传输，一般只受交流声干扰。用于传输视频信号的同轴电缆，其屏蔽层抗干扰曲线特性表明干扰信号频率越高其屏蔽性能越好，对于诸如载波电话、有线电台等低频率信号干扰反而显得苍白无力。低频干扰信号同样会在传输线缆上产生干扰电压，从而影响图像质量。高频干扰（高频噪声干扰）图像出现雪花点或高亮点。虽然视频传输所用同轴电缆抗高频干扰要比抗低频干扰性能强，但是强高频干扰信号还会对图像的传输产生干扰。大电荷负载启停、变频机及高频机等在工作时除了输出高强度基波外，同时还会产生高强度的二次谐波。虽然谐波强度比基波低很多，但高次谐波频带很宽且成分复杂，所以基波的各次谐波都会对利用视频基带传输（即6MHZ带宽内）的视频信号造成不同程度的干扰。经过多次精度实验，高频干扰信号的基波和谐波频率均在45MHz以内。反射干扰图像出现重影。视频信号在传输过程中色度、亮度及饱和度都会有相应衰减，当传输视频的同轴网络阻抗不匹配（也称失配）时，视频信号传输到终端会有部分色度、亮度及饱和度产生微反射，反射回来的信号会回到发射处形成再反射，与视频信号叠加经过延时和损耗到达终端。多个反射信号将在接收端产生码间干扰（ISI），ISI会导致监视器收到错误的输入信号幅度和相位并显示出来，这就使传回来的图像看起来好象清楚的图像上又蒙上了一层模糊不清的图像现象，即重影现象。静电干扰图像时有网纹时有噪点，且时有时无。在存在高电压（1000V以上）输出、严重机械摩擦及高电磁环境场所接地时的对地电位差都在400VP-P～1500VP-P之间。接地与大地之间存在电位差的现象就属于静电现象的一种，存在静电现象时，接地端（包括冷地和热地）和大地就相当于一个带正电荷和负电荷的电容器。根据电容器的工作原理可知，当电荷容量达到一定程度时便会放电。那么静电放电时便会在不同的接地端之间形成电位差，使传输线路上屏蔽层形成地电流，从而使干扰信号耦合进视频信号并送入监控设备中。静电对视频传输干扰情况取决于静电电压差的大小，严重时会造成接口芯片的损伤或损坏。做安防工程，经常遇到的就是干扰问题，现实中的干扰现象越来越多，如果按照工艺要求施工的话，工程量将非常巨大。所有的管线要地埋或者穿屏蔽，电源线缆与视频线缆要隔开距离传输，另外线缆不能太长，75-5的视频线缆不能超过500米。另外在布线的过程中暴力布线很严重，往往会将线缆的屏蔽层给损伤，这样就会导致外界干扰信号介入，对视频信号进行干扰，所以综合下来干扰基本出现在：1、电源干扰：由于电源线缆和视频信号线缆平行而导致干扰信号介入。2、外界电机等干扰：由于变频电机、空调等而产生的干扰信号。3、控制设备干扰：现在的很多控制设备采用巡检方式，这样就造成0-11mhz之间有很多的干扰波，对视频信号进行干扰。4、地电位不平衡干扰：由于接地点过多而导致视频信号强度产生巨大变化。5、屏蔽层破裂而引入干扰。二、干扰的分类和解决办法根据干扰源种类主要可分为三大类，脉冲干扰、交流声干扰及电磁辐射方式干扰。脉冲干扰是由于脉冲器件产生的强电磁场耦合进入信道所致：开关电源时均会产生60Hz－2MHz的干扰，这些干扰的谐波分量会落入音、视频频带内；闪电还会产生2KHz－100MHz的脉冲噪声。交流声干扰主要是由于地线系统设计不合理，不同接地点间存在电位差，使得地电流形成回路所造成的；高压输电线路和交流电气化铁路会引起交流声干扰，如交流电气化铁路产的干扰除50Hz基频外，还有(2N＋1)×50Hz等奇次谐波通过辐射方式干扰该频段内的通讯设备。现代化的电力系统其本身就是强烈的电磁干扰源，主要通过辐射方式干扰该频段内的通信设备，长期处于电磁辐射干扰情况下，设备寿命被大大缩短。除去闪电、矿物质等产生的辐射干扰外，人为原因干扰主要有以下几种：1、脉冲放电。例如切断大电流电路时产生的火花放电,其瞬时电流变率很大，会产生很强的电磁干扰。它在本质上与雷电相同，只是影响区域较小。2、工频交变电磁场。例如在大功率电机、变压器以及输电线等附近的电磁场，它并不以电磁波形式向外辐射，但在近场区会产生严重电磁干扰。3、射频电磁辐射。例如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的辐射，频率范围宽广，影响区域也较大。干扰的抑制：1、脉冲干扰的抑制对于脉冲干扰，采取的解决办法就是加装滤波网。在火线端和整流电源的输出端分别对地接入耐高压、大容量的电容器，形成低通滤波电路。2、交流声干扰的抑制交流声干扰主要是由于地电流形成回路，通过传导方式作用于视频接收设备的。为此可以通过传输线变压器隔离视频源和接收端。传输线变压器的具体设计方法可以参照有关“高频电子线路”有关内容的书籍，在此不再敷述。为抑制交流声干扰，应注意以下几点：避免将2个地电位可能不同的设备间的信号地线直接连通或形成地线环路。尽量避免或减弱两设备间电的直接联系。把电气连接的部分屏蔽在一个体系中，信号地线或屏蔽层在该体系一侧接地。远距离传送信号采用平衡变压器传输方式。两端都要有平衡变压器，屏蔽层一端接地，也可悬空不接。接地可以起到屏蔽作用，也可防止明电搭接时发生触电事故。不接地时，两端平衡变压器可起到绝缘隔离作用，平衡变压器中心接地，可泄放静电。3、电磁辐射方式干扰的抑制电磁污染传递途径有两种：通过空间直接辐射和借助电磁耦合由线路传导。对于通过空间直接辐射的电磁干扰，其主要防护手段是在电磁场传递的途径中安设电磁屏蔽装置，使有害的电磁场强度降低至容许范围以内。电磁屏蔽装置一般为金属材料制成的封闭壳体。当交变的电磁场传向金属壳体时,一部分被金属壳体表面所反射,一部分被壳体吸收，这样透过壳体的电磁场强度便大幅度衰减。电磁屏蔽的效果与电磁波频率、壳体厚度和屏蔽材料特性等有关。一般地说，频率越高，壳体越厚，材料导电性能越好，屏蔽效果也就越大。电磁屏蔽可分有源场屏蔽和无源场屏蔽两类。前者是把需保护设备用良好接地的屏蔽壳体包围起来，以防止外界环境对壳体内部环境的影响；后者不进行接地处理。对于不同的屏蔽对象和要求，应采用不同的电磁屏蔽装置或措施。主要有：（1）屏蔽罩。对小型仪器或器件适用，一般为铜制或铝制的密实壳体。对于低频电磁干扰，则往往用铁或铍钼合金等铁磁性材料制作壳体，以提高屏蔽效果。在低温条件下进行精密电磁测量，用超导材料可以起完满的电磁屏蔽作用。（2）屏蔽室。对大型机组或控制室等适用，一般为铜板或钢板制成的六面体。当屏蔽要求较低时，可用一层或双层金属细网来代替金属板。为抑制借助电磁耦合由线路传导方式的干扰影响，通常采用接地措施，常用的接地方式有两种，分散接地和联合接地（目前基本采用联合接地方式）。三、闭路电视监控系统抗干扰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。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、频信号的干扰在图像上表现为地花点和５０Hz横纹滚动，对于雪花点干扰是由于传输线上信号衰减以及耦合了高频干扰所致，这种干扰比较容易消除，在摄像机与控制矩阵之间合理位置增加一个视频放大器，将信号的信噪比提高，或者改变视频电缆的路径避开高频干扰源，高频干扰的问题可基本上得到解决。2、较难解决的是５０Hz横纹滚动及进一步加高频干扰的情况。为了抑制上述干扰，首先分析一下造成上述问题的原因。摄像机要求的供电电源一般有三种：直流１２Ｖ、交流２４Ｖ或２２０Ｖ，大多数工程应用中的供电电源是另外布设供电电源给摄像机供电，摄像机输出图像经过一条软性的视频电缆从管道的送出，视频电缆和供电电缆与其他的动力线捆绑在一起，当其他动力运行时牵引电机运行产生的电磁场沿照明动力线传播，显然会影响摄像机供电电缆和视频电缆，当视频电缆的屏蔽层不够严密时，高频干扰就经视频电缆传回监视器。而对于５０Hz的横纹滚动根据电磁学理论知道视频电缆的屏蔽层可完全消除５０Hz工频干扰。由此可以推断这部分干扰不是通过视频电缆耦合过来，而是来自电源线和不合理的视频线联结。3、对于图像中的高频干扰，因它的频带仍在８MHz以内，采用空隙率为５０％左右的屏蔽网可基本消防高频干扰，但要达到５０％的空隙率屏蔽网根数需每个波长长度有６０根以上，这样高的密度又会使电缆的柔韧性下降。建议在设备的端口处安装相应的信号SPD(SC系列信号防雷器)。4、视频电缆屏蔽层是接地的，如果视频信号“地”与显示器的“地”相对“电网地”的电位不同，即两处接地点相对电网“地”的电压差不同，那么通过电源在摄像机与显示器之间形成电源回路，这样５０Hz的工频干扰进入显示器中，从它的电气联接可以看出消除５０Hz工频干扰方法有两种，一是想办法使各处的“地”电位与“电网地”的电位差完全相同，或者切断形成地环流的路径。由于工程环境比较复杂，使各处“地”完全等电位比较困难，只能通过加大摄像机供电线缆的线径，尽可能降低地回路的电阻。或者采用切断地环流回路的方法，在摄像机或显示器端有一端不接地，通常在显示器端不接供电电源的地，这样虽不能完全消除干扰但可大减少５０Hz的干扰。从上面的分析中看到，如果电源线上耦合上高频噪声，即使视频电缆的屏蔽电缆的屏蔽再好，也会将噪声送至显示器，因此摄像机的供电电源线最好也要屏蔽。系统调试时若发现干扰存在可采用调制和解调的方法将噪声滤除，在摄像机端设一调制器将视频信号搬移到几十兆赫兹的频度段上，在显示器端设