監(jiān)控系統(tǒng)中視頻干擾的現(xiàn)象及解決的方法

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閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多，在不同環(huán)境、不同安裝條件和不同施工人員下，由于線路、電氣環(huán)境的不同，或是在施工中疏忽，容易引發(fā)各種不同的干擾。這些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(yùn)行不穩(wěn)定等現(xiàn)像，直接影響到整個系統(tǒng)的質(zhì)量。因此了解視頻干擾對閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的影響方式，針對不同情況采取相應(yīng)的措施來解決干擾問題，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(yùn)行非常有益。     

視頻干擾的主要表現(xiàn)形式     

1、在監(jiān)視器的畫面上出現(xiàn)一條黑杠或白杠，并且向上或向下滾動。也就是所謂的50HZ工頻干擾。這種干擾多半是由于前端與控制中心兩個設(shè)備的接地不當(dāng)引的電位差，形成環(huán)路進(jìn)入系統(tǒng)引起的；也有可能是由于設(shè)備本身電源性能下降引起的。    

 2、圖像有雪花噪點(diǎn)。這類干擾的產(chǎn)生主要是由于傳輸線上信號衰減以及耦合了高頻干擾所致。

3、視頻圖像有重影，或是圖像發(fā)白、字符抖動，或是在監(jiān)視器的畫面上產(chǎn)生若干條間距相等的豎條干擾。這是由于視頻傳輸線或者是設(shè)備之間的特性阻抗不是75Ω而導(dǎo)致阻抗不匹配造成的。     

4、斜紋干擾、跳動干擾、電源干擾。這種干擾的出現(xiàn)，輕微時不會淹沒正常圖像，而嚴(yán)重時圖像扭曲就無法觀看了。這種故障現(xiàn)象產(chǎn)生的原因較多也較復(fù)雜，比如視頻傳輸線的質(zhì)量不好，特別是屏蔽性能差，或者是由于供電系統(tǒng)的電源有雜波而引起的，還有就是系統(tǒng)附近有很強(qiáng)的干擾源。     

5、大面積網(wǎng)紋干擾,也稱單頻干擾。這種現(xiàn)象主要是由于視頻電纜線的芯線與屏蔽網(wǎng)短路、斷路造成的故障，或者是由于BNC接頭接觸不良所致。     

在現(xiàn)場中遇到的視頻干擾不外乎以上五種情況，因此我們在現(xiàn)場中遇到這類現(xiàn)象，首先要冷靜分析出現(xiàn)的干擾屬于哪一類，找出可能產(chǎn)生干擾的大致原因，最終來排除它。下面通過具體實(shí)例來分析視頻干擾產(chǎn)生的原因及排除方法。     

圖一為典型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理圖。這類系統(tǒng)易產(chǎn)生圖像在在監(jiān)視器上有斜紋干擾或是出

現(xiàn)滾動的黑杠。從干擾表現(xiàn)的形式，我們可以判斷產(chǎn)生干擾的主要原因來自于線路干擾和電源干擾。     Vab=（Vo×75）÷[75×2+Rc+Rd]]+(Vi×75)÷[75×2+Rc+Rd]]     其中，第一項(xiàng)為負(fù)載獲得的有效視頻信號Voh=（Vo×75）÷[75×2+Rc+Rd]]。第二項(xiàng)為負(fù)載獲得的有效干擾信號Vih=(Vi×75)÷[75×2+Rc+Rd]]；

當(dāng)電纜很短時，內(nèi)外導(dǎo)體電阻可以忽略，Rc+Rd=0。這時，有效視頻信號Voh=（Vo×75）÷75×2+0)=Vo×75÷75×2=Vo/2=1Vp-p。因?yàn)楦蓴_感應(yīng)電動勢Vi正比于（Rc+Rd)，此時Vi=0，Vih=0。

值得注意的是干擾信號Vi是由電纜縱向分布參數(shù)（阻抗或電阻）決定的，不是一個集中的點(diǎn)信號源，重要的是它串聯(lián)在視頻信號傳輸回路中，負(fù)載在取得攝像機(jī)視頻信號的同時，也必然取得干擾信號。     

干擾的性質(zhì)屬于“加性干擾”，不管視頻信號有沒有，它始終存在。從上面的公式中我們可以看出，要消除干擾最主要的方法是盡可能感小干擾電動勢。處理時也要注意到此種情況。     

幾種主要的干擾來源     

A、接地干擾     

前端設(shè)備的“地”與控制室設(shè)備的“地”相對“電網(wǎng)地”的電位不同，即兩處接地點(diǎn)相對電網(wǎng)“地”的電勢差不同，那么通過電源在攝像機(jī)與矩陣之間形成電源回路，視頻電纜屏蔽層又是接地的，這樣50Hz的工頻干擾進(jìn)入矩陣，產(chǎn)生干擾。對于此類干擾，由于很難使各處的“地”電位與“電網(wǎng)地”的電位差完全相同，比較有效有方法是切斷形成地環(huán)流的路徑，采用切斷地環(huán)回路的方法，在攝像機(jī)一端不接地并做好與安裝支架的絕緣措施，這樣可基本消除接地引起的干擾。值得一提的是，由于同軸電纜過長，中間免不了有接頭，如接頭處理不好，屏蔽網(wǎng)碰到金屬線槽也會產(chǎn)生此種干擾，因此在處理時也要注意到此種情況。     

B、電源干擾

由于供電系統(tǒng)的電源不“潔凈”而引起的。這里所指的電源不“潔凈”，是指在正常的電源上疊加有干擾信號。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。例如，某現(xiàn)場系統(tǒng)安裝好后出現(xiàn)圖像有斜紋干擾現(xiàn)象，怎么也查不出原因。后來發(fā)現(xiàn)由于此系統(tǒng)是在夏天安裝，安裝時此房間就已經(jīng)裝有空調(diào)，而且空調(diào)處于自動運(yùn)行狀態(tài)。有一次偶然將空調(diào)電源關(guān)閉，此時奇跡出現(xiàn)了，監(jiān)視器上的圖像竟然正常了。再把空調(diào)電源插上，干擾又出現(xiàn)了，困惱好一段時間的問題終于發(fā)現(xiàn)了。后來加裝了UPS將系統(tǒng)電源與空調(diào)電源分開，干擾排除。這種情況的解決方法比較簡單，只要對整個系統(tǒng)采用凈化電源或在線UPS供電就基本上可以得到解決。

C、由傳輸線引入的空間輻射干擾     

這種干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生，多半是因?yàn)樵趥鬏斚到y(tǒng)、系統(tǒng)前端或中心控制室附近有較強(qiáng)的、頻率較高的空間輻射源。這種情況的解決辦法一個是在系統(tǒng)建立時，應(yīng)對周邊環(huán)境有所了解，盡量設(shè)法避開或遠(yuǎn)離輻射源；另一個辦法是當(dāng)無法避開輻射源時，對前端及中心設(shè)備加強(qiáng)屏蔽，對傳輸線的管路采有鋼管并良好接地。     

D、阻抗不匹配     

由于傳輸線的特性阻抗不匹配引起的故障現(xiàn)象。這是由于視頻傳輸線的特性阻抗不是75Ω或者是設(shè)備本身的特性阻抗不是75Ω而導(dǎo)致阻抗失配造成的。對于此類干擾應(yīng)盡量使系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備阻抗匹配。     

由于現(xiàn)在矩陣級聯(lián)系統(tǒng)越來越多，對于監(jiān)控點(diǎn)比較集中需要獨(dú)立管理又要接受主控室管理的地方，一般采取級聯(lián)矩陣。在級聯(lián)系統(tǒng)中，如果距離比較近，矩陣之間有可能采取視頻線直接連接的方式，這樣一來干擾就很容易出現(xiàn)，特別是由于兩個矩陣不在一起，兩地地電位不一致，因此在此系統(tǒng)表現(xiàn)最為突出的干擾為接地干擾。這種干擾出現(xiàn)以后很不好處理。對于此類干擾的抑制，在工程中已有解決的方法。

對于此類系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，有以下幾種抑制方法：

1.對于有條件的地方，級聯(lián)視頻信號和控制信號盡量采用光端機(jī)來傳輸視頻，這樣通過光隔離可以比較好的解決這一干擾問題。但是由于光端機(jī)價格相對來說比較高，且不是每一個地方都具備敷設(shè)光纜的條件，因此此方法不是每個地方都適用。    

 2.在級聯(lián)的視頻信號之間加裝視頻抗干擾隔離器。視頻抗干擾隔離器是現(xiàn)代高科技專利產(chǎn)品，當(dāng)視聽設(shè)備聯(lián)接產(chǎn)生各種交條干擾時，在視頻線路上串接該產(chǎn)品，能有效隔離各種干擾信號，使圖像恢復(fù)如初，提高信號轉(zhuǎn)播質(zhì)量。視頻抗干擾隔離器是采用寬頻帶、高性能帶通濾波器和高性能視頻運(yùn)算放大器組成的低失真、高性能視頻隔離器，它的運(yùn)用使遠(yuǎn)端和近端的視頻電纜從電的意義上完全處于隔離狀況，這樣就從根本上完全避免了地電位差引起的干擾，同時又可有效地抑制雷電沖擊造成的系統(tǒng)設(shè)備損壞。由于隔離了電信號，該視頻抗干擾隔離器還可有效地避免由于環(huán)境高頻、脈沖等干擾信號對視頻信號的干擾。     抗干擾隔離器的特點(diǎn)：     

●安裝簡單，只需串聯(lián)接入視頻電纜接收端即可；     

●該產(chǎn)品不需要外接電源；     

●采用寬頻帶、高性能帶通濾波器；     

●光電隔離視頻信號；     

●有效地抑制因地電位差引起的黑紋滾動干擾；     

●有效地抑制因電源相位引起的高頻網(wǎng)紋干擾；     

●亦可抑制線纜絕緣不夠引起的高頻脈沖干擾；     

●對長距離傳輸視頻信號，具有相位調(diào)整、信號放大作用；     

●有效地隔離雷電對系統(tǒng)設(shè)備的沖擊。     

3.采用調(diào)制解調(diào)器將信號頻率調(diào)高后傳輸。     

E、干擾波傳播距離與頻率的關(guān)系     

根據(jù)干擾波傳播距離與頻率的關(guān)系曲線可以看出，頻率越低傳播的距離越遠(yuǎn)。這也意味著，頻率越低，受到干擾的機(jī)會越多，強(qiáng)度越大。因此，采用將信號頻率調(diào)高后傳輸，在中心再將信號調(diào)制并濾波也可大大減少干擾。     由于各監(jiān)控系統(tǒng)都有著各自不同的特點(diǎn)，會產(chǎn)生這樣那樣的干擾，因此正確分析干擾產(chǎn)生的原因，并采取行之有效的方法來抑制干擾，確保工程質(zhì)量和設(shè)備良好的運(yùn)行，對監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤其重要。