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說(shuō)起視頻干擾,要講一下視頻監(jiān)控信號(hào)傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)方式視頻基帶傳輸。所謂的視頻基帶傳輸是指視頻信號(hào)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?shù)奖O(jiān)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(xiàn)網(wǎng)紋、橫紋和噪點(diǎn)影響監(jiān)視效果。對(duì)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(dǎo)式干擾和輻射式干擾。下面分析一下常見視頻干擾現(xiàn)象及其原因。
1、工頻干擾
干擾現(xiàn)象:圖像出現(xiàn)雪花噪點(diǎn)、網(wǎng)紋或很寬暗橫帶持續(xù)不斷滾動(dòng)。
干擾原因:此現(xiàn)象是當(dāng)攝像端與監(jiān)控設(shè)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(tǒng)各相負(fù)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(gòu)成回路產(chǎn)生地電流,地電流經(jīng)過(guò)線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,致使芯線與屏蔽層之間產(chǎn)生干擾電位,使干擾信號(hào)加入視頻信號(hào)中對(duì)監(jiān)控圖像形成干擾。
2、空間電磁波干擾
干擾現(xiàn)象:圖像出現(xiàn)較密的斜形網(wǎng)紋,嚴(yán)重時(shí)會(huì)淹沒(méi)圖像。
干擾原因:當(dāng)監(jiān)控電纜在空中架設(shè)時(shí),空中電磁波干擾信號(hào)所產(chǎn)生的空間電場(chǎng)會(huì)作用于監(jiān)控傳輸線路,使線路兩端而產(chǎn)生相當(dāng)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(jiān)控設(shè)備端均為接地狀態(tài),這就使干擾電流通過(guò)線纜兩端接地點(diǎn)與大地形成回路,導(dǎo)致終端負(fù)載產(chǎn)生干擾電壓,干擾信號(hào)耦合進(jìn)視頻信號(hào)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(xiàn)象:圖像出現(xiàn)靜止水平條紋。
現(xiàn)象原因:由于聲音、數(shù)據(jù)等信號(hào)屬于低頻信號(hào),其頻帶狹窄在傳輸時(shí)只用到20Hz~nKHZ,幾乎采用任何種類的電纜都可以傳輸,一般只受交流聲干擾。用于傳輸視頻信號(hào)的同軸電纜,其屏蔽層抗干擾曲線特性表明干擾信號(hào)頻率越高其屏蔽性能越好,對(duì)于諸如載波電話、有線電臺(tái)等低頻率信號(hào)干擾反而顯得蒼白無(wú)力。低頻干擾信號(hào)同樣會(huì)在傳輸線纜上產(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(xiàn)象:圖像出現(xiàn)雪花點(diǎn)或高亮點(diǎn)。
現(xiàn)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(qiáng),但是強(qiáng)高頻干擾信號(hào)還會(huì)對(duì)圖像的傳輸產(chǎn)生干擾。大電荷負(fù)載啟停、變頻機(jī)及高頻機(jī)等在工作時(shí)除了輸出高強(qiáng)度基波外,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的二次諧波。雖然諧波強(qiáng)度比基波低很多,但高次諧波頻帶很寬且成分復(fù)雜,所以基波的各次諧波都會(huì)對(duì)利用視頻基帶傳輸(即6MHZ帶寬內(nèi))的視頻信號(hào)造成不同程度的干擾。經(jīng)過(guò)多次精度實(shí)驗(yàn),高頻干擾信號(hào)的基波和諧波頻率均在45MHz以內(nèi)。
5、反射干擾
干擾現(xiàn)象:圖像出現(xiàn)重影。
干擾原因:視頻信號(hào)在傳輸過(guò)程中色度、亮度及飽和度都會(huì)有相應(yīng)衰減,當(dāng)傳輸視頻的同軸網(wǎng)絡(luò)阻抗不匹配(也稱失配)時(shí),視頻信號(hào)傳輸?shù)浇K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(hào)會(huì)回到發(fā)射處形成再反射,與視頻信號(hào)疊加經(jīng)過(guò)延時(shí)和損耗到達(dá)終端。多個(gè)反射信號(hào)將在接收端產(chǎn)生碼間干擾(ISI),ISI會(huì)導(dǎo)致監(jiān)視器收到錯(cuò)誤的輸入信號(hào)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(xiàn)象,即重影現(xiàn)象。
常見視頻信號(hào)干擾產(chǎn)生的原因
同軸電纜是使用泛的視頻傳輸介質(zhì),一般用于中短距離的視頻信號(hào)的傳輸。同軸電纜的電氣特征使得它非常適合傳送攝像機(jī)到監(jiān)視器的全視頻信號(hào)(cctv視頻信號(hào)是由分布很廣的低頻信號(hào)和高頻信號(hào)組成的)。傳送低頻信號(hào)(20赫茲到幾千赫茲)時(shí)可以使用幾乎任何種類的導(dǎo)線。在實(shí)際應(yīng)用中,幾乎所有導(dǎo)線都可以用作電話線。但要傳送頻率范圍在20赫茲到6兆赫之間的視頻信號(hào),同時(shí)不希望有任何衰減時(shí),就需要使用同軸電纜。
在電視監(jiān)控系統(tǒng)中采用視頻基帶傳輸是的傳輸方式。所謂基帶傳輸是指不需經(jīng)過(guò)頻率變換等任何處理而直接傳送全電視信號(hào)的方式。這種傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單;在一定距離范圍內(nèi),失真??;附加噪聲低(系統(tǒng)信噪比高);不必增加諸如調(diào)制器、解調(diào)器等附加設(shè)備。缺點(diǎn)是傳輸距離不能太遠(yuǎn);一根視頻同軸電纜只能傳送一路電視信號(hào)等。
由于這種傳輸方式具有工作穩(wěn)定可靠及設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),因而在實(shí)際中獲得了廣泛的應(yīng)用。但視頻信號(hào)頻帶很寬,并且起始頻率又很低,所以在電纜中傳輸時(shí),其振幅及相位在低頻段與高頻段的差別就會(huì)很大。特別是在相位失真太大時(shí),是難以用簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?。同時(shí),基帶傳輸?shù)皖l部分很容易受到電力、電話、廣播等低頻干擾源的干擾。
廣播干擾:
由于實(shí)際應(yīng)用的需要,而必須將電纜在空中架設(shè)時(shí),這時(shí)電纜本身就相當(dāng)于一根很長(zhǎng)的天線。由于天線效應(yīng)的結(jié)果,電纜中會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的廣播干擾電壓,并在電纜外皮上產(chǎn)生干擾電流,這一電流通過(guò) 電纜兩端接地點(diǎn)與地構(gòu)成回路,于是在終端負(fù)載上就會(huì)產(chǎn)生廣播干擾信號(hào)的電壓,使干擾信號(hào)混入視頻信號(hào)中。這種干擾信號(hào)在圖像上表現(xiàn)為較密的斜形網(wǎng)紋,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)蜎](méi)圖象。如果將電纜埋在地下,或采用鉛皮電纜、平衡對(duì)稱電纜等都能較好地克服這種干擾。
低頻干擾:
電纜屏蔽層對(duì)于頻率越低的信號(hào)其屏蔽效果越差,由于這種原因而引入的干擾信號(hào)有載波電話,電臺(tái)的信號(hào)等。它們?cè)趫D像上造成水平條紋的干擾。
50hz 電源干擾:
當(dāng)系統(tǒng)需要始端與末端同時(shí)接地時(shí),由于兩端接地電位不同及電纜外皮電阻的存在,在兩地之間引起50hz的地電位差,從而產(chǎn)生干擾信號(hào)電壓。當(dāng)干擾信號(hào)被疊加在視頻信號(hào)上時(shí),使正常圖像上出現(xiàn)很寬的橫暗帶。
50hz 電源頻率的二次諧波和三次諧波干擾:
諧波干擾主要表現(xiàn)在大電流或高電壓的電力線周圍,是電力電纜向四周的輻射信號(hào),其頻率為2500hz和125000hz,主要干擾視頻信號(hào)的低頻段。
傳輸線路引起的干擾:
視頻傳輸線的質(zhì)量不好,特別是屏蔽性能差(屏蔽網(wǎng)不是質(zhì)量很好的銅線網(wǎng),或屏蔽網(wǎng)過(guò)稀而起不到屏蔽作用)。與此同時(shí),這類視頻線的線電阻過(guò)大,因而造成信號(hào)產(chǎn)生較大衰減,這也是加重故障的原因。此外,這類視頻線的特性阻抗不是75ω以及參數(shù)超出規(guī)定也是產(chǎn)生故障的原因之一。這種現(xiàn)象的表現(xiàn)形式是在監(jiān)視器的畫面上產(chǎn)生若干條間距相等的豎條干擾,干擾信號(hào)的頻率基本上是行頻的整數(shù)倍。
不潔凈電源干擾:
這里所指的電源不“潔凈”,是指在正常的電源(50周的正弦波)上疊加有干擾信號(hào)。而這種電源上的干擾信號(hào),多來(lái)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(duì)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(huì)對(duì)電源產(chǎn)生污染。不潔凈電源使攝像機(jī)和其它有源設(shè)備工作不穩(wěn)定,進(jìn)而形成干擾。