监控系统中视频干扰的现象及解决方法文档格式.docx

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　　Vab=（Vo×

75）÷

[75×

2+Rc+Rd]]+（Vi×

75）÷

2+Rc+Rd]]

　　其中，第一项为负载获得的有效视频信号Voh=（Vo×

2+Rc+Rd]]。

　　第二项为负载获得的有效干扰信号Vih=（Vi×

　　当电缆很短时，内外导体电阻可以忽略，Rc+Rd=0。

这时，有效视频信号Voh=（Vo×

75×

2+0）=Vo×

75÷

2=Vo/2=1Vp-p。

　　因为干扰感应电动势Vi正比于（Rc+Rd），此时Vi=0，Vih=0；

　　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。

　　从上面的公式中我们可以看出，要消除干扰最主要的方法是尽可能感小干扰电动势，而图一中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，那么通过电源在摄象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，在摄象机一端不接地并做好与安装支架的绝缘措施，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。

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，困恼好一段时间的问题终于发现了。

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。

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75Ω或者是设备本身的特性阻抗不是75Ω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。

图二

　　图二所示为监控系统带电脑分控的情况。

此类系统最容易产生在分控电脑上所装视频卡显示的图像有黑杠。

对于此干扰，最有效的措施就是在分控端电脑电源线上三芯插头上的“地”去掉。

　　由于现在矩阵级联系统越来越多，对于监控点比较集中需要独立管理又要接受主控室管理的地方，一般采取级联矩阵。

在级联系统中，如果距离比较近，矩阵之间有可能采取视频线直接连接的方式，这样一来干扰就很容易出现，特别是由于两个矩阵不在一起，两地地电位不一致，因此在此系统表现最为突出的干扰为接地干扰。

这种干扰出现以后很不好处理。

对于此类干扰的抑制，在工程中已有解决的方法。

下图为矩阵之间级联示意图。

对于此类系统产生的干扰，有以下几种抑制方法：

　　1、对于有条件的地方，级联视频信号和控制信号尽量采用光端机来传输视频，这样通过光隔离可以比较好的解决这一干扰问题。

但是由于光端机价格相对来比较高，且不是每一个地方都具备敷设光缆的条件，因此此方法不是每个地方都适用。

　　2、在级联的视频信号之间加装视频抗干扰隔离器。

视频抗干扰隔离器是现代高科技专利产品，当视听设备联接产生各种交条干扰时，在视频线路上串接该产品，能有效隔离各种干扰信号，使图像恢复如初，提高信号转播质量。

视频抗干扰隔离器是采用宽频带、高性能带通滤波器和高性能视频运算放大器组成的低失真、高性能视频隔离器，它的运用使远端和近端的视频电缆从电的意义上完全处于隔离状况，这样就从根本上完全避免了地电位差引起的干扰，同时又可有效地抑制雷电冲击造成的系统设备损坏。

由于隔离了电信号，该视频抗干扰隔离器还可有效地避免由于环境高频、脉冲等干扰信号对视频信号的干扰。

　　抗干扰隔离器的特点：

　　●安装简单，只需串联接入视频电缆接收端即可；

　　●该产品不需要外接电源；

　　●采用宽频带、高性能带通滤波器；

　　●光电隔离视频信号；

　　●有效地抑制因地电位差引起的黑纹滚动干扰；

　　●有效地抑制因电源相位引起的高频网纹干扰；

　　●亦可抑制线缆绝缘不够引起的高频脉冲干扰；

　　●对长距离传输视频信号，具有相位调整、信号放大作用；

　　●有效地隔离雷电对系统设备的冲击

　　3、采用调制解调器将信号频率调高后传输。

　　干扰波传播特点

干扰波传播距离与频率的关系

根据干扰波传播距离与频率的关系曲线可以看出，频率越低传播的距离越远。

这也意味着，频率越低，受到干扰的机会越多，强度越大。

因此，采用将信号频率调高后传输，在中心再将信号调制并滤波也可大大减少干扰。

　　由于各监控系统都有着各自不同的特点，会产生这样那样的干扰，因此正确分析干扰产生的原因，并采取行之有效的方法来抑制干扰，确保工程质量和设备良好的运行，对监控系统显得尤其重要。

闭路电视监控系统抗干扰方法

（二）

1引言

　　闭路电视监控系统（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。

2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。

3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。

3．1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，根据工程经验则可按图1方式进行匹配，在发送端串上与传输线特征阻抗相同的电阻RO，在接收端按图所示进行连接，其中R1＞R2，R＝（R1＊R２）／（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｒ０。

在发送Ｒ０一般是驱动门输出内阻的５倍以上，可以得到较高的发送电平，接收的匹配阻抗是经５伏电源形成的，在阻抗匹配的同时减少了吸收功耗，这样既减少了的射，又不会因为增加了匹配电阻吸收过多的信号功率，信号的电平阈值差变小。

　　双绞线作为ＲＳ４８５传输一对电磁感应噪声有较强的抑制能力，但对静电感应引起噪声的抑制能力较差，因此ＲＳ４８５传输线应选用屏蔽双绞线。

双绞线的屏蔽层要正确接地，这里讲的“地”应是驱动总线逻辑门的“地”，而非“机壳地”、“保护地”，但在许多实际设备上往往没有给出接地连接端，所以在这种情况下就需要引一条线将屏蔽与驱动逻辑门集成电路的地相连。

3.2视频信号的干扰

　　视频信号的干扰在图象上表现为地花点和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，在摄象机与控制矩阵之间合理位置增加一个视频放大器，将信号的售噪比提高，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。

较难解决的是５０ＨＺ横纹滚动及进一步加高频干扰的情况，比如电梯轿厢内摄象机的输出图象。

为了抑制上述干扰，首先分析一下造成上述问题的原因。

　　摄象机要求的供电电源一般有三种：

直流１２Ｖ、交流２４Ｖ或２２０Ｖ，大多数工程应用中不从电梯轿厢的供电电源上取，而是另外布设供电电源给摄象机供电，摄象机输出图象经过一条软性的视频电缆从井道的止方或下方送出，视频电缆和供电电缆与轿厢的动力线捆绑在一起，当电梯运行时牵引电机运行产生的电磁场沿照明动力线传播，显然会影响摄象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。

　　对于图象中的高频干扰，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，比较好的方法是采用带有双层屏蔽的视频电缆。

　　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，即如图３所示两处接地点相对电网“地”的电压差不同，那么通过电源在摄象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，从图中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，只能通过加大摄象机供电线缆的线径，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，在摄象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，因此摄象机的供电电源线最好也要屏蔽，上述措施需要在工程设计和施工时就要全面考虑才能实现，若到了系统调试时发现干扰存在可采用调制和解调的方法将噪声滤除，在摄象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，在显示器端设一低通滤波器将低于８ＮＨＺ的信号全部滤除，再经过解调将视频图象还原。

3.3监控系统的供电方式

　　监控系统的供电方式只有两种：

一种是集中供电方式即电源都引自一处，另一种是分布式供电，摄象机在安装位置附近取电源，从抗干扰效果的角度讲，集中供电方式更好一些，可以基本消除各处参考电位不等的情况。

4结束语

　　监控系统中干扰主要体现在数字通信通讯线和视频图象的干扰上，解决干扰的关键在于工程开始施工时就要全盘考虑上抗干扰措施，这样才能从根本上解决干扰问题，而不要等到工程后期再采取亡羊补牢的措施.。

闭路电视监控系统抗干扰方法（三）

音、视频干扰分析与抑制

会议电视系统组成

　　会议电视就是利用电视技术和设备通过传输信道在两地或多个地点进行开会的一种通信手段，它实现了音频、视频、文本数据、图文数据等多媒体的综合处理，并在同一信息网路中运行，统一时实的传输。

　　传输这些信号的电缆如果通过较强的电磁场区，就会有干扰叠加在信号上。

电缆越长，干扰越明显。

干扰源种类及干扰方式

　　在会议电视系统中，影响视频和音频系统的噪声干扰除设备和传输线路本身的热噪声和叠加在其上的连续性“白噪声”干扰外，根据干扰源种类主要可分为两大类，脉冲干扰及交流声干扰。

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：

马达、汽车发动机火花塞点火，开关电源均会产生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、宇宙噪声还会产生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也会引起交流声干扰，如交流电气化铁路产生的干扰除50Hz基频外、还有（2N＋1）×

50Hz等奇次谐波。

　　另外，根据外界干扰源电磁能量的传播途径和对音、视频设备的耦合方式又可分成辐射方式干扰和传导方式干扰。

传导方式干扰是经过电路（包括杂散电容和互感等可以用集总参数表示的电路元件）传到受影响设备上，如脉冲干扰、交流声干扰，主要通过传导方式作用于受扰设备；

辐射方式干扰是通过天线的作用，由空间传到受影响的设备上，如高压输电线对受扰设备的干扰。

　　会议电视系统的音频信号的频率范围为300Hz－3.4KHz，视频信号带宽为6MHz。

音频信号通常都采用平衡方式传输，由于双线上的感应噪声有相互抵消作用，干扰要轻得多，甚至于测不出来。

而视频信号通常采用不平衡方式传输，干扰就要严重得多。

所以音频干扰分析与视频干扰分析有所区别：

对于视频干扰，主要从干扰方式出发进行探讨；

音频信号由于波长较大，通信大楼的屏蔽作用更为明显，相比而言，辐射方式干扰可忽略不计。

通过电源等整流器件所产生脉冲干扰对音、视频信号机理相同，解决办法也一致，因此，音频干扰讨论的重点放在交流声干扰上。

视频干扰分析及解决办法

　　在实际工程中，视频电缆通常敷设在通信大楼内的金属管中。

尽管金属管外皮与大楼的建筑地连在一起，有时仍可能受到干扰，在监视器上会看到不规则的细线由上至下滚动，该干扰是由可控硅整流器点火时产生的脉冲干扰所造成的。

UPS电源产生的脉冲干扰波形更为复杂，它除了整流器点火产生的干扰外还有逆变器产生的脉冲干扰及其谐波。

电源整流器和UPS电源所产生的脉冲干扰的辐射虽到处都有，但主要是通过分布在会议室内的交流供电线路传播的，为传导方式干扰。

　传导方式干扰的抑制

　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络。

如图3所示，在3根火线的输入端和整流电源的输出端分别对地接入耐高压、大容量电容器，形成低通滤波电路。

　　由于大功率UPS电源的干扰更严重，除了干扰脉冲的幅度比较大之外，干扰脉冲的波形复杂，频率成分也很丰富。

为抑制干扰，在UPS电源的进线端和出线端分别加装电容器。

加大电容量，虽可以进一步降低脉冲干扰电平，但增大至一定量之后，效果就不明显了。

这时可以采用“Γ型”或“π型”低通滤波电路，即将电缆穿绕在铁氧体磁环上，在有效频率范围内，等效于串联一个电感。

　　其激磁电感LP计算公式如下：

　　式中：

N—变压器初级线圈的圈数；

　　μ—环形磁芯相对导磁率；

　　由上式不难看出要增大电感量，可以采用以下几种方式：

（1）减少磁环的内径与线缆缝隙；

（2）选择高导磁率的磁环；

　　（3）采用高频磁性材料；

　　（4）增加磁环的数量。

　　2.1.2　交流声干扰的抑制

　　如前文所述，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。

　　2.1.3　传输线变压器的设计

　　设计前需明确的参数有：

（1）最高工作频率Fmax和最低工作频率Fmin；

（2）确定输出负载电阻R1和信号源内阻Rs；

　　（3）要明确传输线变压器在此只起隔离作用。

　　在设计时，由公式（2－1）、（2－2）、（2－3）不难求出传输线的最小长度Lmin、最大长度Lmax和特性阻抗Zc。

　　实践证明，用Φ=（0.27—0.77）mm的高强度漆包线绕制，并绕时，Zc约为（60—80）Ω；

工作频率低于50MHz，选用锰锌氧（MXO）铁氧体。

铁氧体的导磁率由（2－4）式确定。

　　传输线变压器在设计时要求幅频特性好，插耗低以及回波损耗要高。

由于传输线变压器是无源设备，没有增益失真，没有微分相位失真，所以不会引入新的噪声。

接入传输线变压器之后，发现脉冲干扰得到很大程度抑制，在监视器屏幕上已经完全看不到有任何干扰现象。

从而说明在视频信号长距离传输中，在末端加装传输线变压器可以明显抑制杂散电磁场的干扰和交流声干扰。

　辐射方式干扰的抑制

　　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。

为抑制外部高压输电线路的干扰影响，采用接地措施，常用的接地方式有两种，现分别讨论如下：

　　2.2.1　分散接地方式

　　分散接地就是将通信大楼的防雷接地、电源系统接地、通讯设备的各类接地以及其他设备的接地分别接入相互分离的接地系统，由于地线系统不断增多，地线间潜在的耦合影响往往难以避免，分散接地反而容易引起干扰。

同时主体建筑物的高度不断增加，其接地方式所带的不安全因素也越来越大。

当某一设施被雷击中，容易形成地下反击，损坏其他设备。

　　2.2.2　联合接地方式

　　联合接地方式也称单点接地方式，即所有接地系统共用一个共同的“地”。

联合接地有以下一些特点：

（1）整个大楼的接地系统组成一个笼式均压体，对于直击雷，楼内同一层各点位比较均匀；

对于感应雷，笼式均压体和大楼的框架式结构对外来电磁场干扰也可提供10－40dB的屏蔽效果；

（2）一般联合接地方式接地电阻非常小，不存在各种接地体之间的耦合影响，有利于减少干扰；

　　（3）可以节省金属材料，占地少。

　　由上不难看出，采用联合接地方式可以有效抑制外部高压输电线路的干扰。

　　3　音频干扰分析及解决办法

　　就音频设备间信号线输入、输出接口的形式来讲，有平衡式和不平衡式两种：

平衡式—双线差动式，具有较强的共模干扰抑制能力，交流声干扰小，常用于长距离或强干扰条件下的信号传送。

不平衡式—单线单端式，多用于近距离或内部设备间信号传送。

为抑制交流声干扰，应注意以下几点：

（1）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。

（2）尽量避免或减弱两设备间电的直接联系。

　　（3）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。

　　（4）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。

一、干扰是如何产生的

要谈抗干扰，那么首先要了解干扰产生的原因，下面简单的介绍一下几种闭路监控系统中常见的干扰及产生原因：

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。

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