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常见干扰分析

2023年08月14日 11:14:52      来源:杭州景唐通信技术有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:8

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    说起视频干扰,要讲一下视频监控信号传输的传统方式视频基带传输。所谓的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,非常容易受到干扰,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。下面分析一下常见视频干扰现象及其原因。

    

1、工频干扰

    干扰现象:图像出现雪花噪点、网纹或很宽暗横带持续不断滚动。

    干扰原因: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。

 

2、空间电磁波干扰

    干扰现象:图像出现较密的斜形网纹,严重时会淹没图像。

    干扰原因: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。

 

3、低频干扰(20Hz-nKHz 低频噪声干扰)

    干扰现象:图像出现静止水平条纹。

    现象原因: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。

 

4 、高频干扰(高频噪声干扰)

    干扰现象:图像出现雪花点或高亮点。

    现象原因: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。

 

5、反射干扰

    干扰现象:图像出现重影。

    干扰原因: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。

 

常见视频信号干扰产生的原因

 

    同轴电缆是使用泛的视频传输介质,一般用于中短距离的视频信号的传输。同轴电缆的电气特征使得它非常适合传送摄像机到监视器的全视频信号(cctv视频信号是由分布很广的低频信号和高频信号组成的)。传送低频信号(20赫兹到几千赫兹)时可以使用几乎任何种类的导线。在实际应用中,几乎所有导线都可以用作电话线。但要传送频率范围在20赫兹到6兆赫之间的视频信号,同时不希望有任何衰减时,就需要使用同轴电缆。

    在电视监控系统中采用视频基带传输是的传输方式。所谓基带传输是指不需经过频率变换等任何处理而直接传送全电视信号的方式。这种传输方式的优点是传输系统简单;在一定距离范围内,失真小;附加噪声低(系统信噪比高);不必增加诸如调制器、解调器等附加设备。缺点是传输距离不能太远;一根视频同轴电缆只能传送一路电视信号等。

    由于这种传输方式具有工作稳定可靠及设备简单等优点,因而在实际中获得了广泛的应用。但视频信号频带很宽,并且起始频率又很低,所以在电缆中传输时,其振幅及相位在低频段与高频段的差别就会很大。特别是在相位失真太大时,是难以用简单的电路进行补偿的。同时,基带传输低频部分很容易受到电力、电话、广播等低频干扰源的干扰。

 

广播干扰:

    由于实际应用的需要,而必须将电缆在空中架设时,这时电缆本身就相当于一根很长的天线。由于天线效应的结果,电缆中会产生相当大的广播干扰电压,并在电缆外皮上产生干扰电流,这一电流通过 电缆两端接地点与地构成回路,于是在终端负载上就会产生广播干扰信号的电压,使干扰信号混入视频信号中。这种干扰信号在图像上表现为较密的斜形网纹,严重时甚至会淹没图象。如果将电缆埋在地下,或采用铅皮电缆、平衡对称电缆等都能较好地克服这种干扰。

 

低频干扰:

    电缆屏蔽层对于频率越低的信号其屏蔽效果越差,由于这种原因而引入的干扰信号有载波电话,电台的信号等。它们在图像上造成水平条纹的干扰。

 

50hz 电源干扰:

    当系统需要始端与末端同时接地时,由于两端接地电位不同及电缆外皮电阻的存在,在两地之间引起50hz的地电位差,从而产生干扰信号电压。当干扰信号被叠加在视频信号上时,使正常图像上出现很宽的横暗带。

 

50hz 电源频率的二次谐波和三次谐波干扰:

    谐波干扰主要表现在大电流或高电压的电力线周围,是电力电缆向四周的辐射信号,其频率为2500hz125000hz,主要干扰视频信号的低频段。

 

传输线路引起的干扰:

    视频传输线的质量不好,特别是屏蔽性能差(屏蔽网不是质量很好的铜线网,或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用)。与此同时,这类视频线的线电阻过大,因而造成信号产生较大衰减,这也是加重故障的原因。此外,这类视频线的特性阻抗不是75ω以及参数超出规定也是产生故障的原因之一。这种现象的表现形式是在监视器的画面上产生若干条间距相等的竖条干扰,干扰信号的频率基本上是行频的整数倍。

 

不洁净电源干扰:

    这里所指的电源不“洁净”,是指在正常的电源(50周的正弦波)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。不洁净电源使摄像机和其它有源设备工作不稳定,进而形成干扰。 

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