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巧妙“防避抗補”,解決視頻傳輸工程電磁干擾

發(fā)布時間:2013-09-28 責任編輯:eliane

【導讀】視頻傳輸工程中的干擾可分為源干擾、終端干擾以及傳輸干擾三類。而本文要講解的是視頻傳輸工程中的電磁干擾。針對視頻傳輸工程的電磁干擾給出四大基本功——“防避抗補”,掌握了它們的原理、性能和使用方法,在實際運用中,我們需要從不同的技術側面采取的不同措施,靈活運用,才能立于不敗之地。

干擾是監(jiān)控工程中的“???rdquo;,也是令人討厭、令人煩惱的“不速之客”。讓干擾不再打擾,應該是監(jiān)控行業(yè)朋友們的共同心聲和奮斗目標之一。

一、干擾到底是怎樣形成的?

1)工程中的干擾我們可以概括分成3類:

A)源干擾:視頻信號源內部,包括電源產(chǎn)生的干擾——視頻源信號中已經(jīng)包含干擾;
B)終端干擾:終端設備,包括設備電源產(chǎn)生的干擾——它能對輸入的無干擾視頻信號加入新的干擾;
C)傳輸干擾:傳輸過程中通過傳輸線纜引入的干擾,主要是電磁波干擾,包括地電位干擾類。

源干擾和終端干擾,盡管工程中也常遇到,但都屬于設備本身問題,不屬于工程抗干擾范疇。本文涉及的只是第三類——視頻傳輸工程中的電磁干擾。eie實驗室研究成果提出了如下觀點:

同軸干擾不是從屏蔽層縫隙中漏進去的,無縫隙的“編網(wǎng)—鋁箔—編網(wǎng)—鋁箔”四屏蔽電纜,仍有傳輸干擾,就是最好的實踐驗證。同軸干擾基本上是電磁感應電流在電纜屏蔽層縱向“阻抗”上產(chǎn)生的感應電動勢,通過兩端匹配負載對視頻信號產(chǎn)生干擾信號的;所以才有短電纜、高編電纜干擾小的實踐。

非屏蔽雙絞線平衡傳輸原理,使它具有一定的抗共模干擾能力,但它的不平衡結構(電阻誤差5%/100米,線對之間的耦合,高衰減和高失真特性),使它的實際抗干擾能力與某些“抗超強干擾”的宣傳遠不是一回事。屏蔽雙絞線的大量應用,就應該有個起碼的判斷了。

二、視頻傳輸工程抗干擾的“防、避、抗、補”“四大基本功”

1)“防”:對干擾設防,把干擾“拒之門外”。常見的有效措施有:給傳輸線纜一個屏蔽電磁干擾的環(huán)境,這是最基本、最有效的防止干擾“入侵”的手段。將傳輸線纜穿鍍鋅鐵管,走鍍鋅鐵皮線槽,深埋地下布線等,這對于包括變電站超高壓環(huán)境下安全傳輸視頻信號都是有效的。不足之處是成本較高,不能架空布線,施工較麻煩。

eie雙絕緣雙屏蔽抗干擾同軸電纜是抗干擾技術的一項自有知識產(chǎn)權的新成果,其原理與穿鐵管基本相同。外層是干擾屏蔽層,提供內部無干擾的傳輸環(huán)境,內屏蔽層是同軸傳輸回路的實際信號地,干擾在外屏蔽層上產(chǎn)生感應電動勢,通過接“大地”屏蔽干擾,內外屏蔽層絕緣,使干擾感應電動勢與視頻信號傳輸回路絕緣,有效防止了干擾的“入侵”。優(yōu)點是布線簡單方便,成本低,在不能準確判斷是否會有干擾的情況下,基本可以實現(xiàn)“防干擾盲目布線”。在工程設計和施工中,設防首先是應該考慮的。

2)“避”:避開干擾,另選一條“路”,改變源信號傳輸方式。屬于這一類的技術有:光纜傳輸(包括模擬調制解調和數(shù)字調制解調技術),射頻,微波,數(shù)字變換等各種傳輸方式都屬于“信息調制和變換”方式,或“頻分方式”,它能有效避開源信號傳輸中0-6M頻率范圍的直接干擾;這種方式抗干擾很有效。目前也有一些不肯介紹原理的產(chǎn)品,如采用編碼和向上移動信號頻帶的方法等,大概也屬于這一類產(chǎn)品。采用“避”的技術,工程中還應考慮兩個問題:一是成本和復雜度的提高,二是變換損失——失真和信噪比的降低,不要一個矛盾掩蓋另一個矛盾。
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3)“抗”:視頻信號傳輸過程中,如果干擾已經(jīng)“混”進視頻信號中,使信噪比(指信號/干擾比)嚴重降低,必須采用抗干擾設備抑制干擾信號幅度,提高信噪比。目前主要技術措施有:

傳輸變壓器抑制50/100Hz低頻干擾有一定效果,但局限性較大,通用性較差,應用面還較少;

“斬波”技術,原理上是吸收或衰減干擾信號頻率分量。問題是難以應付工程中千變萬化的干擾頻率,對于諧波分量豐富的干擾(如變頻電機干擾)抑制能力較差,值得注意的是這種辦法在吸收干擾的同時,也吸收掉一部分有用信號,造成新的失真。

視頻預放大提高“信號/干擾”比(信噪比)技術:原理是:線路干擾大小是不會再變的,可以在線路前端,先把攝像機視頻信號大幅度提升,從而提高了整個傳輸過程中的“信號/干擾”比(信噪比),在傳輸末端再恢復視頻源信號特性,達到抑制干擾的目的。理論上、實踐上這種抗干擾技術都應該是可行的,有效的。問題是具體技術實現(xiàn)起來有一定難度,市場上有一種這類產(chǎn)品,確實有一定的抗干擾效果。但沒考慮線纜傳輸失真、放大失真問題,沒有真正解決視頻信號的有效恢復問題,圖像傳輸質量沒有真正解決。

eie實驗室在長期研究加權放大和抗干擾技術的基礎上,于2005年初成功的推出了含有兩項專利技術的新產(chǎn)品——“加權抗干擾器”。它同時具有抑制干擾和視頻恢復雙重功能,可有效抑制從50Hz到10MHz的廣譜干擾,加權技術的成功應用,使頻率越高抗干擾能力越強,進一步提高了高頻干擾的抑制能力,并繼承了加權視頻放大專利技術高質量的視頻恢復功能。“補”:補償電纜傳輸和信號變換造成的視頻信號傳輸損失,恢復視頻源信號特性。電纜越長,產(chǎn)生干擾的概率越大,干擾幅度也越高。從視頻傳輸角度考慮,在抗干擾的同時,必須考慮信號衰減和失真問題。線纜引起的衰減、失真和抗干擾設備引起的附加衰減和失真,只有有效的補償措施才能算真正的、有效的視頻傳輸設備。

三、據(jù)實際情況選擇適用的抗干擾措施

工程上解決干擾的問題也是一個系統(tǒng)工程問題,“防、避、抗、補”四大基本功是從不同的技術側面采取的不同措施,掌握了它們的原理、性能和使用方法,在工程中靈活運用,才能立于不敗之地。

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