巧妙“防避抗補”,解決視頻傳輸工程電磁幹擾
發布時間:2013-09-28 責任編輯:eliane
【導讀】視頻傳輸工程中的幹擾可分為源幹擾、終端幹擾以及傳輸幹擾三類。而本文要講解的是視頻傳輸工程中的電磁幹擾。針對視頻傳輸工程的電磁幹擾給出四大基本功——“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麵采取的不同措施,靈活運用,才能立於不敗之地。
幹擾是監控工程中的“常客”,也是令人討厭、令人煩惱的“不速之客”。讓幹擾不再打擾,應該是監控行業朋友們的共同心聲和奮鬥目標之一。
一、幹擾到底是怎樣形成的?
1)工程中的幹擾我們可以概括分成3類:
A)源幹擾:視頻信號源內部,包括電源產生的幹擾——視頻源信號中已經包含幹擾;
B)終端幹擾:終端設備,包括設備電源產生的幹擾——它能對輸入的無幹擾視頻信號加入新的幹擾;
C)傳輸幹擾:傳輸過程中通過傳輸線纜引入的幹擾,主要是電磁波幹擾,包括地電位幹擾類。
源幹擾和終端幹擾,盡管工程中也常遇到,但都屬於設備本身問題,不屬於工程抗幹擾範疇。本文涉及的隻是第三類——視頻傳輸工程中的電磁幹擾。eie實驗室研究成果提出了如下觀點:
同軸幹擾不是從屏蔽層縫隙中漏進去的,無縫隙的“編網—鋁箔—編網—鋁箔”四屏蔽電纜,仍有傳輸幹擾,就是最好的實踐驗證。同軸幹擾基本上是電磁感應電流在電纜屏蔽層縱向“阻抗”上產生的感應電動勢,通過兩端匹配負載對視頻信號產生幹擾信號的;所以才有短電纜、高編電纜幹擾小的實踐。
非屏蔽雙絞線平衡傳輸原理,使它具有一定的抗共模幹擾能力,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),使它的實際抗幹擾能力與某些“抗超強幹擾”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、視頻傳輸工程抗幹擾的“防、避、抗、補”“四大基本功”
1)“防”:對幹擾設防,把幹擾“拒之門外”。常見的有效措施有:給傳輸線纜一個屏蔽電磁幹擾的環境,這是最基本、最有效的防止幹擾“入侵”deshouduan。jiangchuanshuxianlanchuanduxintieguan,zouduxintiepixiancao,shenmaidixiabuxiandeng,zheduiyubaokuobiandianzhanchaogaoyahuanjingxiaanquanchuanshushipinxinhaodoushiyouxiaode。buzuzhichushichengbenjiaogao,bunengjiakongbuxian,shigongjiaomafan。
eie雙(shuang)絕(jue)緣(yuan)雙(shuang)屏(ping)蔽(bi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)是(shi)抗(kang)幹(gan)擾(rao)技(ji)術(shu)的(de)一(yi)項(xiang)自(zi)有(you)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)的(de)新(xin)成(cheng)果(guo),其(qi)原(yuan)理(li)與(yu)穿(chuan)鐵(tie)管(guan)基(ji)本(ben)相(xiang)同(tong)。外(wai)層(ceng)是(shi)幹(gan)擾(rao)屏(ping)蔽(bi)層(ceng),提(ti)供(gong)內(nei)部(bu)無(wu)幹(gan)擾(rao)的(de)傳(chuan)輸(shu)環(huan)境(jing),內(nei)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)是(shi)同(tong)軸(zhou)傳(chuan)輸(shu)回(hui)路(lu)的(de)實(shi)際(ji)信(xin)號(hao)地(di),幹(gan)擾(rao)在(zai)外(wai)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)上(shang)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢(shi),通(tong)過(guo)接(jie)“大地”屏蔽幹擾,內外屏蔽層絕緣,使幹擾感應電動勢與視頻信號傳輸回路絕緣,有效防止了幹擾的“入侵”。優點是布線簡單方便,成本低,在不能準確判斷是否會有幹擾的情況下,基本可以實現“防幹擾盲目布線”。在工程設計和施工中,設防首先是應該考慮的。
2)“避”:避開幹擾,另選一條“路”,改變源信號傳輸方式。屬於這一類的技術有:光纜傳輸(包括模擬調製解調和數字調製解調技術),射頻,微波,數字變換等各種傳輸方式都屬於“信息調製和變換”方式,或“頻分方式”,它能有效避開源信號傳輸中0-6M頻率範圍的直接幹擾;這種方式抗幹擾很有效。目前也有一些不肯介紹原理的產品,如采用編碼和向上移動信號頻帶的方法等,大概也屬於這一類產品。采用“避”的技術,工程中還應考慮兩個問題:一是成本和複雜度的提高,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,如果幹擾已經“混”進視頻信號中,使信噪比(指信號/幹擾比)嚴重降低,必須采用抗幹擾設備抑製幹擾信號幅度,提高信噪比。目前主要技術措施有:
傳輸變壓器抑製50/100Hz低頻幹擾有一定效果,但局限性較大,通用性較差,應用麵還較少;
“斬波”技術,原理上是吸收或衰減幹擾信號頻率分量。問題是難以應付工程中千變萬化的幹擾頻率,對於諧波分量豐富的幹擾(如變頻電機幹擾)抑製能力較差,值得注意的是這種辦法在吸收幹擾的同時,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/幹擾”比(信噪比)技術:原理是:線路幹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/幹擾”比(信噪比),在傳輸末端再恢複視頻源信號特性,達到抑製幹擾的目的。理論上、實shi踐jian上shang這zhe種zhong抗kang幹gan擾rao技ji術shu都dou應ying該gai是shi可ke行xing的de,有you效xiao的de。問wen題ti是shi具ju體ti技ji術shu實shi現xian起qi來lai有you一yi定ding難nan度du,市shi場chang上shang有you一yi種zhong這zhe類lei產chan品pin,確que實shi有you一yi定ding的de抗kang幹gan擾rao效xiao果guo。但dan沒mei考kao慮lv線xian纜lan傳chuan輸shu失shi真zhen、放大失真問題,沒有真正解決視頻信號的有效恢複問題,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幹擾技術的基礎上,於2005年初成功的推出了含有兩項專利技術的新產品——“加權抗幹擾器”。它同時具有抑製幹擾和視頻恢複雙重功能,可有效抑製從50Hz到10MHz的(de)廣(guang)譜(pu)幹(gan)擾(rao),加(jia)權(quan)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong),使(shi)頻(pin)率(lv)越(yue)高(gao)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)越(yue)強(qiang),進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)了(le)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)的(de)抑(yi)製(zhi)能(neng)力(li),並(bing)繼(ji)承(cheng)了(le)加(jia)權(quan)視(shi)頻(pin)放(fang)大(da)專(zhuan)利(li)技(ji)術(shu)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)視(shi)頻(pin)恢(hui)複(fu)功(gong)能(neng)。“補”:buchangdianlanchuanshuhexinhaobianhuanzaochengdeshipinxinhaochuanshusunshi,huifushipinyuanxinhaotexing。dianlanyuechang,chanshengganraodegailvyueda,ganraofuduyeyuegao。congshipinchuanshujiaodukaolv,zaikangganraodetongshi,bixukaolvxinhaoshuaijianheshizhenwenti。xianlanyinqideshuaijian、失真和抗幹擾設備引起的附加衰減和失真,隻有有效的補償措施才能算真正的、有效的視頻傳輸設備。
三、據實際情況選擇適用的抗幹擾措施
工程上解決幹擾的問題也是一個係統工程問題,“防、避、抗、補”四大基本功是從不同的技術側麵采取的不同措施,掌握了它們的原理、性能和使用方法,在工程中靈活運用,才能立於不敗之地。
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