监控系统受干扰原因分析与解决办法Word格式文档下载.docx

1、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。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。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

2、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。S485 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 蔽双绞线。 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

3、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 RQ在接收端按图所示进行连接，其中 R1 R2, R=（ R1* R 2）/（Rl+R2）=R0。在发送RO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RS

4、 4 8 5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RS 4 8 5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。2视频信号的干扰视频信号的干扰在图像上表现为地花点和5OHZ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， 在摄像机与控制 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

5、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5OHZ横纹滚动及进一步加高频干扰的情况， 比如电梯轿厢内摄像机的输出图像。 为了抑制上述干扰， 首先分析一 下造成上述问题的原因。摄像机要求的供电电源一般有三种：直流12V、交流24V或22OV，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像机供电， 摄像机 输出图像经过一条软性的视频电缆从井道的上方或下方送出， 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， 显然会影响摄像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

6、经视频电缆传 回监视器。而对于5OHZ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5 OHZ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。对于图像中的高频干扰， 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5 0%的空隙率屏蔽网根数需每个波长长度有6 0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

7、在摄像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5 0HZ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，只能通过加大摄像机供电线缆的线径， 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， 在摄像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5 0HZ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

8、，因此摄像机的供电电源线 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，在摄像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像还原。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，摄像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。监控系统中干扰主要体现在数字通信通讯线和视频图像的干扰上，解决干扰的关键在于 工程

9、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。1、干扰源种类及干扰方式在多媒体系统中，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 60Hz2MHz 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

10、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。多媒体系统的音频信号的频率范围为 300Hz 3.4KHZ ,视频信号

11、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。2 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，

12、 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。变电站视频监控系统抗干扰方法 变电站的监控系统较之其他监控系统更易产生各种干扰， 干扰源会通过传输线缆进入监控系 统，造成视频图像质量下降、系统控制失灵、 运行不稳定等现象。 因此研究变电站视频监控 干扰源的性质、 了解对视频监控系统的影响方式

13、， 以便采取措施解决干扰问题， 对提高视频 监控系统工程质量，确保系统的稳定运行非常有益。干扰的来源及影响方式1、变电站视频监控系统中传输的信号类型 第一种是模拟视频信号， 传输路径由摄像机到矩阵， 从矩阵到多画面处理器， 再到采集终端 计算机；第二种是数字信号， 包括采集终端计算机与矩阵、 多画面处理器、 摄像机之间的控制信号传 输，矩阵中计算机部分的数字信号，温度、湿度等环境检测数字信号，报警开关量信号等。2、干扰侵入途径 一般来说干扰主要通过视频同轴电缆和传输控制信号的双绞线耦合进系统。3、主要干扰源有高频噪声干扰， 比如大电感负载启停； 各点接地电位不等引入的工频干扰； 平衡传输线路失

14、 衡使抑噪能力下降将工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。4、干扰表现形式 视频同轴电缆由于阻抗不匹配造成的影响在视频图像上表现为重影。 视频同轴电缆接地和屏 蔽不好会导致传输线抑制外部电磁干扰能力的下降， 体现在视频图像产生雪花噪点、 网纹干 扰以及横纹滚动等。 在控制信号传输线阻抗不匹配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。 控制信号平衡传输线路失衡也会在信号传输 线上形成

15、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，比如计算机的死机，网络接口的错误等。抗干扰的方法下面就变电站视频监控系统中常见的干扰及解决方法进行些探讨：1、数字信号传输中的抗干扰措施 变电站视频监控系统的数字信号传输通常通过工业标准的通信网络进行传输，比如 RS232、RS845 RS422在这里重点讨论 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，但在实际工程中 RS485总线并未达到人们期望的效果。 ?网络拓扑不合理，未按照总线型网络拓扑布线，而成为了星型拓扑结构；传输线与接收和发送端设

16、备连接不正确，削弱了平衡线的抗干扰能力；公用双绞线未进一步采取抗干扰措施，比如采用屏蔽双绞线；双绞线线经太细，传输距离太远，导致阻抗太大，造成压降。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： 一种是在信号传输线上 控制信号反射增加了信号畸变程度； 一种是由于外部的干扰使平衡条件被破坏， 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， 若通信网络拓 扑为总线型， 阻抗匹配比较容易实现， 但若是星型网络拓扑， 在发送端串上与传输线特征阻 抗相同的电阻（电阻值一般是驱动门输出内阻的5倍以上） 就可以得到较高的发送电平。

17、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， 这样既减少了反射，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传输线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。此外，在选择屏蔽双绞线作为 RS485通信线时，应该选择线经大一点的，使阻值比较小，产 生的压

18、降小，这样使得控制信号的衰减也会小很多。2、 视频信号的抗干扰视频信号的干扰在图像上表现为雪花点和 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，在摄像机与控制矩阵之间合理位置增加一个视频放大器， 将视频信号的信噪比提高， 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入的高频干扰的情况。 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，只需要购买屏蔽效果好的视频电缆。对于图像的高频干扰，因它的频带仍在8兆 Hz内，采用空隙率为50%左

19、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。 视频电缆屏蔽层要接地，如果视频信号“地”与显示器的“地”相对“电网地”的电位不 同，那么通过电源在摄像与显示器之间形成电源回路，这样 50Hz的工频干扰会进入显示器中，从电气联接可以看出消除 50Hz工频干扰的方法有两种，一是想办法使各处的“地”电 位与“电网地”的电位差完全相同， 或者是切断形成地环流的路径。 由于工程环境比较复杂， 使各处“地”等电位会比较困难， 只能通过加大摄像供电线缆的线径， 尽可能降低地回路的 电

20、阻， 比如采用铠装电缆， 或者采用切断地环流回路的方法， 在摄像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， 因此摄像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， 在摄像机端加一个调制器将视频信号搬移到几十兆赫兹的频段上， 在计算机端加一个低通滤波器将低于 8MHz信号全部滤除，再经过解调将视频图像还原。3、 监控系统供

21、电方式抗干扰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，摄像机在安装位置就近取电。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。总的来说解决问题的关键在于工程开始施工时就要全盘考虑抗抗干扰措施， 这样才能从根本 上解决干扰问题，而不要等到工程后期再亡羊补牢。监控系统抗干扰方法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

22、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。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

23、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；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。电梯视频监控抗干扰技术原理与工程要点1、 常见视频信号干扰产生的原因同轴电缆是使用最广泛的视频传输介质， 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

24、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最常用的传输方式。 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 * 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

25、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

26、、 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 2500hz 和 125000hz ，主要干扰视频信

27、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 753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

28、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。2、视频抗干扰器的工作原理首先， 视频抗干扰器在工作时是直接接在摄像机的输出（或确定无干扰的视频信号）上，将 视频信号由传统的基带传输 0-6.5mhz向上移频，使带宽达到 12mhz从而避开常受干扰的 低频段， 由于其低频部分被移到干扰频率之外， 所以可以从根本上消除以上各种低频干扰的 影响。其次， 视频抗干扰器对视频信号具有一定的放大作用， 从而提高信

29、噪比， 同时也可以使信号 的有效传输距离延长。第三，视频抗干扰器的中心降噪器设计了阻抗均衡电路， 阻抗均衡电路和前端移频放大装置 进行阻抗均衡，从而有效解决传输线路的质量问题引起的干扰。电梯视频监控抗干扰技术原理与工程要点内容题要： 基于对电梯视频监控干扰产生原理的研 究成果， 对干扰形成和抗干扰技术合理分析取得了理论和实践统一的成果， 提供了电梯监控系统设计与施工中更为实用的一些抗干扰技术措施。 本文只涉及电梯监控工程中同轴视频传 输的抗干扰技术，供设计和施工参考。在闭路监控工程中，电梯监控视频干扰问题，一直是最常见、最难对付、也是最受 关注的问题之一。 本文阐明：只要掌握了干扰产生原理， 电梯抗干扰工程问题也将迎刃而解。一、 掌握常用同轴电缆类型及特点1.考虑传输衰减： 当楼层很高， 距离监控中心又较远的情况下， 应慎重考虑传输衰减问题。选择电缆时，大家都知道粗缆优于细缆，但还应了解 SYWV物理发泡电缆优于实心SYV电缆，高编电缆优于低编电缆，铜芯缆优于 ”铜包钢”缆，铜编网优于铝镁合金编网；2.关注高频衰减：低频成分的亮度 / 对比度