視頻傳輸工程電磁干擾解決方案

【導(dǎo)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(lèi)。而本文要講解的是視頻傳輸工程中的電磁干擾。針對(duì)視頻傳輸工程的電磁干擾給出四大基本功——“防避抗補(bǔ)”，掌握了它們的原理、性能和使用方法，在實(shí)際運(yùn)用中，我們需要從不同的技術(shù)側(cè)面采取的不同措施，靈活運(yùn)用，才能立于不敗之地。干擾是監(jiān)控工程中的“?？汀保彩橇钊擞憛?、令人煩惱的“不速之客”。讓干擾不再打擾，應(yīng)該是監(jiān)控行業(yè)朋友們的共同心聲和奮斗目標(biāo)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(lèi)： A)源干擾：視頻信號(hào)源內(nèi)部，包括電源產(chǎn)生的干擾——視頻源信號(hào)中已經(jīng)包含干擾； B)終端干擾：終端設(shè)備，包括設(shè)備電源產(chǎn)生的干擾——它能對(duì)輸入的無(wú)干擾視頻信號(hào)加入新的干擾； C)傳輸干擾：傳輸過(guò)程中通過(guò)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(lèi)。 源干擾和終端干擾，盡管工程中也常遇到，但都屬于設(shè)備本身問(wèn)題，不屬于工程抗干擾范疇。本文涉及的只是第三類(lèi)——視頻傳輸工程中的電磁干擾。eie實(shí)驗(yàn)室研究成果提出了如下觀點(diǎn)： 同軸干擾不是從屏蔽層縫隙中漏進(jìn)去的，無(wú)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(shí)踐驗(yàn)證。同軸干擾基本上是電磁感應(yīng)電流在電纜屏蔽層縱向“阻抗”上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)兩端匹配負(fù)載對(duì)視頻信號(hào)產(chǎn)生干擾信號(hào)的;所以才有短電纜、高編電纜干擾小的實(shí)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(jié)構(gòu)(電阻誤差5%/100米，線對(duì)之間的耦合，高衰減和高失真特性)，使它的實(shí)際抗干擾能力與某些“抗超強(qiáng)干擾”的宣傳遠(yuǎn)不是一回事。屏蔽雙絞線的大量應(yīng)用，就應(yīng)該有個(gè)起碼的判斷了。 二、視頻傳輸工程抗干擾的“防、避、抗、補(bǔ)”“四大基本功” 1)“防”：對(duì)干擾設(shè)防，把干擾“拒之門(mén)外”。常見(jiàn)的有效措施有：給傳輸線纜一個(gè)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(duì)于包括變電站超高壓環(huán)境下安全傳輸視頻信號(hào)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(shù)的一項(xiàng)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(nèi)部無(wú)干擾的傳輸環(huán)境，內(nèi)屏蔽層是同軸傳輸回路的實(shí)際信號(hào)地，干擾在外屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)接“大地”屏蔽干擾，內(nèi)外屏蔽層絕緣，使干擾感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與視頻信號(hào)傳輸回路絕緣，有效防止了干擾的“入侵”。優(yōu)點(diǎn)是布線簡(jiǎn)單方便，成本低，在不能準(zhǔn)確判斷是否會(huì)有干擾的情況下，基本可以實(shí)現(xiàn)“防干擾盲目布線”。在工程設(shè)計(jì)和施工中，設(shè)防首先是應(yīng)該考慮的。 2)“避”：避開(kāi)干擾，另選一條“路”，改變?cè)葱盘?hào)傳輸方式。屬于這一類(lèi)的技術(shù)有：光纜傳輸(包括模擬調(diào)制解調(diào)和數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù))，射頻，微波，數(shù)字變換等各種傳輸方式都屬于“信息調(diào)制和變換”方式，或“頻分方式”，它能有效避開(kāi)源信號(hào)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(dòng)信號(hào)頻帶的方法等，大概也屬于這一類(lèi)產(chǎn)品。采用“避”的技術(shù)，工程中還應(yīng)考慮兩個(gè)問(wèn)題：一是成本和復(fù)雜度的提高，二是變換損失——失真和信噪比的降低，不要一個(gè)矛盾掩蓋另一個(gè)矛盾。 3)“抗”：視頻信號(hào)傳輸過(guò)程中，如果干擾已經(jīng)“混”進(jìn)視頻信號(hào)中，使信噪比(指信號(hào)/干擾比)嚴(yán)重降低，必須采用抗干擾設(shè)備抑制干擾信號(hào)幅度，提高信噪比。目前主要技術(shù)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(yīng)用面還較少； “斬波”技術(shù)，原理上是吸收或衰減干擾信號(hào)頻率分量。問(wèn)題是難以應(yīng)付工程中千變?nèi)f化的干擾頻率，對(duì)于諧波分量豐富的干擾(如變頻電機(jī)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(shí)，也吸收掉一部分有用信號(hào)，造成新的失真。 視頻預(yù)放大提高“信號(hào)/干擾”比(信噪比)技術(shù)：原理是：線路干擾大小是不會(huì)再變的，可以在線路前端，先把攝像機(jī)視頻信號(hào)大幅度提升，從而提高了整個(gè)傳輸過(guò)程中的“信號(hào)/干擾”比(信噪比)，在傳輸末端再恢復(fù)視頻源信號(hào)特性，達(dá)到抑制干擾的目的。理論上、實(shí)踐上這種抗干擾技術(shù)都應(yīng)該是可行的，有效的。問(wèn)題是具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定難度，市場(chǎng)上有一種這類(lèi)產(chǎn)品，確實(shí)有一定的抗干擾效果。但沒(méi)考慮線纜傳輸失真、放大失真問(wèn)題，沒(méi)有真正解決視頻信號(hào)的有效恢復(fù)問(wèn)題，圖像傳輸質(zhì)量沒(méi)有真正解決。 eie實(shí)驗(yàn)室在長(zhǎng)期研究加權(quán)放大和抗干擾技術(shù)的基礎(chǔ)上，于2005年初成功的推出了含有兩項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)的新產(chǎn)品——“加權(quán)抗干擾器”。它同時(shí)具有抑制干擾和視頻恢復(fù)雙重功能，可有效抑制從50Hz到10MHz的廣譜干擾，加權(quán)技術(shù)的成功應(yīng)用，使頻率越高抗干擾能力越強(qiáng)，進(jìn)一步提高了高頻干擾的抑制能力，并繼承了加權(quán)視頻放大專(zhuān)利技術(shù)高質(zhì)量的視頻恢復(fù)功能?！把a(bǔ)”：補(bǔ)償電纜傳輸和信號(hào)變換造成的視頻信號(hào)傳輸損失，恢復(fù)視頻源信號(hào)特性。電纜越長(zhǎng)，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(shí)，必須考慮信號(hào)衰減和失真問(wèn)題。線纜引起的衰減、失真和抗干擾設(shè)備引起的附加衰減和失真，只有有效的補(bǔ)償措施才能算真正的、有效的視頻傳輸設(shè)備。 三、據(jù)實(shí)際情況選擇適用的抗干擾措施 工程上解決干擾的問(wèn)題也是一個(gè)系統(tǒng)工程問(wèn)題，“防、避、抗、補(bǔ)”四大基本功是從不同的技術(shù)側(cè)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(yùn)用，才能立于不敗之地。