视频干扰信号源的种类分析...

                                                                  视频干扰信号源的种类分析   

 

 

一.在国内对于干扰有很多种不同的说法，现根据我多年的工作经验，对视频干扰作了一下大概的分类，具体分类如下： 干扰原因                         干扰效果 随机信噪比干扰               表现为雪花干扰，监视器屏幕上会出现雪花状的斑点。 单频干扰                         表现为网状干扰，监视器屏幕上会出现网状条纹。 电源干扰                         表现为扭曲干扰，监视器屏幕上图像会出现轻微扭曲、图像不稳定。 脉冲干扰                         表现为跳动干扰，监视器屏幕上图像会出现跳动、闪烁。 接地干扰                         表现为黑条纹滚动干扰，监视器屏幕上会出现黑色滚动条纹。  　　通过上表可以看出干扰的种类不多，但是在工程中往往可能是数项干扰同时存在，而且处理起来非常棘手，因为不太能够准确判断干扰产生的准确地点，因此也就给快速解决问题带来很多难题，最后的结果是或者花费大量的时间和精力进行重新检查，逐个排除，或者最终因为难以解决而寻求他法。 　　1、外部原因造成的干扰 　　在电厂我们主要遇到的是如下的干扰问题： 　　电源干扰：由于电厂为发电行业，其内部电源的干净程度以及标准频率都不相同，根据电源干扰的特性，如果电源频率为50HZ，那么它将产生一个（2N+1）*50HZ 的干扰带，当N=0的时候，干扰性最强，所以我们俗称50HZ电源干扰，但是它会产生一个连贯的干扰带，而对于电厂，电源得主频率从50HZ到400HZ 都有，而视频信号的频率范围为0-6MHZ，直接就在干扰带内，所以电源干扰为首当其冲的问题； 接地干扰问题： 电厂的监控区域非常大，监控点距离控制中心动则都是400-800米，而这样很容易导致地电位不平衡，而产生对视频信号的干扰； 单频干扰或变频干扰： 电厂内部有很多电机以及轨道设施，另外还有大量的工业控制信号，而该类信号的工作频段大都集中在10MHZ以内，而恰恰视频信号也在该频段内，因此干扰条纹将非常复杂； 脉冲干扰：在电厂内部有很多的继电器，从而控制低电压与高电压的切割，而该部分会产生非常强烈的阶段性的脉冲干扰，表现在图像上就是一连串的白点之类； 综上所述，可以看出，发电厂是一个非常严重的干扰区域，视频信号所在的区域全部有干扰信号存在。 　　2、外界干扰是怎样混到视频信号中的？ 同轴电缆，不管具有一层，两层还是四个屏蔽层，电气上都是互相导通的一个同轴外导体屏蔽层，只是具体结构和厚度不同而已。同轴电缆视频传输等效电路如下图所示。   　　摄像机输出视频幅度Vo=2Vp-p,输出阻抗为75Ω，同轴电缆内导体等效阻抗为Rc, 外导体等效阻抗为Rd, Vi是干扰在同轴外导体纵向阻抗上形成的感应电动势（大小正比于Rd，严格讲正比于纵向电抗Zd），末端设备对传输线来说是一个Rh=75Ω匹配负载。显然，终端负载Rh从传输回路中取得的信号电压，是视频信号Vo和干扰电动势Vi共同作用的结果。 Vab=（Vo ×75）÷[75×2+Rc+Rd)] + (Vi×75) ÷[75×2+Rc+Rd)] 　　　　　 其中，第一项为负载获得的有效视频信号 Voh=（Vo ×75）÷[75×2+Rc+Rd)]， 　　　　　　　　 第二项为负载获得的有效干扰信号 Vih=(Vi×75) ÷[75×2+Rc+Rd)], 当电缆很短时，内外导体电阻可以忽略，Rc+Rd=0，这时，有效视频信号 Voh=（Vo ×75）÷75×2+0)= Vo ×75÷75×2= Vo/2=1Vp-p; 因为干扰感应电动势Vi正比于（Rc+Rd)，此时Vi=0，Vih =0； 　　值得注意的是干扰信号Vi是由电缆纵向分布参数（阻抗或电阻）决定的，不是一个集中的点信号源，重要的是它串联在视频信号传输回路中，负载在取得摄像机视频信号的同时，也必然取得干扰信号。干扰的性质属于“加性干扰”，不管视频信号有没有，它始终存在。 二.常见视频干扰情况分析 　　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。 　　6、静电干扰 　　干扰现象：图像时有网纹时有噪点，且时有时无。 　　干扰原因：在发电场、煤矿和工业企业等存在高电压（1000V以上）输出、严重机械摩擦及高电磁环境场所接地时的对地电位差都在400VP- P~1500VP-P之间。接地与大地之间存在电位差的现象就属于静电现象的一种，存在静电现象时，接地端（包括冷地和热地）和大地就相当于一个带正电荷和负电荷的电容器。根据电容器的工作原理可知，当电荷容量达到一定程度时便会放电。那么静电放电时便会在不同的接地端之间形成电位差，使传输线路上屏蔽层形成地电流，从而使干扰信号耦合进视频信号并送入监控设备中。静电对视频传输干扰情况取决于静电电压差的大小，严重时会造成接口芯片的损伤或损坏。

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