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    當前位置:技術交流 視頻傳輸工程中的電磁干擾及抗干擾措施
      下列文章是我公司EIE實驗室根據公司產品開發、實驗、工程等實踐經驗及數據所寫,均為原創文章。希望能與廣大同行進行交流。未經我公司許可不得轉載。
     
    視頻傳輸工程中的電磁干擾及抗干擾措施
    ---本篇文章已被發表在“慧聰安防技術市場——商訊互動”第72期2005.04.20
     

    干擾——是監控工程中的“?汀,也是令人討厭令人煩惱的“不速之客”。
    讓干擾不再打擾——應該是監控行業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,產生的干擾——視頻源信號中已經包含干擾;
    B) 終端干擾:終端設備,包括設備電源產生的干擾——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;
    A,B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。

    2,eie實驗室研究成果提出了如下觀點:
    A) 同軸干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,仍有干擾,就是最好的實踐驗證。
    B) 同軸干擾基本上是電磁感應電流在電纜屏蔽層縱向“阻抗”上產生的感應電動勢,通過兩端匹配負載,對視頻信號產生干擾信號的;所以才有短電纜、高編電纜干擾小的實踐;
    C) 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。
    D) 2005年eie實驗室又提出了“防、避、抗、補”的工程抗干擾“四大基本要領”。

    二、“防、避、抗、補”的工程抗干擾“四大基本要領”解釋
    1.“防”:對干擾設防,把干擾“拒之門外”。常見的有效措施:
    A) 傳輸線纜,穿鍍鋅鐵管,走鍍鋅鐵皮線槽,深埋地下布線等,給傳輸線纜一個屏蔽電磁干擾的環境,這是最基本最有效的防止干擾“入侵”的手段,包括變電站超高壓環境下的安全傳輸,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;
    B) 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“防干擾盲目布線”;
    C) 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,屬于這異類的技術有:光纜傳輸(模擬調制解調和數字調制解調技術),射頻,微波,數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;

    3.“抗”:視頻信號傳輸過程中,如果干擾已經“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:
    A) 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;
    B) “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;
    C) 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起來有一定難度,市場上有一種這類產品,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回復問題,圖像傳輸質量沒有真正解決。
    D) 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品——“加權抗干擾器”,他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(詳情另行介紹)。

    4.“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,也是一個系統工程問題,“防、避、抗、補” 抗干擾四大基本要領,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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