電梯監(jiān)控抗干擾技術(shù)原理與要點(diǎn)

1、論電梯監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)在閉路監(jiān)控工程中，電梯監(jiān)控系統(tǒng)的干擾一直是行業(yè)中存在的不易解決的問題，也是最受關(guān)注的問題之一。問題的主要原因是因?yàn)閺?fù)雜的電梯間干擾，使得設(shè)備使用環(huán)境和信號傳輸受到各種因素的影響。本文將從干擾產(chǎn)生的原理以及電梯監(jiān)控中的干擾解決辦法兩大方面入手，掌握干擾產(chǎn)生原理，解決電梯抗干擾工程問題。一、干擾產(chǎn)生的原理在監(jiān)控系統(tǒng)中，同軸電纜是使用最廣泛的視頻傳輸介質(zhì)，一般用于中短距離的視頻信號的傳輸。同軸電纜的電氣特征使得它非常適合傳送攝像機(jī)到監(jiān)視器的全視頻信號，這是因?yàn)镃CTV視頻信號是由分布很廣的低頻信號和高頻信號組成的，傳送頻率范圍在20赫茲到6兆赫之間。傳送低頻信號（20赫茲到幾

2、千赫茲）時(shí)可以使用幾乎任何種類的導(dǎo)線，但要同時(shí)不希望有任何衰減時(shí)，就需要使用同軸電纜。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中采用視頻基帶傳輸是最常用的傳輸方式。所謂基帶傳輸是指不需經(jīng)過頻率變換等任何處理而直接傳輸全電視信號的方式。這種傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸系統(tǒng)簡單；在一定距離范圍內(nèi)，失真小；附加噪聲低（系統(tǒng)信噪比高）；不必增加諸如調(diào)制器、解調(diào)器等附加設(shè)備。缺點(diǎn)是傳輸距離不能太遠(yuǎn)。由于這種傳輸方式具有工作穩(wěn)定可靠及設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，因而在實(shí)際中獲得了廣泛的應(yīng)用。但視頻信號頻帶很寬，并且起始頻率又很低，所以在電纜中傳輸時(shí)，其振幅及相位在低頻段與高頻段的差別就會很大。特別是在相位失真太大時(shí)，是難以用簡單的電路進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹Ｍ瑫r(shí)

3、，基帶傳輸?shù)皖l部分很容易受到電力、電話、廣播等低頻干擾源的干擾。以下就介紹幾個(gè)主要干擾視頻信號的方面：1、廣播干擾由于實(shí)際應(yīng)用的需要，電纜常常是空中架設(shè)的，這時(shí)電纜本身就相當(dāng)于一根很長的天線。由于天線效應(yīng)的結(jié)果，電纜中會產(chǎn)生相當(dāng)大的廣播干擾電壓，并在電纜外皮上產(chǎn)生干擾電流，這一電流通過電纜兩端接地點(diǎn)與地構(gòu)成回路，于是在終端負(fù)載上就會產(chǎn)生廣播干擾信號的電壓，使干擾信號混入視頻信號中。這種干擾信號在圖像上表現(xiàn)為較密的斜形網(wǎng)紋，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)蜎]圖像。如果將電纜埋在地下，或采用鉛皮電纜、平衡對稱電纜等都能較好地克服這種干擾。2、低頻干擾由于電纜屏蔽層的質(zhì)量不是很好或屏蔽網(wǎng)過于稀，對于頻率越低的信號其屏

4、蔽效果越差，由于這種原因而引入的干擾信號有載波電話，電臺的信號等。它們在圖像上造成水平條紋的干擾。3、50hz電源干擾當(dāng)系統(tǒng)需要始端與末端同時(shí)接地時(shí)，由于兩端接地電位不同及電纜外皮電阻的存在，在兩地之間引起50hz的地電位差，從而產(chǎn)生干擾信號電壓。當(dāng)干擾信號被疊加在視頻信號上時(shí)，使正常圖像上出現(xiàn)很寬的橫暗帶。50hz電源頻率的二次諧波和三次諧波干擾：諧波干擾主要表現(xiàn)在大電流或高電壓的電力線周圍，是電力電纜向四周的輻射信號，其頻率為2500hz和125000hz，主要干擾視頻信號的低頻段。4、傳輸線路引起的干擾視頻傳輸線的質(zhì)量不好，特別是屏蔽性能差（屏蔽網(wǎng)質(zhì)量不是很好或屏蔽網(wǎng)過于稀而起不到屏蔽作

5、用）。與此同時(shí)，這類視頻線的線電阻過大，因而造成信號產(chǎn)生較大衰減，這也是加重故障的原因。此外，這類視頻線的特性阻抗不是75以及參數(shù)超出規(guī)定也是產(chǎn)生故障的原因之一。這種現(xiàn)象的表現(xiàn)形式是在監(jiān)視器的畫面上產(chǎn)生若干條間距相等的豎條干擾，干擾信號的頻率基本上是行頻的整數(shù)倍。5、不潔凈電源干擾這里所指的電源不“潔凈”，是指在正常的電源（50周的正弦波）上疊加有干擾信號。而這種電源上的干擾信號，多來自本電網(wǎng)中使用可控硅的設(shè)備，特別是大電流、高電壓的可控硅設(shè)備，對電網(wǎng)的污染非常嚴(yán)重，這就導(dǎo)致了同一電網(wǎng)中的電源不“潔凈”。比如本電網(wǎng)中有大功率可控硅調(diào)頻調(diào)速裝置、可控硅整流裝置、可控硅交直流變換裝置等等，都會對電

6、源產(chǎn)生污染。不潔凈電源使攝像機(jī)和其它有源設(shè)備工作不穩(wěn)定，進(jìn)而形成干擾。二、電梯監(jiān)控抗干擾解決辦法由于實(shí)際中，干擾產(chǎn)生的多樣性、不定性及不可避免性，我們在解決電梯干擾時(shí)主要采取的辦法不是如何消除干擾發(fā)生源，而是如何盡量的避免干擾，使得信號能夠盡可能的高品質(zhì)傳輸。具體把握好以下三點(diǎn)：1、“防”的方法，這里主要指線路傳輸中，使用在復(fù)雜環(huán)境中，選用屏蔽性能好的線纜，做好對線路的屏蔽保護(hù)，減少干擾的發(fā)生。如穿鐵管，走金屬線槽。但在電梯隨行電纜情況下不能用。2、“避”的方法，如射頻、光纜、微波、數(shù)字變換等傳輸方式，都是避開0-6M頻段，在其他波段中傳輸。在電梯環(huán)境下，比較有效、成本又不太高的方式，應(yīng)該是射

7、頻方式。這些傳輸方式必須有調(diào)制解調(diào)設(shè)備或變換反變換設(shè)備，有利的是對0-6M干擾的避免，不用說都“避”開了，但每一種傳輸方式又都會帶來新的不利問題，需要了解清楚。3、“抗”的方法，就是仍保持視頻源信號（基帶）傳輸方式，采用直接面對干擾的抗干擾措施，目前比較實(shí)用、有效的方式還是提高“視頻/干擾”比的方式，即前端提高視頻信號幅度，也就相對提高了整個(gè)傳輸過程的“視頻/干擾比”，末端恢復(fù)視頻信號標(biāo)準(zhǔn)幅度后，仍保持足夠高的“視頻/干擾”比。1、同軸電纜的選取A、傳輸衰減當(dāng)樓層很高，距離監(jiān)控中心又較遠(yuǎn)的情況下，應(yīng)慎重考慮傳輸衰減問題。選擇電纜時(shí)，粗的線纜優(yōu)于細(xì)的線纜，但還應(yīng)了解SYWV物理發(fā)泡電纜優(yōu)于實(shí)心S

8、YV電纜，高編電纜優(yōu)于低編電纜，銅芯線纜優(yōu)于“銅包*”纜，銅編網(wǎng)優(yōu)于鋁鎂合金編網(wǎng)。B、高頻衰減電纜最重要的傳輸特性就是頻率越高衰減越大，低頻衰減影響圖像的亮度和對比度，高頻衰減影響圖像的清晰度和分辨率，要特別注意總結(jié)圖像質(zhì)量的觀察方法。這方面電纜特點(diǎn)和規(guī)律是：粗的線纜優(yōu)于細(xì)線纜，發(fā)泡優(yōu)于實(shí)心。另外，高編和低編影響低頻信號，對于高頻信號高編和低編高頻衰減一樣。因?yàn)椋还苁嵌鄬痈呔?、銅編網(wǎng)電纜，“鋁箔編網(wǎng)”的雙屏蔽電纜，還是“鋁箔編網(wǎng)鋁箔編網(wǎng)”的四屏蔽電纜，電氣上都屬于一個(gè)屏蔽層。干擾感應(yīng)電壓，都是直接串聯(lián)在視頻信號傳輸回路中。只是多層高編電纜的外導(dǎo)體電阻小，形成的干擾感應(yīng)電壓也相對較低一些。這對

9、抗低頻電源干擾、電機(jī)電火花干擾等有一定效果（幾十KHz以下的干擾）。但對高頻干擾，由于“趨膚效應(yīng)”，高頻阻抗和低編電纜相同，抗干擾效果也基本一樣；所以應(yīng)該清醒看到：高編電纜只有適當(dāng)減弱低頻干擾的作用，防強(qiáng)干擾還是無能為力。C、電梯環(huán)境下的電纜壽命軟性電纜優(yōu)于普通電纜，細(xì)纜優(yōu)于粗纜。另外，還有一個(gè)最易被忽視的問題：電纜各層間的粘合力，即當(dāng)電纜各層之間縱向相反方向受力時(shí)，是否會發(fā)生相對滑動。一般高層電梯線纜長達(dá)100米垂直布線，電纜外護(hù)套固定在隨行電纜上，這是一種“軟固定”，固定時(shí)不允許電纜變形。這樣一來，在電梯反復(fù)運(yùn)動中電纜內(nèi)部層，在重力作用下，會逐漸“下滑”，慢慢拉斷編織網(wǎng)或芯線，表現(xiàn)為信號逐

10、步減弱，干擾越來越大。簡單檢查方法是取一米電纜，在一頭剝開各層，一人用手握住電纜兩端，另一人用鉗子拉電纜的內(nèi)層：芯線，絕緣層，編織網(wǎng)，體驗(yàn)粘合力的大小，做出合理估計(jì)粘合力差、易滑動的盡量不選用。2、線纜的鋪設(shè)方式A、視頻電纜走出電梯井的位置選擇按照理論上講，電梯監(jiān)控中，線纜進(jìn)入電梯井最理想的位置選擇應(yīng)在井的中部。因?yàn)檫@時(shí)井內(nèi)隨行視頻電纜長度，大約只有井深的一半多一點(diǎn)，線纜最短，自然引入的干擾也最小。但工程上這種出線要求只能看情況，實(shí)際工程不一定允許。B、“不動電纜”和“隨行電纜”在施工中，電梯布線多數(shù)都是和其他隨行電纜一起走，從電纜井的頂部或底部走出。這種情況下，考慮到只有一半電纜是隨行運(yùn)動的

11、，另一半只是固定延伸連接、不運(yùn)動，我們把這部分叫著“不動電纜”；這就提供了一種可能：那一半隨行運(yùn)動電纜只能與其他隨行電纜一起捆綁走線；而另一半不動電纜可以選擇遠(yuǎn)離隨行電纜單獨(dú)走線的方法，在電梯井內(nèi)把視頻線緊貼井璧垂直走線，并把這部分電纜穿金屬管或走金屬槽，以屏蔽干擾對這部分電纜的影響。C、“隨行線纜”的捆扎隨行運(yùn)動部分的視頻電纜與其他隨行電纜捆扎時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)充分了解其他隨行電纜的結(jié)構(gòu)和分布情況，捆扎時(shí)視頻電纜應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電流大、頻率高的電纜，靠近電流小頻率低的電纜捆扎。這里，哪怕有1公分的選擇可能也要爭取，因?yàn)楦蓴_影響大小至少與距離的平方成反比。3、其他注意的問題A、在攝像機(jī)的安裝時(shí)，攝像機(jī)金屬外殼，BNC頭的外殼，同軸電纜的外導(dǎo)體等視頻信號的“地”和電梯轎廂、導(dǎo)軌等要絕緣，這在安裝攝像機(jī)時(shí)要特別注意。B、攝像機(jī)供電應(yīng)優(yōu)先選擇集中直流供電方式，由監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一的供電。必要