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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄一、視頻傳輸工程中的電磁干擾及抗干擾措施視頻傳輸工程中的電磁干擾及抗干擾措施干擾是監(jiān)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(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: A)源干擾:視頻信號源內(nèi)部,包括電源產(chǎn)生的干擾視頻源信號中已經(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。 源干擾和終端干擾,盡管工程中也常遇到,但都屬于設(shè)備
2、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。eie實驗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,就是最好的實踐驗證。 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)電動勢,通過兩端匹配負(fù)載對視頻信號產(chǎn)生干擾信號的;所以才有短電纜、高編電纜干擾小的實踐;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(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)
3、該有個起碼的判斷了。2005年eie實驗室又提出了“防、避、抗、補(bǔ)”的工程抗干擾“四大基本功”。 二、視頻傳輸工程抗干擾的“防、避、抗、補(bǔ)”“四大基本功” 1)“防”:對干擾設(shè)防,把干擾“拒之門外”。常見的有效措施有: 給傳輸線纜一個屏蔽電磁干擾的環(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,這對于包括變電站超高壓環(huán)境下安全傳輸視頻信號都是有效的。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)的一項自有知識產(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)部無干擾的傳輸環(huán)境,內(nèi)屏
4、蔽層是同軸傳輸回路的實際信號地,干擾在外屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,通過接“大地”屏蔽干擾,內(nèi)外屏蔽層絕緣,使干擾感應(yīng)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(yōu)點(diǎn)是布線簡單方便,成本低,在不能準(zhǔn)確判斷是否會有干擾的情況下,基本可以實現(xiàn)“防干擾盲目布線”。在工程設(shè)計和施工中,設(shè)防首先是應(yīng)該考慮的。2)“避”:避開干擾 ,另選一條 “路”,改變源信號傳輸方式。 屬于這一類的技術(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
5、有一些不肯介紹原理的產(chǎn)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(chǎn)品。采用“避”的技術(shù),工程中還應(yīng)考慮兩個問題: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(jīng)“混”進(jìn)視頻信號中,使信噪比(指信號/干擾比)嚴(yán)重降低,必須采用抗干擾設(shè)備抑制干擾信號幅度,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頻率分量。問題是難以應(yīng)付工程中千變?nèi)f化的干擾頻率,對于諧波分量豐富的干擾(如變頻電機(jī)干擾
6、)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; 視頻預(yù)放大提高“信號/干擾”比(信噪比)技術(shù):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(jī)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(fù)視頻源信號特性,達(dá)到抑制干擾的目的。理論上、實踐上這種抗干擾技術(shù)都應(yīng)該是可行的,有效的。問題是具體技術(shù)實現(xiàn)起來有一定難度,市場上有一種這類產(chǎn)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恢復(fù)問題,圖像傳輸質(zhì)量沒有真正解決。 eie實驗室在長期研究加權(quán)放大和抗干擾技術(shù)
7、的基礎(chǔ)上,于2005年初成功的推出了含有兩項專利技術(shù)的新產(chǎn)品“加權(quán)抗干擾器”。它同時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)償電纜傳輸和信號變換造成的視頻信號傳輸損失,恢復(fù)視頻源信號特性。電纜越長,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,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(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)實際情況選擇適用
8、的抗干擾措施 工程上解決干擾的問題也是一個系統(tǒng)工程問題,“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,才能立于不敗之地說明:原文中“防、避、抗、補(bǔ)”四大基本功“本人覺得改為“防、避、抗、補(bǔ)”四大基本要領(lǐng),可能更好一些。二、視頻基帶的抗干擾傳輸技術(shù)分析視頻基帶的抗干擾傳輸技術(shù)分析 同軸與雙絞線抗干擾傳輸技術(shù)進(jìn)展內(nèi)容提要視頻基帶抗干擾傳輸技術(shù)與產(chǎn)品,“頻率失真”與“頻率加權(quán)”技術(shù)解釋,分析視頻傳輸產(chǎn)品的四大應(yīng)用性能:一:視頻恢復(fù)性能;二:抗干擾性能;三:防護(hù)性能;四:防強(qiáng)電入侵性能;提出兩個概念:“監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計”概念與“用
9、抗干擾設(shè)備實現(xiàn)抗干擾傳輸”的概念。 視頻信號傳輸方式,可以分成兩大類:第一類為視頻基帶直接傳輸方式簡稱“基帶傳輸”,第二類為視頻基帶變換傳輸方式簡稱“變換傳輸”?!盎鶐鬏敗卑ǎ和S視頻基帶傳輸方式(不平衡傳輸)和雙絞線視頻基帶傳輸方式(平衡傳輸)。其特征是傳輸?shù)男盘枎挘匀皇且曨l基帶信號06M的原信號帶寬。“變換傳輸”包括:射頻(CATV,一線通,共纜,視頻拓展器等類型)、微波、光纜、數(shù)字及“復(fù)合變換”傳輸方式(兩種以上的組合方式)。其特征是變換后的傳輸信號帶寬變?yōu)檎{(diào)制載波的頻道帶寬。如調(diào)幅射頻頻道帶寬為68M,調(diào)頻微波為1827M等等.本文集中探討“基帶傳輸”方式,也就是常見的同軸與雙
10、絞線傳輸方式。圍繞視頻抗干擾傳輸這個現(xiàn)實問題,分析“頻率加權(quán)”技術(shù)的作用,和對產(chǎn)品性能的影響。2000年加權(quán)視頻放大專利技術(shù)問世,推動了同軸傳輸視頻恢復(fù)技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展和應(yīng)用,加權(quán)抗干擾專利技術(shù),又進(jìn)一步推動了抗干擾傳輸技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展,包括同軸抗干擾傳輸和雙絞線抗干擾傳輸技術(shù)與產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步。這里提出“視頻基帶的抗干擾傳輸技術(shù)”的概念,可能更有利于更全面深入的了解“基帶傳輸”技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)品的性能。一)“頻率失真”與“頻率加權(quán)”技術(shù)解釋1.視頻信號在同軸和雙絞線傳輸中,最基本的技術(shù)問題就是“頻率失真”。下圖照片是實測線纜本身的頻率失真特性:左圖:0距離測試信號特性,06M掃頻測試信號;中圖:SY
11、V75-5電纜1000米的衰減和頻率失真特性;右圖為超5類雙絞線900米的衰減和頻率失真特性;照片可以更好的給出一個定性形象的印象,準(zhǔn)確的測試數(shù)據(jù),過去已多次給出,這里從略。此主題相關(guān)圖片2.線纜“頻率失真”的特點(diǎn)是:低頻衰減最小,頻率越高衰減越嚴(yán)重;組成視頻信號的各種頻率分量之間的相對比例關(guān)系:左圖掃頻測試信號高低頻幅度比例為1:1,經(jīng)過電纜的傳輸后,發(fā)生了重大改變:傳輸后高低頻比例少于1,頻率越高比例越少線纜的這種與頻率有關(guān)的衰減特性,這就叫“頻率失真”;線纜越長,頻率失真越嚴(yán)重,電纜長度加倍,衰減的db數(shù)加倍;比較中圖和右圖,可以明顯看出:雙絞線固有的頻率失真要比同軸電纜大得多,大約43
12、0米超5類雙絞線和1000米SYV75-5電纜的衰減和頻率失真相當(dāng)。應(yīng)該了解這是國標(biāo)線纜固有的特性,不是“劣質(zhì)”電纜,這一點(diǎn)在選擇傳輸線纜類型時,要特別注意,應(yīng)做到心中有數(shù);3.基帶傳輸設(shè)備的基本作用是提供一定的放大增益,補(bǔ)償線纜的傳輸衰減。顯然,要補(bǔ)償頻率失真,傳輸設(shè)備的“補(bǔ)償特性”應(yīng)該與電纜的頻率失真特性相反、互補(bǔ),才能實現(xiàn)視頻信號特性的真正恢復(fù)。如下圖所示:此主題相關(guān)圖片4.補(bǔ)償特性應(yīng)該是:傳輸設(shè)備的增益必須具有“頻率越高增益越大”的基本特點(diǎn)這就是“頻率加權(quán)”的基本概念。上面實測的線纜頻率失真特性,都是國產(chǎn)合格國標(biāo)電纜的固有特性,顯然,用這類線纜傳輸視頻信號,傳輸設(shè)備應(yīng)該具有“頻率加權(quán)”
13、特性,才能實現(xiàn)“全補(bǔ)償”的視頻恢復(fù)目的。5.線纜越長,頻率失真越嚴(yán)重,電纜長度加倍,衰減的db數(shù)加倍。工程中電纜長度是隨機(jī)的,這就要求傳輸設(shè)備提供的頻率加權(quán)補(bǔ)償性能,也應(yīng)該是可變的,對于任意長度電纜,都能夠提供出與電纜頻率失真特性相適應(yīng)的“完善的互補(bǔ)特性”,這既是技術(shù)實現(xiàn)的要點(diǎn),也是技術(shù)難點(diǎn)。不同產(chǎn)品性能和水平的差異,也就出自這里。對于市場上五花八門的產(chǎn)品和真假難辨的宣傳,應(yīng)該如何把握?深入了解它們的應(yīng)用性能。二)傳輸產(chǎn)品的四大應(yīng)用性能之一:視頻恢復(fù)性能 1)視頻傳輸,都是實現(xiàn)“視頻傳輸視頻”的全過程,源頭是“視頻”,結(jié)果還是“視頻”。不管是視頻傳輸產(chǎn)品,還是視頻抗干擾(器)產(chǎn)品,都應(yīng)該具有合
14、格的視頻傳輸特性??疾煲曨l傳輸產(chǎn)品,首先就是它具有什么樣的“視頻恢復(fù)性能”即視頻失真度的技術(shù)性能指標(biāo)或者說依據(jù)什么視頻傳輸通道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2)不管什么傳輸方式,視頻失真度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該是基本一樣的。宏觀的看,不應(yīng)該有哪種方式傳輸?shù)馁|(zhì)量好,哪種方式傳輸?shù)馁|(zhì)量不好的區(qū)別。具體的看,就存在不同廠家依據(jù)和貫徹的“標(biāo)準(zhǔn)”是什么?是客觀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),還是“主觀感覺標(biāo)準(zhǔn)”?3)恢復(fù)到什么程度?傳輸產(chǎn)品的視頻恢復(fù)性能,應(yīng)該是以客觀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)的,這就是視頻失真度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。視頻失真,包括線性失真和非線性失真,有亮度信號失真和色度信號失真,還有亮度和色度信號相對關(guān)系的技術(shù)指標(biāo)等等。在諸多技術(shù)指標(biāo)中,最基本的應(yīng)該是恢復(fù)
15、的“幅頻特性”。因為它不僅是多數(shù)線性失真度指標(biāo)能否合格的基礎(chǔ)和前提條件,也是在很大程度上決定其他非線性失真度指標(biāo)是否具有實際意義的先決條件。例如,色亮增益差和色亮延遲差失真,如果“幅頻特性”不好,它們就不可能合格,只有“幅頻特性”好了,它們才可能合格;再如,非線性失真的微分增益DG和微分相位DP:信號經(jīng)過1000米長電纜傳輸后,“幅頻特性”嚴(yán)重失真超標(biāo),圖像已嚴(yán)重失真,變壞,但此時的DG、DP一般還是“合格的”,這種DG、DP的所謂“合格”已經(jīng)沒有任何實際意義了;進(jìn)一步說,當(dāng)用傳輸設(shè)備把“幅頻特性”恢復(fù)好后,DG、DP卻不一定能合格了,這就是信號處理電路的水平問題了。公認(rèn)的“幅頻特性”是:06
16、M頻帶內(nèi),“-3db”;具體含義如下圖所示,0.55M范圍,±0.75db;也有執(zhí)行06M范圍,±1.5db的“3db”標(biāo)準(zhǔn)的;此主題相關(guān)圖片4)我國歷史上,還沒有承認(rèn)過任何“主觀感覺”的視頻傳輸“標(biāo)準(zhǔn)”,但在安防行業(yè)產(chǎn)品里,這類“主觀感覺”的視頻產(chǎn)品卻到處可見。下圖為某些號稱“可以和光端機(jī)媲美”的雙絞線傳輸器在給出的最大傳輸距離上的視頻恢復(fù)特性。所謂“媲美”,是沒有技術(shù)基礎(chǔ)的。此主題相關(guān)圖片5)EIE品牌產(chǎn)品貫徹的視頻恢復(fù)特性EIE品牌的視頻傳輸產(chǎn)品,包括同軸類和雙絞線類基帶傳輸產(chǎn)品,其視頻恢復(fù)特性依據(jù)的“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”,都是以“-3db”幅頻特性為代表的一系列技術(shù)指標(biāo)作基礎(chǔ)
17、生產(chǎn)的。所以,在產(chǎn)品標(biāo)稱傳輸距離內(nèi),都可以實現(xiàn)完全補(bǔ)償?shù)囊曨l恢復(fù)特性。下圖為一種基本傳輸型雙絞線傳輸產(chǎn)品,在UTP雙絞線1000,900,600,300米不同距離上的視頻恢復(fù)特性照片:可以看出,只有600米時低頻略有一些過補(bǔ)償,但也在允許誤差之內(nèi)。46M的高端,全程都沒有欠補(bǔ)償缺陷,這是確保傳輸質(zhì)量的技術(shù)基礎(chǔ);產(chǎn)品采用全程連續(xù)可調(diào)的頻率加權(quán)控制,可以對標(biāo)稱距離內(nèi)的任意長度電纜實現(xiàn)精密全補(bǔ)償;EIE品牌產(chǎn)品抗干擾型雙絞線傳輸產(chǎn)品,標(biāo)稱傳輸距離已經(jīng)做到1400米和1800米;此主題相關(guān)圖片6)最大傳輸距離的定義1.最大傳輸距離 LMAX:是建立在上述視頻恢復(fù)特性和圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)原則下的最大距離。目前
18、EIE品牌產(chǎn)品實現(xiàn)的技術(shù)水平如下:同軸75-5電纜基帶傳輸產(chǎn)品:2 前端傳輸電纜直接連接攝像機(jī)輸出,只用后端視頻恢復(fù)設(shè)備:LMAX 2000米;2 前后雙端分別采用加權(quán)傳輸和加權(quán)視頻恢復(fù)設(shè)備:LMAX 3000米;UTP超5類平衡(雙絞線)基帶傳輸產(chǎn)品:2 基本傳輸型加權(quán)平衡傳輸器:LMAX 1000米;2 抗干擾傳輸型加權(quán)平衡傳輸器:LMAX 1400米;2 遠(yuǎn)程抗干擾傳輸型加權(quán)平衡傳輸器:LMAX 1800米;2.上面提到的某些號稱“可以和光端機(jī)媲美”的雙絞線傳輸器,就是典型的“主觀感覺”產(chǎn)品,它的標(biāo)稱最大傳輸距離1500米,那個照片就是這類產(chǎn)品的代表特性;按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),它的最大傳輸距離一
19、般要打3050%以上的距離折扣,其實際補(bǔ)償特性還需仔細(xì)考察;3.某些雙絞線傳輸器廠家宣傳說:多級串聯(lián),可以達(dá)到2、3公里以上距離。單級傳輸特性都有嚴(yán)重缺陷,多級串聯(lián)傳輸,頻率特性是多級幅度相乘關(guān)系,即頻率特性各點(diǎn)db數(shù)的相加關(guān)系,結(jié)果會怎么樣?信噪比又會怎樣?顯然,這是毫無依據(jù)的虛假誤導(dǎo)宣傳。4.安防市場上,還有一類同軸抗干擾器,采用幅度壓制干擾原理,前端提升視頻信號幅度,后端采用固定電阻分壓器,或可調(diào)電阻分壓器,號稱傳輸距離可以做到幾百米到1公里。這類產(chǎn)品的視頻恢復(fù)性能,是電纜的頻率失真,加上產(chǎn)品固有的頻率失真,比單電纜傳輸特性還要差,這是因為它不具備“頻率加權(quán)視頻恢復(fù)性能”,雖然有一定的“
20、抗干擾效果”,但不屬于傳輸類產(chǎn)品。對于各種視頻傳輸產(chǎn)品,包括抗干擾器類產(chǎn)品,了解和掌握它們的“視頻恢復(fù)性能”,是第一位的。之二:抗干擾性能同軸傳輸,屬于“封閉電磁場”傳輸類型,信號電磁場被封閉在屏蔽層內(nèi)部傳輸,與外界沒有電磁交換關(guān)系,同軸電纜這種“屏蔽內(nèi)外電磁場”性能,決定了電纜本身具有優(yōu)異的抗干擾性能。同軸傳輸干擾的產(chǎn)生,主要源于電纜太長,電纜以“天線效應(yīng)”接收外界電磁場 在屏蔽層兩端形成干擾電壓,通過兩端匹配負(fù)載與芯線構(gòu)成回路,產(chǎn)生干擾的。干擾不是從屏蔽層縫隙“漏”進(jìn)去的。雙絞線平衡傳輸,用“差?!眰鬏斝盘枺浴肮材!币种聘蓴_,屬于“開放電磁場”傳輸類型,信號電磁場與外界電磁場具有直接的耦
21、合交換關(guān)系,平衡傳輸“共模抑制干擾”的性能,是建立在傳輸線“平衡”基礎(chǔ)上的。前幾年,所謂“雙絞線具有超強(qiáng)的抗干擾抑制能力”的虛假誤導(dǎo)宣傳,依據(jù)的就是“絕對平衡”理想狀態(tài)推理。實際上要做到:線對結(jié)構(gòu)參數(shù)的絕對平衡,“開放電磁場”的傳輸特點(diǎn),還要求每根導(dǎo)線的外部電磁環(huán)境也要絕對平衡。問題就來源于這個不可能實現(xiàn)的“絕對平衡”,工藝上,國標(biāo)線僅直流電阻一項誤差就達(dá)到5%,還有扭絞的長度誤差,導(dǎo)線直徑誤差,線間距誤差,絕緣層厚度誤差等等?!巴獠侩姶怒h(huán)境”更是工程的隨機(jī)因素,無法控制;這就必然存在“不平衡因素和參數(shù)”,這種“不平衡因素和參數(shù)”,會把一部分共模干擾信號轉(zhuǎn)換為差模干擾信號,而雙絞線嚴(yán)重的傳輸衰
22、減和頻率失真,又要求傳輸器具有超高倍數(shù)的放大增益。這就決定了雙絞線傳輸?shù)母蓴_抑制能力,不可能達(dá)到“超強(qiáng)的抗干擾能力”和“比同軸電纜抗干擾能力更強(qiáng)”的水平。幾年來工程應(yīng)用中,干擾還是屢屢發(fā)生的實踐,就印證了這個事實?;鶐鬏斚到y(tǒng)的干擾抑制能力取決于兩個方面:一是線纜本身的干擾抑制能力,二是傳輸設(shè)備提供的附加干擾抑制能力。目前達(dá)到的產(chǎn)品水平是:同軸傳輸?shù)目垢蓴_性能1.同軸電纜常規(guī)傳輸方式,利用電纜本身屏蔽抑制干擾性能,可以實現(xiàn)監(jiān)控工程中多數(shù)常規(guī)環(huán)境下的無干擾傳輸;2.加權(quán)抗干擾技術(shù)原理:這項專利技術(shù)的要點(diǎn)是:前端采用頻率加權(quán)幅度提升壓制干擾技術(shù),后端采用頻率加權(quán)視頻恢復(fù)技術(shù),提供同軸傳輸系統(tǒng)的“附
23、加干擾抑制能力”,其含義是:可以把同軸電纜的干擾抑制能力,再提高多少倍(或db);幾年來的工程應(yīng)用表明:包括高層電梯、工廠變頻電機(jī)群、中央空調(diào)和變頻供水系統(tǒng)、小區(qū)系統(tǒng)等較惡劣環(huán)境下的電磁干擾,都可以有效抑制;采用復(fù)合頻率加權(quán)技術(shù),有效提高了系統(tǒng)的視頻恢復(fù)能力,特別是提高了傳輸信噪比,在1000米上,設(shè)備的視頻加權(quán)信噪比,可以做到75db,這是各類傳輸方式中的領(lǐng)先技術(shù)水平;有效解決了同軸基帶傳輸方式下的抗干擾傳輸問題;3.同軸加權(quán)抗干擾產(chǎn)品能實現(xiàn)的抗干擾性能:2 基本抗干擾型標(biāo)稱傳輸距離:01000米附加干擾抑制能力1624db;2 增強(qiáng)抗干擾型標(biāo)稱傳輸距離:01000米附加干擾抑制能力2432
24、db;2 超強(qiáng)抗干擾型標(biāo)稱傳輸距離:01000米附加干擾抑制能力2440db;其中,超強(qiáng)抗干擾型還可以提供“特需專用定制產(chǎn)品”,傳輸距離可以定制13公里的遠(yuǎn)程型。雙絞線傳輸?shù)目垢蓴_性能1.常規(guī)無源和常規(guī)有源傳輸產(chǎn)品,抗干擾能力只是雙絞線本身的干擾抑制能力,沒有“附加干擾抑制能力”,適用于普通環(huán)境下較近距離的傳輸;2.雙絞線平衡傳輸,采用加權(quán)抗干擾專利技術(shù):和同軸加權(quán)抗干擾技術(shù)原理一樣,可以在充分發(fā)揮雙絞線平衡傳輸共模抑制干擾能力基礎(chǔ)上,運(yùn)用頻率加權(quán)幅度壓制干擾技術(shù),由傳輸設(shè)備再提供一定的“附加干擾抑制能力”,也是把雙絞線的干擾抑制能力,再提高多少倍(或db);3.EIE加權(quán)平衡傳輸產(chǎn)品能實現(xiàn)的
25、抗干擾性能:2 基本傳輸型標(biāo)稱傳輸距離:01000米附加干擾抑制能力210db;2 抗干擾傳輸型標(biāo)稱傳輸距離:01400米附加干擾抑制能力1525 db;2 遠(yuǎn)程抗干擾傳輸型標(biāo)稱傳輸距離:01800米附加干擾抑制能力1525 db;之三:防護(hù)性能1.電磁環(huán)境防護(hù):指傳輸設(shè)備本身的EMC電磁防護(hù)性能。EIE傳輸和抗干擾產(chǎn)品,都采用具有電磁防護(hù)性能的雙層鐵磁屏蔽;2.自然環(huán)境防護(hù):內(nèi)部電路具有防潮,防水,防腐蝕保護(hù)性能。使用中注意做好BNC連接器和電源的防護(hù)即可;之四:防強(qiáng)電入侵性能1.防雷電感應(yīng):產(chǎn)品應(yīng)具有雷電瞬態(tài)感應(yīng)脈沖防護(hù)的可恢復(fù)自我保護(hù)功能;2.防高電壓入侵:由供電系統(tǒng)或接地系統(tǒng)缺陷問題,
26、偶然引入的高電壓,也可以瞬間成批的燒毀前后端設(shè)備,同軸電纜良好的屏蔽性能和屏蔽層在電纜兩端的“短路效應(yīng)”,使傳輸系統(tǒng)具有良好的自我保護(hù)性能,所以工程中燒毀案例發(fā)生概率很低。非屏蔽雙絞線傳輸系統(tǒng),由于可以開放式接收外界電磁場,并且不具備電纜兩端的“短路”保護(hù)功能,因此,幾年來雙絞線傳輸設(shè)備燒毀的概率最高。所以,防護(hù)電路的設(shè)計應(yīng)與傳輸設(shè)備具體電路結(jié)構(gòu)相匹配,才能有效保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行。3.通用“防雷器”也有以上功能,但很難做到“防護(hù)電路的設(shè)計應(yīng)與傳輸設(shè)備具體電路結(jié)構(gòu)相匹配”,對于沒有“防護(hù)電路”的產(chǎn)品,采用“防雷器”,只能做到“比不采用訪雷器好”,對于已經(jīng)具備“防護(hù)電路”的傳輸產(chǎn)品,再采用防雷器就有
27、些多此一舉了,甚至還會影響“防護(hù)電路”的有效性。特別是一些誤導(dǎo)宣傳,錯誤的引導(dǎo)工程設(shè)計到處“接大地”,引入復(fù)雜的地電位環(huán)路干擾這叫花錢買干擾。4.視頻傳輸設(shè)備,應(yīng)該遠(yuǎn)離避雷針,建筑物防雷系統(tǒng)設(shè)備和接地點(diǎn)。視頻傳輸設(shè)備應(yīng)該在這些“接雷”設(shè)備“大保護(hù)傘”之下隔離運(yùn)行。三)工程中的真假干擾問題*抗干擾器可以抑制干擾,并恢復(fù)視頻特性實現(xiàn)“視頻信號的抗干擾傳輸”。*有了“抗干擾器”,是否就能解決工程中的所有干擾呢?不是!*有了“抗干擾器”,是否就可以隨便設(shè)計傳輸系統(tǒng)了呢?不可以!*為什么有的工程干擾,用了各種抗干擾器,還是解決不了呢?這里面,就有個真假干擾問題。真干擾:僅指傳輸線作為“接收天線”收到的空
28、間電磁干擾信號,這類干擾,加權(quán)抗干擾器一般可以有效解決。假干擾:包括設(shè)備故障引起的“干擾現(xiàn)象”,系統(tǒng)設(shè)計和施工缺陷和接地不合理等“故障”因素引起的“干擾現(xiàn)象”,供電系統(tǒng)設(shè)計配套不合理,使電網(wǎng)傳導(dǎo)干擾直接進(jìn)入主機(jī)系統(tǒng)等“故障” 引起的“干擾現(xiàn)象”,統(tǒng)稱為“故障類干擾”,簡稱假干擾。假干擾,總體看來屬于“主觀因素”或“主觀責(zé)任”造成的。如攝像機(jī)輸出信號中就有干擾,這雖然是設(shè)備“故障”,但也屬于“主觀責(zé)任”,只要主動排除“故障設(shè)備”(電源或攝像機(jī)),就可以解決。企圖使用抗干擾設(shè)備來解決這類干擾,顯然是又犯了一個“主觀錯誤”。再如,系統(tǒng)設(shè)計施工,引入了嚴(yán)重的地電位環(huán)路“干擾現(xiàn)象”,輕的,用抗干擾器也可
29、以“掩蓋干擾”,重一些的用抗干擾器有部分效果,但當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生開路、短路或三相電嚴(yán)重失衡故障時,可以瞬間燒毀抗干擾器,攝像機(jī),采集卡,甚至可能成片的燒毀設(shè)備。所以“地電位環(huán)路”是監(jiān)控系統(tǒng)“嚴(yán)重的安全隱患”。應(yīng)該從主觀上提高設(shè)計施工水平,總結(jié)施工經(jīng)驗入手解決。這里需要明確兩個概念:“監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計”概念與“用抗干擾設(shè)備實現(xiàn)抗干擾傳輸”的概念。監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計這是監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的新概念??垢蓴_設(shè)計的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)該是盡可能避免出現(xiàn)“故障類”的假干擾現(xiàn)象。這是主觀方面的任務(wù)和責(zé)任,也是工程能力和水平的體現(xiàn);用抗干擾視頻恢復(fù)設(shè)備實現(xiàn)抗干擾傳輸,用以解決“真干擾”。但不能也不應(yīng)該企圖用抗干擾器幫你排“故
30、障”。合理的“監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾設(shè)計”,是實現(xiàn)“抗干擾傳輸”的前提和保證條件;二者互相補(bǔ)充,不是替代關(guān)系。三、視頻線和射頻線的主要區(qū)別是什么視頻線和射頻線的主要區(qū)別是什么名詞:SYV實心聚乙烯絕緣,PVC護(hù)套,國標(biāo)代號是射頻電纜又叫“視頻電纜”;SYWV聚乙烯物理發(fā)泡絕緣,PVC護(hù)套,國標(biāo)代號是射頻電纜;相同點(diǎn):1. 特性阻抗一樣75歐姆;2. 外層護(hù)套,屏蔽層結(jié)構(gòu),絕緣層外徑,編數(shù)選擇,材質(zhì)選擇,屏蔽層數(shù)等基本相同;不同點(diǎn):1. 絕緣層物理特性不同:SYV是100%聚乙烯填充,介電常數(shù)=2.2-2.4左右;而SYWV也是聚乙烯填充,但充有80%的氮?dú)鈿馀荩垡蚁┲缓?0%,宏觀平均介電常數(shù)=1
31、.4左右;=+j",其中,"為損耗項,空氣的"基本為“0”,這一工藝成就于90年代,它有效降低了同軸電纜的介電損耗;第一個不同是大小不同,絕緣介質(zhì)的衰減不同;2. 芯線直徑不同:以75-5為例,由于-5電纜結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,絕緣層外徑(即屏蔽層內(nèi)徑)是4.8mm,不能改變,為了保證75的特性阻抗,而特性阻抗只與內(nèi)外導(dǎo)體直徑比和絕緣層的介電常數(shù)大小有關(guān),大芯線細(xì),小芯線粗,芯線直徑:SYV是0.78-0.8mm, SYWV是1.0mm; 芯線結(jié)構(gòu)形式都可以是單股或多股;這一區(qū)別,導(dǎo)致了芯線電阻的不同。如實測天成、愛普SYV75-5電纜,1000米芯線直流電阻39,典型S
32、YWV75-5電纜, 1000米芯線直流電阻19-20,差一倍;3. 上述兩項根本區(qū)別,決定了兩種電纜的傳輸特性傳輸衰減不同,頻率失真程度不同。實測1000米電纜視頻傳輸性能,SYWV75-5/64編電纜:0.5M5.15db,6M19.12db;國標(biāo)合格SYV75-5/96編電纜:0.5M6.43db,6M21.76db(相同編網(wǎng)結(jié)構(gòu)電纜衰減比發(fā)泡電纜大3db即大1.4倍以上),有一個還挺有名的廠家產(chǎn)品,SYV75-5/128編電纜,6M25.22db,衰減比發(fā)泡電纜大6db以上即大2倍多);4. 關(guān)于高編電纜,一般指96-128編以上的電纜。高編電纜明顯特點(diǎn)是:屏蔽層的直流電阻小,200K
33、Hz以下的低頻衰減少,對抑制低頻干擾有利,實測表明,200KHz-6MHz頻率,由于“趨膚效應(yīng)”,128編和64編衰減一樣。(高頻電流只在芯線外表面,屏蔽層內(nèi)表面層流動)。從頻率失真(高低頻衰減差異)看,高編電纜反而嚴(yán)重。頻率失真直接影響就是視頻信號的各種頻率成分的正常比例失真,直接影響到圖像失真;5. 銅包鋼芯線:這是SYWV電纜的一種,用于有線電視46MHz以上的射頻傳輸,由于“趨膚效應(yīng)”,電流只在鋼絲外面的銅皮里流動,衰減特性和純銅芯線一樣,可抗拉強(qiáng)度卻遠(yuǎn)高于銅線;但這種電纜用于視頻傳輸不行,0-200KHz低頻衰減太大;6. SYWV電纜視頻射頻傳輸特性都優(yōu)異,而且由于有巨大的有線電視
34、市場的支撐,產(chǎn)量很大,價格也有優(yōu)勢;7. 關(guān)于視頻線和射頻線的問題,既有誤解,也有誤導(dǎo),論壇里的激烈爭論就是例證。但大家都應(yīng)該尊重實踐:用1000米75-5電纜,傳輸一個彩色攝像機(jī)的信號,末端送給監(jiān)視器,監(jiān)視器環(huán)路輸出給示波器,測量“色同步頭” 的幅度,原信號是0.3V,進(jìn)行比較,電纜越長,兩種差別越大,越容易比較。四、和雙絞線傳輸相比,同軸電纜傳輸長處在哪?和雙絞線傳輸相比,同軸電纜傳輸長處在哪?1.同軸傳輸線是一種優(yōu)質(zhì)寬帶屏蔽傳輸線優(yōu)質(zhì):傳輸衰減小。請察看文章“”寬帶:現(xiàn)在我國的產(chǎn)品水平,已經(jīng)做到020Gz; 雙絞線傳輸帶寬約為同軸線的1/10;屏蔽:它把傳輸信號的電磁場全部限制在屏蔽層內(nèi)
35、部,不向外輻射,根據(jù)收發(fā)可逆原理,外界電磁場也不能穿過屏蔽層進(jìn)入內(nèi)部。而同軸干擾產(chǎn)生原理是另一回事,見帖子“橫杠干擾產(chǎn)生原理分析”;雙絞線不同了,它的信號傳輸電磁場,理論上是分布在無限空間。根據(jù)收發(fā)可逆原理,外部空間電磁場也可以直接進(jìn)入雙絞線。雙絞線無法防止外界電磁場進(jìn)入,但采用了螺旋扭絞的辦法,讓兩條線接收到的信號“盡量完全一樣”,并采用平衡差分信號處理技術(shù),把這種完全一樣的“共模信號”抑制掉。這里關(guān)鍵是雙絞線的“平衡”特性,“平衡”一旦有差別,干擾便乘虛而入,外界物體也會影響平衡。工程上“平衡”是相對的,不是絕對的,電路的“共模抑制”性能是有一定范圍的。這兩項實際問題,決定了雙絞線的抗干擾
36、能力,是有限制的,整合網(wǎng)絡(luò)布線規(guī)則中規(guī)定強(qiáng)干擾情況下,必須使用屏蔽雙絞線,就是這個道理。2. 同軸和雙絞線的傳輸特性是由國標(biāo)規(guī)定的,改變不了。如視頻信號上邊頻為6M,對于2000米傳輸距離,SYWV-75-5電纜衰減為40db,即電壓衰減100倍,1Vp-p的6M視頻信號衰減到10mv,或80db微伏,在這個電平進(jìn)行視頻恢復(fù),可以保證高信噪比。具有有線電視系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗的工程師,對此十分清楚;對于非屏蔽雙絞線,2km的6M衰減為92db,衰減將近4萬倍,比75-5同軸電纜大52db(近400倍);3. 雙絞線傳輸2km,1Vp-p信號衰減到了25微伏,即電平為28db微伏,已經(jīng)可以和電路噪聲電平
37、接近了,僅用末端補(bǔ)償,信噪比會嚴(yán)重變壞,出路只能是提高前端電平。這就是目前雙絞線傳輸必須采用的 “前推后拉”技術(shù)方案,要求前后設(shè)備的補(bǔ)償提升總能力必須大于92db,實際應(yīng)該做到100db。目前我只看到一個廠家提供了60db提升能力的數(shù)據(jù),還不知道是那個頻率上的數(shù)據(jù)。需要注意的還有,前端大信號放大提升電路本身產(chǎn)生的固有噪聲,要比末端小信號電路產(chǎn)生的固有噪聲大很多,系統(tǒng)信噪比變壞的更快,有人提出雙絞線傳輸設(shè)備接力的中繼級數(shù)可以做得很多(比同軸多很多),這純屬無知的想象,理論上和實踐上都是講不通的;4. 結(jié)論:比較同軸和雙絞線傳輸系統(tǒng)時,有兩個要點(diǎn)必須抓?。阂皇潜容^兩種線傳輸特性的區(qū)別,二是看傳輸設(shè)
38、備的水平和性能;以上純屬個人研究看法,不當(dāng)之處在所難免,歡迎批評指正。五、挑戰(zhàn)同軸視頻干擾挑戰(zhàn)同軸視頻干擾“干擾”一直是監(jiān)控工程設(shè)計和施工中的一個令人頭疼的“心病”。我們愿與業(yè)界朋友一起努力,共同向這一工程難題發(fā)起挑戰(zhàn)。這里把 “eie實驗室”的初步研究成果正式向業(yè)界公開,拋磚引玉,供大家研究實踐,共同提高。 一、 同軸電磁干擾傳統(tǒng)理論與認(rèn)識1. 穿過縫隙論:干擾電磁場透過同軸電纜的外導(dǎo)體屏蔽層縫隙或屏蔽層破損處,輻射到、耦合到、感應(yīng)到芯線上,從而形成干擾的。2. 趨膚深度穿透論:在視頻干擾的低頻段,計算電磁波的趨膚深度大于屏蔽層厚度,認(rèn)為干擾仍會穿透屏蔽層,輻射到芯線上;3. 在這
39、些理論和認(rèn)識指導(dǎo)下,同軸電纜的結(jié)構(gòu)也逐漸發(fā)生變化:從原來只有一個編織層的單屏蔽層同軸電纜,發(fā)展到一層鋁箔加一層編織網(wǎng)的雙屏蔽電纜,繼而發(fā)展到“鋁箔+編織網(wǎng)+鋁箔+編織網(wǎng)”的“四屏蔽同軸電纜”,力求形成了一個“又厚又無縫”的外導(dǎo)體屏蔽層。但即使這樣,當(dāng)工程中電纜很長時,還是有干擾產(chǎn)生。于是人們覺得,同軸電纜是一種抗干擾性能不太強(qiáng)的傳輸線。 二、 對電磁干擾形成機(jī)制重新認(rèn)識eie實驗室通過實驗和理論分析,對外部干擾電磁場在同軸電纜傳輸系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾的形成機(jī)制,初步形成了以下認(rèn)識:1. 干擾”穿透”論依據(jù)似乎不足。視頻信號的上邊頻為6MHz,波長50米。50Hz干擾電磁波的波長為6百萬米或
40、6000Km。電磁理論與實踐表明,當(dāng)網(wǎng)狀導(dǎo)體孔隙直徑小于1/10波長時,電磁波的穿透功率基本可以忽略;一般64編以上的同軸電纜編織網(wǎng)的平均孔隙大約1毫米左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長,完全可以等效為一個“無縫面導(dǎo)體”。干擾電磁場在導(dǎo)體表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,表面感應(yīng)電流又產(chǎn)生相位相反的反電磁場,在導(dǎo)體外表面電場強(qiáng)度始終為零,而感應(yīng)電流為最大值。又由于電纜外導(dǎo)體直徑同樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長,編織網(wǎng)又是良導(dǎo)體,所以干擾電流在電纜外屏蔽層周圍是均勻分布的,即任意一個橫截面都是等電位的。電磁場理論和實驗也已證明,一個等電位導(dǎo)體圓筒,其內(nèi)部空間是等電位空間,即在同軸電纜外導(dǎo)體內(nèi)部空間里,沒有干擾產(chǎn)生的交變電磁場。同軸芯線,處在這
41、個等電位空間里,不可能產(chǎn)生干擾感應(yīng)電動勢,如同電磁屏蔽室的原理一樣。從同軸傳輸線基本理論方面看,信號在同軸線內(nèi)部的傳輸,是以在內(nèi)外導(dǎo)體限定的空間內(nèi),并以固定場結(jié)構(gòu)模式傳輸?shù)?。外界干擾信號要進(jìn)入同軸電纜傳輸,必須有一種有效的輸入結(jié)構(gòu)和激勵條件,顯然對干擾來說,這是不具備的。所以說“干擾穿透”的理論和實踐依據(jù)似乎不足。2. 干擾電磁場在同軸電纜外導(dǎo)體縱向阻抗上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。在充滿電磁波的空間環(huán)境中,同軸電纜外導(dǎo)體如同一根接收天線(線天線),空間干擾電磁場照樣會在外導(dǎo)體表面產(chǎn)生縱向交變感應(yīng)電流。實際工程中當(dāng)電纜很長時,外導(dǎo)體縱向電阻(阻抗)雖然很小,但不為零。于是較強(qiáng)的干擾感應(yīng)電流,便會在外導(dǎo)體縱
42、向電阻上產(chǎn)生一定幅度的感應(yīng)電動勢。用Vi代表這個實際產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。同樣,如果電纜兩端接地,交流同相地電位差或異相壓差環(huán)路干擾,也會在外導(dǎo)體縱向電阻上形成干擾電動勢。我們統(tǒng)一都用Vi表示這種客觀存在的干擾感應(yīng)電動勢。3. 外界干擾是怎樣混到視頻信號中的?同軸電纜,不管具有一層,兩層還是四個屏蔽層,電氣上都是互相導(dǎo)通的一個同軸外導(dǎo)體屏蔽層,只是具體結(jié)構(gòu)和厚度不同而已。同軸電纜視頻傳輸?shù)刃щ娐啡缦聢D所示。攝像機(jī)輸出視頻幅度Vo=2Vp-p,輸出阻抗為75,同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體等效阻抗為Rc, 外導(dǎo)體等效阻抗為Rd, Vi是干擾在同軸外導(dǎo)體縱向阻抗上形成的感應(yīng)電動勢(大小正比于Rd,嚴(yán)格講正比于縱向電抗
43、Zd),末端設(shè)備對傳輸線來說是一個Rh=75匹配負(fù)載。顯然,終端負(fù)載Rh從傳輸回路中取得的信號電壓,是視頻信號Vo和干擾電動勢Vi共同作用的結(jié)果。 Vab=(Vo ×75)÷75×2+Rc+Rd) + (Vi×75) ÷75×2+Rc+Rd) 其中,第一項為負(fù)載獲得的有效視頻信號Voh=(Vo ×75)÷75×2+Rc+Rd),第二項為負(fù)載獲得的有效干擾信號Vih=(Vi×75) ÷75×2+Rc+Rd),當(dāng)電纜很短時,內(nèi)外導(dǎo)體電阻可以忽略,Rc+Rd=0,這時,有效視頻信號
44、Voh=(Vo ×75)÷75×2+0)= Vo ×75÷75×2= Vo/2=1Vp-p;因為干擾感應(yīng)電動勢Vi正比于(Rc+Rd),此時Vi=0,Vih =0;值得注意的是干擾信號Vi是由電纜縱向分布參數(shù)(阻抗或電阻)決定的,不是一個集中的點(diǎn)信號源,重要的是它串聯(lián)在視頻信號傳輸回路中,負(fù)載在取得攝像機(jī)視頻信號的同時,也必然取得干擾信號。干擾的性質(zhì)屬于“加性干擾”,不管視頻信號有沒有,它始終存在。4.同軸電纜外導(dǎo)體屏蔽性能分析:同軸電纜外導(dǎo)體,既是視頻信號地,同時也是有效抵抗電磁干擾的屏蔽層。外界電磁場充斥著所有空間,只是有強(qiáng)弱之分
45、,只要在具體應(yīng)用場合里,干擾電動勢與有用信號之比小到可以忽略,就可以認(rèn)為沒有干擾。同軸電纜外導(dǎo)體面積很大,阻抗很低,大部分干擾形成的感應(yīng)電動勢都可以忽略,這就是它的屏蔽作用。有線電視系統(tǒng)采用公用調(diào)頻廣播與通信波段作為增補(bǔ)頻道,用同軸電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離電視節(jié)目傳輸,而相互沒有干擾,就是同軸電纜具有優(yōu)異屏蔽性能的實踐驗證。反方面的例證是,在監(jiān)控工程中,因同軸電纜屏蔽網(wǎng)斷裂,或電纜頭接觸不良等,都會造成外導(dǎo)體阻抗增大,使原來可以忽略的弱干擾,變成了不能忽略的強(qiáng)干擾。我們可以把這種本不應(yīng)該產(chǎn)生卻又在具體工程中冒出來的干擾叫做“失誤干擾”,“失誤干擾”產(chǎn)生的概率很大,約占工程干擾總數(shù)的一半到一多半。5.減小
46、干擾影響的可能辦法:根據(jù)上面分析,我們可以對同軸電纜視頻傳輸,提出以下幾種減小干擾影響的途徑和可能辦法: 減少傳輸距離,縮短電纜長度(可行性很?。?; 用粗電纜或多層屏蔽電纜(事倍功半,不太可?。?; 提高輸入信號幅度,增大信噪比(也不太可?。?; 使用中繼放大,增大信噪(也不太可?。?; 電纜單端接地或都不接地(一般可行); 三、 抗干擾電纜 “e電纜”簡介:SYWV75-5/eie,是一種抗干擾同軸電纜的型號與品牌標(biāo)志,它是由eie實驗室開發(fā)并擁有自有知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。這種電纜的簡稱為“e電纜”,外觀和尺寸與傳統(tǒng)4屏蔽物理發(fā)泡同軸電纜沒有區(qū)別。用于視頻傳輸環(huán)境中,具有優(yōu)異的、抗強(qiáng)電磁干擾能
47、力。在此,我們首次公開這一技術(shù)。1.“e電纜”是一種“雙屏蔽、雙絕緣同軸電纜”。如下圖它的結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次是:內(nèi)導(dǎo)體芯線;物理發(fā)泡層(第一絕緣層);鋁箔和編織網(wǎng)共同組成的同軸外導(dǎo)體(第一屏蔽層);第二絕緣層;銅編織網(wǎng)第二屏蔽層外護(hù)套?!癳電纜”結(jié)構(gòu)與4屏蔽物理發(fā)泡同軸電纜基本一樣。2.內(nèi)導(dǎo)體芯線、物理發(fā)泡絕緣層和第一屏蔽層,組成標(biāo)準(zhǔn)SYWV75-5同軸電纜,用于視頻信號傳輸,第一屏蔽層是視頻信號地。信號傳輸仍然是要保證芯線和第一屏蔽層的有效連接。不同的是:外面的第二屏蔽層與里面第一屏蔽層之間是一個絕緣層,內(nèi)外屏蔽層互不導(dǎo)通,第二屏蔽層不是信號地,它是真正的外界干擾屏蔽層,它給視頻傳輸線提供了一
48、個“柔性屏蔽室”環(huán)境。3.“e電纜”抗干擾原理:從“外界干擾是怎樣混到視頻信號中的”分析已經(jīng)知道,單屏蔽層電纜會產(chǎn)生干擾的原因是,屏蔽層是信號傳輸回路的一部分,而干擾電動勢又直接串聯(lián)在信號傳輸回路中?!癳電纜”的情況不同,盡管干擾也會在第二屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)電動式Vi,但Vi與信號傳輸回路絕緣,所以不會在信號傳輸回路中產(chǎn)生干擾電壓。這就是“e電纜”的基本抗干擾原理。4.“e電纜”的抗干擾性能描述:干擾在第二屏蔽層上產(chǎn)生的感應(yīng)電動式Vi與信號傳輸回路絕緣,所以不能直接在信號傳輸回路中產(chǎn)生干擾電壓。盡管內(nèi)外屏蔽層之間是絕緣的,但兩層導(dǎo)體之間仍有分布電容Co存在,外屏蔽層感應(yīng)電動勢可以通過分布電容Co
49、耦合到內(nèi)屏蔽層上,間接形成干擾Vio。分布電容Co的耦合作用與頻率有關(guān),對50Hz干擾及電機(jī),電火花等常見的強(qiáng)干擾,頻率都很低,Co的容抗Zco很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)屏蔽層縱向電阻Rd(幾歐姆到幾十歐姆),這樣外屏蔽層感應(yīng)電動勢Vi,必須經(jīng)過Co高容抗Zco與低電阻Rd高比率分壓衰減,才是耦合到內(nèi)屏蔽層上的有效干擾電動勢Vio,顯然抗干擾能力也就大幅度提高;干擾頻率越低,“e電纜”的抗干擾能力越強(qiáng),對常見的、威脅最大的低頻超強(qiáng)電磁干擾,具有優(yōu)異的抗干擾特性;即使對視頻的高頻段干擾,也具有明顯的抗干擾能力。5.“e電纜”的上述抗干擾特性,在對這種電纜進(jìn)行的抗干擾模擬試驗和工程實際干擾環(huán)境的抗干擾試驗中
50、得到了驗證,取得了十分滿意的效果,現(xiàn)正積極推薦工程應(yīng)用。 “e電纜”的開發(fā)成功和不斷完善,將給監(jiān)控工程的設(shè)計和施工帶來福音。應(yīng)用“e電纜”,可以實現(xiàn)在強(qiáng)電磁干擾情況下的“安全布線和施工”,而不再會被干擾所困惑。六、提高監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量的新途徑提高監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量的新途徑 在各地展會上,仔細(xì)觀看EIE攤位并并作了詳細(xì)咨詢的行業(yè)朋友,一致認(rèn)為:“e放大器”是監(jiān)控系統(tǒng)的一個新亮點(diǎn),是恢復(fù)和改善監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量的好產(chǎn)品。這里所說的“e放大器”,是采用我國首創(chuàng)的頻率加權(quán)視頻放大專利技術(shù)的視頻恢復(fù)設(shè)備的總代稱。它是由煙臺開發(fā)區(qū)留學(xué)生創(chuàng)業(yè)園企業(yè)EIE公司開發(fā)和生產(chǎn)的。產(chǎn)品應(yīng)用的突出特點(diǎn)是
51、,給監(jiān)控系統(tǒng)提供了一個全面提高圖像質(zhì)量的新途徑,促使使監(jiān)控系統(tǒng)開始步入“圖像質(zhì)量可控恢復(fù)”的新時期。 一、 監(jiān)控工程圖像質(zhì)量仍有很大潛力可挖1. 一個監(jiān)控工程中,有幾個攝像機(jī)距離監(jiān)控中心300米到1000米,乙方設(shè)計:500米以下的用SYWV75-7同軸電纜傳輸視頻,500米以上的用多模光端機(jī)或射頻技術(shù)傳輸視頻,但甲方因造價太高不同意,最后協(xié)商,500米以上的改用75-9到75-12同軸電纜。工程驗收時,盡管圖像有些明顯不一樣,但雙方都認(rèn)為圖像質(zhì)量“還可以吧”,做到這樣也就行了。這是工程中常見的“無奈認(rèn)可”。2. 一個道路監(jiān)控工程,使用8路單模單纖遠(yuǎn)程傳輸方案,但8路攝像機(jī)信號到光發(fā)射機(jī)的距離
52、不同,近的50米,遠(yuǎn)的有1000多米,為了保證圖像質(zhì)量,于是較遠(yuǎn)的信號只能采用75-7到75-12的同軸電纜傳輸。工程結(jié)果是,電視墻上的圖像質(zhì)量明顯的不一樣,甲乙雙方也只好認(rèn)了。這也是工程中常見的“無奈認(rèn)可”,因為雙方都“力所能及”的盡力了。對重點(diǎn)監(jiān)控工程我國部分省市技防辦,已經(jīng)開始進(jìn)行工程傳輸性能技術(shù)檢測,結(jié)果出現(xiàn)了甲乙雙方認(rèn)為 “可以”,而檢測不合格的尷尬局面。3. 在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中,這種“無奈認(rèn)可”是必然的,因為傳統(tǒng)的視頻傳輸技術(shù)和傳輸系統(tǒng)盡管可以比較好的傳輸輸入信號,但當(dāng)輸入的視頻信號已經(jīng)衰減和失真時,卻都沒有恢復(fù)或“修復(fù)”功能。我們不妨把這種現(xiàn)象叫做圖像質(zhì)量的“無奈認(rèn)可”。4
53、. 工程商都有一個共同認(rèn)識:電視墻上的圖像很不一致,有的很好有的明顯暗淡。以上情況,以前你認(rèn)為沒有什么有效辦法解決,現(xiàn)在你可以把這些不足,看成一種“可以挖掘的潛力”,讓監(jiān)控工程的圖像質(zhì)量在可能的情況下做到最好。本文介紹的“圖像質(zhì)量可控恢復(fù)技術(shù)工程應(yīng)用”,將助您一臂之力。二、圖像質(zhì)量可控恢復(fù)的工程含意擁有我國自有知識產(chǎn)權(quán)的“頻率加權(quán)視頻放大”專利技術(shù)的出現(xiàn),開創(chuàng)了一條改善和提高監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量的新途徑。采用頻率加權(quán)視頻放大技術(shù)的系列產(chǎn)品,有單路加權(quán)視頻放大器和多路視頻恢復(fù)主機(jī)(4、8、16、32路),為了敘述和說話方便,我們把這類不同型號的產(chǎn)品統(tǒng)一簡稱為“e放大器”。對于模擬視頻傳輸來說,“e放
54、大器”具有和電纜傳輸特性相反、互補(bǔ),且可控調(diào)整的頻率補(bǔ)償特性。因此它可以補(bǔ)償視頻傳輸中的幅度衰減和頻率失真,有效恢復(fù)視頻信號原有特性。 如下圖所示:A為0-6M掃頻測試視頻信號(顯示2行),圖中豎線是頻標(biāo),每格1MHz;B為A信號經(jīng)同軸電纜傳輸后,產(chǎn)生幅度衰減和頻率失真的照片,這也是一個典型的同軸電纜0-6M傳輸特性,基本規(guī)律是:頻率低衰減小,頻率越高衰減越大;C為加權(quán)視頻放大器的頻率補(bǔ)償特性,其特點(diǎn)是:頻率越低,增益越低,頻率越高,增益越高,與電纜的傳輸特性相反、互補(bǔ),而且這種增益補(bǔ)償和頻率補(bǔ)償斜率都是連續(xù)可調(diào)的,所以能夠在有效范圍內(nèi),對不同長度和型號的電纜進(jìn)行完全補(bǔ)償。換句話說,就是視頻信
55、號在傳輸過程中損失了多少,可以通過調(diào)整控制,合理的補(bǔ)償多少。這就是圖像質(zhì)量可控恢復(fù)的理論依據(jù)和實踐依據(jù)?!皥D像質(zhì)量可控恢復(fù)”的工程含意是:1. 同軸電纜的視頻傳輸特性(上圖B)是固有的,不能改變的。我們研究它是為了更好的使用它。同軸電纜到底能傳多遠(yuǎn)?那要看對傳輸視頻衰減和失真度要求的標(biāo)準(zhǔn)是什么。顯然要求的圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)越低,傳輸距離越遠(yuǎn)。試驗測試結(jié)果表明:按照我國PAL-D視頻失真度標(biāo)準(zhǔn)要求,同軸電纜無補(bǔ)償最大傳輸距離為:75-5電纜100-120米,75-7電纜200米左右。當(dāng)工程中遇到更遠(yuǎn)一些的實際傳輸距離,而投資又不允許采用其他有效手段(如光纜)時,只好降低圖像質(zhì)量的要求標(biāo)準(zhǔn)了,這種“無奈
56、認(rèn)可”的情況,在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和施工中十分普遍。所以圖像質(zhì)量可控恢復(fù)的第一層含義就是:在視頻信號幅度衰減和頻率失真比較嚴(yán)重的情況下,“e放大器”可以按照我國PAL-D視頻失真度標(biāo)準(zhǔn)要求,有效補(bǔ)償并恢復(fù)原信號特性A.可以輕松的走出“無奈認(rèn)可”的局面,而不用擔(dān)心投資太大問題。2. 第二層含義是,“e放大器”的這種頻率補(bǔ)償和視頻恢復(fù)性能,在規(guī)定的最大傳輸距離范圍內(nèi),是連續(xù)可調(diào),并可以通過人工控制的。如SYWV75-7電纜為0-3公里,75-5電纜為0-2公里,75-3電纜大約是7、8百米;也就是說,在有效范圍內(nèi)任何實際工程傳輸電纜長度,都可以實現(xiàn)有效補(bǔ)償;顯然,同軸電纜有效監(jiān)控范圍已經(jīng)從1、2百米提高
57、到了2、3公里,基本可以滿足多數(shù)工程的實際應(yīng)用;3. 第三層含義是:“e放大器”還同時具有輪廓增強(qiáng)和高頻提升功能,可以明顯改善圖像的主觀評價清晰度。即,也可用于改善較近距離傳輸?shù)膱D像質(zhì)量,解決電視墻圖像效果不一致問題;4. 圖像質(zhì)量可控恢復(fù),指的是攝像機(jī)源信號因傳輸衰減和失真的頻率特性補(bǔ)償和恢復(fù)。要說可以“提高”監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量,是相對于不采用視頻恢復(fù)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)來說的。不能把“e放大器”理解為能夠使320TVL分辨率的攝像機(jī)信號“提高”到480TVL高分辨率水平。在實際工程中,攝像機(jī)信號的傳輸距離是隨機(jī)的,需要的補(bǔ)償量和頻率補(bǔ)償斜率(高低頻差值)也是不同的,所以產(chǎn)品做成人工控制的,為了確保補(bǔ)償質(zhì)量,這種控制必須是連續(xù)可調(diào)的,不能設(shè)計成粗略的分檔控制。三、 “圖像質(zhì)量可控恢復(fù)”的工程應(yīng)用指南1.補(bǔ)償位置設(shè)計放在傳輸末端:當(dāng)工程中攝像機(jī)信號只用同軸電纜傳輸時,“e放大器”放在監(jiān)控中心,主機(jī)的前面,待各路視頻信號完全恢復(fù)后,再送給主機(jī)、硬盤錄像機(jī)和電視墻;當(dāng)工程中攝像機(jī)信號是由同軸電纜和遠(yuǎn)程光端機(jī)組成符合傳輸系統(tǒng)時, “e
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