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采用抗干扰传输设备的闭路电视监控系统

采用抗干扰传输设备的闭路电视监控系统

点击数:7389 次   录入时间:03-04 12:01:37   整理:http://www.55dianzi.com   防、抗干扰技术

  对于干扰环境下的闭路电视监控系统,除了采用屏蔽与接地等抗干扰措施外,还可以使用抗干扰传输设备,这些设备通过光/电转换、频谱搬移以及幅度扩压处理等手段,实现了视/音频信号在干扰环境下的传输。

  (1)采用光端机/光纤收发器  

  光是不受电磁干扰的,因此在强电磁干扰的环境里,采用光信号传输方式是最佳的选择。

  光端机可以将视/音频信号和控制信号直接转换为光信号进行传输,接收端的光端机再将光信号转换为电信号,因此,从电信号的端到端看,光端机及光缆整体上就相当于一根“电缆延长线”了,只不过这根“电缆延长线”在整个传输过程都不会有外界干扰信号进入。

  若在某些应用场合,多个分散的前端摄像机可能需要共用一套多路光端机进行传输,那么从各个摄像机到光端机之间就需要一段段的电缆,而这些电缆是可能引入干扰信号的,尽管它们并不一定很长。因此,在这个环节要特别保证电缆的屏蔽与接地等技术工艺质量。否则,一旦信号在进入光端机之前就已叠加了干扰信号,在接收端恢复电信号时就不可避免地将干扰信号也一并恢复了。

  通过光纤收发器传输也是一种光信号传输方式,但这是一种网络传输方式。光纤收发器的目的不是为了传输视/音频或控制信号,而是为了构建计算机网络。因此,这种传输方式是一种基于网络的传输方式。光纤收发器仅仅保证了计算机网络不受强电磁环境干扰,面电视监控系统的视/音频及控制信号是通过多媒体主机或网络视/音频服务器接入网络按TCP/IP协议进行传输的。

  (2)采用射频调制器  

  射频传输仍属于电信号传输,但信号的频率高达几十兆赫兹甚至几百兆赫兹,远远高于电力系统几十赫兹至几百赫兹的干扰信号的频率。在接收端解调时,已调射频信号先经过相应频道的带通滤波器,滤掉低频干扰成分。因此,采用射频调制器也可以在某种程度上消除干扰信号的影响。

  采用射频传输的另一个特点是:不同的摄像机可以调制到不同的射频频道上,因而用一根同轴电缆就可以传输多路监控图像。故此,有人将这种系统称为共缆监控系统。

  共缆监控系统的传输方式与有线电视系统传输的原理是一样的,只不过信号的传输方向正好相反:有线电视系统从一个中心向多点传输电视节目,传输系统是一个逐级分配系统,直至各独立用户;而共缆监控系统是从多点向一个中心传输监控图像,传输系统是一个逐级汇总系统,直至监控中心。正因为如此,从最远监控点开始,视频信号被调制到某个射频频道,再在下一个监控点与该点处的已调制在另一个频道上的信号进行混合,依此类推,直至将所有点的已调制信号混合完毕,所有频道的信号在同一根射频电缆上传输。图4示出了共缆监控系统的实现原理。

  在实际工程应用中,下图中的混合器一般都用反向使用的无源分配器来代替(专用于共缆传输的射频调制器已内置了频道混合器),因而会有3~5dB的插入损耗;另外,在长距离传输时,射频同轴电缆的损耗可高达十几甚至几十分贝(参见附表),频率越高,衰减越大;再考虑到在接收端正向使用的分配器仍会有3~5dB的插入损耗,因此,共缆监控信号在进入分配器前一般需要经过内置有频率均衡(高频提升)电路的宽带放大器进行放大,以使进入解调器的信号电平达到规定的电平。

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  由于每一个监控点的图像被调制后都要占据8MHz射频带宽(采用现有电视标准规定的残留边带调幅调制),因此,如果监控点数量多,占用的射频带宽就宽(达几百兆赫兹),使得高频端的器件成本以及宽带放大器的成本均有所提高,因此,虽然现有的共缆监控系统最大可以实现99个监控点的共缆传输,但一般性价比最高的是24个监控点的共缆传输。因此,当整个系统的监控点数量较多时,可以考虑将这些监控点分两组以相同的频段传输(可根据监控点的地理位置进行简单分组)。例如,一个40个点的系统可考虑分为两个20个点的系统(当然根据监控点的分布不同.也可一组为23个点;另一组为17个点),系统总成本并不增加。

  (3)采用成品抗干扰器  

  市面上主要有两种抗干扰器:-是利用频4率搬移(射频调制)技术的抗干扰器;二是利用幅度搬移(信号扩压)技术的抗干扰器。

  ①采用射频调制的抗干扰器。

  这种抗干扰器其实就是前一小节介绍的射频调制器,利用频段的差异而使已调高频有用信号的频谱远离低频干扰成分。在接收端再用相应的解调器解调出有用的视频信号。

  由于该产品是以专用抗干扰器形式出现的,因而其体积小,频道单一,一般不用于有线电视系统,而是一对一地用于点到点的射频信号传输。

  ②采用信号扩压技术的抗干扰器。

  原则上说,这种抗干扰器并不能消除干扰,但确实可以有效降低干扰信号的幅度。假定视频源信号的幅度为Us、干扰信号的幅度可达Ud,则到达终端的视频信号的幅度为源信号与干扰信号的和,即Us+Ud(不考虑信号本身的衰减),其中幅度为Ud的干扰信号对在监视器屏幕上显示的图像产生严重的干扰。

  如果在前端源视频信号传输前,先用一放大器将其幅度放大n倍到nUs,再进行传输,则同样混入Ud的干扰信号后,到达终端的信号变为nUs+Ud,这个幅度显然超过了显示设备允许的输入电平要求,因此,还需要一个衰减器将在终端收到的混合了干扰信号的合成信号整体衰减n倍,得到(nUs+Ud)/n=Us+Ud/n,结果,终端处的信号幅度恢复为Ud,而干扰成分则变为Ud/n。由此可见,经过对信号“先扩后压”的处理后,输出到显示设备的视频信号仍可保持原有的幅度不变,而干扰信号幅度则下降了n倍。这就是说,单从监视器屏幕上看,原来很强的干扰会变弱,而原来不太强的干扰则几乎就看不到了。

  这种抗干扰器的抗干扰效果主要与其扩压倍数n有关,也与视频传输的距离有关。特别是对于终端不带衰减器的抗干扰器,如果传输距离不够长,则信号由于线缆长度造成的衰减不足以抵消信号被放大的倍数,送到显示设备的信号幅度就会太大,有可能烧毁终端显示设备的视频输入模块。另外,由于实际干扰信号并不是在前端简单地与视频信号进行叠加,而是分布在整个传输线路区域,并且对信号的同步和相位都有影响,因此,实际抗干扰效果比理论计算效果差。




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