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发表于 2006-6-22 01:35:09
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视频干扰时条纹不同形状的来源??
视频干扰的形成一、 同轴电磁干扰传统理论与认识1) 穿过缝隙论:干扰电磁场透过同轴电缆的外导体屏蔽层缝隙或屏蔽层破损处,辐射到、耦合到、感应到芯线上,从而形成干扰的。2) 趋肤深度穿透论:在视频干扰的低频段,计算电磁波的趋肤深度大于屏蔽层厚度,认为干扰仍会穿透屏蔽层,辐射到芯线上;3) 在这些理论和认识指导下,同轴电缆的结构也逐渐发生变化:从原来只有一个编织层的单屏蔽层同轴电缆,发展到一层铝箔加一层编织网的双屏蔽电缆,继而发展到“铝箔+编织网+铝箔+编织网”的“四屏蔽同轴电缆”,力求形成了一个“又厚又无缝”的外导体屏蔽层。但即使这样,当工程中电缆很长时,还是有干扰产生。于是人们觉得,同轴电缆是一种抗干扰性能不太强的传输线。二、 对电磁干扰形成机制重新认识通过实验和理论分析,对外部干扰电磁场在同轴电缆传输系统中产生干扰的形成机制,初步形成了以下认识:1) 干扰“穿透”论依据似乎不足。视频信号的上边频为6MHz,波长50米。50Hz干扰电磁波的波长为6百万米或6000Km。电磁理论与实践表明,当网状导体孔隙直径小于1/10波长时,电磁波的穿透功率基本可以忽略;一般64编以上的同轴电缆编织网的平均孔隙大约1毫米左右,远远小于波长,完全可以等效为一个“无缝面导体”。干扰电磁场在导体表面产生感应电流,表面感应电流又产生相位相反的反电磁场,在导体外表面电场强度始终为零,而感应电流为最大值。又由于电缆外导体直径同样远远小于波长,编织网又是良导体,所以干扰电流在电缆外屏蔽层周围是均匀分布的,即任意一个横截面都是等电位的。电磁场理论和实验也已证明,一个等电位导体圆筒,其内部空间是等电位空间,即在同轴电缆外导体内部空间里,没有干扰产生的交变电磁场。同轴芯线,处在这个等电位空间里,不可能产生干扰感应电动势,如同电磁屏蔽室的原理一样。从同轴传输线基本理论方面看,信号在同轴线内部的传输,是以在内外导体限定的空间内,并以固定场结构模式传输的。外界干扰信号要进入同轴电缆传输,必须有一种有效的输入结构和激励条件,显然对干扰来说,这是不具备的。所以说“干扰穿透”的理论和实践依据似乎不足。2) 干扰电磁场在同轴电缆外导体纵向阻抗上产生感应电动势。在充满电磁波的空间环境中,同轴电缆外导体如同一根接收天线(线天线),空间干扰电磁场照样会在外导体表面产生纵向交变感应电流。实际工程中当电缆很长时,外导体纵向电阻(阻抗)虽然很小,但不为零。于是较强的干扰感应电流,便会在外导体纵向电阻上产生一定幅度的感应电动势。用Vi代表这个实际产生的感应电动势。同样,如果电缆两端接地,交流同相地电位差或异相压差环路干扰,也会在外导体纵向电阻上形成干扰电动势。我们统一都用Vi表示这种客观存在的干扰感应电动势。3) 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。4) 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。5) Vab=(Vo ×75)÷[75×2+Rc+Rd).gif> + (Vi×75) ÷[75×2+Rc+Rd).gif>其中,第一项为负载获得的有效视频信号,Voh=(Vo ×75)÷[75×2+Rc+Rd).gif>,第二项为负载获得的有效干扰信号Vih=(Vi×75) ÷[75×2+Rc+Rd).gif>,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。6) 同轴电缆外导体屏蔽性能分析:同轴电缆外导体,既是视频信号地,同时也是有效抵抗电磁干扰的屏蔽层。外界电磁场充斥着所有空间,只是有强弱之分,只要在具体应用场合里,干扰电动势与有用信号之比小到可以忽略,就可以认为没有干扰。同轴电缆外导体面积很大,阻抗很低,大部分干扰形成的感应电动势都可以忽略,这就是它的屏蔽作用。有线电视系统采用公用调频广播与通信波段作为增补频道,用同轴电缆进行远距离电视节目传输,而相互没有干扰,就是同轴电缆具有优异屏蔽性能的实践验证。反方面的例证是,在监控工程中,因同轴电缆屏蔽网断裂,或电缆头接触不良等,都会造成外导体阻抗增大,使原来可以忽略的弱干扰,变成了不能忽略的 |
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