[原创]视频基带的抗干扰传输技术分析[2008]

eie1992

——同轴与双绞线抗干扰传输技术进展——
烟台eie实验室——老竹
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[内容提要]视频基带抗干扰传输技术与产品，“频率失真”与“频率加权”技术解释，分析视频传输产品的四大应用性能：一：视频恢复性能；二：抗干扰性能；三：防护性能；四：防强电入侵性能；
提出两个概念：“监控系统的抗干扰设计”概念与“用抗干扰设备实现抗干扰传输”的概念。
视频信号传输方式，可以分成两大类：第一类为视频基带直接传输方式——简称“基带传输”，第二类为视频基带变换传输方式——简称“变换传输”。
# E0 ?, U! Y2 z! O, g2 V7 S( G“基带传输”包括：同轴视频基带传输方式（不平衡传输）和双绞线视频基带传输方式（平衡传输）。其特征是传输的信号带宽，仍然是视频基带信号0~6M的原信号带宽。
“变换传输”包括：射频（CATV,一线通，共缆，视频拓展器等类型）、微波、光缆、数字及“复合变换”传输方式（两种以上的组合方式）。其特征是变换后的传输信号带宽变为调制载波的频道带宽。如调幅射频频道带宽为6~8M,调频微波为18~27M等等.
本文集中探讨“基带传输”方式，也就是常见的同轴与双绞线传输方式。围绕视频抗干扰传输这个现实问题，分析“频率加权”技术的作用，和对产品性能的影响。2000年加权视频放大专利技术问世，推动了同轴传输视频恢复技术产品的发展和应用，加权抗干扰专利技术，又进一步推动了抗干扰传输技术产品的发展，包括同轴抗干扰传输和双绞线抗干扰传输技术与产品的技术进步。这里提出“视频基带的抗干扰传输技术”的概念，可能更有利于更全面深入的了解“基带传输”技术的应用和产品的性能。
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一）“频率失真”与“频率加权”技术解释
1.视频信号在同轴和双绞线传输中，最基本的技术问题就是“频率失真”。下图照片是实测线缆本身的频率失真特性：左图：0距离测试信号特性，0~6M扫频测试信号；中图：SYV75-5电缆1000米的衰减和频率失真特性；右图为超5类双绞线900米的衰减和频率失真特性；照片可以更好的给出一个定性形象的印象，准确的测试数据，过去已多次给出，这里从略。
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2.线缆“频率失真”的特点是：①低频衰减最小，频率越高衰减越严重；②组成视频信号的各种频率分量之间的相对比例关系：左图扫频测试信号高低频幅度比例为1：1，经过电缆的传输后，发生了重大改变：传输后高低频比例少于1，频率越高比例越少——线缆的这种与频率有关的衰减特性，这就叫“频率失真”；线缆越长，频率失真越严重，电缆长度加倍，衰减的db数加倍；③比较中图和右图，可以明显看出：双绞线固有的频率失真要比同轴电缆大得多，大约430米超5类双绞线和1000米SYV75-5电缆的衰减和频率失真相当。应该了解这是国标线缆固有的特性，不是“劣质”电缆，这一点在选择传输线缆类型时，要特别注意，应做到心中有数；
3.基带传输设备的基本作用是提供一定的放大增益，补偿线缆的传输衰减。显然，要补偿频率失真，传输设备的“补偿特性”应该与电缆的频率失真特性相反、互补，才能实现视频信号特性的真正恢复。如下图所示：
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# A9 h/ T& v" D7 s h- \1 e. B0 v4.补偿特性应该是：传输设备的增益必须具有“频率越高增益越大”的基本特点——这就是“频率加权”的基本概念。上面实测的线缆频率失真特性，都是国产合格国标电缆的固有特性，显然，用这类线缆传输视频信号，传输设备应该具有“频率加权”特性，才能实现“全补偿”的视频恢复目的。
6 V8 U7 {& u' M: N$ G* h9 f; G5.线缆越长，频率失真越严重，电缆长度加倍，衰减的db数加倍。工程中电缆长度是随机的，这就要求传输设备提供的频率加权补偿性能，也应该是可变的，对于任意长度电缆，都能够提供出与电缆频率失真特性相适应的“完善的互补特性”，这既是技术实现的要点，也是技术难点。不同产品性能和水平的差异，也就出自这

eie1992

下面是本论坛里的一个新帖，很有新义，把它引过来看看。
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( W3 {. h+ |3 ]$ u3 K0 @8 q../a/a.asp?B=307&ID=377495&Ar=378143&AUpflag=1&Ap=1&Aq=1
楼主seleven01 2008-01-07 21:02:54
1 E* P/ M& u1 N& h$ J" M2 K1 k最近接到一个工程。。
大概的环境是
- I! Q7 B* M4 M3 ?一个三层的楼房。主要用来印刷广告的。。。有三台大型印刷机。。每一层都配有一个专门的稳压器给那些印刷机
j! Y6 K! i2 ~$ F' @' Q工程要求每层楼的前面跟后门各安装一个半球(非红外)。。
& {" `. E8 s6 T工程做完后。到客户看效果验收的时候。。就发现画面出现一大片波纹！！一鳞鳞的。。。。。5个有不同程度的小面积到大面积的波纹。。只有一个是正常~~~~
半球的电源全部都换过、半球也换过。都不行。。。。。
把公司一台正常的监控主机搬到客户那里试。。也同样出现问题~~
最尝试只拉一条大约2米长的线。画面正常。。把一整段(>20米)的线放在主机旁测试。也出现波纹~~~~
$ C0 I5 q5 v7 i2 c尝试过用信号放大器。问题依旧。。。。。。
- Z+ y8 u1 K7 r$ m4 \8 M基本上都尝试过了~~~不过还米解决。。请问这是什么问题。。。是不是有干扰~~
附近有个中国电信的发射台。。这个有关系到嘛？
………………….
楼主seleven01
/ m4 i4 Y- A J$ T% S- {# F额。。。。。果然一大堆人说是干扰的问题。。。不过我们老板解决了~~加了个UPS就解决。。。想不到吧。。我们也挨骂了一顿~~~~~~-_-!!!
线我们都换过好几种了。。包括带屏蔽的线！！！…………………
楼主seleven01
4 P5 M( b' u9 r9 K" c额。我都说了。加个UPS就解决了。。。有高人能够解释一下嘛？为什么稳压主机的电压就正常？
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eie1992回复（2008.1.9.）：
好帖！
加个UPS就解决了，还有不少人“不服气”，要用抗干扰器。
, {' L+ M8 c7 z: V( l8 a怎么解释呢？搂主提供的现场“资料”还太少，确切判断很难，只能“估计”了：
8 a! H2 s8 I( K( f$ A1 S# C7 p很像是电网传导干扰——主机220VAC中，还有干扰成分，直接进入主机，形成“干扰现象”的。UPS就解决了，说明这种UPS能把电网干扰抑制到很满意的程度。显然这属于系统设计不合理问题，是主观原因，这类“干扰”我把它归类在“故障类干扰”——即“假干扰”。这类“干扰”通常比如为“背后捅刀子”，你在前门“设盾牌”——换摄像机，换电源，甚至加抗干扰器——犯了方向性错误，而干扰直接从“后门”进入主机和显示器。老板用“UPS就解决了”，实际是排除了系统配套设计的“缺陷”——故障，这就叫抓住了问题的实质。这就说明一的道理——故障类假干扰，尽管也有同样的“干扰现象”，但“排除故障”才是正确的、科学的办法，才能迎刃而解。
干扰现象，不等于都是真干扰。
区分真假干扰，是排除工程干扰的第一步，也是区分设计和经验水平高低的……
系统抗干扰设计的主要目标是“最大限度的避免产生假干扰”，给系统视频传输，包括用抗干扰器组成的抗干扰传输提供良好的运行环境。
摄像机输出信号里就有“干扰”，也属于这一类的假干扰——设备选择和配套不合理“故障”。也可以从这里面来进一步体会和理解“系统抗干扰设计”的概念和“用抗干扰器组成的抗干扰传输”的概念，含义是不同的。