[转帖]电视监控传输系统中低频干扰及其抑制法

jacky_wang

电视监控传输系统中低频干扰及其抑制法同轴电缆是使用最广泛的视频传输介质，一般用于中短距离的视频信号的传输。同轴电缆的电气特征使得它非常适合传送摄像机到监视器的全视频信号（CCTV视频信号是由分布很广的低频信号和高频信号组成的）。传送低频信号（20赫兹到几千赫兹）时可以使用几乎任何种类的导线。在实际应用中，几乎所有导线都可以用作电话线。但要传送频率范围在20赫兹到6兆赫之间的视频信号，同时不希望有任何衰减时，就需要使用同轴电缆。在电视监控系统中采用视频基带传输是最常用的传输方式。所谓基带传输是指不需经过频率变换等任何处理而直接传送全电视信号的方式。这种传输方式的优点是传输系统简单；在一定距离范围内，失真小；附加噪声低（系统信噪比高）；不必增加诸如调制器、解调器等附加设备。缺点是传输距离不能太远；一根视频同轴电缆只能传送一路电视信号等。由于这种传输方式具有工作稳定可*及设备简单等优点，因而在实际中获得了广泛的应用。但视频信号频带很宽，并且起始频率又很低，所以在电缆中传输时，其振幅及相位在低频段与高频段的差别就会很大。特别是在相位失真太大时，是难以用简单的电路进行补偿的。由于这个原因使它的传输距离受到了很大的限制。下面仅介绍基带传输中的低频干扰及其抑制法。 二．基带传输中的低频干扰基带传输中的低频干扰的来源有以下几个方面：1、广播干扰。由于实际应用的需要，而必须将电缆在空中架设时、这时电缆本身就相当于一根很长的天线。由于天线效应的结果，电缆中会产生相当大的广播干扰电压，其频率约在几百千赫到1500千赫之间。这种干扰产生的原因如图1所示。由于电缆中电位差（eA-eB）的存在，便会在电缆外皮上产生干扰电流。这一电流通过电缆两端接地点与地构成回路，于是在终端负载上就会产生广播干扰信号的电压，使干扰信号混入视频信号中。这种干扰信号在图像上表现为，较密的斜形网纹，严重时甚至会淹没图象。如果将电缆埋在地下，或采用铅皮电缆、平衡对称电缆等都能较好地克服这种干扰。2、低频干扰电缆屏蔽层对于频率越低的信号其屏蔽效果越差。图2是把两根长度为1公里的SYV-75-1电缆并在一起时在始端给其中一根电缆加入某一频率的干扰信号电压，在另一根电缆上测量所感应的电压，绘出如图中的曲线。由该曲线可以看出，当频率越低时，电缆对它的屏蔽作用越差。由于这种原因而引入的干扰信号有载波电话，电台的信号等。它们在图像上造成水平条纹的干扰。3、50Hz电源干扰 当系统需要始端与末端同时接地时，由于地电阻及电缆外皮电阻的存在，在两地之间电力系统中各相负载不平衡或接地方式不同时会引起50Hz的地电位差，从而产生干扰信号电压。50Hz干扰混入的原因见图3。图中R2、R3分别为地电阻及电缆外皮的电阻。当地电流流过地电阻R3时，便在其上产生如图所示的电压降。这时地电流分为两路，一路经电缆外皮在R2上产生干扰电压，另一路则通过视频信号源进入电缆芯线。于是在终端芯线与外皮之间便会产生干扰信号的电位。由图中可以很明显地看出，当视频信号从R1加入后，在终端负载电阻R4上便同时产生了视频信号与干扰信号，这种干扰使正常图像上出现很宽的横暗带。据以上分析可知，对于三种较低频率的干扰一旦混入视频电路，被叠加在视频信号上时，要完全消除它是比较困难的。这些干扰从原则上讲是基带传输方式所不能避免的。但只要我们采取适当的措施，仍然可以将以上几种干扰限制在允许的范围内。三．克服低频干扰的方法要从根本上克服这些干扰只有将基带传输方式改为避开这些干扰频率的低射频传输方式。这种方式是采用两次调制和解调的办法将基带信号搬迁到低射频的频段上。由于其低频部分被移到干扰频率之外，所以可以从根本上消除以上各种低频干扰的影响。不仅如此，在频率作了这样的搬迁之后，由于其相对带宽比大大减小，因此使均衡比较容易实现。但此法由于需要两次调制及解调，使设备过于复杂，因此一般只适用于远距离的传输系统。在基带传输中要抑制以上几种干扰还可采取以下措施：1、采用高电平传输采用高电平传输，对抑制广播干扰及较低频率的各种干扰是有效的。图4是高电平输出电路，当输入视频信号为1.5Vp-p时，在输出端可得到8Vp-p左右的输出信号。如使用SYV-75-1或同类型单芯电缆并在终端加接电缆均衡器时，最远传输距离可达4.5公里左右。图像质量能满足一般的要求。2、50Hz交流干扰的抑制法对50Hz交流干扰的抑制可以采用以下几种方法（1）一端接地法抑制50Hz交流干扰根据前面对50Hz交流干扰产生原因的分析可知，干扰的产生是由于始端与末端都接大地的结果（这在始端与末端用电功率较大时由于漏电流较大是完全必要的）。但对于一般小规模的监视系统，则可采用一端接地的办法，其原理电路如图5所示。图中终端机壳不接大地，这样一来两地间电位差及电缆外皮电阻虽依然存在，地电流虽也经电缆芯线到达终端，但由于始、末端两地间的地电流不能通过电缆外皮形成回路，因而不产生电压降，所以在终端电缆的芯线及外皮之间不会产生干扰信号的电位差，从而避免了地电位差所引入的交流干扰。在一个终端有10个监视器及