‧ CCTV 監控系統干擾來源及影響方式

閉路電視監控系統干擾的來源及影響方式、以及閉路電視監控系統(CCTV)抗干擾的方法：(一)數位信號傳輸中的抗干擾措施、(二)視訊訊號的干擾、(三)監控系統的供電方式。

閉路電視監控系統干擾問題

　　閉路電視監控系統(CCTV)在建築工程中的應用越來越多，由於建築物內的電氣環境比較複雜，容易形成各種干擾源，如果施工過程中未採取恰當的防範措施，各種干擾就會通過傳輸線纜進入閉路電視監控系統，造成視頻圖像品質下降、系統控制失靈、運行不穩定等現象。因此研究閉路電視監控干擾源的性質、瞭解對閉路電視監控系統的影響方式，以便採取措施解決干擾問題對提高閉路監控系統工程品質，確保系統的穩定運行非常有益。

閉路電視監控系統干擾的來源及影響方式

　　閉路電視監控系統中傳輸信號的類型主要有兩類：一類是類比視訊訊號，傳輸路徑由攝影機到矩陣，從矩陣再到顯示器或錄影機;一類是數位信號包括矩陣與攝影機之間的控制資訊傳輸，矩陣中電腦部分的數位信號。一般設備成為干擾源的可能性很小，因此干擾主要通過信號傳輸路徑進入系統。

　　閉路電視監控系統的信號傳輸路徑是，能通過視頻電纜和傳輸控制信號的雙絞線耦合進系統的干擾有：各種高頻雜訊比如大電感負載啟停，低電位不等引入的工頻干擾，平衡傳輸線路失衡使抑噪能力下降將共頻干擾轉成了差模干擾，傳輸線上阻抗不匹配造成信號的反射使信號傳輸品質下降，靜電放電沿傳輸線進入設備造成介面晶片損傷或損壞。具體表現如下:

　　由於阻抗不匹配造成的影響在視頻圖像上表現為重影。在信號傳輸線上會將在脈衝序列的前後沿形成震盪。震盪的存在使高低電平間的閾值差變小，當震盪的幅值再大或有其他干擾引入時就無法正確分辨出脈衝電平值，導致通信時間變長或通信中斷。接地和遮罩不好會導致傳輸線抑制外部電磁干擾能力的下降，體現在視頻圖像就是雪花噪點、網紋干擾以及橫紋滾動等;在信號傳輸線上形成尖峰干擾，造成通信錯誤。平衡傳輸線路失衡也會在信號傳輸線上形成尖峰干擾。靜電放電除了會造成設備損壞外，還會影響記憶體內的資料，使設備出現些莫名其妙的錯誤。

閉路電視監控系統抗干擾的方法

　　從干擾源的分析瞭解到並沒有特別的干擾源，消除或者減少上述干擾的理論探討也有許多，如何針對閉路電視監控工程解決干擾問題，很少有文獻涉及，下面就閉路電視監控工種中常見的干擾及解決方法進行些探討。

　　(1)數位信號傳輸中的抗干擾措施

　　在弱電系統工程中數位信號的傳輸通常指長線傳輸，常見的方式有：通過調製、解調方法在電力線或視頻線上傳輸數位信號;通過工業標準的通信網路進行傳輸，比如RS422、RS845、RS485;自行開發的自動式傳輸。三者相較，常見的還是RS422、RS485,因此重點討論RS485數位通信抗干擾方法。

　　RS485匯流排是採用差分平衡電氣介面，具有較強的抗電磁干擾能力，但在實際工程RS485匯流排並未達到人們期望的效果。問題往往出現在以下幾個方面：第一網路拓撲不合理，未按照匯流排型網路拓撲佈線，成為事宜上的星型拓撲;傳輸線與接收和發送端設備連接不正確，削弱了平衡線的抗干擾能力;第三公用雙絞線，未進一步採取抗干擾措施，比如採用遮罩雙絞。雖然在造成干擾的方式上有所不同但在干擾的表現形式上只有兩種：一種是反射增加了信號畸變程度;一種是外部的干擾由於平衡條件被破壞，共模干擾變成了串模信號進入傳輸線。

　　關於信號反射。根據電磁理論，減少長線上信號反射的唯一途徑是阻抗匹配，若通信風格拓撲為匯流排型，阻抗匹配比較容易實現，但若是星型網路拓撲，根據工程經驗則可在發送端串上與傳輸線特徵阻抗相同的電阻R0，在接收端按圖所示進行連接，其中R1>R2，R0=(R1*R2)/(R1+R2)。在發送R0一般是驅動門輸出內阻的5倍以上，可以得到較高的發送電平，接收的匹配阻抗是經5V電源形成的，在阻抗匹配的同時減少了吸收功耗，這樣既減少了的射，又不會因為增加了匹配電阻吸收過多的信號功率，信號的電平閾值差變小。

　　雙絞線作為RS485傳輸一對電磁感應雜訊有較強的抑制能力，但對靜電感應引起雜訊的抑制能力較差，因此RS485傳輸線應選用遮罩雙絞線。雙絞線的遮罩層要正確接地，這裡講的“地”應是驅動匯流排邏輯門的“地”，而非“機殼地”、“保護地”，但在許多實際設備上往往沒有給出接地連接端，所以在這種情況下就需要引一條線將遮罩與驅動邏輯門積體電路的地相連。

　　(2)視訊訊號的干擾

　　視訊訊號的干擾在圖像上表現為地花點和50Hz橫紋滾動，對於雪花點干擾是由於傳輸線上信號衰減以及耦合了高頻干擾所致，這種干擾比較容易消除，在攝影機與控制矩陣之間合理位置增加一個視頻放大器，將信號的售噪比提高，或者改變視頻電纜的路徑避開高頻干擾源，高頻干擾的問題可基本上得到解決。較難解決的是50Hz橫紋滾動及進一步加高頻干擾的情況，比如電梯轎廂內攝影機的輸出圖像。為了抑制上述干擾，首先分析一下造成上述問題的原因。

　　攝影機要求的供電電源一般有三種：直流12V、交流24V或220V，大多數工程應用中不從電梯轎廂的供電電源上取，而是另外佈設供電電源給攝影機供電，攝影機輸出圖像經過一條軟性的視頻電纜從井道的止方或下方送出，視頻電纜和供電電纜與轎廂的動力線捆綁在一起，當電梯運行時牽引電機運行產生的電磁場沿照明動力線傳播，顯然會影響攝像機供電電纜和視頻電纜，當視頻電纜的遮罩層不夠嚴密時，高頻干擾就經視頻電纜傳回監視器。而對於50Hz的橫紋滾動根據電磁學理論知道視頻電纜的遮罩層可完全消除50Hz工頻干擾。由此可以推斷這部分干擾不是通過視頻電纜耦合過來，而是來自電源線和不合理的視頻線聯結。

　　對於圖像中的高頻干擾，因它的頻帶仍在8MHz以內，採用空隙率為50%左右的遮罩網可基本消防高頻干擾，但要達到50%的空隙率遮罩網根數需每個波長長度有60根以上，這樣高的密度又會使電纜的柔韌性下降，比較好的方法是採用帶有雙層遮罩的視頻電纜。

　　視頻電纜遮罩層是接地的，如果視訊訊號“地”與顯示器的“地”相對“電網地”的電位不同，那麼通過電源在攝影機與顯示器之間形成電源回路，這樣50Hz的工頻干擾進入顯示器中，消除50Hz工頻干擾方法有兩種，一是想辦法使各處的“地”電位與“電網地”的電位差完全相同，或者切斷形成地環流的路徑。由於工程環境比較複雜，使各處“地”完全等電位比較困難，只能通過加大攝影機供電線纜的線徑，盡可能降低地回路的電阻。或者採用切斷地環流回路的方法，在攝影機或顯示器端有一端不接地，通常在顯示器端不接供電電源的地，這樣雖不能完全消除干擾但可大減少50Hz的干擾。

　　從上面的分析中看到，如果電源線上耦合上高頻雜訊，即使視頻電纜的遮罩電纜的遮罩再好，也會將雜訊送至顯示器，因此攝影機的供電電源線最好也要遮罩，上述措施需要在工程設計和施工時就要全面考慮才能實現，若到了系統調試時發現干擾存在可採用調製和解調的方法將雜訊濾除，在攝影機端設一調製器將視訊訊號搬移到幾十兆赫茲的頻度段上，在顯示器端設一低通濾波器將低於8MHz的信號全部濾除，再經過解調將視頻圖像還原。

　　(3)監控系統的供電方式

　　監控系統的供電方式只有兩種：一種是集中供電方式即電源都引自一處，另一種是分散式供電，攝影機在安裝位置附近取電源，從抗干擾效果的角度講，集中供電方式更好一些，可以基本消除各處參考電位不等的情況。

　　監控系統中干擾主要體現在數位通信通訊線和視頻圖像的干擾上，解決干擾的關鍵在於工程開始施工時就要全盤考慮上抗干擾措施，這樣才能從根本上解決干擾問題，而不要等到工程後期再採取亡羊補牢的措施。