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文件名称:视频干扰分析解决方案
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上传时间:2016-06-23 08:01:44
更新时间:2016-06-23 08:26:05
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简介:监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到控制主机,控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备,同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。本文着重分析,视频监控系统遇到的常见故障及解决方法。 如何针对不同的故障情况采取相应的措施来解决问题,对提高监控系统质量,确保系统的稳定运行意义重大。下面是一些安防视频监控系统的常见故障点和解决故障的经验。

视频监控系统常见故障分析

监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到控制主机,控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备,同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。本文着重分析,视频监控系统遇到的常见故障及解决方法。 如何针对不同的故障情况采取相应的措施来解决问题,对提高监控系统质量,确保系统的稳定运行意义重大。下面是一些安防视频监控系统的常见故障点和解决故障的经验。 1、线路连接不当或连接错误 由于监控系统其设备之间的连结涉及很多条线路,如果处理不好,特别与主要设备相接的线路连接不当或连接错误,就会出现断路、短路、线间绝缘不良、误接线等导致设备性能下降甚至毁损的问题。在这种情况下,应根据故障现象冷静分析与排查,判断哪些线路连接出现问题时可能产生什么样的故障现象。另外,需注意各系统设备与各种线路的连接应符合监控系统长时间运行的要求。 2、传输线缆的特性阻抗不匹配 可能导致在监视器画面上产生若干条间距相等的竖条干扰,且干扰信号的频率基本是行频的整数倍。这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求而综合引起的。对于此类干扰应尽量使系统内各设备阻抗匹配,特别在选购视频电缆时,要确保线缆质量,必要时应对电缆进行抽样检测。 3、通信接口或通信协议等参数未设置好

这种情况经常出现在控制主机与解码器或控制键盘等有通信控制关系的设备之间。也就是说,选用的控制主机与解码器或控制键盘等,在工程安装时没有设置好通信协议等参数所造成的,所以,主机、解码器、控制键盘等在安装时应注意通信协议等参数的设定。

4、视频干扰的常见故障

在监视器的画面上出现一条黑杠或白杠,并且向上或向下滚动,其即是所谓的50HZ工频干扰。这种干扰多由因前端与控制中心两个设备的接地不当形成电位差环路进入系统引起的,也有可能设备本身电源性能下降引起。 图像有雪花噪点,这类干扰主要由传输线上信号衰减以及耦合了高频干扰所致。 视频图象有重影,或是图像发白、字符抖动,或是在监视器的画面上产生若干条间距相等的竖条干扰。这是由于视频传输线或者是设备之间的特性阻抗不是75Ω,导致阻抗不匹配造成的。 斜纹干扰、跳动干扰、电源干扰。这种干扰轻微时不会淹没正常图像,但严重时使图像扭曲而无法观看。其产生的原因较多也较复杂,比如视频传输线的质量不好,特别是屏蔽性能差,或是供电系统的电源有杂波,也可能因为系统附近有很强的干扰源。 由于劣质电源引起的视频干扰在前端干扰中,比较常见。以往部分摄像机生产商出于谨慎考虑,选用线性电源。但是线性电源存在转换效率低、体积大、发热量高、制造成本高等缺点。如今开关电源的稳定性已经提高许多,制作精良、用料足的开关电源已成摄像机电源主流。建议选购应用于监控摄像机的安防监控电源时,尽量对电源进行测试,检查其稳定性、纹波大小等质量指标。

视频干扰产生:

干扰的产生可以归结为三部分:接头、设备、传输。

由接头所产生的干扰,基本表现拉丝横道、图像扭曲、闪烁等,这类型干扰,可以通过重新制作BNC头解决。

由设备所产生的干扰,例如矩阵,分配器等隔离度差的情况下,会出现图像串位、信号不足等情况,可以通过更换设备解决。 而传输过程中所产生的干扰是最难处理的,常见几种干扰:

1.电磁、电机干扰;

2.电位差干扰;

3.交流电干扰。

分析干扰成因:

1.电磁、电机干扰

电磁干扰及电机干扰对20MHz以下的干扰特别严重,常规的点对点视频传输正好是有0-6MHz范围内,所以,电磁与电机的干扰很明显。

2.电位差干扰

常规点对点视频传输,是由于视频线的中心轴与屏蔽层形成了一个回路传输,一旦屏蔽层上受到外来感应电荷的影响,就会带有一定的电位数,从而影响到屏蔽层的电子偏移,造成对图像传输的掉失或是损耗,图像就出现不正常的情况。

3.交流电源干扰

无论是AC220V或是AC380V所产生的干扰电平,在0-6MHz时都有较大的数值,而常规的点对点视频信息的传输方式,正好是处于0-6M的基带传输,所以交流电源会对常规图像产生较大的干扰。

抗干扰器的工作方式:

不同类型的抗干扰器,都是通过不同的方式来解决上述所遇到的干扰类型。

大至采用调频、分离、功率、降噪、差分等方式来避开0-6M之间的干扰源,或是转换成不同信号源来解决。

由于干扰源的不同,技术解决侧重点也不一样,采用的方式也不一样,所以,市场上没有一种万能抗干扰器,能解决所有的干扰问题。

传输以及云台的故障等

大面积网纹干扰,也称单频干扰。这种现象主要由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障,或因BNC接头接触不良所致。 5、电源问题引发的设备故障,主要有如下几种可能: 供电线路或供电电压不正确; 功率不够(或某一路供电线路的线径够,降压过大等); 供电系统的传输线路出现短路、断路、瞬间过压等。 需注意的是,因供电错误或瞬间过压会导致设备损坏的情况发生。因此在供电之前,一定要认真严格地进行核对与检查,绝不能掉以轻心。 6、因视频电缆的芯线与屏蔽网短路、断路而造成的故障 这种故障的表现形式是在监视器上产生较深较乱的大面积网纹干扰,以至图像全部被破坏,无法形成图像和同步信号。这种情况多出现在BNC接头或其它类型的视频接头上。即这种故障出现时,往往不会是整条信号线路出现问题,而仅仅出现在那些接头不好的路数上,只要认真逐个检查这些接头,就可以解决。 7、由传输线引入的空间辐射干扰 出现这种干扰现象,多是因为在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强且频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一是在构建系统时,做到对周边环境的全面了解,进而设法避开或远离辐射源;其次是当无法避开辐射源时,对前端及中心设备加强屏蔽,对传输线的管路采用钢管并良好接地。 8、云台的故障

云台常见故障多在使用不久就运转不灵或根本不能转动。这种情况除去产品质量原因外,一般由以下各种原因造成:

只允许摄像机正装的云台,在使用时采用了吊装的方式。吊装方式导致云台运转负荷加大,故使用不久就会导致云台的传动机构损坏,甚至烧毁电机。 摄像机及其防护罩等总重量超过云台的承重。特别是室外使用的云台,往往防护罩的重量过大,常会出现云台转不动(特别是垂直方向转不动)的问题。

室外云台因环境温度过高、过低或防水、防冻等性能不良而出现故障甚至损坏。距离过远时,操作键盘无法通过解码器对摄像机(包括镜头)和云台进行遥控。这主要是因为距离过远时,控制信号衰减太大,解码器接受到的控制信号太弱引起的。这时应该在一定的距离上加装中继盒以放大控制信号。 9、矩阵主机对图像切换不干净 这种故障一般表现在选切后的画面上,如叠加有其它画面干扰,或有其它图像的行同步信号干扰。其由矩阵切换开关质量不良,达不到图像之间隔离度的要求所造成的。如果采用的是射频传输系统,也可能是系统的交扰调制和相互调制过大而造成的。 10、监视器的图像对比度太小,图像淡 这种现象如不是控制主机及监视器本身的问题,就是传输距离过远致使视频传输线衰减太大。在这种情况下,应加入线路放大和补偿的装置。 11、图像清晰度不高、细节部分丢失 严重时可能出现彩色信号丢失或色饱和度过小等现象,其为图像信号的高频端损失过大,即3MHz以上频率信号的丢失造成的。这种情况因传输距离过远造成高频信号衰减过大,而中间又无放大补偿装置;或因视频传输电缆分布电容过大;或因传输环节中在传输线的芯线与屏蔽线间出现了集中分布的等效电容。 12、色调失真

这是在远距离的视频基带传输方式下容易出现的故障现象。也主要由传输线过长,引起信号高频段衰减过大造成的,这种情况应加补偿器。一个大型的、与防盗报警联动运行的电视监控系统,是一个技术含量高、构成复杂的系统。虽然可能出现各种故障现象,但只要在设备和器材的选用上把好质量关,并严格按标准和规范施工,一般不会出现大问题。而一旦出现问题,只要做到冷静分析思考,都能较快地解决问题。 干扰问题是安防监控系统遇到的最常见问题。具体表现为:雪花干扰、网纹干扰、斜纹干扰、横纹干扰、上下滚动条干扰、扭曲变型干扰和上下抖动干扰等情况。引起干扰的原因多种多样,要视具体情况而定。 1、分析查找干扰源

我们可以通过简单的方法来查找干扰源。干扰来源的三大部位是:前端-来自摄像机系统的干扰;中端-来自同轴电缆传输的干扰;后端-来自设备引入的干扰。 2、视频干扰的检查方式 用监视器放在前端与摄像机连接,看图像是否存在干扰,如有干扰则从摄像机本身来解决(如更换摄像机),如无干扰则进入下一步检查。

在监控室里将同轴电缆传输线与视频分配器或硬盘录像机断开,单独连接监视器上看图像是否有干扰,如有干扰则用抗干扰器。这种干扰叫环境电磁干扰,这种干扰较为常见。如无干扰则说明同轴电缆传输线没有受到干扰。但与硬盘录像机一连接就出现干扰,说明系统设备之间接地电位差引起干扰,在视频线与硬盘录像机之间加上光电隔离器就能解决。 3、视频干扰的解决思路 前端干扰解决思路:前端-摄像机系统引入的干扰属于设备干扰,应从设备本身来解决(如摄像机质量、电压的稳定性、绝缘性),用抗干扰器无法彻底解决干扰问题。 中端干扰解决思路:中端-同轴电缆传输部分的干扰最常见,属于环境电磁干扰,电磁干扰是指视频线周边环境的干扰,包括变频电机干扰;电磁辐射干扰;高频、低频设备干扰;电视塔、变电站干扰;电机等大功率电器引起的强脉冲干扰等,可以用视频抗干扰器来解决。 后端干扰解决思路:后端-设备的干扰,多数是由设备之间接地电位差引起,产生斜纹、横条上下滚动(滚动条),可以用光电隔离器来解决,如单路光电隔离抗干扰器K2000、多路光电隔离分配器F1600G。

4、来自电源的干扰 由于劣质电源引起的视频干扰在前端干扰中,比较常见。以往部分摄像机生产商出于谨慎考虑,选用线性电源。但是线性电源存在转换效率低、体积大、发热量高、制造成本高等缺点。如今开关电源的稳定性已经提高许多,制作精良、用料足的开关电源已成摄像机电源主流。建议选购应用于监控摄像机的安防监控电源时,尽量对电源进行测试,检查其稳定性、纹波大小等质量指标. 视频传输的干扰问题

1、广播干扰: 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,并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横纹、竖纹、斜纹等,严重时甚至会淹没整个视频图象。 2、高频干扰: 电缆屏蔽层对于频率越低的信号其屏蔽效果越差,由于这种原因而引入的高频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、电源干扰: 当系统需要始端与末端同时接地时,由于两端接地电位不同及电缆外皮电阻的存在,在两地之间引起50Hz的地电位差,从而产生干扰信号电压。当干扰信号被叠加在视频信号上时,使正常图像上出现很宽的横暗带等。 4、谐波干扰: 谐波干扰主要表现在大电流或高电压的电力线周围,是电力电缆向四周的辐射信号,其频率为2500Hz和125000Hz,主要干扰视频信号的低频段。 5、传输线路干扰: 视频线缆质量不好,屏蔽性能差(屏蔽层稀疏或非铜介质屏蔽层等),线缆电阻过大,而造成的视频信号严重衰减等。 6、不洁净电源干扰: 比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等,都会对电源产生污染。不洁净电源使摄像机和其它有源设备工作不稳定,进而形成干扰。 监控视频水波纹状干扰的分析和处理方法

监视器上出现木纹状的干扰。这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像就无法观看了(甚至破坏同步)。这种故障现象产生的原因较多也较复杂。大致有如下几种原因: ⑴视频传输线的质量不好,特别是屏蔽性能差(屏蔽网不是质量很好的铜线网,或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用)。与此同时,这类视频线的线电阻过大,因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因。此外,这类视频线的特性阻抗不是75Ω以及参数超出规定也是产生故障的原因之一。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障,因此这种故障原因在判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后,才能从视频线不良的角度去考虑。若真是电缆质量问题,最好的办法当然是把所有的这种电缆全部换掉,换成符合要求的电缆,这是彻底解决问题的最好办法。 ⑵由于供电系统的电源而引起的。在正常的电源(50周的正弦波)上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号,多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备,对电网的污染非常严重,这就导致了同一电网中的电源不"洁净"。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等,都会对电源产生污染。 这种情况的解决方法比较简单,只要对整个系统采用净化电源或在线UPS供电就基本上可以得到解决。 ⑶系统附近有很强的干扰源。这可以通过调查和了解而加以判断。如果属于这种原因,解决的办法是加强摄像机的屏蔽,以及对视频电缆线的管道进行接地处理等。 ⑷由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障。这种故障的表现形式是在监视器上产生较深较乱的大面积网纹干扰,以至图像全部被破坏,形不成图像和同步信号。这种情况多出现在BNC接头或其它类型的视频接头上。即这种故障现象出现时,往往不会是整个系统的各路信号均出问题,而仅仅出现在那些接头不好的路数上。只要认真逐个检查这些接头,就可以解决。 ⑸由于传输线的特性阻抗不匹配引起的故障现象。这种现象的表现形式是在监视器的画面上产生若干条间距相等的竖条干扰,干扰信号的频率基本上是行频的整数倍。这是由于视频传输线的特性阻抗不是75Ω而导致阻抗失配造成的。也可以说,产生这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求综合引起的。解决的方法一般靠"始端串接电阻"或"终端并接电阻"的方法去解决。另外,值得注意的是,在视频传输距离很短时(一般为 150米以内),使用上述阻抗失配和分布参数过大的视频电缆不一定会出现上述的干扰现象。解决上述问题的根本办法是在选购视频电缆时,一定要保证质量。必要时应对电缆进行抽样检测。 ⑹由传输线引入的空间辐射干扰。这种干扰现象的产生,多数是因为在传输系统、系统前端或中心控制室附近有较强的、频率较高的空间辐射源。这种情况的解决办法一个是在系统建立时,应对周边环境有所了解,尽量设法避开或远离辐射源;另一个办法是当无法避开辐射源时,对前端及中心设备加强屏蔽,对传输线的管路采用钢管并良好接地。 案例分析:

1.如:监控点距硬盘录像机340米远,在摄象机前端变压供电。图象出现鱼网状波纹,而且非常严重,基本看不清图象,控制没有问题。全套设备都换过了,也不能解决问题。把设备拿回公司(包括线缆)一切正常。测试时我把340米线分成了7段,用监视器从摄象机端逐渐加长线距观察图象效果,发现图象水波纹从无到有,逐渐加强。另拿一部摄象机从监控点开始逐渐减少线距,观察图象效果,发现图象水波纹从强到弱,从弱到无。明显是线衰问题。但换线,加粗线径(SYV75-3换成SYV75-5),变更路由都没有用。其它的测试方法有更换摄象机2台,变更供电方式,变更硬盘录象机,视频线皮做接地,视频线芯做接地,视频线皮加电容,视频线芯加电容,都没有效果。现在看来应该是有一个大的干扰源,干扰强度不大,但随着线缆长度的增长而增加。

1)干扰产生原理要点是:首先有一个干扰的电压,这个干扰电压也叫感应电动势,它存在于视频电缆的外屏蔽于芯线之间,它是在视频信号的传输过程中累积产生的。原理上是由于外界干扰电磁场的存在,在电缆外屏蔽层上产生了干扰感应电流Ig,干扰感应电流在电缆外屏蔽层上形成感应电动势Vg,Vg通过电缆两端的75欧姆匹配负载形成回路,在输出端负载上产生了干扰电压,与这样就会与视频信号混在一起,形成视频干扰,干扰越严重。反之,电缆越短,干扰越小。这与现场的实测结果完全一致。

2.如: 1、先判断干扰的产生位置,先从前端检查摄像机有无干扰,如有,一般是通过电源进去的(可以先用12V电瓶供电验证一下是否电源干扰),可以采用开关电源给摄像机供电,也可以安装交流滤波器进行滤波,一般可以解决; 2、如果是通过传输过程产生的,首先检查视频线的连接,屏蔽网有无破损等情况,另外可以考虑选择抗干扰器,目前,市场的抗干扰器基本原理有二种,一种是将视频基带信号调制到38MHZ或更高频率,避开干扰频率,其效果可以,但遇到干扰频率与38MHZ接近的话,那就没有办法了;另一种是采用将视频信号在前端进行幅度提升放大的办法,再在终端进行压缩,因为干扰信号的幅度是不变的,相对应的干扰信号也就被压缩了,这是一种广谱的抗干扰办法,但干扰有一定的残留,抗干扰的效果取决于视频信号放大的幅度和干扰信号的位置,幅度越大、干扰越靠近前端,抗干扰的效果越好。 3、如果用了抗干扰器效果不明显,有可能是终端(机房)引起的干扰,这样需要检查连接、电源、接地和设备本身问题等方面。 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。同时,基带传输低频部分很容易受到电力、电话、广播等低频干扰源的干扰。

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