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视频信号长距离传输抗干扰性问题

作者:九视视频网 来源:www.xiangb.com 发表时间: 2011-6-21

随着多媒体技术的快速发展,对高清视频信号采集、处理和传输性能的要求也不断提高,如高采集速度、低功耗、抗干扰性、实时性及扩展性等。高清视频采集卡等前端采集、输入输出设备对视频信号质量..

  视频信号受到干扰的原因和解决方法

  在多媒体音视频信号采集、处理、传输中,抗干扰一直是众多集成商、开发商等主要的攻破对象。在使用视频采集卡采集视频信号,视频经过采集和压缩后,还需要传输到指定的主机,一般情况下采用设备自带的连接线就足够。不过在一些特定的行业领域在视频传输的距离较长,在视频传输和采集中经常会遇到一些信号干扰现象,致使传输的信号受到波动、干扰等,在监视器上会看到不规则的细线由上至下滚动,使采集到的视频出现失帧模糊等现象。

  在短距离传输中基本上不会出现这种现象,但是长距离传输就容易受干扰源的影响。现在就由九视视频网(www.tswvideo.com )的技术工程师为我们简单介绍下这方面的知识,看看身边哪些干扰源会对视频信号灯引起干扰呢?

  视频信号受到干扰的产生原因

  按照干扰的来源不同,可分为三个来源:

  1、前端设备引起的干扰:前端摄像机的供电电源的干扰,摄像机本身质量问题引起的干扰,判断方法是直接在前端接监视器观察,如果是电源引起的干扰可以通过更换电源、采用开关电源供电、在220V交流回路中加交流滤波器等办法解决。

  供电电源的干扰,主要有以下几个情况:

  1)50Hz电源干扰,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。

  2)不洁净电源干扰,这里所指的电源不“洁净”,是指在正常的电源(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”。

  3)50Hz电源频率的二次谐波和三次谐波干扰: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。

  提及谐波干扰,就得说说传输过程中难免的广播信号干扰。广播信号的干扰是很强的,也是很常见的,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,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。

  2、传输过程的干扰:主要是传输电缆损坏引起的干扰、电磁辐射干扰和地线干扰(地电位差)等三种,对于传输电缆可以通过更换电缆或增加抗干扰设备解决。

  3、终端设备干扰:主要是监控室的供电、设备本身产生的干扰、接地引起的干扰、设备与设备连接引起的干扰等,简单判断方法是在监控室直接连接摄像机观察。

  信号传输过程中地电位差干扰产生的原因与消除的方法

  地电位差干扰是系统经常出现的干扰,产生地电位差干扰的原因,是由于系统中存在两个以上互相冲突的地,地与地之间存在一定的电压差,该电压通过信号电缆的外屏蔽网形成干扰电流,形成对图像的干扰。地电流的主要成分是50赫交流电及电器设备产生的干扰脉冲,在图像上的表现是水平黑色条纹、扭曲、惨杂有水平杂波,而且有可能沿垂直方向缓慢移动。

         由于视频电缆的损坏引起的干扰,更换电缆是最好的办法,如实在更换不了,如果干扰为雪花或网纹干扰,可以选择放大原理的抗干扰器,解决办法是:

  1)将前端设备与地隔离,但要避免可能发生的雷击或电击的危险。

  2)采用具有隔离功能的抗干扰设备,如抗干扰器、视频隔离器等。

  信号传输过程中电磁辐射干扰的形成和解决办法

  对于视频干扰,主要从干扰方式出发进行探讨;音频信号由于波长较大,通信大楼的屏蔽作用更为明显,相比而言,辐射方式干扰可忽略不计。

  传输线消除外部电磁干扰的原理

  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。

  同轴电缆是采用屏蔽的方法抵御电磁干扰的。同轴电缆由外导体和内导体组成,在内外导体之间有绝缘材料作为填充料。外导体通常是由铜丝编织而成的网,它对外界电磁干扰具有良好的屏蔽作用。内导体处于外导体的严密防护下,因此,同轴电缆具有良好的抗干扰能力。

  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。

  强电磁辐射对线路的干扰与消除

     传输线具有抵御外部电磁干扰的能力,可有效的传输信号。但是,当干扰源过强,就会对图像信号产生干扰。这些强电磁干扰主要有以下两种:

  1)附近有强电磁辐射源。

  2)线设计不当,强电线路对传输线产生的干扰。

  强电磁辐射源通由有大功率电台或有电磁辐射的电器设备产生。强电磁辐射产生的干扰在图像上的表现是网状波纹干扰。对于此种干扰,可采取以下方法消除干扰。

  1)尽可能避开干扰源,系统设备和线路要与辐射源离开一定距离。

  2)选择屏蔽性能好的电缆。同轴电缆的外屏蔽网的编织密度直接影响到电缆的抗干扰性能,编织密度越大,抗干扰能力越强。

  3)增加抗干扰设备。

  由布线产生的干扰,主要原因是传输电缆与强电线路长距离近尺寸平行布线,相互产生电磁耦合。同轴电缆的抗干扰能力在低频段较低,而强电干扰成分主要是50赫交流电及其谐波,因此对同轴电缆的威胁较大。因此,要避免信号线与强电线路长距离近尺寸平行布线。强电线路与信号传输线应分线槽敷设,且线槽间保持一定的距离;当然,传输电缆与强电线路短距离平行敷线是不会产生较大干扰的。在系统的两端和设备机柜里,难免出现强电线路与信号线短距离平行布线的情况,这是不会产生较大干扰的。

  通过以上视频知识,相信大家对视频信号源受到干扰的原因有了一些认识,所以在进行视频长距离传输等操作的时候,尽量避免干扰源的影响,对出现的干扰要找到解决的方法。

  九视视频采集卡在工业领域应用广泛,比如在视频监控、大屏融合、远程教学、网络直播等,随着多媒体技术的快速发展,对高清视频信号采集、处理和传输性能的要求也不断提高,如高采集速度、低功耗、抗干扰性、实时性及扩展性等。高清视频采集卡等前端采集、输入输出设备对视频信号质量有着至关重要的决定性因素。

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