閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（ CCTV）在建筑工程中的應(yīng)用越來(lái)越多，由于建筑物內(nèi)的電氣環(huán)境比較復(fù)雜，容易形成各種干擾源，如果施工過(guò)程中未采取恰當(dāng)?shù)姆婪洞胧?，各種干擾就會(huì)通過(guò)傳輸線(xiàn)纜進(jìn)入閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，造成視頻圖像質(zhì)量下降、系統(tǒng)控制失靈、運(yùn)行不穩(wěn)定等現(xiàn)像。因此研究閉路電視監(jiān)控干擾源的性質(zhì)、了解對(duì)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的影響方式，以便采取措施解決干擾問(wèn)題對(duì)提高閉路監(jiān)控系統(tǒng)工程質(zhì)量，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行非常有益。

首先探討干擾的來(lái)源及影響方式 

       閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸信號(hào)的類(lèi)型主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是模擬視頻信號(hào)，傳輸路徑由攝像機(jī)到矩陣，從矩陣再到顯示器或錄像機(jī)；一類(lèi)是數(shù)字 信號(hào)包括矩陣與攝像機(jī)之間的控制信息傳輸，矩陣中計(jì)算機(jī)部分的數(shù)字信號(hào)。一般設(shè)備成為干擾源的可能性很小，因此干擾主要通過(guò)信號(hào)傳輸路徑進(jìn)入系統(tǒng)。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸路徑是，能通過(guò)視頻電纜和傳輸控制信號(hào)的雙絞線(xiàn)耦合進(jìn)系統(tǒng)的干擾有：各種高頻噪聲比如大電感負(fù)載啟停， 接地電位不等引入的工頻干擾，平衡傳輸線(xiàn)路失衡使抑噪能力下降將共頻干擾轉(zhuǎn)成了差模干擾，傳輸線(xiàn)上阻抗不匹配造成信號(hào)的反射使信號(hào)傳輸質(zhì)量下降，靜電放電沿傳輸線(xiàn)進(jìn)入設(shè)備造成接口芯片損傷或損壞。具體表現(xiàn)如下：

　  由于阻抗不匹配造成的影響在視頻圖像上表現(xiàn)為重影。在信號(hào)傳輸線(xiàn)上會(huì)將在脈沖序列的前后沿形成震蕩。震蕩的存在使高低電平間的閾值差變小，當(dāng)震蕩的幅值再大或有其他干擾引入時(shí)就無(wú)法正確分辨出脈沖電平值，導(dǎo)致通信時(shí)間變長(zhǎng)或通信中斷。接地和屏蔽不好會(huì)導(dǎo)致傳輸線(xiàn)抑制外部電磁*力的下降，體現(xiàn)在視頻圖像就是雪花噪點(diǎn)、網(wǎng)紋干擾以及橫紋滾動(dòng)等；在信號(hào)傳輸線(xiàn)上形成尖峰干擾，造成通信錯(cuò)誤。平衡傳輸線(xiàn)路失衡 也會(huì)在信號(hào)傳輸線(xiàn)上形成尖峰干擾。靜電放電除了會(huì)造成設(shè)備損壞外，還會(huì)影響存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)，使設(shè)備出現(xiàn)些莫名其妙的錯(cuò)誤。

其次抗干擾的方法探討

　　從干擾源的分析了解到并沒(méi)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(duì)閉路電視監(jiān)控工程解決干擾問(wèn)題，很少有文獻(xiàn)涉及，下面就閉路電視監(jiān)控工種中常見(jiàn)的干擾及解決方法進(jìn)行些探討。

1 數(shù)字信號(hào)傳輸中的抗干擾措施

　　 在弱電系統(tǒng)工程中數(shù)字信號(hào)的傳輸通常指長(zhǎng)線(xiàn)傳輸，常見(jiàn)的方式有：通過(guò)調(diào)制、解調(diào)方法在電力線(xiàn)或視頻線(xiàn)上傳輸數(shù)字信號(hào)；通過(guò)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，比如 RS422、RS845、RS485；自行開(kāi)發(fā)的自動(dòng)式傳輸。三者相較，常見(jiàn)的還是RS422、RS485,因此重點(diǎn)討論RS485數(shù)字通信抗干擾方法。

S485總線(xiàn)是采用差分平衡電氣接口，具有較強(qiáng)的抗電磁*力，但在實(shí)際工程RS485總線(xiàn)并未達(dá)到人們期望的效果。問(wèn)題往往出現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：*網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳缓侠恚窗凑湛偩€(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳季€(xiàn)，成為事宜上的星型拓?fù)洌粋鬏斁€(xiàn)與接收和發(fā)送端設(shè)備連接不正確，削弱了平衡線(xiàn)的抗*力；第三公用雙絞線(xiàn)，未進(jìn)一步采取抗干擾措施，比如采用屏蔽雙絞線(xiàn)。雖然在造成干擾的方式上有所不同但在干擾的表現(xiàn)形式上只有兩種：一種是反射增加了信號(hào)畸變程度；一種是外部的干擾由于平衡條件被破壞，共模干擾變成了串模信號(hào)進(jìn)入傳輸線(xiàn)。

　　 關(guān)于信號(hào)反射。根據(jù)電磁理論，減少長(zhǎng)線(xiàn)上信號(hào)反射的*途徑是阻抗匹配，若通信風(fēng)格拓?fù)錇榭偩€(xiàn)型，阻抗匹配比較容易實(shí)現(xiàn)，但若是星型網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)洌鶕?jù)工程經(jīng)驗(yàn)則可按圖 1方式進(jìn)行匹配，在發(fā)送端串上與傳輸線(xiàn)特征阻抗相同的電阻RO，在接收端按圖所示進(jìn)行連接，其中R1＞R2，R＝（R1＊ R２）／（Ｒ１＋Ｒ２）＝Ｒ０。在發(fā)送Ｒ０一般是驅(qū)動(dòng)門(mén)輸出內(nèi)阻的５倍以上，可以得到較高的發(fā)送電平，接收的匹配阻抗是經(jīng)５伏電源形成的，在阻抗匹配的同時(shí)減少了吸收功耗，這樣既減少了的射，又不會(huì)因?yàn)樵黾恿似ヅ潆娮栉者^(guò)多的信號(hào)功率，信號(hào)的電平閾值差變小。

　　 雙絞線(xiàn)作為ＲＳ４８５傳輸一對(duì)電磁感應(yīng)噪聲有較強(qiáng)的抑制能力，但對(duì)靜電感應(yīng)引起噪聲的抑制能力較差，因此ＲＳ４８５傳輸線(xiàn)應(yīng)選用屏蔽雙 絞線(xiàn)。雙絞線(xiàn)的屏蔽層要正確接地，這里講的 “地”應(yīng)是驅(qū)動(dòng)總線(xiàn)邏輯門(mén)的“地”，而非“機(jī)殼地”、“保護(hù)地”，但在許多實(shí)際設(shè)備上往往沒(méi)有給出 接地連接端，所以在這種情況下就需要引一條線(xiàn)將屏蔽與驅(qū)動(dòng)邏輯門(mén)集成電路的地相連。

2 視頻信號(hào)的干擾

　　 視頻信號(hào)的干擾在圖像上表現(xiàn)為地花點(diǎn)和５０ＨＺ橫紋滾動(dòng)，對(duì)于雪花點(diǎn)干擾是由于傳輸線(xiàn)上信號(hào)衰減以及耦合了高頻干擾所致，這種干擾比較容易消除，在攝像機(jī)與控制矩陣之間合理位置增加一個(gè)視頻放大器，將信號(hào)的售噪比提高，或者改變視頻電纜的路徑避開(kāi)高頻干擾源，高頻干擾的問(wèn)題可基本上得到解決。較難解決的是５０ＨＺ橫紋滾動(dòng)及進(jìn)一步加高頻干擾的情況，比如電梯轎廂內(nèi)攝像機(jī)的輸出圖像。為了抑制上述干擾，首先分析一 下造成上述問(wèn)題的原因。

　　 攝像機(jī)要求的供電電源一般有三種：直流１２Ｖ、交流２４Ｖ或２２０Ｖ，大多數(shù)工程應(yīng)用中不從電梯轎廂的供電電源上取，而是另外布設(shè)供電電源給攝像機(jī)供電，攝像機(jī)輸出圖像經(jīng)過(guò)一條軟性的視頻電纜從井道的上方或下方送出，視頻電纜和供電電纜與轎廂的動(dòng)力線(xiàn)捆綁在一起，當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)牽引電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的電磁場(chǎng)沿照明動(dòng)力線(xiàn)傳播，顯然會(huì)影響攝像機(jī)供電電纜和視頻電纜，當(dāng)視頻電纜的屏蔽層不夠嚴(yán)密時(shí)，高頻干擾就經(jīng)視頻電纜傳回監(jiān)視器。而對(duì)于５０ＨＺ的橫紋滾動(dòng)根據(jù)電磁學(xué)理論知道視頻電纜的屏蔽層可*消除５０ＨＺ工頻干擾。由此可以推斷這部分干擾不是通過(guò)視頻電纜耦合過(guò)來(lái)，而是來(lái)自電源線(xiàn)和不合理的視頻線(xiàn)聯(lián)結(jié)。

　　 對(duì)于圖像中的高頻干擾，因它的頻帶仍在８ＭＨＺ以?xún)?nèi)，采用空隙率為５０％左右的屏蔽網(wǎng)可基本消防高頻干擾，但要達(dá)到５０％的空隙率屏蔽網(wǎng)根數(shù)需每個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)度有６０根以上，這樣高的密度又會(huì)使電纜的柔韌性下降，比較好的方法是采用帶有雙層屏蔽的視頻電纜。

　　 視頻電纜屏蔽層是接地的，如果視頻信號(hào) “地”與顯示器的“地”相對(duì)“電網(wǎng)地”的電位不同，即如圖３所示兩處接地點(diǎn)相對(duì)電網(wǎng)“地”的電壓差不同，那么通過(guò)電源在攝像機(jī)與顯示器之間形成電源回路，這樣５０ＨＺ的工頻干擾進(jìn)入顯示器中，從圖中的電氣聯(lián)接可以看出消除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(wǎng)地”的電位差*相同，或者切斷形成地環(huán)流的路徑。由于工程環(huán)境比較復(fù)雜，使各處“地”*等電位比較困難，只能通過(guò)加大攝像機(jī)供電線(xiàn)纜的線(xiàn)徑，盡可能降低地回路的電阻?；蛘卟捎们袛嗟丨h(huán)流回路的方法，在攝像機(jī)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*消除干擾但可大減少５０ＨＺ的干擾?！　纳厦娴姆治鲋锌吹?，如果電源線(xiàn)上耦合上高頻噪聲，即使視頻電纜的屏蔽電纜的屏蔽再好，也會(huì)將噪聲送至顯示器，因此攝像機(jī)的供電電源線(xiàn) 也要屏蔽，上述措施需要在工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)就要全面考慮才能實(shí)現(xiàn)，若到了系統(tǒng)調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)干擾存在可采用調(diào)制和解調(diào)的方法將噪聲濾除，在攝像機(jī)端設(shè)一調(diào)制器將視頻信號(hào)搬移到幾十兆赫茲的頻度段上，在顯示器端設(shè)一低通濾波器將低于８ＮＨＺ的信號(hào)全部濾除，再經(jīng)過(guò)解調(diào)將視頻圖像還原。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的供電方式

　　 監(jiān)控系統(tǒng)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，另一種是分布式供電，攝像機(jī)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。

zui后監(jiān)控系統(tǒng)中干擾主要體現(xiàn)在數(shù)字通信通訊線(xiàn)和視頻圖像的干擾上，解決干擾的關(guān)鍵在于工程開(kāi)始施工時(shí)就要全盤(pán)考慮上抗干擾措施，這樣才能從根 本上解決干擾問(wèn)題，而不要等到工程后期再采取亡羊補(bǔ)牢的措施 。

        監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾方法

工程抗干擾四大基本要領(lǐng)—— 一防，二避，三抗，四補(bǔ)

　一防：

“防”：對(duì)干擾設(shè)防，把干擾“拒之門(mén)外”。常見(jiàn)的有效措施：

A） 傳輸線(xiàn)纜，穿鍍鋅鐵管，走鍍鋅鐵皮線(xiàn)槽，深埋地下布線(xiàn)等，給傳輸線(xiàn)纜一個(gè)屏蔽電磁干擾的環(huán)境，這是zui基本zui有效的防止干擾“入侵”的手段，包括變電站超高壓環(huán)境下的安全傳輸，都是有效的。不足之處是成本較高，不能架空布線(xiàn)，施工較麻煩；
B） eie雙絕緣雙屏蔽抗干擾同軸電纜，是抗干擾技術(shù)的一項(xiàng)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新成果，其原理與穿鐵管基本相同，外層是干擾屏蔽層，提供內(nèi)部無(wú)干擾的傳輸環(huán)境，內(nèi)屏蔽層是同軸傳輸回路的實(shí)際信號(hào)地，干擾在外屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)接“大地”屏蔽干擾，內(nèi)外屏蔽層絕緣，使干擾感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與視頻信號(hào)傳輸回路絕緣，有效防止了干擾的“入侵”。優(yōu)點(diǎn)是布線(xiàn)簡(jiǎn)單方便，成本低，在不能準(zhǔn)確判斷是否會(huì)有干擾的情況下，基本可以實(shí)現(xiàn)“防干擾盲目布線(xiàn)”；
C） 工程設(shè)計(jì)和施工中，設(shè)防首先是應(yīng)該考慮的；

　二避：

“避”：避開(kāi)干擾 ，另選一條 “路”，改變?cè)葱盘?hào)傳輸方式，屬于這異類(lèi)的技術(shù)有：光纜傳輸（模擬調(diào)制解調(diào)和數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)），射頻，微波，數(shù)字變換等各種傳輸方式，都屬于“信息調(diào)制和變換”方式，或“頻分方式”，它能有效避開(kāi)源信號(hào)傳輸中，0-6M頻率范圍的直接干擾；這種方式抗干擾很有效。目前也有一些不肯介紹原理的產(chǎn)品，如采用編碼和向上移動(dòng)信號(hào)頻帶的方法等，大概也屬于這一類(lèi)產(chǎn)品。采用“避”的技術(shù)，工程中還應(yīng)考慮兩個(gè)問(wèn)題：一是成本和復(fù)雜度的提高，二是變換損失——失真和信噪比的降低，不要一個(gè)矛盾掩蓋另一個(gè)矛盾；

　三抗：

“抗”：視頻信號(hào)傳輸過(guò)程中，如果干擾已經(jīng)“混”進(jìn)視頻信號(hào)中，使信噪比（指信號(hào)/干擾比）嚴(yán)重降低，必須采用抗干擾設(shè)備，抑制干擾信號(hào)幅度，提高信噪比。目前主要技術(shù)措施有：

A） 傳輸變壓器抑制50/100Hz低頻干擾：有一定效果，但局限性較大，通用性較差，應(yīng)用面還較少；
B） “斬波”技術(shù)，原理上是吸收或衰減干擾信號(hào)頻率分量。問(wèn)題是難以應(yīng)付工程中千變?nèi)f化的干擾頻率，對(duì)于諧波分量豐富的干擾（如變頻電機(jī)干擾）抑制能力較差，值得注意的是這種辦法在吸收干擾的同時(shí)，也吸收掉一部分有用信號(hào)，造成新的失真；
C） 視頻預(yù)放大提高“信號(hào)/干擾”比（信噪比）技術(shù)：原理是：線(xiàn)路干擾大小是不會(huì)再變的，可以在線(xiàn)路前端，先把攝像機(jī)視頻信號(hào)大幅度提升，從而提高了整個(gè)傳輸過(guò)程中的“信號(hào)/干擾”比（信噪比），在傳輸末端再恢復(fù)視頻源信號(hào)特性，達(dá)到抑制干擾的目的。理論上實(shí)踐上這種抗干擾技術(shù)都應(yīng)該是可行的，有效的。問(wèn)題是具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定難度，市場(chǎng)上有一種這類(lèi)產(chǎn)品，確實(shí)有一定的抗干擾效果。但沒(méi)考慮線(xiàn)纜傳輸失真、放大失真問(wèn)題，沒(méi)有真正解決視頻信號(hào)的有效回復(fù)問(wèn)題，圖像傳輸質(zhì)量沒(méi)有真正解決。
D） eie實(shí)驗(yàn)室在長(zhǎng)期研究加權(quán)放大和抗干擾技術(shù)的基礎(chǔ)上，于2005年初成功的推出了含有兩項(xiàng)技術(shù)的新產(chǎn)品——“加權(quán)抗干擾器”，他同時(shí)具有抑制干擾和視頻恢復(fù)雙重功能，可有效抑制從50Hz到10MHz的廣譜干擾，加權(quán)技術(shù)的成功應(yīng)用，使頻率越高抗*力越強(qiáng)，進(jìn)一步提高了高頻干擾的抑制能力，并繼承了加權(quán)視頻放大技術(shù)高質(zhì)量的視頻恢復(fù)功能

　四補(bǔ)：

　　抗干擾是提高圖像質(zhì)量的措施之一，還要同時(shí)考慮到補(bǔ)償傳輸線(xiàn)纜和設(shè)備引入的衰減和失真，恢復(fù)視頻信號(hào)原有特性，確保圖像質(zhì)量?！?ldquo;加權(quán)抗干擾器”和“視頻恢復(fù)主機(jī)”，都具有圖像質(zhì)量控制恢復(fù)功能。

　　抗干擾四大基本要領(lǐng)，是從不同的技術(shù)側(cè)面采取的不同措施，掌握了它們的原理、性能和使用方法，在工程中靈活運(yùn)用，才能立于不敗之地。

關(guān)于抗干擾四大基本要領(lǐng)，這種提法還只是個(gè)人意見(jiàn)，不一定確切。目的是對(duì)工程抗干擾技術(shù)措施的認(rèn)識(shí)和選擇，力求探討出一種清晰明了概念和要領(lǐng)。不再茫然，不再無(wú)所適從，不再為誤導(dǎo)宣傳所左右，做出更多、更高水平的樣板工程。

解決干擾，判斷干擾部位——事半功倍

　　干擾部位]——指干擾產(chǎn)生在“前、中、后”哪個(gè)大部位。排除干擾，切忌眉毛胡子*，分清部位，縮小范圍，對(duì)癥下藥，事半功倍。

前——攝像機(jī)系統(tǒng)，包括攝像機(jī)電源部分——用監(jiān)視器直接觀察視頻信號(hào)，用直流小監(jiān)視器觀察可避免交流電路干擾影響；
中——傳輸線(xiàn)路部分，電纜，電纜頭和電纜中間接點(diǎn)質(zhì)量；用加權(quán)抗干擾器“有效，無(wú)效”可以準(zhǔn)確判斷；
后——指?jìng)鬏斈┒嗽O(shè)備（分配器、分割器、矩陣、硬盤(pán)錄像機(jī)等相關(guān)相聯(lián)設(shè)備），末端供電系統(tǒng)和接地線(xiàn)路引入的干擾；用12V電池供電的攝像機(jī)信號(hào)，直接送給末端設(shè)備判斷；

　　不同部位的干擾解決的方法不同：只有中間傳輸部分的干擾，屬于常見(jiàn)的“環(huán)境電磁干擾”，用各類(lèi)視頻抗干擾器解決，一般都有一定的效果。選擇抗干擾器原則是：抗干擾帶寬是否夠？殘余干擾程度（干擾抑制能力）大?。渴欠窬哂袀鬏斞a(bǔ)償（衰減和失真）能力？

如果是前端和后端設(shè)備干擾，用加權(quán)抗干擾器的結(jié)果都應(yīng)該是“無(wú)效或效果不明顯”；這類(lèi)干擾包括兩種：一是設(shè)備故障和問(wèn)題，包括攝像機(jī)本身問(wèn)題、電源問(wèn)題、電壓降低問(wèn)題，后端設(shè)備、電源、板卡本身問(wèn)題等，解決辦法是查找和排除設(shè)備故障；第二種干擾屬于 “傳導(dǎo)干擾”：包括監(jiān)控設(shè)備之間通過(guò)連線(xiàn)和電源線(xiàn)相互耦合的干擾，監(jiān)控設(shè)備通過(guò)供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)傳導(dǎo)引入的各種干擾；排除這類(lèi)干擾，有一定難度，更主要的是因?yàn)?ldquo;想不到”，總結(jié)和交流的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也很少；

　　有關(guān)工程抗干擾四大基本要領(lǐng)，將抽空寫(xiě)點(diǎn)分析材料，供大家討論或參考：

談“防”——選擇高編電纜屬于“四大基本要領(lǐng)”中的“設(shè)防措施”嗎？

　　高編電纜——習(xí)慣上一般指96編以上的同軸電纜叫高編電纜，高編電纜一般大都是多層結(jié)構(gòu)；

不能說(shuō)對(duì)干擾沒(méi)有“防范意識(shí)”，不少人設(shè)計(jì)初期，就是出于“抗干擾”的目的，選用高編電纜，甚至認(rèn)為高編電纜是抗干擾電纜。這里談幾點(diǎn)看法，共朋友們參考，討論。

1） 和低編電纜（如64）比較，高編電纜（如128）屏蔽層的低頻電阻小，干擾感應(yīng)電流形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也要小，所以對(duì)視頻形成的干擾信號(hào)也要低，從這一點(diǎn)上講，高編電纜抑制低頻干擾的能力要高于低編電纜。
“抑制低頻干擾的能力”高多少？有沒(méi)有一個(gè)數(shù)量級(jí)的概念？——有。假定：用相同長(zhǎng)度的兩根同型號(hào)電纜，128編電纜屏蔽層的直流電阻是64編電纜的1/2，可以大致估計(jì)，抑制低頻干擾的能力zui多高6db;舉例說(shuō)，低編電纜如果形成的干擾信號(hào)幅度是100mv,那128編電纜形成的干擾信號(hào)幅度大約是50mv以上；
2） 對(duì)于0-6M頻帶內(nèi)的高頻干擾來(lái)說(shuō)，“屏蔽層的高頻電阻（阻抗），高低編電纜是一樣的”這是高頻“趨膚效應(yīng)”的結(jié)果，對(duì)于正常視頻信號(hào)的傳輸衰減——高低編電纜是一樣的，對(duì)于高頻干擾信號(hào)“高低編電纜的抑制能力也是一樣的”。
3） 上述“低頻和高頻”的分界線(xiàn)是多少？試驗(yàn)測(cè)試的研究結(jié)果是200-300KHz左右；在0-6M視頻帶寬范圍內(nèi)，高編電纜有一定優(yōu)勢(shì)的低頻范圍只占4.17%，而體現(xiàn)相同特性的高頻部分占95.83%；
4） 了解上述結(jié)果，考慮到高低編電纜的價(jià)格，工程中就應(yīng)該考慮“投入產(chǎn)出比”了；
5） 所以，選用高編電纜，如果說(shuō)屬于“防”，顯然防的范圍太小，如果說(shuō)屬于“抗”，顯然抗的能力又太低。