同軸電纜傳輸
電視監控系統一般多是中短距離的中小型系統,幾乎都採用同軸電纜傳輸視頻圖像信號。視頻基帶是指視頻信號本身的頻頻寬度(0至6MHz)。將視頻信號採用調幅或調頻的方式調製到高頻載波上,然後通過電纜傳輸,在終端接收後再解調出視頻信號,這種方式稱為
調製傳輸方式,它可以較好地抑制
基帶傳輸方式中常有的各種干擾,並可實現一根電纜傳送多路視頻信號。但是在實際的監控系統中,由於攝像機布置地點比較分散,並不能發揮頻分復用的優勢,而且增加調製、解調設備還會增加系統成本,因此在傳輸距離不遠的情況下,仍然以基帶傳輸為主。而高頻傳輸方式大多出現在有線電視系統中。
同軸電纜
同軸電纜是由兩個同軸布置的倒導體組成,傳輸的信號完全封閉在外導體內部,從而具有高頻損耗低、禁止及抗干擾能力強、使用頻頻寬等顯著特點。同軸電纜從外至內結構為銅單線多根銅線絞合的內導體、絕緣介質、軟銅線或鍍錫絲編織層和聚氯乙烯護套。
同軸電纜的特性阻有50歐姆、75歐姆等。主要型號有SYV型,它的絕緣層為實心
聚乙烯;SBYFV型,它的絕緣層為泡沫聚乙烯;SYK型。其絕緣層為聚乙烯藕芯。電視監控系統中常用的是SYV和SBYFV型75歐姆阻抗的同軸電纜。
泡沫聚乙烯材料比聚乙烯更不易損耗視頻信號,還增加了電纜的靈活性,安裝方便,但容易吸潮從而改變電氣性能。實心聚乙烯因其剛性,比泡沫材料保形性好,能承受以外擠壓的壓力。
同軸電纜禁止層銅網能禁止電磁干擾或EMI的無用外部信號干擾,編織層中絞合線的多少和含銅量決定了其抗干擾的能力。編織層鬆散的商業電纜能禁止80%干擾信號,適合於電氣干擾較低的場合,如果使用金屬管道效果更好。高干擾的場合要使用高禁止或高編織密度的電纜。鋁箔禁止或包箔材料的電纜不適用於電視監控系統,但可用於發射無線電頻率信號。
同軸電纜越細越長,損耗越大,信號頻率越高,損耗越大。以SYV型電纜為例,國內的同軸電纜有SYV75-3、SYV75-5、SYV75-7、SYV75-9等規格。
使用同軸電纜傳輸使圖像時,距離在300米以下的一般可以不考慮信號的衰減問題,在傳輸距離增加時可以考慮使用低損耗的同軸電纜,如SYV75-9、SYV75-18等,或者加入電纜補償器。
電纜補償器
電纜補償器又稱為電纜均衡器,通過電纜校正電路來進行高頻特性的補償,以使信號傳輸通道的總頻率特性基本上是平坦的。電路主要由RC電路組成,每一組RC串聯電路都有一個中心頻率f,將電纜衰減曲線分成幾段,對應於各段都用一組RC電路進行補償。
一般加入一級補償器可以使傳輸線路延長500米,對於不同規格的電纜適當增加電纜補償器可使有效傳輸距離增至2km左右。
同軸電纜基帶傳輸易出現的干擾
基帶傳輸的一個缺點就是抗干擾能力差,同軸電纜的禁止層對頻率越低的電磁波的禁止作用越差,因此易受到廣播干擾和低頻電磁波的干擾。
一廣播干擾
同軸電纜在架空設定時,電纜線本身就成了一根很長的天線,在受到廣播電磁波感應時,感應出電位差,這個電位差產生在電纜線禁止層兩端(芯線也存在感生電位差,但很小),那么,禁止層、信號源內阻、芯線及芯線、75歐姆負載、禁止層形成了迴路,這個電位差通過迴路形成干擾電流,並在負載電阻75歐姆上形成干擾壓降疊加到視頻信號上。這種干擾一般在幾百KHz到幾MHz,對圖像產生較為穩定的網紋干擾,干擾頻率越高,網紋越細越密,大於10MHz的干擾基本上不影響觀看效果。
抑制這種干擾的最好辦法是電纜埋地鋪設,或採用鉛包電纜,也可以採用具有外禁止層的對稱平衡電纜作為傳輸線。當只能採用同軸傳輸時,應使電纜線禁止層單端接地,同時在接收端設定對稱輸入的電纜補償器。採用高電平傳輸方法也可以很好地抑制廣播干擾,方法是將1Vp-p的視頻信號放大到5至8Vp-p後再進行傳輸,在接收端干擾電平相對於視頻信號就減小了,傳輸的距離也可以更遠。
二低頻干擾
低頻干擾主要是指50Hz工頻干擾。這種干擾使圖像產生水平黑色滾條,嚴重時使圖像無法觀看並失步。形成50Hz干擾的主要原因是地電位差。在用電設備多、設備功率大的地方會因三相不平衡或接地方式不同時,就會形成較大的地電流,這個電流通過具有地電阻的大地時就會在兩地之間形成電壓降,如果電纜兩端接地,就會通過信號源內阻在電纜上形成電流,產生干擾。
抑制這種干擾的最好方法是電纜單端接地。
三特性阻抗失配
同軸電纜的特性阻抗為75歐姆,由於視頻頻寬很寬,同軸電纜在低頻和高頻所表現的阻抗不是完全相同的,無法做到完全的匹配。但圖像的細節都在1MHz以上的頻域內,所以保證高頻段阻抗匹配就基本能夠滿足傳輸要求,即使在低頻段有微小的失配,也不會對圖像造成明顯的重影失真。
阻抗失配常常會出現若干條間距相等的豎條幹擾,頻率基本上是行頻的整數倍。解決方法一般為“始端串接電阻”或“終端並接電阻”方法改善。
四其它干擾
使用同軸電纜傳輸常常會因傳輸距離過長、損耗過大、電纜質量不高、大功率可控矽設備使用造成電源不潔淨等原因造成的干擾,這些干擾相對來說比較容易解決,如加裝電纜補償器、使用淨化電源、選用高質量電纜等。