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視頻監(jiān)控系統(tǒng)往往都工作在較惡劣的環(huán)境中,合理地設(shè)計(jì)系統(tǒng),以保證系統(tǒng)的可靠性,是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。一個(gè)完善的控制系統(tǒng)不僅要實(shí)時(shí)準(zhǔn)確,而且要可靠穩(wěn)定,否則只能停留于實(shí)驗(yàn)室階段,無(wú)法應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng),而失去實(shí)用價(jià)值。
在設(shè)計(jì)抗干擾的各種方案時(shí),首先是抓住主要的干擾源,盡量削減其能量和峰值,然后阻止其剩余部分進(jìn)入系統(tǒng)。下面按干擾源分類介紹各種干擾的來(lái)源和抗干擾措施。
一、空間輻射干擾及其解決措施(1)空間輻射干擾的來(lái)源。這種干擾主要來(lái)自大功率發(fā)射機(jī)(如電臺(tái))、雷達(dá)、大功率電器等,它們通過(guò)空間電磁波在引線、電源線中感應(yīng)干擾信號(hào),常見(jiàn)的示波器、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等也會(huì)產(chǎn)生此種干擾信號(hào)。
(2)空間輻射干擾的解決措施。對(duì)付此種干擾的辦法是屏蔽,屏蔽的種類和作用如下。
•靜電屏蔽(法拉第屏蔽):即接地屏蔽,用來(lái)防止高頻電磁場(chǎng)的影響。
•電磁屏蔽:用來(lái)防止電場(chǎng)影響。
•磁屏蔽:主要用于防低頻電磁場(chǎng)的影響,采用高導(dǎo)磁系數(shù)可以防止磁感應(yīng)。
屏蔽的接地有兩種。
•與信號(hào)地浮懸而接大地,它主要用于弱信號(hào)的處理(比如數(shù)據(jù)采集)。
•與信號(hào)地連接。主要用于一般系統(tǒng)。
二、電源電壓的脈沖干擾及其解決措施(1)電源電壓脈沖干擾的來(lái)源。電源電壓的緩慢變化和不穩(wěn)定性,可以通過(guò)交流穩(wěn)壓器和直流穩(wěn)壓器加以抑制,但它們對(duì)電源的脈動(dòng)變化是無(wú)能為力的。這種脈動(dòng)變化一般來(lái)源于大功率負(fù)載的啟停、雷擊等。
(2)電源電壓脈沖干擾的解決措施。通常,抑制這種電源干擾的手段有:
•采用交流穩(wěn)壓器或UPS不間斷電源供電。
•選用高導(dǎo)磁材料做磁芯組成C型變壓器,線組采用對(duì)稱線包結(jié)構(gòu),初次級(jí)加屏蔽。
•變壓器初級(jí)加壓阻電阻和噪聲濾波器。
•分散獨(dú)立供電,以減少公共電源的相互影響。
•采用不同相序供電,以減少相互的影響。
•采用開(kāi)關(guān)電源和無(wú)感電源。
•采用隔離變壓器等。
三、I/O口線的干擾及其解決措施(1)I/O口線的干擾來(lái)源。通常,由于I/O口線直接與檢測(cè)信號(hào)、受控設(shè)備等外設(shè)相連,因此I/O口線也是干擾的主要渠道之一。
(2)I/O口線的干擾解決措施。對(duì)付這種干擾的主要辦法有:
•使用光電隔離(對(duì)數(shù)字信號(hào))和隔離放大器(對(duì)模擬量)對(duì)系統(tǒng)各部分進(jìn)行隔離。
•布線時(shí)高頻信號(hào)盡可能遠(yuǎn)離信號(hào)線,中間加地線屏蔽。
•電源線和信號(hào)線分開(kāi)。
•任何I/O線及電源線要盡量短,并且遠(yuǎn)離線圈和變壓器。
•不同的地要采取隔離措施。
•對(duì)輸入信號(hào)采用RC濾波器,使干擾信號(hào)有很大的衰減(尤其對(duì)高頻干擾的抑制)。
四、I/O信號(hào)傳輸線路的干擾及其解決措施(1)I/O信號(hào)傳輸線路的干擾來(lái)源。當(dāng)I/O信號(hào)必須采用長(zhǎng)線傳輸時(shí),長(zhǎng)線上就有共模干現(xiàn)代安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備剖析與解讀
擾或感應(yīng)噪聲電壓。
(2)I/O信號(hào)傳輸線路的干擾解決措施。對(duì)付這種干擾的辦法有:
•提高信號(hào)電平值或改變信號(hào)傳送方式。一般,電流傳送優(yōu)于電壓傳送,數(shù)字信號(hào)傳輸優(yōu)于模擬信號(hào)傳輸。
•選擇合理的傳輸線和負(fù)載,盡量采用標(biāo)準(zhǔn)電纜和雙絞線傳輸。因它們有抗干擾作用,同時(shí)要注意,在傳輸線路加入阻抗匹配和濾波電路。
•設(shè)計(jì)合理的接口電路,最好采用隔離傳輸?shù)霓k法。
•選擇合理的波形進(jìn)行傳輸。
•信號(hào)線不與動(dòng)力線平行敷設(shè),使信號(hào)線免于強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾。
•輸入與輸出線均采用穿管敷設(shè)的方式。
•線路在敷設(shè)過(guò)程中盡量避開(kāi)上、下水及通風(fēng)等金屬管道。
•因電話線在接地和防雷等措施上較為成熟,所以可利用電話線。
五、地線干擾及其解決措施(1)地線干擾的來(lái)源。由于存在地電流,則接地間產(chǎn)生電位差,從而影響輸入電平的變化。
(2)地線干擾的解決措施。這種地線干擾可根據(jù)需要進(jìn)行單點(diǎn)和多點(diǎn)接地,也可進(jìn)行地線隔離。
接地方式一般有混合接地系統(tǒng)、交直流分開(kāi)接地系統(tǒng)、一點(diǎn)接地系統(tǒng)及懸浮接地系統(tǒng)等。此外,在三相四線制的配電網(wǎng)絡(luò)中,是中性點(diǎn)直接接地,按規(guī)程往往還要進(jìn)行重復(fù)接地,這樣能大大地消除由于各相間不平衡負(fù)載,引起的中性線上的電流和漏電流,以及由這種電流所引起的中性點(diǎn)電位的漂移。顯然,可設(shè)專用接地極,并在電源的饋線上增加一條中性線。對(duì)這種接地方式,只要選好專用接地極電阻(不大于4Ω)就可以達(dá)到一定的效果。
一般地線要粗,數(shù)模分開(kāi),數(shù)字地干擾大,需建立一點(diǎn)公共地,各部分地分開(kāi)走線。
六、其他干擾及其解決措施