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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)計系統(tǒng),以保證系統(tǒng)的可靠性,是控制系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分。一個完善的控制系統(tǒng)不僅要實時準確,而且要可靠穩(wěn)定,否則只能停留于實驗室階段,無法應(yīng)用到現(xiàn)場,而失去實用價值。
在設(shè)計抗干擾的各種方案時,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入系統(tǒng)。下面按干擾源分類介紹各種干擾的來源和抗干擾措施。
一、空間輻射干擾及其解決措施(1)空間輻射干擾的來源。這種干擾主要來自大功率發(fā)射機(如電臺)、雷達、大功率電器等,它們通過空間電磁波在引線、電源線中感應(yīng)干擾信號,常見的示波器、電視機、計算機等也會產(chǎn)生此種干擾信號。
(2)空間輻射干擾的解決措施。對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,用來防止高頻電磁場的影響。
•電磁屏蔽:用來防止電場影響。
•磁屏蔽:主要用于防低頻電磁場的影響,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。
•與信號地浮懸而接大地,它主要用于弱信號的處理(比如數(shù)據(jù)采集)。
•與信號地連接。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源。電源電壓的緩慢變化和不穩(wěn)定性,可以通過交流穩(wěn)壓器和直流穩(wěn)壓器加以抑制,但它們對電源的脈動變化是無能為力的。這種脈動變化一般來源于大功率負載的啟停、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,線組采用對稱線包結(jié)構(gòu),初次級加屏蔽。
•變壓器初級加壓阻電阻和噪聲濾波器。
•分散獨立供電,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。
•采用開關(guān)電源和無感電源。
•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口線的干擾來源。通常,由于I/O口線直接與檢測信號、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。對付這種干擾的主要辦法有:
•使用光電隔離(對數(shù)字信號)和隔離放大器(對模擬量)對系統(tǒng)各部分進行隔離。
•布線時高頻信號盡可能遠離信號線,中間加地線屏蔽。
•電源線和信號線分開。
•任何I/O線及電源線要盡量短,并且遠離線圈和變壓器。
•不同的地要采取隔離措施。
•對輸入信號采用RC濾波器,使干擾信號有很大的衰減(尤其對高頻干擾的抑制)。
四、I/O信號傳輸線路的干擾及其解決措施(1)I/O信號傳輸線路的干擾來源。當I/O信號必須采用長線傳輸時,長線上就有共模干現(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信號傳輸線路的干擾解決措施。對付這種干擾的辦法有:
•提高信號電平值或改變信號傳送方式。一般,電流傳送優(yōu)于電壓傳送,數(shù)字信號傳輸優(yōu)于模擬信號傳輸。
•選擇合理的傳輸線和負載,盡量采用標準電纜和雙絞線傳輸。因它們有抗干擾作用,同時要注意,在傳輸線路加入阻抗匹配和濾波電路。
•設(shè)計合理的接口電路,最好采用隔離傳輸?shù)霓k法。
•選擇合理的波形進行傳輸。
•信號線不與動力線平行敷設(shè),使信號線免于強磁場的干擾。
•輸入與輸出線均采用穿管敷設(shè)的方式。
•線路在敷設(shè)過程中盡量避開上、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)需要進行單點和多點接地,也可進行地線隔離。
接地方式一般有混合接地系統(tǒng)、交直流分開接地系統(tǒng)、一點接地系統(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,是中性點直接接地,按規(guī)程往往還要進行重復(fù)接地,這樣能大大地消除由于各相間不平衡負載,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)就可以達到一定的效果。
一般地線要粗,數(shù)模分開,數(shù)字地干擾大,需建立一點公共地,各部分地分開走線。
六、其他干擾及其解決措施