電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備選擇和常見視頻干擾分析
電視監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備主要包括：攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、支架、控制解碼器、射燈等。目前，這些設(shè)備生產(chǎn)廠家很多，其品牌、型號(hào)、功能各異。因此，公道選擇這些設(shè)備，對進(jìn)步電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量頗為重要。下面結(jié)合工程實(shí)際談些體會(huì)。壓力表| 壓力計(jì)| 真空表| 硬度計(jì)| 探傷儀| 電子稱| 熱像儀| 頻閃儀| 測高儀| 測距儀| 金屬探測器| 試驗(yàn)機(jī)|
1 攝像機(jī)的選擇 攝像機(jī)是電視監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備，根據(jù)用戶要求，公道選擇非常重要。現(xiàn)在安全防范用的電視監(jiān)控系同一般都采用CCD攝像機(jī)，由于它與真空管攝像機(jī)相比具有體積小、重量輕；惰性小；靈敏度高；圖像均勻性好；抗沖擊性好；壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際工程中，假如監(jiān)視目標(biāo)照度不高，而用戶對監(jiān)視圖像清楚度要求較高時(shí)，宜選用黑白CCD攝像機(jī)；假如用戶要求彩色監(jiān)視時(shí)，應(yīng)考慮加輔助照明裝置，或選用彩色�黑白自動(dòng)轉(zhuǎn)換的CCD攝像機(jī)，這種攝像機(jī)當(dāng)監(jiān)視目標(biāo)照度不能滿足彩色攝像要求時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為黑白攝像。HOBOU30遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)選購指南
在確定用黑白攝像機(jī)還是用彩色攝像機(jī)之后，進(jìn)而要考慮的題目是攝像機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。主要考慮的指標(biāo)如下所述。
1.1 分辨率(清楚度) 表示攝像機(jī)分辨圖像細(xì)節(jié)的能力，通常用電視線(TVL)表示。它取決于CCD芯片的像素?cái)?shù)、鏡頭的分解力和攝像系統(tǒng)的帶寬。
黑白攝像機(jī)水平清楚度一般要選擇450TVL左右的，考慮到施工等因素，系統(tǒng)的終極清楚度能滿足我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T16676－1996中規(guī)定的380TVL�！ 〔噬珨z像機(jī)水平清楚度一般要選擇大于350TVL的，由于人眼對彩色難于分辨更細(xì)，這樣選擇也能滿足GB/T16676－1996中對彩色監(jiān)視系統(tǒng)270TVL的要求。
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1.2 靈敏度 在鏡頭光圈大小一定的情況下，獲取規(guī)定信號(hào)電平所需要的最低靶面照度。例如：使用F1.2的鏡頭，當(dāng)被攝物體表面照度為0.04Lx時(shí)，攝像機(jī)輸出信號(hào)的幅值為350mV，即最大幅值的50％，則稱此攝像機(jī)的靈敏度為0.04Lx/F1.2。假如被攝物體表面照度再低，監(jiān)視器屏幕上將是一幅很難分辨層次的昏暗圖像。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般所選攝像機(jī)的靈敏度為被攝物體表面照度的1/10時(shí)較為合適。
1.3 信噪比 即信號(hào)電壓與噪聲電壓的比值。CCD攝像機(jī)信噪比的典型值在45～55dB之間。一般的電視監(jiān)控系統(tǒng)中要選50dB左右的，這樣不僅能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定系統(tǒng)信噪比不小于38dB的要求，更重要的是當(dāng)環(huán)境照度不足時(shí)，信噪比越高的攝像機(jī)圖像就越清楚。1.4 工作溫度 �。�10～＋50℃是盡大多數(shù)攝像機(jī)生產(chǎn)廠家的溫度指標(biāo)。視使用地區(qū)的溫度變化加防護(hù)或特別防護(hù)。1.5 電源電壓 國外攝像機(jī)交流電壓適應(yīng)范圍一般是198～264V抗電源電壓變化能力較強(qiáng)；國內(nèi)攝像機(jī)交流電壓適應(yīng)范圍一般是200～240V，抗電源電壓變化能力較弱，在系統(tǒng)中使用時(shí)一般需穩(wěn)壓電源。
2 鏡頭的選擇 鏡頭種類繁多，分類方式就有好幾種，廣州市駿凱電子科技有限公司只從控制方式上談?wù)勅绾芜x擇攝像機(jī)鏡頭。
2.1 手動(dòng)光圈定焦鏡頭 這種鏡頭用于監(jiān)視固定目標(biāo)，且光照度變化較小的場合。這種鏡頭價(jià)格比較便宜。所需焦距大小可用下式估算。f=A·L/H 式中：f—鏡頭焦距A—攝像機(jī)成像面高度L—被攝物體到鏡頭間隔H—被攝物體高度 焦距越大，視場角越小，監(jiān)視范圍越窄；焦距越小，視場角越大；監(jiān)視范圍越寬。
2.2 自動(dòng)光圈定焦鏡頭 當(dāng)進(jìn)進(jìn)鏡頭的光通量變化時(shí)，攝像機(jī)CCD成像面上產(chǎn)生的電荷也相應(yīng)變化，使視頻信號(hào)電平發(fā)生變化，產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)鏡頭內(nèi)的微型電機(jī)正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整光圈的大小。當(dāng)視場照度變化在100倍以上時(shí)，選這種鏡頭。但需留意的是：假如視場照度不均勻，特別是監(jiān)視目標(biāo)與背景光反差較大時(shí)，采用這種鏡頭攝像效果不理想。
2.3 自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭 此鏡頭與自動(dòng)光圈定焦鏡頭相比增加了兩個(gè)微型電機(jī)，其中一個(gè)電機(jī)與鏡頭的變焦環(huán)嚙合，受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可改變鏡頭的焦距；另一個(gè)電機(jī)與鏡頭的聚焦環(huán)嚙合，受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)完成鏡頭的聚焦。由于增加了兩個(gè)微型電機(jī)，這種鏡頭的價(jià)格較貴。
2.4 電動(dòng)三可變鏡頭 與自動(dòng)光圈變焦鏡頭相比只是對光圈的調(diào)整由自動(dòng)控制方式改為遠(yuǎn)控器控制。它也含三個(gè)微型電機(jī)，通過一組6芯控制線與控制器相連。廣州市駿凱電子科技有限公司目前這種鏡頭應(yīng)用較多�！ ≡谶x擇鏡頭時(shí)，除根據(jù)不同場合、不同要求選擇不同控制方式的鏡頭外，還要考慮下面題目�！ �(1)鏡頭尺寸要與攝像機(jī)成像面尺寸一致。例如：1/3″攝像機(jī)要選1/3″鏡頭。在難以一致時(shí)，可用大尺寸鏡頭配小尺寸攝像機(jī)；反之不行�！ �(2)鏡頭接口與攝像機(jī)接口要一致，不一致時(shí)要加連接圈。例如：C型鏡頭安裝在CS型攝像機(jī)上時(shí)，必須在C型鏡頭上加連接圈，假如不加連接圈就可能碰壞CCD成像面的保護(hù)玻璃，造成CCD攝像機(jī)的損壞。
3 云臺(tái)、防護(hù)罩、支架、控制解碼器的選擇
3.1 云臺(tái) 云臺(tái)可以簡單理解成安裝攝像機(jī)的底座，只是這個(gè)底座可以全方位(水平和垂直兩個(gè)方向)或(水平方向)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，云臺(tái)的使用擴(kuò)大了攝像機(jī)的視野。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，需要巡回監(jiān)視的場所(如大廳等)都要使用云臺(tái)。選用云臺(tái)時(shí)要留意以下幾點(diǎn)。
(1)所選云臺(tái)的負(fù)荷能力要大于實(shí)際負(fù)荷的1.2倍。就是說云臺(tái)上所有設(shè)備重量之和應(yīng)小于云臺(tái)的負(fù)荷能力，假如讓云臺(tái)滿負(fù)荷或是超負(fù)荷運(yùn)行，雖能免強(qiáng)工作，但啟動(dòng)時(shí)惰性大，特別是垂直轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更困難，極大的影響了巡視效果。
(2)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)應(yīng)有較好的自鎖性能，剎車時(shí)回程角應(yīng)小于1。
(3)室內(nèi)云臺(tái)在最大負(fù)荷時(shí)，噪聲應(yīng)小于50dB。
3.2 防護(hù)罩 用于保護(hù)攝像機(jī)的裝置叫防護(hù)罩。有室內(nèi)、室外之分，室內(nèi)防護(hù)罩主要作用是防塵；而室外防護(hù)罩除防塵之外，更主要的作用是保護(hù)攝像機(jī)在較惡劣自然環(huán)境(如雨、雪、低溫、高溫等)下工作。這不僅要求嚴(yán)格的密封結(jié)構(gòu)，還要有雨刷、噴淋裝置等，同時(shí)具有升溫順降溫功能。由此決定了室外防護(hù)罩的價(jià)格遠(yuǎn)高于室內(nèi)防護(hù)罩。選擇防護(hù)罩時(shí)還應(yīng)留意的是：防護(hù)罩的標(biāo)稱尺寸與攝像機(jī)標(biāo)稱尺寸一致，即1/3″攝像機(jī)選用1/3″防護(hù)罩。若難于一致時(shí)，可用大尺寸防護(hù)罩配小尺寸攝像機(jī)；反之不行。
3.3 支架 用于固定攝像機(jī)的部件，有壁裝、吊裝等型式。支架的選擇比較簡單，只要其負(fù)荷能力大于其上所裝設(shè)備總重量即可，否則易造成支架變形，云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)，影響監(jiān)視圖像質(zhì)量。
3.4 控制解碼器 在有云臺(tái)、電動(dòng)鏡頭和室外防護(hù)罩的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，必須配有控制解碼器。這樣在控制室中操縱鍵盤相應(yīng)按鍵即可完成對前端設(shè)備各動(dòng)作及功能的控制。控制解碼器必須與系統(tǒng)主機(jī)同一品牌，這是由于不同廠家生產(chǎn)的控制解碼器與系統(tǒng)主機(jī)的通訊協(xié)議、編碼方式一般都不相同，除非某控制解碼器在說明書中特別說明該設(shè)備與某個(gè)品牌的主機(jī)兼容，否則盡不可選用。
4 射燈的選擇 目前盡大多數(shù)電視監(jiān)控系統(tǒng)均配置隨攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的射燈以輔助照明，其最大好處是靈活、方便，且價(jià)格不貴。黑白電視監(jiān)控系統(tǒng)宜配置高壓水銀燈；彩色電視監(jiān)控系統(tǒng)宜配置碘鎢燈。當(dāng)需夜間隱蔽監(jiān)視時(shí)應(yīng)用紅外射燈。紅外射燈一種是在普通照明燈前加濾光片，廣州市駿凱電子科技有限公司另一種是由紅外發(fā)光二極管陣列構(gòu)成。前者耗能較大，且常產(chǎn)生“紅暴”(由于濾光不凈，有少量紅光被人眼看到)；后者極少產(chǎn)生“紅暴”，但照射間隔較近。另外，還需提醒的是：紅外射燈對彩色電視監(jiān)控系統(tǒng)不起作用，這是由于紅外光被彩色攝像機(jī)中的彩色濾色器濾掉的緣故。
常見視頻干擾情況分析
說起視頻干擾，要講一下視頻監(jiān)控信號(hào)傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)方式視頻基帶傳輸。所謂的視頻基帶傳輸是指視頻信號(hào)不經(jīng)過頻率變換等任何處理由圖像攝取端通過同軸電纜直接傳輸?shù)奖O(jiān)視真?zhèn)�傳輸方式，圖像在傳輸時(shí)直接利用同軸電纜的0~6MHz來傳輸，非常輕易受到干擾，使圖像出現(xiàn)網(wǎng)紋、橫紋和噪點(diǎn)影響監(jiān)視效果。對于基帶傳輸視頻干擾，從干擾源角度分為交流聲干擾和空間電磁波干擾，從干擾切進(jìn)方式分為傳導(dǎo)式干擾和輻射式干擾。下面廣州市駿凱電子科技有限公司分析一下常見視頻干擾現(xiàn)象及其原因。
1、工頻干擾 干擾現(xiàn)象：圖像出現(xiàn)雪花噪點(diǎn)、網(wǎng)紋或很寬暗橫帶持續(xù)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)�！ 「蓴_原因：此現(xiàn)象是當(dāng)攝像端與監(jiān)控設(shè)備端同時(shí)接地時(shí)，由于地電阻及電纜外皮電阻的存在，在兩地之間電力系統(tǒng)各相負(fù)載不平衡或接地方式不同引起50Hz電位差，從而產(chǎn)生工頻干擾所致。地電位使兩接地端存在電壓降，電壓降加在屏蔽層兩端并與大地（地電阻）構(gòu)成回路產(chǎn)生地電流，地電流經(jīng)過線纜屏蔽層形成干擾電壓，地電流的部分諧波分量落進(jìn)視頻芯線，致使芯線與屏蔽層之間產(chǎn)生干擾電位，使干擾信號(hào)加進(jìn)視頻信號(hào)中對監(jiān)控圖像形成干擾。
2、空間電磁波干擾 干擾現(xiàn)象：圖像出現(xiàn)較密的斜形網(wǎng)紋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)沉沒圖像。 干擾原因：當(dāng)監(jiān)控電纜在空中架設(shè)時(shí)，空中電磁波干擾信號(hào)所產(chǎn)生的空間電場會(huì)作用于監(jiān)控傳輸線路，使線路兩端而產(chǎn)生相當(dāng)大的電磁干擾電壓，其頻率約在200Hz~2.3MHz。由于電纜中電位差的存在，使電纜屏蔽層產(chǎn)生干擾電流，而一般情況下攝像端和監(jiān)控設(shè)備端均為接地狀態(tài)，這就使干擾電流通過線纜兩端接地點(diǎn)與大地形成回路，導(dǎo)致終端負(fù)載產(chǎn)生干擾電壓，干擾信號(hào)耦合進(jìn)視頻信號(hào)中，產(chǎn)生圖像干擾情況。
3、低頻干擾（20Hz-nKHz低頻噪聲干擾） 干擾現(xiàn)象：圖像出現(xiàn)靜止水平條紋�！ ‖F(xiàn)象原因：由于聲音、數(shù)據(jù)等信號(hào)屬于低頻信號(hào)，其頻帶狹窄在傳輸時(shí)只用到20Hz~nKHZ，幾乎采用任何種類的電纜都可以傳輸，一般只受交流聲干擾。用于傳輸視頻信號(hào)的同軸電纜，其屏蔽層抗干擾曲線特性表明干擾信號(hào)頻率越高其屏蔽性能越好，對于諸如載波電話、有線電臺(tái)等低頻率信號(hào)干擾反而顯得蒼白無力。低頻干擾信號(hào)同樣會(huì)在傳輸線纜上產(chǎn)生干擾電壓，從而影響圖像質(zhì)量。
4、高頻干擾（高頻噪聲干擾） 干擾現(xiàn)象：圖像出現(xiàn)雪花點(diǎn)或高亮點(diǎn)�！ ‖F(xiàn)象原因：固然視頻傳輸所用同軸電纜抗高頻干擾要比抗低頻干擾性能強(qiáng)，但是強(qiáng)高頻干擾信號(hào)還會(huì)對圖像的傳輸產(chǎn)生干擾。大電荷負(fù)載啟停、變頻機(jī)及高頻機(jī)等在工作時(shí)除了輸出高強(qiáng)度基波外，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的二次諧波。固然諧波強(qiáng)度比基波低很多，但高次諧波頻帶很寬且成分復(fù)雜，所以基波的各次諧波都會(huì)對利用視頻基帶傳輸（即6MHZ帶寬內(nèi)）的視頻信號(hào)造成不同程度的干擾。經(jīng)過多次精度實(shí)驗(yàn)，高頻干擾信號(hào)的基波和諧波頻率均在45MHz以內(nèi)。
5、反射干擾 干擾現(xiàn)象：圖像出現(xiàn)重影�！ 「蓴_原因：視頻信號(hào)在傳輸過程中色度、亮度及飽和度都會(huì)有相應(yīng)衰減，當(dāng)傳輸視頻的同軸網(wǎng)絡(luò)阻抗不匹配（也稱失配）時(shí)，視頻信號(hào)傳輸?shù)浇K端會(huì)有部分色度、亮度及飽和度產(chǎn)生微反射，反射回來的信號(hào)會(huì)回到發(fā)射處形成再反射，與視頻信號(hào)疊加經(jīng)過延時(shí)和損耗到達(dá)終端。多個(gè)反射信號(hào)將在接收端產(chǎn)生碼間干擾（ISI），ISI會(huì)導(dǎo)致監(jiān)視器收到錯(cuò)誤的輸進(jìn)信號(hào)幅度和相位并顯示出來，這就使傳回來的圖像看起來好象清楚的圖像上又蒙上了一層模糊不清的圖像現(xiàn)象，即重影現(xiàn)象。
6、靜電干擾 干擾現(xiàn)象：圖像時(shí)有網(wǎng)紋時(shí)有噪點(diǎn)，且時(shí)有時(shí)無。 干擾原因：在發(fā)電場、煤礦和產(chǎn)業(yè)企業(yè)等存在高電壓（1000V以上）輸出、嚴(yán)重機(jī)械摩擦及高電磁環(huán)境場所接地時(shí)的對地電位差都在400VP-P~1500VP-P之間。接地與大地之間存在電位差的現(xiàn)象就屬于靜電現(xiàn)象的一種，存在靜電現(xiàn)象時(shí)，接地端（包括冷地和熱地）和大地就相當(dāng)于一個(gè)帶正電荷和負(fù)電荷的電容器。根據(jù)電容器的工作原理可知，當(dāng)電荷容量達(dá)到一定程度時(shí)便會(huì)放電。那么靜電放電時(shí)便會(huì)在不同的接地端之間形成電位差，使傳輸線路上屏蔽層形成地電流，從而使干擾信號(hào)耦合進(jìn)視頻信號(hào)并送進(jìn)監(jiān)控設(shè)備中。靜電對視頻傳輸干擾情況取決于靜電電壓差的大小，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成接口芯片的損傷或損壞。
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