Технические помехи в сетях охранного телевидения

Несмотря на то, что каждый из приборов, составляющих комплекс оборудования телевизионной сети системы наблюдения и охраны, имеет высокие технические характеристики; низкий уровень шума, достаточно широкую полосу частот, прекрасную динамику, отсутствие технических помех и электромагнитных наводок, — далеко не всегда весь комплекс имеет столь же хорошие параметры. В смонтированной телевизионной сети основной вклад в ухудшение технических характеристик вносят, как правило, соединительные кабели и разъёмы, а в уровень шумов и помех — неправильная разводка питания и заземления, неудачное размещение аппаратуры и другие, порой, самые неожиданные факторы. Отсюда следует, что обеспечение достаточно низкого уровня шумов, различного рода электромагнитных помех и наводок, является одной из актуальнейших задач на всех стадиях внедрения системы телевизионного наблюдения.

Если представление о зашумленном изображении не вызывает вопросов, то реакции помех и наводок на воспроизводимое монитором с телевизионной камеры изображение могут быть самыми разнообразными. Попробуем разобраться с наиболее типичными видами помех, которые могут встретиться на практике, и остановимся на методах борьбы с ними. 

Синусоидальный сигнал с частотой 50 Гц — прямое проникновение основной гармоники сетевого питания

На экране монитора этот сигнал воспроизводится как серые горизонтальные полосы с размытыми краями, медленно плывущие по вертикали вверх или вниз. 

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91564

Синхронные с сетью помехи источников питания устройств, участвующих в обработке видеосигнала

На экране данные помехи воспроизводятся как редкие две или четыре, (количество полос зависит от схемы выпрямителя — одно или двухполупериодная) узкие горизонтальные полосы, поочерёдно тёмные и светлые, медленно текущие по вертикали. 

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91565

Синхронные с сетью импульсные помехи

Синхронные с сетью импульсные помехи могут возникать от тиристорных регуляторов и ламп дневного света или от импульсных источников питания, не входящих в телевизионную сеть устройств, например компьютеров. На экране воспроизводятся как предыдущие помехи, но более узкие и не сплошные, а с мелкой структурой по горизонтали.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91566

Синхронный «чужой» видеосигнал

Такой сигнал может поступить, например, с другой видеокамеры. Он воспроизводится как неподвижная картина тёмного или светлого «креста» из полос, соответствующих гасящим импульсам «чужого» видеосигнала. Отметим, что при синфазности основного и мешающего сигналов, что типично для телевизионной сети, в которой все камеры работают в режиме синхронно с сетью («Line lock»), гасящие импульсы не видны или если видны, то только строчные, а различие видеоинформации с ТВ камер приводит к плавному мелкоструктурному муару, особенно на цветных камерах.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91567

Радиопомехи

Радиопомехи возникают от импульсных источников питания и блоков развёртки мониторов и компьютеров. Проявляются на экране как бегущие косые полосы или крупный «шевелящийся» муар.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91568

Несинхронный «чужой» видеосигнал 

Он воспроизводится как бегущие по экрану следы «чужого» синхросигнала. Отличается характерными ровными краями картинки гасящих импульсов помехи и стабильностью частоты, возникают такие помехи, как правило, в телевизионных сетях с видеокамерами, получающими питание от источников постоянного тока или работающими в режиме синхронизации от кварца. 

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91569

Высокочастотные синусоидальные помехи

Высокочастотные синусоидальные помехи отображаются в виде мелкоструктурной сетки или муара по всему экрану.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91570

Высокочастотные синхронные импульсные помехи

Высокочастотные синхронные импульсные помехи видны на экране в виде ярких белых или чёрных точек, выстроенных в наклонные линии и перемещающиеся вдоль их направлений.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91571

Высокочастотные случайные помехи

Случайные высокочастотные помехи проявляются на экране в виде хаотичных по положению мелких белых и чёрных точек. При особо высоких уровнях мощности импульсной помехи, например от близко работающего сварочного аппарата, может происходить срыв синхронизации. 

Причины возникновения типичных видов помех и способы борьбы с ними

Источником синусоидальной 50-Гц помехи в большинстве случаев являются токи, текущие по оплёткам коаксиальных кабелей. На вполне конечном не «нулевом» суммарном сопротивлении оплётки и разъёмов ток помехи вызывает падение напряжения, суммирующегося с напряжением полезного сигнала. Общий провод «земля» всех приборов, питающихся от сети, в той или иной степени связан с фазным проводом сети. Действительно, в оборудовании, оснащённом классическими линейными блоками питания, сетевая помеха проникает через относительно малую (сотни пФ) паразитную ёмкость сетевого трансформатора. По отношению к низкоомной нагрузке, в качестве которой выступает цепь коаксиального кабеля, источник 50-Гц помехи оказывается в роли генератора тока с внутренним сопротивлением, определяемым величиной упомянутой выше паразитной емкости. Фазный ток перераспределяется на токи, протекающие по цепям жилы и оплётки кабеля в соотношении величин проводимостей этих цепей.

Отсюда следует, что при некачественной оплётке кабеля, при некачественной его заделке в разъём, при разболтанном разъёме значительно увеличивается составляющая тока 50-Гц помехи по цепи жилы кабеля, что, в свою очередь, приводит к возрастанию заметности наводки на экране монитора вплоть до срыва строчной синхронизации. 

Расчеты, проведенные для двух типов кабелей, показывают, что в стандартных условиях плохой кабель уже предоставляет возможность возникновения значительного уровня наводки, исключающей возможность эксплуатации такого кабеля.

Таким образом, средствами борьбы с наводкой 50-Гц являются: применение хорошего кабеля, качественная заделка разъёмов, заземление или зануление камеры, питание камеры постоянным током со стороны аппаратуры, установка в цепи коаксиального кабеля развязывающего трансформатора по видеосигналу.br>

В современных приборах, оснащённых импульсными источниками питания, основная часть сетевой помехи проникает через относительно большую (0,01-0,05 мкФ) ёмкость сетевого фильтра, имеющегося на входе практически всех импульсных блоков питания. Фильтр из двух последовательно соединённых конденсаторов, средняя точка которого соединена с общим проводом устройства, создаёт на корпусе прибора среднее напряжение в 110 В по отношению к нулю сети (можно проверить тестером относительно заземления или нуля) и выходным током короткого замыкания 0,3-0,8 мА (типичное значение).

Хотелось бы привести пример. В центральной аппаратной видеонаблюдения, имеющей несколько мониторов и других приборов, соединённых общем земляным проводом, но не присоединённым к заземлению, будет непременно «бить» током, так как суммарная ёмкость всех параллельно соединённых сетевых фильтров может составить значительную величину. Это обстоятельство может вызвать повышенный ток короткого замыкания, вплоть до опасного для жизни. Присоединение телевизионной камеры с длинным кабелем, расположенной на заземлённой металлической мачте, привело к появлению хорошо заметной 50-Гц помехи на изображении от этой камеры. Причиной помехи стало падение напряжения на оплётке кабеля, вызванного протеканием суммарного тока фазного провода сети по пути: суммарная ёмкость сетевого фильтра всех приборов, оплётка коаксиального кабеля, корпус телевизионной камеры, заземление через металлическую мачту. Помогло параллельное соединение всех приборов аппаратной на низкоомную шину контура заземления или установка изолирующего видеотрансформатора.

Аналогично синусоидальной 50-Гц помехе в телевизионный сигнал проникают другие помехи. Общая их особенность — возникновение паразитных токов в экране соединительного коаксиального кабеля. Отсюда следует вывод, что коаксиальный кабель должен быть высокого качества, иметь хорошо экранирующую оплётку и должен быть качественно заделан в байонетные разъёмы.

В сложных телевизионных сетях, включающих несколько постов видеонаблюдения, соединенных друг с другом линиями связи по обмену видеоинформацией, проявляется ещё один канал проникновения помех, связанный с «закольцовыванием» земель. Такие кольца успешно играют роль приёмных рамочных антенн. Практически все внешние электромагнитные поля диапазона спектра видеосигнала индуцируют в контуре кольца токи, протекающие по оплёткам кабелей, которые, в свою очередь, создают падение напряжения на сопротивлении оплётки и некачественно заделанных разъёмов, которое складывается с напряжением полезного сигнала и воспроизводится на мониторе в виде одной или нескольких перечисленных выше помех.

Источников помех может быть множество: электропривод лифтовых шахт, печи СВЧ, радиотелефоны, мощные радио и телевизионные передающие станции, различные технологические комплексы с электронными средствами автоматизаии и управления.

Основные средства борьбы с такими помехами — устранение (разрыв) земляных контуров, переход на звездообразное соединение аппаратных средств постов видеонаблюдения. Следует отметить, что ТВ сеть, выполненная на основе матричных коммутаторов видеосигнала, в принципе реализует распределение видеосигнала на посты видеонаблюдения по схеме «звезда», и возникновение вышеназванного рода помех здесь принципиально невозможно.

Накладка на изображение картинки от чужого телевизионного сигнала, как правило, происходит при обрыве цепи оплётки кабеля у той ТВ камеры, изображение от которой накладывается на остальные, так как цепь видеосигнала замыкается или через цепи заземления аппаратуры, или цепи питания и межблочного соединения.

Таким образом, возникновение и влияние паразитных токов сильно зависит от правильной конфигурации телевизионной сети, от чистоты и аккуратности выполнения кабельных соединений, качества коаксиального кабеля (не следует экономить на надёжных разъёмах и хороших кабелях), правильности выполнения цепей заземления (профессионализма проектировщиков и монтажников, прежде всего). Постоянное и аккуратное соблюдение этих правил позволяет заметно снизить уровень помех в телевизионных комплексах и гарантировать исключение их при дальнейшем аппаратном развитии существующей ТВ сети.

Источник: Н.Е. Уваров

Видеонаблюдение по витой паре

Система смонтирована. Работает. Но на некоторых камерах (или на всех) , на мониторе еле заметные (или очень заметные ) помехи. Первое, что необходимо это найти источник (источники) помех.

1. Отключите всю линейную часть. Оставьте только монитор и видеорегистратор (компьютер с платой видеозахвата). Если у Вас на приёмной стороне установлен кросс с размыкаемыми плинтами, это сделать очень просто. Установите размыкатели во все задействованные пары.

2. Подключите видеосигнал (желательно с генератора видеосигналов), гальванически развязанный от источников питания, которые питают видеокамеры, к каждому входу видеорегистратора (компьютера). Картинка на мониторе должна быть хорошей при подключении выхода генератора на каждый вход регистратора.

3. Последовательно, по одному проводу подключайте видеокамеры до появления на экране любой, даже малозаметной помехи.

4. Те видеокамеры, или тот провод, при подключении которого на экране появляются помехи, отключите и отложите в сторону. Подключите все видеокамеры. которые не дают помех.

5. Далее необходимо проанализировать месторасположение видеокамер, которые дают помехи. А так же питание этих видеокамер.

6. После того, как у Вас заработали часть камер, которые нормально работают, подключите одну видеокамеру, которая работает с помехой.

    а) Попробуйте эту видеокамеру запитать от АКБ. Если помеха исчезла, а питание у Вас общее на все видеокамеры, то необходимо изолировать корпус видеокамеры от несущей конструкции, на которой она установлена. Если питание локальное, от отдельного источника питания, то причина в этом источнике, или в линии связи к этому источнику. Например, один из проводов соединён с какими-либо металлическими конструкциями.

    б) Если при питании от АКБ на экране остаются помехи, необходимо вместо видеокамеры подать в линию видеосигнал с генератора видеосигнала. Питание генератора при этом должно быть автономным. Если на экране помехи исчезли, то дело в видеокамере. Если помехи остаются, то причина в передатчике или в линии связи. Причиной может быть обрыв одного из проводов витой пары, либо несоответствие пары. Если видеокамера отдельно работает нормально, то с высокой вероятностью на видеокамеру влияют в данном месте внешние помехи. Например, какие-либо источники света. Достаточно распространённое явление — помеха появляется после включения ламп освещения. Это результаты отклонения от норм производителей этих ламп по излучению помех.

7. После определения и устранения причины с одной видеокамерой. то же самое необходимо произвести и с остальными видеокамерами, которые дают помеху.
При наличии на объекте высоковольтных линий передач, трансформаторных подстанций, мощных электродвигателей и других источников электромагнитных помех — рекомендуем все линии связи, как сигнальные, так и питающие подключать через гальванические развязки.
Гальванической развязкой необходимо развязать потенциалы земель. Не пытайтесь выравнивать потенциалы проводом. Потенциалы выравниваются стальными шинами или арматурой минимальным диаметром 16 мм. Это задача энергетиков. Бесполезно устанавливать гальваническую развязку по сигнальным линиям (видеосигнал), если у Вас общее питание, то есть минус питания на приёмной части и минус питания на видеокамере электрически соединены.

Перечень причин возникновения помех:

    1. Разность потенциалов земель. Причина в присутствии напряжения между землями в месте установки видеокамеры и местом, где находиться приёмное оборудование гальваническое.
    2. При использовании оборудования передачи по витой паре линия связи должна идти только от передатчика к приёмнику. Линия связи не должна иметь никаких ответвлений.
    3. При обрыве (или не подключении) одного из проводов витой пары, второй (подключённый провод) может наводить помеху на другие пары в этом кабеле. Тоже самое происходит при выходе из строя передатчика, если уцелел один из проводов. Найти такую неисправность можно, только сняв напряжение с неисправного передатчика.
    4. Плохое качество электропитания. Как правило вышли из строя электролитические конденсаторы в источнике питания, в итоге очень большая пульсация. Для проверки проще всего использовать АКБ.


Похожие статьи...