电梯监控干扰产生机理和抗干扰设计要点.docVIP

电梯监控抗干扰技术原理与要点 1. 综述 监控工程中，电梯监控由于应用环境复杂，视频干扰问题，是常见的工程中难题，若不能很好解决，监控图像在电梯工作时，会产生诸如横纹、斜纹、网纹、尖刺纹等严重的干扰，使工程质量达不到预期要求甚至系统无法交付使用。 当前系统集成商在电梯监控中往往忽略干扰问题，只是在工程施工中干扰出现时，才被动的解决。这样既影响工程正常工期，又会使投资建设方对系统整体性能和质量产生疑问，给后期维护和工程款项的支付造成困难；另外解决问题所用设备（如抗干扰器），也很难重新申请款项。所以建议系统集成商在系统方案设计时，对电梯监控的干扰问题就予以考虑，将视频抗干扰器等设备计入工程设备项；选择合适的传输方式和传输线缆；制定合理的施工方案，将隐患消弥于未然，使工程高质高效的完成，为企业赢得良好的信誉。 本文旨在论述电梯监控的特点及干扰产生的机理，使系统集成商在工程设计和施工中有的放矢，以技术手段解决干扰难题。 2. 干扰产生机理分析 干扰产生有三个要素： 干扰源 对干扰信号敏感的接收电路（或电子系统） 干扰源到接收电路（或电子系统）的耦合通道 1） 干扰源 电梯电机为高压、大功率设备（相对于视频系统），其启停、加/减速、运行过程中会产生大量的干扰信号，且现在电梯大多使用变频电机，作为干扰源其干扰信号从工作频率到该频率高次谐波分布很广、频谱很宽、功率较强，而该干扰信号频谱范围可能覆盖视频信号的频率区或高频段。 在视频传输中，由于电梯内还有很多其它控制、动力（照明、风扇）、通信等电缆，各种电缆都会产生电磁辐射，而这些电缆与视频电缆平行走线，且长度较长，易对视频信号造成干扰。 外部干扰源为高电压小电流时，主要为电场干扰；干扰源为低电压大电流时，主要为磁场干扰。电梯监控环境，电场、磁场干扰并存，且较严重。在干扰分析时，近场（干扰源与被干扰系统间距离＜干扰源波长的1/6＝可把电场和磁场分别处理；远场应按电磁场组合来分析。 当电缆中的介质不与导体保持接触时，介质由于摩擦可以带电，称之为摩擦电效应。这往往由于电缆机械弯曲而引起，这种电缆的带电即成为噪声源。 若传输电缆间有接头，若接头处连接不可靠，会产生接触噪声。接触噪声正比于直流电流的大小，功率密度正比于传输信号频率的倒数（1/f），为低频噪声。这主要由于电缆接头处虚焊或接头长期裸露于空气中，接点氧化造成。 当传输线在磁场内运动，线的两端即会产生感应电压，若一个工作导线在这种磁场中运动，导线上就会产生噪声，噪声大小取决于线缆的环路面积、移动速度和磁场频率，视频电缆因其同轴性环路面积较小（理想同轴电缆，环路面积等于零，无噪声信号。但实际电缆会有一定偏差，会有环路面积，一般较小），感应的噪声信号较小，但若磁场较强，感应产生的噪声信号对视频之类的宽带低电平信号仍可能产生较大的影响。由于电梯的动力系统及其他设备会产生较强的杂散磁场，监控传输线缆（电源及视频信号线）又随着电梯上下同步运动，会产生这种干扰源，尤其当视频传输线缆屏蔽层前后端接地时，对低频磁场其环路面积会非常大，线路上感应的噪声信号会很强，将对视频信号产生严重干扰。 当视频系统前端设备和后端设备都接地，且地线与交流电源地相同，因交流电源地之间会有较大的电位差，作为干扰源会使视频图像产生严重的工频干扰，具体表现为图像中出现一条横线，当视频信号场频与电源同步时，此横线静止不动；当二者不同步时，此横线将以电源频率与视频信号场频之差上下移动。 2） 视频系统（接收器） 视频系统包括前端（信息采集）、传输系统、后端（信息处理）部分，前端设备摄像机将采集的图像信息转化为标准的视频信号输出，该视频信号为宽带（10～6MHz）小信号（1～2Vpp），信噪比较低，对干扰噪声比较敏感。由于电梯环境中各种干扰源和耦合通道的存在，若不采取有效措施，会对视频系统会产生的干扰，根据干扰信号频率的不同，视频图像表现为横纹、斜纹、网纹、尖刺状纹干扰。尤其在楼层高时，传输线路较长，线路的衰减使得信噪比进一步降低，干扰会更加严重。 3） 干扰波的耦合 干扰源所产生的电磁干扰波，通过耦合使视频信号产生相应的干扰噪声。与电梯监控相关的噪声耦合方式有以下几种： 传导耦合 传输导线经过具有噪声的环境中，即拾取噪声并传送到电子系统设备中造成干扰。电梯监控中的传导耦合干扰，主要为干扰噪声经电源、视频传输线路传至系统。电源噪声将使被供电的摄像机输出的视频信号被干扰，因视频源被干扰，即使在传输中加抗干扰设备亦无法消除；视频信号在传输线路上被干扰，将直接影响视频图像。 经公共阻抗耦合 当两个系统电路的电流经一个公共阻抗时，一个系统电路的电流在该公共阻抗上形成的电压影响到另一个系统电路中，此即为公共阻抗耦合。公共阻抗可以是电阻、电容、电感。该耦合一般发生在两个系统电路共地或共电源时。