视频监控系统中微机控制系统的干扰及其解决措施

视频监控系统往往都工作在较恶劣的环境中,合理地设计系统,以保证系统的可靠性,是控制系统设计的重要组成部分。一个完善的控制系统不仅要实时准确,而且要可靠稳定,否则只能停留于实验室阶段,无法应用到现场,而失去实用价值。

在设计抗干扰的各种方案时,首先是抓住主要的干扰源,尽量削减其能量和峰值,然后阻止其剩余部分进入系统。下面按干扰源分类介绍各种干扰的来源和抗干扰措施。

一、空间辐射干扰及其解决措施

(1)空间辐射干扰的来源。这种干扰主要来自大功率发射机(如电台)、雷达、大功率电器等,它们通过空间电磁波在引线、电源线中感应干扰信号,常见的示波器、电视机、计算机等也会产生此种干扰信号。

(2)空间辐射干扰的解决措施。对付此种干扰的办法是屏蔽,屏蔽的种类和作用如下。

•静电屏蔽(法拉第屏蔽):即接地屏蔽,用来防止高频电磁场的影响。

•电磁屏蔽:用来防止电场影响。

•磁屏蔽:主要用于防低频电磁场的影响,采用高导磁系数可以防止磁感应。

屏蔽的接地有两种。

•与信号地浮悬而接大地,它主要用于弱信号的处理(比如数据采集)。

•与信号地连接。主要用于一般系统。

二、电源电压的脉冲干扰及其解决措施

(1)电源电压脉冲干扰的来源。电源电压的缓慢变化和不稳定性,可以通过交流稳压器和直流稳压器加以抑制,但它们对电源的脉动变化是无能为力的。这种脉动变化一般来源于大功率负载的启停、雷击等。

(2)电源电压脉冲干扰的解决措施。通常,抑制这种电源干扰的手段有:

•采用交流稳压器或UPS不间断电源供电。

•选用高导磁材料做磁芯组成C型变压器,线组采用对称线包结构,初次级加屏蔽。

•变压器初级加压阻电阻和噪声滤波器。

•分散独立供电,以减少公共电源的相互影响。

•采用不同相序供电,以减少相互的影响。

•采用开关电源和无感电源。

•采用隔离变压器等。

三、I/O口线的干扰及其解决措施

(1)I/O口线的干扰来源。通常,由于I/O口线直接与检测信号、受控设备等外设相连,因此I/O口线也是干扰的主要渠道之一。

(2)I/O口线的干扰解决措施。对付这种干扰的主要办法有:

•使用光电隔离(对数字信号)和隔离放大器(对模拟量)对系统各部分进行隔离。

•布线时高频信号尽可能远离信号线,中间加地线屏蔽。

•电源线和信号线分开。

•任何I/O线及电源线要尽量短,并且远离线圈和变压器。

•不同的地要采取隔离措施。

•对输入信号采用RC滤波器,使干扰信号有很大的衰减(尤其对高频干扰的抑制)。

四、I/O信号传输线路的干扰及其解决措施

(1)I/O信号传输线路的干扰来源。当I/O信号必须采用长线传输时,长线上就有共模干现代安防视频监控系统设备剖析与解读

扰或感应噪声电压。

(2)I/O信号传输线路的干扰解决措施。对付这种干扰的办法有:

•提高信号电平值或改变信号传送方式。一般,电流传送优于电压传送,数字信号传输优于模拟信号传输。

•选择合理的传输线和负载,尽量采用标准电缆和双绞线传输。因它们有抗干扰作用,同时要注意,在传输线路加入阻抗匹配和滤波电路。

•设计合理的接口电路,最好采用隔离传输的办法。

•选择合理的波形进行传输。

•信号线不与动力线平行敷设,使信号线免于强磁场的干扰。

•输入与输出线均采用穿管敷设的方式。

•线路在敷设过程中尽量避开上、下水及通风等金属管道。

•因电话线在接地和防雷等措施上较为成熟,所以可利用电话线。

五、地线干扰及其解决措施

(1)地线干扰的来源。由于存在地电流,则接地间产生电位差,从而影响输入电平的变化。

(2)地线干扰的解决措施。这种地线干扰可根据需要进行单点和多点接地,也可进行地线隔离。

接地方式一般有混合接地系统、交直流分开接地系统、一点接地系统及悬浮接地系统等。此外,在三相四线制的配电网络中,是中性点直接接地,按规程往往还要进行重复接地,这样能大大地消除由于各相间不平衡负载,引起的中性线上的电流和漏电流,以及由这种电流所引起的中性点电位的漂移。显然,可设专用接地极,并在电源的馈线上增加一条中性线。对这种接地方式,只要选好专用接地极电阻(不大于4Ω)就可以达到一定的效果。

一般地线要粗,数模分开,数字地干扰大,需建立一点公共地,各部分地分开走线。

六、其他干扰及其解决措施

干扰的来源主要是元件内部的热噪声干扰,总线竞争干扰等。这种干扰的解决措施是,可采用高质量元件和合理的电路设计来解决。

七、高可靠性的自动复位电路

为防止CPU受干扰后不能正常工作,一般都设有自动复位电路,以恢复其正常工作。因此,CPU的复位是系统正常工作的前提,要注意其可靠性。

自动复位要发挥微机软件的作用,要在应用软件中采取修正、补偿和滤波,要和硬件方面的抗干扰措施相互补充、结合、形成强有力的双重抗干扰措施。软件方面的措施有时非常有效,而且往往简单、并修改容易和经济。软件抗干扰不需增加设备,只需在程序上做相应的修改处理即可。

 

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