视频同轴电缆线缆的特性阻抗及设备终端阻抗为75Ω。当摄像机输出电阻、同轴电缆特性阻抗和监视器输入电阻匹配时,传输线传输的能量将全部被负载吸收,功率最大。当其阻抗不能匹配时,就会在同轴电缆中造成回波反射;使图像出现重影及波纹,甚至使图像跳动。因此,电缆中间不能接头,因为中间接头很容易改变接点处的特性阻抗,还会引入插入损耗。
视频同轴电缆传输图像信号。传输距离越远信号衰减越大;传输信号频率越高衰减越大。以SYV-75-5为例,在满足6MHz传输带宽标准的要求下,信号每30米衰减约1dB;按GB50198标准2.1.6.5条要求,利用摄像机输出上限+3dB,再利用监视器输入下限-3dB,共可衰减6dB其传输距离为180米。实际使用中虽然在长距离传输中采用SYV-75-5视频同轴电缆(如超过200m)直接使用电缆连接也可以得到稳定的图像,但因高频衰减会使图像的细节损失过多,分辨率下降、明暗对比度以及色彩饱和度的降低、影响到彩色的重现等等。在监视器屏幕看到的视频图像的轮廓部分将变得模糊不清。如果图像内容有细密的竖条,则这些竖条会变成灰蒙蒙的一片。如下图示出。
(1)原始图像(2)信号波形(3)高频衰减后的信号波形(4)劣化后的图像
按GB50198标准2.3.1.1条规定,当传输的黑白电视基带信号,在5MHz点的不平坦度大于3dB时,宜加电缆均衡器;当大于6dB时,应加电缆均衡放大器。当传输的彩色电视基带信号,在5.5MHz点的不平坦度大于3dB时,宜加电缆均衡器;当大于6dB时,应加电缆均衡放大器。
视频放大器一般都做在100~10000000Hz,通带平坦,增益为6dB左右,可以补偿同轴电缆在远距离传输时对图像信号所造成的衰减。用视频放大器对传输系统进行逐点补偿、等额补偿和前端补偿。逐点补偿使每个摄像点输入图像均匀一致,解决由于各摄像点距离不等导致各监视器上的图像明暗、色差不均的弊病。等额补偿是指各频率信号都要得到有效补偿,使被摄景物经传输后在监视器上获得复原重现。前端补偿是由于前端为信号源,除了摄像机本身限定的噪声指标外,视频信号是其主要成份;从这里插入放大器可得到最大信号噪声比。
另外,采用视频放大器虽然可能有效延长视频信号的传输距离,但是当传输距离超过600米时,增加视频放大器的数量便不奏效了。因为视频信号经多次放大后,其叠加的噪声也同样经过了多次放大,当噪声电平与视频信号电平几乎处在了同一个数量级上时,监视图像可能是在一片杂乱的背景噪点中。
五、图像显示部分
一般用监视器作为显示部分。它的功能是将前端传送过来的图像显示出来。监视器选用要点:(1)监视器的类型应与摄像机的类型相匹配。(2)监视器的清晰度应略高于(JGJ16-2008规定高100TVL)系统中摄像机的清晰度。(3)宜采用23~51cm屏幕的监视器。
六、系统供电和接地
系统供电和接地对监控图像质量至关重要。整套视频监控系统应有专门的统一供电电源,一般采用220V、50Hz的单相交流电源。设置UPS电源,其标称功率不得小于系统使用功率的1.5倍。由监控室引专线经隔离变压器对摄像机集中供电。系统接地采用一点接地方式。接地线不得形成封闭回路,不得与强电的电网零线短接或混接。系统采用专用接地装置时,其接地电阻不得大于4Ω;采用联合接地时,其接地电阻不得大于1Ω。
监控图像抖动、无彩色,或干脆无图像。可能是由供电线路的线径不够,线路降压过大,摄像机的供电电压值达不到要求值造成。如一只标准电压DC12V±10%红外摄像机、红外灯开启时工作电流500mA(I=0.5A),AC220V变压整流后DC12V采用RVV2*1.0(S=1mm²)线缆对距离100米(L=100m)处摄像机进行供电。估算经验公式:取单位导线电阻率ρ=0.01851Ω.mm²/m,线缆压降ΔU=I*ρ*(2L)/S=0.5*0.01851*200/1=1.85V。摄像机的供电电压下降15.4%,不能正常工作,需要增加线径。
监视器上出现木纹状的干扰。这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像就无法观看了。这种故障现象原因之一是由于在正常供电系统的电源(50Hz的正弦波)上叠加有干扰信号。
监视器的画面上出现了一条黑杠或白杠,并且向上或向下慢慢滚动。这种现象多半是由系统产生了地环路引入了50Hz的工频干扰所造成的。前端设备和终端设备之间的电位有电位差也会干扰视频信号,造成图像信号的畸变或图像出现滚道。因此接地线不得形成封闭回路,不得与强电网零线短接或混接,接地母线应采用足够截面积的铜制导线,确保前后端的地对地电阻<1Ω。还有为减少空间辐射干扰,也要求系统有良好接地。