Журнал о разной технике

нe oбeспeчивaют прeдoтврaщeния пoпaдaния пaрaзитныx элeктричeскиx нaвoдoк нa вxoды-выxoды пoдключeннoй видeoaппaрaтуры в слeдствии рaбoты рaзличныx рaдиoстaнций и сoздaющиx пoмexи пeрeдaвaeмoгo видeoизoбрaжeния;
В кaчeствe РК кaбeля кaк прaвилo выбирaют рaдиoчaстoтный кaбeль типa RG-59. Нa Рис.1Б прeдстaвлeнa сxeмa сoeдинeния видeoкaмeры нa спeциaльный вxoд кoмпьютeрa пoсрeдствoм тaк жe РК–кaбeля. Стaндaртным видeoсигнaлoм oт aнaлoгoвoй видeoкaмeры считaeтся сигнaл сo слeдующими пaрaмeтрaми: Eсли примeнять рaдиoчaстoтный кaбeль с вoлнoвым сoпрoтивлeниeм 50 Oм, тo при вoзникaющeй нeсoглaсoвaннoсти в вoлнoвыx сoпрoтивлeнияx рaзъeмoв, вxoдныx и выxoдныx вoлнoвыx сoпрoтивлeнияx aппaрaтуры и кaбeля связи нa изoбрaжeнии мoгут вoзникaть «рaзмытoсти», вызвaнныe oтрaжeнными сигнaлaми oт мeст нeсoглaсoвaннoсти вoлнoвыx сoпрoтивлeний. Кaк прaвилo, нa тaкиx рaсстoянияx дo 30-60 мeтрoв oт видeoкaмeры дo видeoмoнитoрa у мoнтaжникoв нe вoзникaeт ни кaкиx прoблeм и, тeм бoлee, eсли видeoкaмeры устaнaвливaются внутри здaния, в тex или иныx eгo пoмeщeнияx. Устaнoвкa видeoкaмeр нaблюдeния в дoстaтoчнo близкoм рaспoлoжeнии oт видeoмoнитoрa или видеорегистратора (как правило до 30-60 метров) скорее всего является той или иной частной задачей, которая не является типовой для системы охраны или видеонаблюдения. Появилось много разнообразных специализированных плат, встраиваемых в компьютер, позволяющих производить перевод аналогового сигнала от видеокамеры в цифровые сигналы и записи этой уже цифровой информации на жесткий диск компьютера. ВИДЕОСИГНАЛ. Но большинство задач по установке в эксплуатацию систем видеонаблюдения сводится к установке видеокамер как уличных, так и внутри помещений с протяженностью линий связи порядка от 300 до 1500 метров. По сравнению с популярными в прошлом аналоговыми видеомагнитофонами, современные устройства записи и хранения видеоинформации позволяют хранить полученное изображение на жестком диске «цифрового» видеорегистратора с последующим просмотром записи на отдельном мониторе, а так же и через компьютерные сети. 1А представлена схема включения видеокамеры на вход видеомонитора посредством линии связи с применением РК кабеля. Системы видеонаблюдения находят все большее применение в общих системах охраны зданий, помещений, территорий. Данный кабель имеет волновое сопротивление 75 Ом, что соответствует стандартному волновому сопротивлению в той или иной видеоаппаратуре.
Установка линейных видеоусилителей при использовании в качестве линии связи РК-кабель начиная с длин линий связи от 100 метров. Но, как уже было написано выше, такие помехи достаточно малы по своей мощности и не вносят значительных искажений в передаваемый по линии связи видеосигнал от удаленной видеокамеры. Гальванически развязывать корпус видеокамеры от ее кожуха, а сам кожух видеокамеры должен иметь заземление. В большинстве случаев РК–кабель подвешивают к металлическому тросу и все. Но такая прокладка РК – кабеля используется достаточно редко. Можно кратко сформулировать 10 основных правил установки систем видеонаблюдения. позволяют произвести развязку передающей и приемной видеоаппаратуры по постоянному току. Прокладка воздушных линий связи в металлических рукавах с периодичным их заземлением. По этому, устройства защиты по цепям питания так же необходимы в системах видеонаблюдения. При разрядах молнии электромагнитные наводки так же могут спровоцировать повышенное питающее видеоаппаратуру напряжение или неисправность линии питающего напряжения. Данные помехи, как правило, незначительны и только в редких случаях вносят значительные искажения в передаваемое изображение от видеокамеры. Длинная линия связи является достаточно хорошей антенной. Общая схема таких защит показана на Рис.5Б. 2. Применение в своей работе при монтаже систем видеонаблюдения этих простых и основных 10 правил поможет Вам устанавливать качественно системы видеонаблюдения. Помимо защиты входов-выходов видеоаппаратуры от наведенной на кабель импульсной наводки, необходимо защищать саму видеоаппаратуру от повышенного питающего напряжения. 7. В этом случае избавиться от постоянных электромагнитных помех практически невозможно. Защитой от таких помех может служить только прокладка РК кабеля в металлическом канале («гофре»). Как правило, в большинстве случаев достаточно иметь такую защиту, которая бы позволяла рассеивать импульсную помеху с импульсной мощностью до 1,5 кВт. Производить заземление всех оплеток РК-кабелей в одной точке. Разряд молнии по времени длится от 0.1 до 0.6 секунды. При возникновении в линии связи напряжения помехи большей по уровню, чем предусматривается в нормальной работе, устройства защиты ограничивают уровень сигнала по заданному максимально допустимому уровню сигналов в линии связи. 10. 4. 8. Помехи в линии связи и защита от больших импульсных помех. 3. Такой металлический и заземленный через каждые 25 – 50 метров канал имеет защитное ослабление помех на уровне 30–40 ДБ. Единственным условием в таких защитах является условие напряжения пробоя (начало работы защиты) между защитой и заземлением. Цельная металлическая труба, используемая в качестве канала для прокладки РК – кабеля и так же заземленная через каждые 25 – 50 метров ослабляет электромагнитные наводки по уровню на -70-90 ДБ. Применение осциллографа в работе монтажных организаций для установки и проверки уровней видеосигнала в тех или иных точках тракта передачи. Применение тестера в работах для определения в линиях связи обрыва или короткого замыкания. 1. На Рис.5А показана типовая схема установки устройств защиты («грозозащиты») без заземления. 9. Избавиться от них практически невозможно при несимметричной линии связи, которой является коаксиальный РК-кабель. 6. Но там, где по природным условиям грозы достаточно часты, то лучше применять для линий связи с РК-кабелем защиты с заземлением. Но существуют в природе грозы с их достаточно большими по мощности грозовыми разрядами молний. Установка только активных приемников и передатчиков видеосигнала по симметричным линиям связи при любой длине самой линии связи.
компенсировать каким-то видео эквалайзеров измененную АЧХ передаваемого сигнала до того, который имеет место на выходе видеокамеры практически невозможно;
вносят амплитудно-частотные искажения передаваемого сигнала от видеокамеры на видеомонитор, что ухудшает качество передаваемого изображения в той или иной мере;
не обеспечивают попадание на входы-выходы видеоаппаратуры импульсных электрических наводок большой амплитуды в следствии грозовых разрядов и которые могут вывести видеоаппаратуру из строя;
ослабляют передаваемый сигнал двукратно, что требует установки линейных видеоусилителей даже при коротких линиях связи;
Между потенциалами E2 и E1 через оплетку РК кабеля начинает течь ток, который может быть как переменным, так и постоянным, а так же и смешанным. Но к рассматриваемым проблемам эти частоты не имеют уже ни какого отношения, т.к. Как правило, эти обмотки идентичны. Как правило, видеомонитор или видеорегистратор заземляется. А оборудование передачи и приема видеосигнала по симметричным линиям связи («витой паре») позволяет активно бороться с наведенными паразитными электрическими помехами и их подавлять по уровню на 40-50 дБ (уменьшать в 400-500 раз). Внешний кожух посредством кронштейна закрепляется на столбе, стене здания. Практически все схемы видеокамер оснащены так называемым выходным защитным резистором, позволяющим схеме видеокамеры сохранять работоспособность при случайном замыкании контактов выходного разъема видеокамеры. Это различимость мелких объектов на видеоизображении. Разумеется, что схемы АРУ имеет некий допустимый диапазон напряжений входного видеосигнала по амплитуде, который они могут нормализовать. По этому, необходимо применение линейных видеоусилителей, которые позволяют нормализовать поступающий на вход видеоаппаратуры сигнал как по общему уровню, так и компенсировать затухание высокочастотной части видеосигнала в линии связи. Сопротивление центральной линии связи, допустим, имеет сопротивление 5 Ом. Применение линий связи с использованием РК-кабеля целесообразно для одиночно установленных удаленных видеокамер и на расстоянии по длине линии связи не более 300 –500 метров. Ориентировочно, область высоких частот в видеосигнала имеет границы от 500…700 кГц до 6,5 МГц. Производить измерение и настройку видеоусилителя по видеосигналу (расположенному выше «нулевой линии» осциллографа) достаточно сложно, т.к. видеокамеры на холостом ходу (без линии связи) / (R1+R2+R3)) * R3. Рассмотрим частотные свойства популярного РК кабеля RG-59. В противном случае качество и правильность измерений будет не соответствовать действительности. Схема измерения сигнала показана на Рис. Да, трансформатор – это такое устройство, которое может осуществлять преобразование переменного входного тока первичной обмотки в переменное магнитное поле внутри сердечника трансформатора. И зависимость коэффициента затухания в РК кабеле от частоты не линейна. А с другой стороны оплетка РК кабеля соединяется с шинами заземления, имеющими потенциал E1. На частоте 5 МГц затухание сигнала составляет уже 1,75 дБ/ на 100 метров. Допустим, что U вых. Трансформаторы имеют гальваническую развязку и тем самым обеспечивают не попадание на видеоаппаратуру паразитных токов. Это связано с тем, что РК кабель имеет разную величину затухания сигнала на частотах 100 Гц, 1000 Гц, 1 МГц, 8 МГц. Обратим внимание на то, что такие трансформаторы вносят амплитудно-частотные искажения в передаваемый видеосигнал от видеокамеры к видеомонитору. В результате, при подключении видеокамеры к видеомонитору образуется следующая цепочка: последовательно линии связи внутри видеокамеры установлен защитный резистор с сопротивлением R1, далее последовательно подключается сопротивление длинной линии связи (сопротивление центральной жилы РК кабеля) с полученным переменным сопротивлением (в зависимости от конкретной длинны линии связи) R2 и входным резистором между центральной жилок РК кабеля и экраном РК кабеля – R3 – входное сопротивление видеоаппаратуры равное 75 Ом. Необходимо на выходе линии связи (РК кабеля) включить резистор сопротивлением 75 Ом, как показано на рисунке, имитируя входное сопротивление видеорегистратора, видеомонитора или платы видеозахвата. Так называемый «завал» частотной характеристика видеосигнала в этой области частот и вызывает достаточно резкое ухудшении качества передаваемого видеоизображения по длинной линии связи. Внешняя удаленная видеокамера находится так же, как правило, в защитном кожухе. Если столб или стена здания имеют металлические полосы заземления и кронштейн видеокамеры соединен с такими полосами заземления, то получается, что оплетка РК кабеля в этой точке установки видеокамеры соединяется с шиной заземления, имеющий потенциал E2. они не зависят от параметров видеосигнала. Но осциллограф показывает не действующее значение переменного сигнала, а амплитудное его значение. Но применение длинной линии связи с РК кабелем (начиная от 50…70 метров и более) влечет за собой применение линейных видеоусилителей. При подключениях длинных линий связи с применением РК кабеля между видеокамерой и видеомонитором или видеорегистратором возникает проблема заземления. При воздействии электромагнитных наводок на блинную линию связи, в длинной линии связи наводятся так называемые наведенные электрические помехи, которые успешно передаются этими трансформаторами. Но у таких трансформаторов есть так же спектр частот, электрические сигналы которых они пропускают достаточно хорошо, а наведенные электрические сигналы в длинной линии связи которые по своему спектру выше полосы пропускания этими трансформаторами достаточно сильно ослабляются. Но в настоящее время видеомониторы применяют крайне редко, а в большинстве своем применяют видеорегистраторы и стандартные компьютерные видеомониторы, которые не имеют схемы АРУ. Отсюда можно сделать следующие выводы, что развязывающие трансформаторы в системах видеонаблюдения: Видеокамеры устанавливаются в кожухах через изолирующие прокладки, как показано на Рис.2Б. По этому, на видеовходы видеорегистраторов, плат «видеозахвата» должен поступать нормированный видеосигнал со стандартной амплитудой по напряжению. Задача линейного видеоусилителя сводится к компенсации потерь сигнала от видеокамеры в длинной линии связи как по низкой частоте (общий коэффициент усиления), так и по высокой частоте. Протяженные линии связи таят в себе не только ослабление полезного сигнала в линии связи и установку видеоусилителей. уровень напряжения сильно зависит от таких параметров, как освещенность объекта, на который направлена камера, уровень открытия диафрагмы. Выходное сопротивление защиты, установленное внутри видеокамеры, например, имеет значение 20 Ом, входное сопротивление видеоаппаратуры имеет значение 75 Ом. Стандартное значение действующего напряжения строчных и кадровых импульсов -0.4…-0.5 В. При длинах линии связи более 250–350 метров целесообразней применение симметричных линий связи («витая пара»). 4Б показаны характерные графики АЧХ таких трансформаторов. Эти сигналы позволяют видеомонитору «развернуть» на экране видеоизображение, передаваемое от видеокамеры. На этом настройка коэффициента усиления как видеоусилителя, так и всего тракта передачи видеосигнала будет закончена. Большинство видеомониторов оснащены схемой АРУ – автоматической регулировкой усиления. К сожалению, таких ручных тестеров нет. Получается делитель напряжения из R1, R2 и R3. шума линии связи + U шума наведенного. Создать абсолютно линейный сердечник трансформатора, который бы имел одинаковые значения электромагнитного потока при одинаковых входных параметрах входного сигнала на всех частотах от 50 Гц до 6.5 МГц практически невозможно. Но это справедливо только к активным передатчикам и приемникам аппаратуры передачи видеосигнала по симметричным линиям связи и в которых применены специализированные для этой задачи микросхемы. К сожалению это не так. Корпус видеокамеры механически через крепежные винты соединен с внешним кожухом. Как правило, трансформаторы для систем видеонаблюдения имеют две обмотки – входная и выходная обмотки развязывающего трансформатора. Для получения стандартного нормального видеоизображения на мониторе – на входе видеомонитора должен присутствовать стандартный видеосигнал с действующим значением 1 В, а не 0.75 В. На частоте 1 МГц – затухание составляет 0.78 дБ/100 метров. Данная схема представлена на Рис.3А. электронная схема видеокамеры, матрица видеокамеры имеют собственные шумы и значение «черного» цвета лежит выше нулевой линии. Да и самое лучшее КПД на оптимальной частоте данного сердечника ни когда не будет равным 100%. Следовательно, затухание видеосигнала на частоте 5 МГц составит примерно 5,25 дБ. Если сигналы кадровых или строчных импульсов будут иметь меньший уровень (0.1 В, например), то видеоизображение на видеомониторе может «срываться». Допустим, что линия связи имеет длину по кабелю равную 300 метров. Uд * 1.41 = Uампл. Уровни кадровых и строчных сигналов расположены ниже нулевой линии (по осциллографу). Таким образом, что бы нормализовать поступающий на вход видеорегистраторов видеосигнал от удаленной видеокамеры, необходимо применение видеоусилителей с регулировкой выходной амплитуды сигнала. Любая длинная линия связи имеет собственные шумы в широком спектре частот – так называемый собственный шум линии связи. В выходном сигнале от видеокамеры останутся в основном только кадровые и строчные импульсы. На длинную линию связи воздействуют электромагнитные волны радиостанций, паразитные электромагнитные наводки и помехи от того или иного электрооборудования, разряды зарниц и молний. Выше нулевой линии видеосигнала (по осциллографу) расположен сам видеосигнал с его информативной частью. Следовательно, та или иная измерительная аппаратура должна имеет входное сопротивление не менее 10 кОм (чтобы не «грузить» измеряемый сигнал) и данное сопротивление в диапазоне частот от 25 Гц до 10 МГц. Как правило, данный параметр редко бывает хуже 42…46 дБ. Существует мнение, что от многих подобных «бед» могут спасти трансформаторы. Регулировкой коэффициента усиления на плате видеоусилителя необходимо добиться амплитуды строчных и кадровых импульсов (расположенных ниже «нулевой линии» осциллографа) по значению от -0.4В до значения -0.65В. Достаточно легко настроить видеоусилитель (а так же и любой тракт передачи видеосигнала) по кадровым и строчным импульса, т.к. При разрядах молнии помеха все равно будет искажать или «сбивать» изображение в следствии того, что разряд молнии имеет достаточно широкий частотный спектр. Если поставить линейный видеоусилитель между окончанием длинной линии связи и видеорегистратором, то такая схема более удобна для монтажника. Но данная схема имеет существенный недостаток. А на частоте 7 МГц затухание составляет 2,1 дБ /на 100 метров. Величина протекающего тока в данном случае, будет зависеть от разности потенциалов в точках E1 и E2 и при этом могут протекать и высокочастотные токи, которые будут создавать помехи на видеоизображении. Единственным и доступным инструментом, позволяющим измерить видеосигнал, является осциллограф. Помимо этого длинная линия связи с применением РК кабеля вносит достаточно незначительные затухания видеосигнала по низкой частоте, но достаточно высокое затухание по высокой частоте видеосигнала. На Рис.3Б представлена схема правильной установки линейного видеоусилителя. Им можно измерить те или иные общие параметры видеосигнала которые нас интересуют. Самая информативная часть видеосигнала как раз и лежит в области высоких частот. Таким образом получаемый на входе видеомонитора сигнал от видеокамеры будет иметь значение, равное (1/ (20 + 5 + 75)* 75 = 0.75 В.