监控共缆传输安装手册.doc
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1、一线通调试手册目录第一章系统组成及基本指标1.1 一线通概述1.2 信号调制与解调1.3 一线通系统组成1.4 系统基本指标第一章 系统设计2.1 常用器材符号2.2 基本原则1.各频道电平平坦;2.使干线信号传输衰减最小;3.尽量采用隔频传输;4.低频道就远,高频道就近;2.3 放大器使用2.4 系统设计第三章 系统调试方法3.1 各种器材的检验3.2 频道电平调整3.3 放大器调整第四章常见故障分析与排除4.1 系统外部干扰4.2 系统内部干扰4.2.1 雪花点干扰4.2.2 邻频干扰4.2.3 交调干扰、互调干扰第一章系统组成及基本指标1.1 一线通概述一线通全称叫宽频共缆一线通,它可以
2、在一条电缆线同时传输多路的图像信号,是有线电视传输技术在视频监控领域的应用。有线电视网络可以把几十套不同的电视信号集中在一条电缆线上传输,为我们收看电视节目提供了极大的方便。为保证电视收看质量,每套电视节目信号需要占用8MHz 宽度的频率资源,各电视台信号分布在不同的频率范围,这就是我们平常所说的电视频道,各频道对应的频率范围由国家统一规定划分。设要传输40 套电视节目需要占用840=320MHz 宽度的频率范围,这就是宽频的意思。用于传输有线电视信号的频率范围从47MHz 至880MHz ,可以容纳上百个电视频道,众多频道的信号在同一条电缆线传输俗称一线通。远帆科技有限公司生产的一线通产品就
3、是采用此技术实现的,产品设计的频道对应国家有线电视频道如表1.1 所示。信号传输分邻频和隔频两种,传输频道连续的就叫邻频传输,频道不连续的就叫隔频传输。表1.1 频道划分表注:Z 表示增补频道1.2 信号调制与解调由摄像头输出的信号称视频信号或称图像信号也称基带信号,多个摄像头的信号不能在同一条电缆线上同时传输。要实现共缆传输必须对各个视频信号进行技术处理,当然有多种的技术处理方法,宽频共缆技术只是其一。它应用有线电视传输技术,首先必须把各个摄像头输出的图像信号分别调制在不同频道的高频载波上,一线通产品中常用的调制方式有调幅(AM)和调频(FM),图像信号采用调幅方式,伴音和数据信号采用调频方
4、式。图像信号经过调制再利用专门的混合器或定向耦合器把这些信号汇集在一起,因为每个摄像头对应一个不同的频道,即一个摄像头相当一套电视节目,这样就实现了一条电缆线同时传输多路图像信号的目的,即实现一线通。严格说是在一条电缆线同时传输多路的图像载波信号,经过调制的高频载波称图像调制波。载波本身是高频信号,把图像信号搭载到高频载波上的过程称作调制,实现调制过程的设备称作调制器。这里高频载波就象是部车辆,图像信号就象是货物,把货物装到车辆上的过程就象调制过程,而图像调制波就象装有货物的车辆,也就是说调制波是包含有图像信息的高频信号。经过电缆线传输的图像载波信号到达目的地后必须从中还原出图像信号,这个过程
5、称作解调,用来实现解调的设备称解调器,它实际是一台电视接收机。由于我们需要同时还原出多路的图像信号,因此每一频道的图像载波信号必须单独使用一台解调器。前面提到图像载波就象装有货物的车辆,而解调过程就象从车辆上把货物卸下的过程。1.3 一线通系统组成一线通系统由调制器、解调器、分支器(定向耦合器)、分配器(混合器)、干线放大器、高频电缆线等组成,下面分别进行详细介绍。1.3.1 调制器把图像信号转化成高频载波信号的设备称调制器,有时把调制器称作系统中的前端设备,一个调制器出厂时对应一个固定的频道,使用时不可改变,采用调幅(AM)方式。 调制器在使用中必须注意两个重要问题,其一是图像信号的输入电压
6、,一般在1Vp-p0.3 Vp-p 范围。输入的图像信号电压太低使得图像效果发灰图像层次感下降甚至会产生图像扭曲;输入的图像信号电压太高使得图像黑白对比过强同样也会造成图像层次感下降甚至会产生图像扭曲。因此,使用中必须根据实际情况调整确定,每个调制器都留有调整输入电压大小的电位器,可用小螺丝刀进行调整,顺时针信号增大,反之减小。其二是图像载波输出电平(也称作射频输出电平),不同频道的调制器最大图像载波输出电平略有一些差别但一般都在105110dB范围内。每个调制器都留有输出电平调整电位器,可调整的范围是20dB,使用小螺丝刀进行调整,顺时针输出电平增大,反之减小。系统中各个调制器输出电平应根据
7、现场实际情况调整确定,这一步骤至关重要,输出电平调整不当将造成系统干扰,具体调整方法在第三章详细介绍。远帆科技有限公司生产的调制器有两种型号YF-T600、YF-600-1 如图1.1。其中YF-600-1 型号可提供12V/500mA 直流电源供摄像头使用。YF-T600 调制器 YF-T600-1 调制器 图1.1 1.3.2 解调器将图像载波还原成图像信号的设备称解调器,在系统中有时称作后端设备,解调器相当于电视接收机,只是少了显示部分。为了同时还原多路图像信号,每个频道必须单独使用一个解调器,为方便使用把多个解调器集中做在同一个机箱里称作多路解调器。常用解调器有单路、4路、8 路、12
8、路、16路,用户可根据工程实际需要选用。解调器的接收功能分为频道可调谐(可选台)和固定频道(不可选台)两种。前者同电视机一样通过频道搜索可以接收任意的频道,使用较为灵活,后者则不能进行频道搜索,一个调制器只能接收一个固定的频道,在产品出厂时已确定,使用中不能改变。因为监控设备在使用中不象收看电视节目需要经常换台,所以采用后者可降低一些成本。解调器使用时要求输入合适的信号电平,信号太弱图像会产生雪花点干扰,信号太强容易造成网状干扰或图像扭曲现象。一般情况单路解调器输入信号在65dB; 4路、8 路在70 dB; 12 路、16 路在75 dB。 YF-R600-1 单路解调器 YF-R600-4
9、 四路解调器 YF-R600-8 八路解调器 YF-R600-16 十六路解调器 图1.2 1.3.3 数据信号调制与解调带各种控制功能的摄像头需要提供控制信号,一般采用RS-485 数据控制,为使数据信号也能够在同一条电缆线传输,同样必须对数据信号进行调制和解调,采用调频方式,频率范围在1538MHz。数据调制、解调器做成独立式可插拔的线路板,使用非常灵活。1.3.4 混合器能把各频道信号混合在一起的器材称混合器,它实质是有线电视信号分配器,在有线电视传输网络中分配器用来把信号分配给各家用户。在一线通系统中是把各频道信号汇合在一起,因此联接方法必须颠倒,即分配器输出端(OUT)联接各频道信号
10、,分配器输入端(IN)成为混合信号输出端。常用的混合器有二、四、六、八、十二、十六混合器,如图1.4。图1.4 混合器在使用时必须注意的一个主要参数是混合损耗,也就是说各个频道信号经过混合器后会产生一定的衰减,各个端口有相同的衰减值。例如,某两个频道混合前的信号电平各为90dB,混合后输出电平各为86dB,减少的4dB电平就称混合器的混合损耗,而且路数越多混合器的混合损耗也越大。常用各种混合器的混合损耗如表1.2表1.2混合器损耗表1.3.5 定向耦合器向干线注入频道信号的器材称定向耦合器,它实质是有线电视信号分支器。我们首先必须对分支器的特性做全面了解,才能灵活应用它。分支器有三种端口分别是
11、:输入端口(IN)、主输出端口(OUT)、分支输出端口(BR),其中分支输出端口可以有多个,常用的有一分支器、二分支、三分支、四分支,各个分支输出端口的特性相同。 在有线电视传输网络中信号从输入端口(IN)输入,大部分信号从主输出端口(OUT)输出,分支端口(BR)只输出小部分信号。也就是说通过分支器可从干线上分出小部分信号支路供给用户,大部分信号沿干线继续传输。在一线通系统中,多数情况是随着干线的延长各频道信号逐个注入,所以也必须通过分支器来实现,同样其输入、输出端口必须颠倒,即主输出端口(OUT)接干线过来的原有信号,分支端口(BR)接新增加的频道信号,在输入端口(IN)即可得到原有信号加
12、新增的信号,而在输出端口(OUT)却得不到新增加的频道信号,这叫反向隔离,也是定向耦合器名称的由来。分支器在使用中有两个主要参数需要注意,一个是插入损耗,另一个是分支衰减。插入损耗是指输入、输出端口之间的信号损耗,要求越小越好,这样才能使信号传得更远;分支衰减是指分支端口的信号相对输入信号的衰减值,分支衰减量应该根据工程实际情况确定,具体计算确定方法在第二章详细介绍。表1.4 列出部分常用分支器的参数供参考。表1.4 部分常用分支器参数表从表1.4 中可以发现一个规律,分支衰减越大,插入损耗就越小;分支输出端口越多,插入损耗越大,这个规律在工程方案设计时必须注意。1.3.6 射频电缆线一线通系
13、统传输的是高频信号,传输线材必须选用高频电缆线(简称射频线)。选用射频线时除注意电缆本身制造材料及特性阻抗外需特别重视电缆线的衰减特性。射频电缆在传输射频信号时会产生衰减,通常我们用每100 米线长的衰减量来描述,即dB/100m 。不同规格的线材其衰减不同,同一规格线材对不同频率的信号衰减也不同,长度固定的情况下衰减量与频率的平方根成正比。某些劣质射频线衰减特性并不遵循此规律,出现对某些频道信号衰减特别大,这类线材千万不能采用。常用的几种射频线衰减特性如表1.5。表1.5 常用射频线衰减特性表(dB/100 米)1.3.7 干线放大器干线放大器用来补偿信号在电缆线传输所产生的损耗,分单向和双
14、向两种。单向放大器只对各频道载波信号进行均衡放大;双向放大器除放大各频道载波信号外,还对反向传输的数据载波进行放大。放大器的品质及使用时调整是否的当对整个工程的性能指标起着决定性的作用,因此必须引起我们足够的重视。放大器的主要参数有:1.放大器最大增益:衡量放大器放大能力的参数,用dB表示,常用放大器的最大增益在2530dB。实际增益应根据信号损耗情况调整确定,一般放大器都有1020dB 的增益调整范围。2.噪声系数:衡量放大器自身产生的噪声大小的参数。噪声信号在图像上表现为雪花点干扰,系统中各级放大器产生的噪声是累积的,常用放大器的噪声系数在8dB 以下,要求越小越好。3.最大输出电平:衡量
15、放大器动态范围的参数,要求最大输出电平越大越好,常用放大器的最大输出电平在110120dB。4.输入电平范围:保障放大器能正常工作的输入信号大小,一般在7090dB(国产模块一般不要超过85dB)之间。5.非线性失真:衡量信号经放大器产生的交调、互调干扰程度的参数,关于交调、互调干扰问题在第四章介绍。6.斜率补偿范围:前面介绍频率越高的信号电缆线对其衰减就越大,电平相同的各个频道信号经过一定长度电缆线传输后在末端会产生低频道信号电平高,高频道信号电平低的现象,这叫斜率衰减现象。因此,放大器在放大之前必须对它进行纠正,这就叫斜率补偿。要求放大器在其工作频率范围内有20dB 的斜率补偿能力。常用放
16、大器如图1.5 所示。 图1.5 单向放大器 双向放大器 1.3.8 均衡器 衰减器均衡器:一种能实现斜率补偿的器件,它分为固定式和可调式两种。上面介绍放大器具有斜率补偿功能,是在放大器内加入了一个可调均衡器,在某些情况下线路斜率衰减较大而放大器无能为力时可采用均衡器得到解决。衰减器:可对信号产生衰减的器材,在工程上不提倡使用。1.4 系统基本指标一线通系统质量的保障来自系统基本指标的实现,而一线通技术是有线电视传输技术的应用,这方面技术已非常成熟。国家早在1991年就颁发了标准,只要严格按照标准进行施工调试就能保证系统的传输质量。表1.7列出工程调试需要特别注意的5项主要指标供参考。表1.7
17、系统5 项主要基本指标第二章系统方案设计2.1 常用器材符号在一线通系统设计中各种设备器材有各自的符号表示,常用符号如表2.1 所示。表 2.1 常用符号2.2 基本规则在设计系统方案时有四项基本原则必须时刻注意,这四项基本规则是:各频道电平必须平坦;使干线信号传输衰减最小;尽量采用隔频传输;低频道就远,高频道就近。下面分别详细介绍。1.各频道电平必须平坦:这是一条最重要的原则,在上一章我们已介绍了系统指标,其中第一项就是对各频道电平的要求。也就是说在传输多路信号的线路中任何地方各频道电平的差异都必须符合指标要求。否则将造成各种干扰甚至使系统无法工作。2.使干线信号传输衰减最小:信号传输衰减越
18、小可延长传输距离及减少放大器的级数,造成信号衰减有两个因素,一是电缆线的传输衰减;另一个是接入分支、分配器时产生的衰减。其中电缆线对频率越高的信号衰减越大,所以在路数不多的情况下尽量选用低频道来传输。灵活选用分支器也是减少传输衰减的一个途径,从前面分支器参数表可知分支器插入损耗与分支衰减量及分支数目有关。用一例子说明:某干线中信号电平为85dB,此处要用一分支器注入一个频道信号,我们对照用1FZ8(插入损耗3dB)和用1FZ16(插入损耗1.5dB)两种分支器,结果输出相差1.5dB,用1FZ16 只是调制器输出电平要比用1FZ8 调高一些。所以在调制器输出电平能到达的情况下尽量选用分支衰减大
19、的分支器,这样就能保证干线信号传输衰减最小。而分配器的使用就简单了,只要各支路电平相等即可用分配器混合。3.尽量采用隔频传输:在传输路数较少的情况下可采用隔频方式,因为隔频之间电平平坦度比邻频之间的要求低,工程调试方便、指标容易达到。当系统由多条支路组成时各支路也尽量采用隔频传输。4.低频道就远,高频道就近:这一点很容易理解,因为同样的电缆线对高频道信号衰减较大,所以让频道高的调制器放在距监控室较近的地方。以上四项基本规则的核心是各频道电平的平坦性,一切都围绕此核心进行。2.3 放大器使用放大器是用来补偿信号传输过程中造成的各种衰减,信号衰减几个dB 放大器就补偿几个dB,同时还必须进行斜率补
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