運維系統(tǒng)

　　監(jiān)視器作為閉路監(jiān)控系統(tǒng)的終端設備，在工程使用（設計、安裝、調試）過程經常會碰到各種各樣的技術問題，而這些問題有的是由于與前端設備的配合或布線工藝、接地的合理性等問題造成的；有的是由于對監(jiān)視器本身的技術性能不了解造成的；當然也有可能是由于監(jiān)視器本身的問題造成的。本文將監(jiān)視器使用過程經常碰到的一些技術問題與讀者進行交流。

　　1、監(jiān)視器與電視機有什么區(qū)別？為什么電視機不能作為監(jiān)視器來使用？

　　監(jiān)視器在功能上要比電視機簡單（少了高頻頭和中放電路）但在性能上，卻要比電視機要求更高，其主要區(qū)別反映在三個“度”。

　　一是圖像清晰度：由于傳統(tǒng)的電視機接收的是電視臺發(fā)射出來的射頻信號，這一信號對應的視頻圖像帶寬通常小于6M，因而電視機的清晰度通常為400線左右。但監(jiān)視系統(tǒng)的前端設備清晰度通常大于400線，要求監(jiān)視器具有較高的圖像清晰度，故專業(yè)監(jiān)視器在通道電路上比起傳統(tǒng)電視機而言應具備帶寬補償和提升電路，使之通頻帶更寬，圖像清晰度更高。

　　二是色彩還原度：如果說清晰度主要是由視頻通道的幅頻特性決定的話，還原度則主要由監(jiān)視器中由紅（R）、綠（G）、藍（B）三基色的色度信號和亮度信號的相位所決定。由于監(jiān)視器所觀察的通常為靜態(tài)圖像，因而對監(jiān)視器色彩還原度的要求比電視機更高，故專業(yè)監(jiān)視器的視放通道在亮度、色度處理和R、G、B處理上應具備精確的補償電路和延遲電路，以確保亮／色信號和R、G、B信號的相位同步。

　　三是整機穩(wěn)定度：監(jiān)視器在構成閉路監(jiān)控系統(tǒng)時，通常需要每天24小時，每年365天連續(xù)無間斷的通電使用，（而電視機通常每天僅工作幾小時），并且某些監(jiān)視器的應用環(huán)境可能較為惡劣，這就要求監(jiān)視器的可靠性和穩(wěn)定性更高。與電視機相比而言，在設計上，監(jiān)視器的電流、功耗、溫度及抗電干擾、電沖擊的能力和裕度以及平均無故障使用時間均要遠大于電視機，同時監(jiān)視器還必須使用全屏蔽金屬外殼確保電磁兼容和干擾性能；在元器件的選型上，監(jiān)視器使用的元器件的耐壓、電流、溫度、濕度等各方面特性都要高于電視機使用的元器件；而在安裝、調試尤其是元器件和整機老化的工藝要求上，監(jiān)視器的要求也更高，電視機制造時整機老化通常是在流水線上常溫通電8小時左右，而監(jiān)視器的整機老化則需要在高溫、高濕密閉環(huán)境的老化流水線上通電老化24小時以上，以確保整機的穩(wěn)定性。

　　由上面的分析可見，如果使用電視機作為監(jiān)控系統(tǒng)的終端監(jiān)視器，除了可能感覺到圖像較為模糊（清晰度較低、色彩還原度較差）之外，電視機使用的元器件也不適合無間斷連續(xù)使用的要求。如果強行使用電視機作為監(jiān)視器，輕則易于產生故障，嚴重時可能會由于電視機的工作溫度過高而引起意外事故。

　　2、隔行監(jiān)視器和逐行監(jiān)視器有什么區(qū)別？

　　隔行和逐行主要是指監(jiān)視器顯像管的掃描方式。監(jiān)視器的圖像是二維圖像，而其重現(xiàn)過程是將二維輸入圖像變成一維的像素串，再通過水平掃描過程實現(xiàn)畫面從左側向右側的勻速移動 ；垂直掃描則將水平掃描線勻速地由垂直方向移動。隔行掃描是指將一幅圖像分成兩場進行掃描，第一場（奇數場）掃描1、3、5等奇數行，第二場（偶數場）掃描2、4、6等偶數行，兩場合起來構成一幅完整的圖像（即一幀）。因此對于PAL制而言，每秒掃描50場，場頻為50Hz，而幀頻為25Hz；對NTSC而言，場頻為60Hz，而幀頻為30Hz，雖然在人的視覺上屏幕重現(xiàn)的是連續(xù)的圖像，但由于奇數場和偶數場切換都會造成屏幕閃爍和明顯的行間隔線的效果。而逐行掃描則指其掃描行按次序一行緊接一行掃描的方式。隔行掃描監(jiān)視器有圖像質量差，清晰度低，噪波大和圖像閃爍嚴重等缺點。逐行掃描監(jiān)視器則是為了消除隔行掃描的缺陷，將模擬視頻信號轉換為數字信號，通過數字彩色解碼，借助數字信號存儲和控制技術實現(xiàn)一行或一場信號的重復使用（即低速讀入、高速讀出）的50Hz逐行掃描方式，或者再提高幀頻，實現(xiàn)60Hz、75Hz以至85Hz的逐行掃描方式。逐行掃描技術由于將輸入信號通過A/D轉換變成數字視頻信號再由數字解碼和數字圖像處理電路進行行、場掃描處理，通道帶寬大大提升（可達到10MHz至20MHz）、清晰度大大提高、噪聲大大地降低，同時逐行顯示消除了行間隔線和行間閃爍，而幀頻的提高（如60Hz～85Hz）則減輕或消除了大面積的圖像閃爍。因此逐行監(jiān)視器一經問世，便深受用戶的歡迎。當然，由于逐行監(jiān)視器采用一行或一場的重復使用，行頻比隔行提高了一倍，由15625Hz變成31250Hz，而60Hz逐行行頻則為37500Hz；75Hz逐行的行頻則為46875Hz。行頻提高之后，行輸出級的穩(wěn)定性和可靠性將受到嚴重的考驗，整機的設計和制造成本大大地提高，因此整機的價格也較高。

　　3、目前市場上標稱100Hz監(jiān)視器是隔行的還是逐行的？如果是隔行的，則其與60Hz或75Hz逐行監(jiān)視器有什么區(qū)別？

　　如問題2所述，由于50Hz隔行監(jiān)視器存在明顯缺陷，我們可以通過倍行的方式實現(xiàn)50Hz逐行掃描，或通過倍場的方式實現(xiàn)100Hz隔行掃描，另外還可以通過倍行+變頻（50Hz場頻×1.2或×1.5）形成60Hz逐行或75Hz逐行掃描，但截至目前為止，我們尚未發(fā)現(xiàn)國內外研發(fā)機構及芯片制造商推出倍行+倍場即100Hz逐行的技術和芯片，此外，要實現(xiàn)100Hz逐行顯示時，顯像管行偏轉線圈所承受的行頻將達到62500Hz的驅動頻率，這一高行頻的顯像管目前的技術也難于制造出來（顯示器使用的顯示管除外），因此可以斷定的是目前市場上標稱100Hz的監(jiān)視器只能是100Hz隔行掃描監(jiān)視器。

　　100Hz隔行掃描技術在前幾年的電視機市場曾經風靡一時，其代表性芯片方案如菲利浦的MK-9倍頻處理模塊、東芝公司的數碼100模塊等。但是隨著美國像素科技(包括前英屬開曼群島NDSP公司)和泰鼎公司等倍(變)頻60Hz(75Hz)逐行處理模塊的出現(xiàn)，100Hz隔行掃描技術已逐步被淘汰。100Hz隔行掃描技術與50Hz隔行掃描技術同樣存在行間閃爍、視在爬行、行蠕動、圖像粗糙和邊緣鋸齒等現(xiàn)象。而60Hz及75Hz逐行掃描監(jiān)視器則由于采用了高幀頻和逐行技術而較為理想地消除了上述100Hz掃描存在的缺陷，因而100Hz隔行技術已經基本上被60Hz或75Hz逐行技術所取代。

　　4、監(jiān)視器為什么較易受磁化？如果監(jiān)視器被磁化應如何處理？

　　地磁場和監(jiān)視器顯像管周邊的帶磁物質，如金屬機柜的漏磁等均會使電子槍電子束產生附加偏轉，影響色純度和電子槍R、G、B三束電子束的運動軌跡精度。另外，彩色顯像管內部金屬陰罩板及其支架以及外部的防爆環(huán)等金屬部件，在彩色監(jiān)視器移動時將改變與地磁場的取向，地磁場將磁化這些部件，直接或間接地影響顯像管的色純度和會聚，在屏幕上將會造成某一局部的偏色。故此建議監(jiān)視器擺放時盡可能南北擺放(屏面垂直南北向)且遠離磁性物體，盡可能減弱地磁場的影響。

　　監(jiān)視器中設有自動消磁電路，監(jiān)視器在每次開機使用時可以消除通常情況下CRT內部金屬部件被外來磁場磁化的影響。

　　如果監(jiān)視器被磁化（表現(xiàn)為色純不良）現(xiàn)象較輕微的，多次開關機即可使被磁化的金屬部件消磁 ；如果磁化嚴重即使多次開關機仍色純不良的，則只有使用外部消磁的方法了。

　　5、CRT監(jiān)視器與LCD監(jiān)視器在性能上有什么區(qū)別？CRT監(jiān)視器會否被LCD監(jiān)視器所取代？

　　使用陰極射線顯像管(CRT)的彩色監(jiān)視器和使用液晶顯示屏（LCD）的彩色監(jiān)視器在圖像重顯原理上是有區(qū)別的，前者采用磁偏轉驅動實現(xiàn)行場掃描的方式（也稱模擬驅動方式），而后者則采用點陣驅動的方式（也稱數字驅動方式）。因而前者往往使用電視線來定義其清晰度，而后者則通過像素數來定義其分辨率。CRT監(jiān)視器的清晰度主要由監(jiān)視器的通道帶寬和顯像管的點距和會聚誤差決定，而后者則由所使用LCD屏的像素數決定。CRT監(jiān)視器具有價格低廉、亮度高、視角寬、使用壽命較高的優(yōu)點，而LCD監(jiān)視器則有體積?。ㄆ桨逍停?、重量輕、圖像無閃動無幅射的優(yōu)點，但是LCD監(jiān)視器的主要缺點是造價高、視角窄（側面觀看時圖像變暗、彩色漂移甚至出現(xiàn)反色）、使用壽命短（通常LCD屏幕在燒機5000小時之后其亮度下降為正常亮度的60%以下，但CRT的平均使用壽命可達3萬小時以上）等缺點。應該肯定的是：價格、視角和使用壽命是影響LCD監(jiān)視器普及的三大瓶頸。當然，LCD作為平板顯示器件的一項最為成熟的前沿產品，已越來越受到國內外有關廠家的重視，其技術正在不斷的進步。目前新型的采用面內切換技術的薄膜品體（TFT）工藝的LCD屏的水平視角已可達到160°、 垂直視角已可達到140°； 與此同時，LCD的價格將隨著產品的逐步普及和產量的逐步上升而逐漸下降；LCD的使用壽命也將隨著LCD背光源及液晶材料技術的不斷進步而提高。因此無可置疑的是若干年后（可能是5年或10年之后）LCD監(jiān)視器完全有可能取代CRT監(jiān)視器成為監(jiān)視器市場的主流產品。

　　6、監(jiān)視器作為矩陣控制系統(tǒng)的監(jiān)視器終端時，為什么在矩陣控制器切換圖像時會出現(xiàn)一段時間的不同步現(xiàn)象？

　　在監(jiān)控系統(tǒng)中，每路前端設備（如攝像機）等輸出的圖象信號中的場同步信號如果存在相位差，則矩陣控制器切換各路圖象信號時，監(jiān)視器便會出現(xiàn)一段時間的不同步現(xiàn)象，相位差越大，不同步的時間就越長。因此建議在構建監(jiān)控系統(tǒng)時，應盡量選用帶有外同步（GEN-LOCK）輸入的前端設備，并且所有的前端設備均使用外同步方式，即各路圖象信號的場同步都受同一同步信號控制，促使監(jiān)視器屏幕顯示同步。

　　7、在使用監(jiān)視器觀察圖像時，為什么有時會出現(xiàn)圖像扭曲、變型失真、行場不同步甚至無輸入信號的故障、現(xiàn)象？

　　這一問題可能由下述原因造成 ：

　　1.監(jiān)視器的行業(yè)標準規(guī)定，專業(yè)監(jiān)視器的輸入信號幅度為1Vp-p±3dB(約0.7Vp-p～1.4Vp-p)，輸入阻抗為75Ω。因此，如果輸入信號由于線纜衰減、阻抗不匹配或傳輸電纜的BNC頭制作不規(guī)范等原因，造成輸入信號幅度遠低于0.7p-p；或者由于攝像機的輸出不規(guī)范或接入了某些不規(guī)范的接入設備（如分配器、放大器等）導致輸入信號幅度遠大于1.4Vp-p時，均有可能造成圖像失真、行場不同步等現(xiàn)象。

　　2.由于視頻頻率范圍較寬，視頻信號在傳輸過程中較易受到干擾（包括50Hz電源干擾，電磁波干擾等），從而影響圖像質量。干擾嚴重的可能造成圖象扭曲、變型、滾道、行場不同步。因此監(jiān)控系統(tǒng)安裝過程中，視頻線必須遠離電磁波干擾源，

　　3.前端設備、控制主機設備及終端設備之間地電位有電位差也會干擾視頻信號，造成圖像信號的畸變或圖像出現(xiàn)滾道，如果在整個系統(tǒng)帶電接入時（即前端設備、主控設備及終端設備均處于通電狀態(tài)下接入BNC頭連接前后端設備時），可能由于前后端設備的地線（實際上便是傳輸電纜的屏蔽層）之間的電位差造成地對地跳火，這一跳火嚴重時會擊毀輸入端的元器件或PCB板上的地極敷線。造成輸入端開路，輸入無圖像故障。因此監(jiān)控系統(tǒng)工程的建設應嚴格按規(guī)范設計、施工。接地系統(tǒng)建議采用一點接地方式。接地母線應采用足夠截面積的銅質導線，確保前后端的地對地電阻＜1Ω，接地線不得形成封閉回路，不得與強電網零線短接或混接。

　　8、監(jiān)視器的清晰度是如何定義的？有什么儀器可以檢測出監(jiān)視器的清晰度？

　　如問題1所述，監(jiān)視器的清晰度是由監(jiān)視器視頻通道的帶寬和顯像管的點距和會聚誤差決定的，對于PAL信號而言，其通道帶寬與清晰度之間的折算關系為1M78線，對NTSC制式而言，為1M65線；此外，要確保監(jiān)視器相應的清晰度，監(jiān)視器使用的顯像管的點距和會聚誤差也必須達到相應的要求，例如對會聚誤差而言：監(jiān)視器水平清

　　必須指出的是，某些廠家在監(jiān)視器出廠時對監(jiān)視器的清晰度的標稱有夸大行為。實際上對于監(jiān)視器清晰度的評判一方面可以通過圖象主觀評價判別出來，另一方面也可以通過專用儀器━━帶多波群圖像的圖像信號發(fā)生器的顯示結果判別出來。

　　9、同一支彩色攝像機在不同的彩色監(jiān)視器上為什么有的能顯示出彩色，有的只能顯示黑白圖像？

　　攝像機和監(jiān)視器作為監(jiān)視系統(tǒng)的前、后端設備，其原理剛好相反，前者是通過CCD（或其它傳感器件）將被攝對象的成像轉變成為電信號，并經視頻處理電路處理成為視頻信號；而監(jiān)視器則用于將視頻信號通過視頻通道的解碼電路分解出紅（R）、綠（G）、藍（B）和亮度（Y）信號，并通過視放電路驅動顯像管的電子槍形成R、G、B三束電子束射向屏幕。輸入視頻信號還同時通過同步分離電路分離出行、場同步信號，并通過行、場輸出電路驅動顯像管的行、場偏轉線圈產生行、場掃描信號，促使射向屏幕的電子束一一落在相應位置，最終重現(xiàn)一幅幅穩(wěn)定的圖像。對于PAL彩色視頻信號而言，其色度信號通常被調制在中心頻率為4.43MHz的彩色副載波上，如果攝像機產生的彩色副載波頻率產生偏移，或者監(jiān)視器解碼電路的4.43MHz副載波振蕩器的中心頻率產生偏移，則有可能使重現(xiàn)的圖像不能顯示出彩色，而變成寄生有網紋信號的黑白圖像。彩色監(jiān)視器行業(yè)標準所規(guī)定的彩色副載波同步范圍為4.43MHz±300Hz,因此如果攝像機輸出的復合視頻信號的彩色副載波頻率偏移量超過±300Hz時，則在監(jiān)視器上將有可能不能重現(xiàn)彩色圖像。當然，監(jiān)視器的彩色同步范圍也可以調得寬些（如±500Hz），但彩色副載波信號的寬度和品質因數是相克的，同步范圍如果故意擴大，則彩色噪波則會相應增大，即彩色信號的品質也相應會下降。

　　另一方面：如果監(jiān)視器輸入的復合視頻信號幅度嚴重下降或嚴重畸變，也可能造成重現(xiàn)圖像無彩色的現(xiàn)象，這是因為彩色監(jiān)視器的行業(yè)標準規(guī)定專業(yè)級監(jiān)視器輸入信號的幅度為1Vpp±3dB(約為0.7Vpp～1.4Vpp)，相應地其彩色副載波信號幅度為0.3Vpp±3dB（改為0.21Vpp～0.42Vpp），如果監(jiān)視器出廠按這一標準設計調試的話，則當輸入信號由于長距離傳輸致使輸入信號幅度低于0.7Vpp，或由于使用了非75Ω標準的同軸電纜而造成高頻衰減，致使彩色副載波的信號幅度低于0.21Vpp的話，也可能導致重現(xiàn)圖像無彩色，此時便必須在敷線時增設視頻放大器或選用75Ω標準的同軸電纜了。