CN106655754B - 一种抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法 - Google Patents

一种抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法，抗干扰电路包括：第一电压采集模块，第二电压采集模块，参考电压模块，误差放大模块和可调负载。该抗干扰电路通过利用主控制器对摄像机的电源入口端的电压进行监控，利用误差放大模块对其第一输入端和第二输入端的电压差值进行放大，从而通过可调负载对摄像机的电源入口端的电压进行调节，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，进而使摄像机的电源入口端的电压保持在一个恒定值。因此与现有的抗干扰电路相比，本发明提供的抗干扰电路可以从源头上解决回流干扰及成本较高的问题。

Description

一种抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法
技术领域
本发明涉及视频领域，尤其涉及一种抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法。
背景技术
在模拟视频系统方案中，为了布线方便和降低成本，一般会采用专用的供电设备来给多台模拟摄像机同时供电，这样多台模拟摄像机一般也会同时接到一台硬盘录像机上面，使得模拟摄像机之间存在回流干扰，进而影响图像质量。具体如图1所示，以两台模拟摄像机为例，第一模拟摄像机1和第二模拟摄像机2发送模拟视频信号经过线缆传输到硬盘录像机3，信号从地线GND回流，其中虚线为第一模拟摄像机1的一条电源电流回流路径，由于该回流路径经过第二模拟摄像机2的视频地，会导致第二模拟摄像机2的视频信号的参考地平面波动，从而导致了第二模拟摄像机2的图像上有条纹。同样道理，第二模拟摄像机2也会干扰到第一模拟摄像机1的视频信号，从而导致第一模拟摄像机1图像上也有干扰条纹。
为了解决上述问题，目前的解决方案，一种是在第二模拟摄像机2与供电设备4之间增加电源隔离器来阻断回流路径或者增加扼流圈增大回流路径的阻抗，另一种是在第二模拟摄像机2与硬盘录像机3之间增加视频隔离器来增大回流路径上的阻抗。但是现有的使用电源隔离器的方案会有成本较高的问题；使用扼流圈和视频隔离器的方案只是增大回流路径上的阻抗，只能在一定程度上减轻干扰，不能完全消除。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法，用以解决现有的抗干扰方式存在的成本高及不能从源头上解决回流干扰的问题。
因此，本发明实施例提供的一种抗干扰电路，所述抗干扰电路应用于摄像机中，所述抗干扰电路包括：第一电压采集模块，第二电压采集模块，参考电压模块，误差放大模块和可调负载；其中，
所述第一电压采集模块用于将所述摄像机的电源入口端的电压经过分压后提供给所述摄像机的主控制器，以通过所述主控制器读取所述第一电压采集模块输出的电压值；
所述第二电压采集模块用于将所述摄像机的电源入口端的电压经过分压后提供给所述误差放大模块的第一输入端；
所述参考电压模块用于向所述误差放大模块的第二输入端提供参考电压，且所述参考电压的大小等于所述摄像机的电源入口端电压为最小值时所述第二电压采集模块输出的电压；
所述误差放大模块用于根据其第一输入端和第二输入端的电压对所述可调负载进行控制，当所述误差放大模块第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，增大所述可调负载的负载值，以降低所述摄像机的电源入口端的电压，直到所述摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。
较佳地，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，所述参考电压模块具体用于将所述主控制器输出的脉宽调制信号转换为直流电压信号反馈给所述摄像机的主控制器，以通过所述主控制器控制所述参考电压模块输出参考电压。
较佳地，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，所述参考电压模块包括第一电阻和电容；其中，
所述第一电阻的第一端和所述电容的第一端均与所述误差放大模块的第二输入端以及所述主控制器的第一模数转换管脚相连，所述第一电阻的第二端与所述主控制器的脉宽调制管脚相连，所述电容的第二端接地。
较佳地，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，所述误差放大模块包括误差放大器；其中，
所述误差放大器的正向输入端为所述误差放大模块的第一输入端，所述误差放大器的负向输入端为所述误差放大模块的第二输入端，所述误差放大器的输出端为所述误差放大模块的输出端；所述误差放大器的使能控制端用于接收控制信号；其中，
所述控制信号用于当所述参考电压模块输出参考电压时控制所述误差放大器开启。
较佳地，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，所述误差放大器的使能控制端与所述主控制器相连。
较佳地，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，所述可调负载包括场效应管；其中，
所述场效应管的栅极与所述误差放大模块的输出端相连，所述场效应管的漏极与所述摄像机的电源入口端相连，所述场效应管的源极接地。
较佳地，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，所述第一电压采集模块包括：第二电阻和第三电阻；其中，
所述第二电阻的第一端与所述摄像机的电源入口端相连，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述主控制器的第二模数转换管脚相连，所述第三电阻的第二端接地。
较佳地，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，所述第二电压采集模块包括：第四电阻和第五电阻；其中，
所述第四电阻的第一端与所述摄像机的电源入口端相连，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端和所述误差放大模块的第一输入端相连，所述第五电阻的第二端接地。
相应地，本发明实施例还提供了一种摄像机，包括主控制器和本发明实施例提供的上述任一项所述的抗干扰电路。
相应地，本发明实施例还提供了一种摄像机的抗干扰方法，包括：
所述主控制器读取所述抗干扰电路的第一电压采集模块输出的电压值；
当所述电压值的波动超出预设范围时，所述主控制器根据至少一帧时间中所述电压值的变化确定所述摄像机的电源入口端的电压的最小值；
所述主控制器根据确定的所述摄像机的电源入口端的电压的最小值以及所述抗干扰电路的第二电压采集模块来确定参考电压值；
所述主控制器控制所述抗干扰电路的参考电压模块输出参考电压，并控制所述抗干扰电路的误差放大模块接收所述参考电压；
所述抗干扰电路的误差放大模块根据其第一输入端和第二输入端的电压对所述抗干扰电路的可调负载进行控制，当所述误差放大模块第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，增大所述可调负载的负载值，以降低所述摄像机的电源入口端的电压，直到所述摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。
本发明实施例提供的抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法，抗干扰电路包括：第一电压采集模块，第二电压采集模块，参考电压模块，误差放大模块和可调负载。该抗干扰电路中，通过主控制器读取第一电压采集模块输出的电压值来确定摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，从而确定参考电压值，通过根据误差放大模块的第一输入端和第二输入端的电压值来调节可调负载的值，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。本发明实施例提供的抗干扰电路通过利用主控制器对摄像机的电源入口端的电压进行监控，利用误差放大模块对其第一输入端和第二输入端的电压差值进行放大，从而通过可调负载对摄像机的电源入口端的电压进行调节，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，进而使摄像机的电源入口端的电压保持在一个恒定值。因此与现有的抗干扰电路相比，本发明提供的抗干扰电路可以从源头上解决回流干扰及成本较高的问题。
附图说明
图1为现有的抗干扰电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的抗干扰电路的结构示意图之一；
图3为本发明实施例提供的抗干扰电路的结构示意图之二；
图4为本发明实施例提供的摄像机的抗干扰方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各结构的大小和形状不反映上述抗干扰电路的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种抗干扰电路，该抗干扰电路应用于摄像机中，如图2所示，抗干扰电路包括：第一电压采集模块01，第二电压采集模块02，参考电压模块03，误差放大模块04和可调负载05；其中，
第一电压采集模块01用于将摄像机(图中未示出)的电源入口端Vin的电压经过分压后提供给摄像机的主控制器06，以通过主控制器06读取第一电压采集模块01输出的电压值；
第二电压采集模块02用于将摄像机的电源入口端Vin的电压经过分压后提供给误差放大模块04的第一输入端；
参考电压模块03用于向误差放大模块04的第二输入端提供参考电压，且参考电压的大小等于摄像机的电源入口端Vin电压为最小值时第二电压采集模块02输出的电压；
误差放大模块04用于根据其第一输入端和第二输入端的电压对可调负载05进行控制，当误差放大模块04第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，增大可调负载05的负载值，以降低摄像机的电源入口端Vin的电压，直到摄像机的电源入口端Vin的电压为最小值时的电压。
本发明实施例提供的抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法，抗干扰电路包括：第一电压采集模块，第二电压采集模块，参考电压模块，误差放大模块和可调负载。该抗干扰电路中，通过主控制器读取第一电压采集模块输出的电压值来确定摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，从而确定参考电压值，通过根据误差放大模块的第一输入端和第二输入端的电压值来调节可调负载的值，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。本发明实施例提供的抗干扰电路通过利用主控制器对摄像机的电源入口端的电压进行监控，利用误差放大模块对其第一输入端和第二输入端的电压差值进行放大，从而通过可调负载对摄像机的电源入口端的电压进行调节，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，进而使摄像机的电源入口端的电压保持在一个恒定值。因此与现有的抗干扰电路相比，本发明提供的抗干扰电路可以从源头上解决回流干扰及成本较高的问题。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，抗干扰电路既可以设置在摄像机电源入口端，也可以设置在摄像机内部，在此不作限定。
较佳地，具体实施时，在本发明实施例提供的上述抗干扰电路中，抗干扰电路是以设置在摄像机电源入口端为例进行说明的。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，参考电压模块具体用于将主控制器输出的脉宽调制信号转换为直流电压信号反馈给摄像机的主控制器，以通过主控制器控制参考电压模块输出参考电压。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，如图3所示，参考电压模块03包括第一电阻R1和电容C；其中，
第一电阻R1的第一端和电容C的第一端均与误差放大模块04的第二输入端以及主控制器06的第一模数转换管脚ADC1相连，第一电阻R1的第二端与主控制器06的脉宽调制管脚PWM相连，电容C的第二端接地。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，如图3所示，误差放大模块04包括误差放大器U；其中，
误差放大器U的正向输入端VIN+为误差放大模块04的第一输入端，误差放大器U的负向输入端VIN-为误差放大模块04的第二输入端，误差放大器U的输出端为误差放大模块04的输出端OUT；误差放大器U的使能控制端EN用于接收控制信号；其中，
控制信号用于当参考电压模块03输出参考电压时控制误差放大器U开启。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，如图3所示，误差放大器U的使能控制端EN与主控制器06相连。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，如图3所示，可调负载05包括场效应管M；其中，
场效应管M的栅极G与误差放大模块04的输出端OUT相连，场效应管M的漏极D与摄像机的电源入口端Vin相连，场效应管M的源极S接地。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，如图3所示，第一电压采集模块01包括：第二电阻R2和第三电阻R3；其中，
第二电阻R2的第一端与摄像机的电源入口端Vin相连，第二电阻R2的第二端分别与第三电阻R3的第一端和主控制器06的第二模数转换管脚ADC2相连，第三电阻R3的第二端接地。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，如图3所示，第二电压采集模块02包括：第四电阻R4和第五电阻R5；其中，
第四电阻R4的第一端与摄像机的电源入口端Vin相连，第四电阻R4的第二端分别与第五电阻R5的第一端和误差放大模块04的第一输入端相连，第五电阻R5的第二端接地。
下面通过一个具体的实施例对本发明实施例提供的上述抗干扰电路的原理进行详细说明。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，如图3所示，集中供电电源(图中未示出)给摄像机(图中未示出)供电，摄像机开始工作，摄像机的主控制器06读取抗干扰电路的第一电压采集模块01输出的电压值Vadc2，根据分压原理，Vadc2＝Vin*R3/(R2+R3)，判断电压值Vadc2与预设范围是否有较大变化；当电压值Vadc2的波动超出预设范围时，主控制器06根据至少一帧时间中电压值Vadc2的变化确定摄像机的电源入口端Vin的电压的最小值Vmin；主控制器06根据确定的摄像机的电源入口端Vin的电压的最小值Vmin以及抗干扰电路的第二电压采集模块02来确定参考电压值Vref＝Vmin*R5/(R4+R5)；主控制器06控制抗干扰电路的参考电压模块03输出参考电压，并控制抗干扰电路的误差放大模块04接收参考电压；进入误差放大模块04的第一输入端的电压为Vin*R5/(R4+R5)；抗干扰电路的误差放大模块04根据其第一输入端和第二输入端的电压对抗干扰电路的可调负载05进行控制，当误差放大模块04第一输入端的电压Vin*R5/(R4+R5)大于参考电压Vref时，误差放大器U的输出端OUT输出大于0的信号，场效应管M的栅极G与源极S两端的电压大于0，则场效应管M的漏极D与源极S两端的阻抗减小，漏极D与源极S两端的电流增大，则供电电源与摄像机之间线缆上的电流增大，由于线缆有阻抗，因此进入摄像机的电源入口端Vin的电压会减小，因此此时通过增大可调负载05的负载值，以降低摄像机的电源入口端Vin的电压，直到摄像机的电源入口端Vin的电压为最小值时的电压Vmin，即直到Vin*R5/(R4+R5)＝Vref，从而使摄像机的电源入口端的电压保持在一个恒定值。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种摄像机，包括主控制器和抗干扰电路，抗干扰电路为本发明实施例提供的上述任一种抗干扰电路。由于该摄像机解决问题的原理与前述一种抗干扰电路相似，因此该摄像机的实施可以参见前述抗干扰电路的实施，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述摄像机的抗干扰方法，如图所示4，具体可以包括以下步骤：
S401、主控制器读取抗干扰电路的第一电压采集模块输出的电压值；
S402、当电压值的波动超出预设范围时，主控制器根据至少一帧时间中电压值的变化确定摄像机的电源入口端的电压的最小值；
S403、主控制器根据确定的摄像机的电源入口端的电压的最小值以及抗干扰电路的第二电压采集模块来确定参考电压值；
S404、主控制器控制抗干扰电路的参考电压模块输出参考电压，并控制抗干扰电路的误差放大模块接收参考电压；
S405、抗干扰电路的误差放大模块根据其第一输入端和第二输入端的电压对抗干扰电路的可调负载进行控制，当误差放大模块第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，增大可调负载的负载值，以降低摄像机的电源入口端的电压，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，主控制器可以实时读取抗干扰电路的第一电压采集模块输出的电压值来判断电压值与预设范围是否有较大变化，若有较大变化，主控制器根据电压值的变化确定摄像机的电源入口端的电压的最小值，主控制器根据该电压的最小值来确定参考电压值，从而误差放大模块根据其第一输入端和第二输入端的电压对可调负载进行控制，利用可调负载对摄像机的电源入口端的电压进行实时调节，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，从而使摄像机的电源入口端的电压保持在一个恒定值；当然，在具体实施时，主控制器也可以每隔一段时间读取一次来判断电压值与预设范围是否有较大变化，若有较大变化，主控制器根据电压值的变化确定摄像机的电源入口端的电压的最小值，主控制器根据该电压的最小值来确定参考电压值，从而误差放大模块根据其第一输入端和第二输入端的电压对可调负载进行控制，利用可调负载对摄像机的电源入口端的电压进行调节，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，从而使摄像机的电源入口端的电压保持在一个恒定值。
具体实施时，在本发明实施例提供的抗干扰电路中，主控制器可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)或影像处理器(Image Signal Processor，ISP)，在此不做限定。
本发明实施例提供的抗干扰电路、摄像机及摄像机的抗干扰方法，抗干扰电路包括：第一电压采集模块，第二电压采集模块，参考电压模块，误差放大模块和可调负载。该抗干扰电路中，通过主控制器读取第一电压采集模块输出的电压值来确定摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，从而确定参考电压值，通过根据误差放大模块的第一输入端和第二输入端的电压值来调节可调负载的值，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。本发明实施例提供的抗干扰电路通过利用主控制器对摄像机的电源入口端的电压进行监控，利用误差放大模块对其第一输入端和第二输入端的电压差值进行放大，从而通过可调负载对摄像机的电源入口端的电压进行调节，直到摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压，进而使摄像机的电源入口端的电压保持在一个恒定值。因此与现有的抗干扰电路相比，本发明提供的抗干扰电路可以从源头上解决回流干扰及成本较高的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种抗干扰电路，其特征在于，所述抗干扰电路应用于摄像机中，所述抗干扰电路包括：第一电压采集模块，第二电压采集模块，参考电压模块，误差放大模块和可调负载；其中，
所述第一电压采集模块用于将所述摄像机的电源入口端的电压经过分压后提供给所述摄像机的主控制器，以通过所述主控制器读取所述第一电压采集模块输出的电压值；
所述第二电压采集模块用于将所述摄像机的电源入口端的电压经过分压后提供给所述误差放大模块的第一输入端；
所述参考电压模块用于向所述误差放大模块的第二输入端提供参考电压，且所述参考电压的大小等于所述摄像机的电源入口端电压为最小值时所述第二电压采集模块输出的电压；
所述误差放大模块用于根据其第一输入端和第二输入端的电压对所述可调负载进行控制，当所述误差放大模块第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，增大所述可调负载的负载值，以降低所述摄像机的电源入口端的电压，直到所述摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。
2.如权利要求1所述的抗干扰电路，其特征在于，所述参考电压模块具体用于将所述主控制器输出的脉宽调制信号转换为直流电压信号反馈给所述摄像机的主控制器，以通过所述主控制器控制所述参考电压模块输出参考电压。
3.如权利要求2所述的抗干扰电路，其特征在于，所述参考电压模块包括第一电阻和电容；其中，
所述第一电阻的第一端和所述电容的第一端均与所述误差放大模块的第二输入端以及所述主控制器的第一模数转换管脚相连，所述第一电阻的第二端与所述主控制器的脉宽调制管脚相连，所述电容的第二端接地。
4.如权利要求1-3任一项所述的抗干扰电路，其特征在于，所述误差放大模块包括误差放大器；其中，
所述误差放大器的正向输入端为所述误差放大模块的第一输入端，所述误差放大器的负向输入端为所述误差放大模块的第二输入端，所述误差放大器的输出端为所述误差放大模块的输出端；所述误差放大器的使能控制端用于接收控制信号；其中，
所述控制信号用于当所述参考电压模块输出参考电压时控制所述误差放大器开启。
5.如权利要求4所述的抗干扰电路，其特征在于，所述误差放大器的使能控制端与所述主控制器相连。
6.如权利要求1-3任一项所述的抗干扰电路，其特征在于，所述可调负载包括场效应管；其中，
所述场效应管的栅极与所述误差放大模块的输出端相连，所述场效应管的漏极与所述摄像机的电源入口端相连，所述场效应管的源极接地。
7.如权利要求1-3任一项所述的抗干扰电路，其特征在于，所述第一电压采集模块包括：第二电阻和第三电阻；其中，
所述第二电阻的第一端与所述摄像机的电源入口端相连，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述主控制器的第二模数转换管脚相连，所述第三电阻的第二端接地。
8.如权利要求1-3任一项所述的抗干扰电路，其特征在于，所述第二电压采集模块包括：第四电阻和第五电阻；其中，
所述第四电阻的第一端与所述摄像机的电源入口端相连，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端和所述误差放大模块的第一输入端相连，所述第五电阻的第二端接地。
9.一种摄像机，其特征在于，包括主控制器和如权利要求2-8任一项所述的抗干扰电路。
10.一种如权利要求9所述的摄像机的抗干扰方法，其特征在于，包括：
所述主控制器读取所述抗干扰电路的第一电压采集模块输出的电压值；
当所述电压值的波动超出预设范围时，所述主控制器根据至少一帧时间中所述电压值的变化确定所述摄像机的电源入口端的电压的最小值；
所述主控制器根据确定的所述摄像机的电源入口端的电压的最小值以及所述抗干扰电路的第二电压采集模块来确定参考电压值；
所述主控制器控制所述抗干扰电路的参考电压模块输出参考电压，并控制所述抗干扰电路的误差放大模块接收所述参考电压；
所述抗干扰电路的误差放大模块根据其第一输入端和第二输入端的电压对所述抗干扰电路的可调负载进行控制，当所述误差放大模块第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，增大所述可调负载的负载值，以降低所述摄像机的电源入口端的电压，直到所述摄像机的电源入口端的电压为最小值时的电压。
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