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投影顯示系統(tǒng)干擾的產(chǎn)生與消除

   中國投影網(wǎng)資訊     [2006-9-6 9:01:56]      編輯:趙家鳳

  在投影顯示系統(tǒng)工程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)圖象受到干擾的問題。尤其是近年來,投影顯示系統(tǒng)的規(guī)模有越來越大趨勢。大型顯示系統(tǒng)的連接關(guān)系較為復(fù)雜,隨之而來的是干擾出現(xiàn)的幾率明顯增加,且排除起來有一定難度,因此,系統(tǒng)干擾已成為困擾系統(tǒng)集成商的難題。

  按照干擾的來源不同,可將干擾分為電磁輻射干擾和地線干擾兩種。本問將從干擾產(chǎn)生的原理著手,分析干擾產(chǎn)生的原因,進(jìn)而提出消除干擾的方法。

1 電磁輻射干擾產(chǎn)生的原因與消除的方法
1.1傳輸線消除外部電磁干擾的原理


  顯示系統(tǒng)的傳輸線主要是同軸電纜,此外也有部分使用雙絞線。不論是同軸電纜還是雙絞線,它們都具有抗電磁干擾的能力。

  同軸電纜是采用屏蔽的方法抵御電磁干擾的。同軸電纜由外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體組成。二者是以電纜中心點(diǎn)為圓心的同心圓,因此叫做同軸電纜。在內(nèi)外導(dǎo)體之間有絕緣材料作為填充料。外導(dǎo)體通常是由銅絲編制而成的網(wǎng),它對(duì)于外界干擾具有良好的屏蔽作用。內(nèi)導(dǎo)體處于外導(dǎo)體的嚴(yán)密防護(hù)下,因此,同軸電纜具有良好的抗干擾能力。

  雙絞線是采取平衡的方法消除外界電磁干擾的,在雙絞線的一對(duì)線中,兩條導(dǎo)線的物理特性(材料,線徑)完全相同,且按照一定的規(guī)則進(jìn)行扭絞。這樣,外界干擾源與每條線的電磁耦合參數(shù)完全相等,產(chǎn)生的干擾電流也完全相等,而流經(jīng)終端負(fù)載的方向相反,相互抵消,達(dá)到消除干擾的目的

1.2強(qiáng)電磁輻射對(duì)線路的干擾與消除
  綜上所述,傳輸線具有地獄外部電磁干擾的能力,因而可有效的傳輸信號(hào)。傳輸線具有抵御外部電磁干擾的能力通常用干擾防衛(wèi)度來表達(dá)。其定義是:干擾源信號(hào)強(qiáng)度與在傳輸線中產(chǎn)生的干擾信號(hào)強(qiáng)度的比值,再取其對(duì)數(shù)。干擾防衛(wèi)度越大,表示抗干擾能力越強(qiáng)。傳輸線的干擾防衛(wèi)度足以抵御通常情況下的各種干擾。但是,當(dāng)干擾源過強(qiáng),超過了傳輸線的干擾防衛(wèi)度,就會(huì)對(duì)圖象信號(hào)產(chǎn)生干擾。這些強(qiáng)電磁干擾主要有以下兩種:第一,附近有強(qiáng)電磁輻射源。第二,布線設(shè)計(jì)不當(dāng),強(qiáng)電線路對(duì)傳輸線產(chǎn)生的干擾。

  強(qiáng)電磁輻射源通常有大功率電臺(tái)或有電磁輻射的電器設(shè)備。強(qiáng)電磁輻射產(chǎn)生的干擾在圖象上的表現(xiàn)是網(wǎng)狀波紋干擾。對(duì)于此種干擾,可采取以下方案消除干擾。第一,盡可能避開干擾源,顯示系統(tǒng)設(shè)備和線路要與輻射源保持一定距離。第二,選擇評(píng)比性能好的電纜,同軸電纜的外評(píng)比網(wǎng)的編制密度直接影響到電纜的干擾防衛(wèi)度,編制密度越大,防衛(wèi)度越高。因此,應(yīng)選擇編制密度較大的電纜。市場上的電纜品牌較多,質(zhì)量亦有差異。因此,要注意選擇質(zhì)量好的電纜。

  由布線產(chǎn)生的干擾,主要原因是傳輸線與強(qiáng)電線路長距離緊密平行布線,相互產(chǎn)生電磁耦合。同軸電纜的干擾防衛(wèi)度在低頻段較低,而強(qiáng)電干擾成分主要是50赫交流電及其諧波,因此對(duì)同軸電纜的威脅較大。因此,要避免信號(hào)線與強(qiáng)電路線長距離緊密平行布線。強(qiáng)電路與信號(hào)傳輸線應(yīng)分線槽布設(shè),且線槽間保持一定的距離。當(dāng)然,也不能談虎變色,傳輸線與強(qiáng)電線路短距離平行布線是不會(huì)產(chǎn)生干擾的。在顯示系統(tǒng)的兩端和設(shè)備機(jī)柜里,難免出現(xiàn)強(qiáng)電線路與信號(hào)線短距離平行布線的情況,這是不會(huì)產(chǎn)生干擾的。

2 地線干擾產(chǎn)生的原因與消除的方法
2.1 地線干擾產(chǎn)生的原理


  地線干擾是顯示系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的干擾,工程中出現(xiàn)的干擾大多屬于此類干擾。產(chǎn)生地線干擾的原因,是由于系統(tǒng)中存在兩個(gè)以上相互沖突的地線。圖一表示了來年各個(gè)電線產(chǎn)生干擾的原理,圖二是等效圖。圖一中存在兩個(gè)地線,G1是信號(hào)源的地線,G2是顯示設(shè)備(投影機(jī))的地線。這兩個(gè)地線間存在地電阻Rg。大地作為各種設(shè)備的公共回路,存在地電流。地電流在地電阻Rg上產(chǎn)生的電壓降Ug。Ug產(chǎn)生的電流Ig流過電纜外導(dǎo)體。由于電纜外導(dǎo)體也存在電阻Rw,Ig在Rw上產(chǎn)生電壓降Uw,此電壓既為干擾電壓。Uw與信號(hào)源電壓Uy疊加(見圖二),形成對(duì)圖象的干擾。地電流的主要成分是50赫交流電及電器設(shè)備產(chǎn)生的干擾脈沖,在圖象上的表現(xiàn)是水平黑色條紋,參雜有水平雜波,且沿垂直方向緩慢移動(dòng)。


2.2地線干擾消除的方法
2.2.1采取措施,保持系統(tǒng)共地。

  根據(jù)以上分析,當(dāng)系統(tǒng)中存在兩個(gè)以上的地線時(shí),就會(huì)產(chǎn)生干擾。因此要消除干擾,就必須保證系統(tǒng)中只有一個(gè)地線,即所謂的共地。為達(dá)此目的,需從以下幾個(gè)方面著手。

第一 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段,對(duì)系統(tǒng)地線進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì),消除隱患。系統(tǒng)地線主要包括設(shè)備電源接線板的地線和安裝設(shè)備的機(jī)柜的地線。這些地線必須來自一個(gè)公共的地線,絕對(duì)不允許有兩個(gè)以上的地線存在。

第二 顯示設(shè)備的安裝應(yīng)避免與建筑地或其他與系統(tǒng)地線有沖突的地線發(fā)生連接。顯示設(shè)備的安裝螺絲與設(shè)備地線是相連接的,有些設(shè)備的外殼是金屬材料,其本身就是設(shè)備地線。在進(jìn)行設(shè)備安裝時(shí),極易與其他地線發(fā)生連接。為了避免干擾,設(shè)備應(yīng)避開與其他地線的連接,特別是與大樓建筑地線的連接。在無法避開時(shí),必須采取絕緣措施。

第三 與顯示系統(tǒng)相連的其他系統(tǒng)的地線也必須與顯示系統(tǒng)共地線。這里所說的其他系統(tǒng),主要有集中控制系統(tǒng),音頻系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的地線如與顯示系統(tǒng)不共地,也會(huì)把干擾帶進(jìn)顯示系統(tǒng)來。

第四 處理好UPS電源地線,UPS電源地線必須與系統(tǒng)地線共地。

2.2.2采用信號(hào)隔離器,消除地線干擾。

  在某些場合,系統(tǒng)干擾產(chǎn)生的原因和復(fù)雜,而受到種種因素的限制,無法排除。此時(shí),就必須采用信號(hào)隔離器來消除干擾。隔離器是采取將輸入和輸出兩部分的地線隔離的方法來消除干擾的。北京兆科恒業(yè)電子技術(shù)有限公司根據(jù)近年來排除系統(tǒng)干擾的實(shí)踐,研制成功了系列抗干擾的隔離器設(shè)備。這些設(shè)備有RGB信號(hào)隔離器,視頻信號(hào)隔離器,音頻信號(hào)隔離器等,產(chǎn)品型號(hào)與功能見下表。

  有了以上隔離器產(chǎn)品,系統(tǒng)中各種地線干擾都可以消除。兆科公司系列隔離器產(chǎn)品自2005年研制成功并在工程中廣泛應(yīng)用,解決了多個(gè)顯示系統(tǒng)干擾問題,取得了極大的成功,成為解決系統(tǒng)干擾不可缺少的產(chǎn)品。

2.2.3 采用雙絞線傳輸系統(tǒng)。
  雙絞線傳輸系統(tǒng)是平衡式系統(tǒng),具有很強(qiáng)的抑制共模干擾的能力。在圖三中,地線干擾電流Ig在雙絞線的兩條導(dǎo)線中產(chǎn)生大小相等的電流I1和I2。由于A2是差分輸入放大器,對(duì)這樣的共模信號(hào)不具備放大作用,而AL放大器輸出的是差模信號(hào),被A2放大后正常輸出。由此可見,在雙絞線系統(tǒng)中,地線干擾信號(hào)被抑制,有用信號(hào)得到正常放大傳輸。

  根據(jù)分析可知,雙絞線傳輸系統(tǒng)可以有效的抑制地線干擾,這是雙絞線系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)之一。在工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)工程的實(shí)際情況,適時(shí)采用雙絞線傳輸方式,也是避免地線干擾的有效方法。兆科公司雙絞線傳輸設(shè)備有雙絞線收發(fā)器,雙絞線矩陣,已形成系列,可構(gòu)成雙絞線傳輸切換系統(tǒng),并在工程中達(dá)到廣泛應(yīng)用,可為用戶提供切實(shí)可行的解決方案。



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