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日志

 
 

投影顯示系統幹擾的產生與消除  

2008-03-25 09:30:36|  分类: IT资料收藏 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2006-9-22 10:15:00 文/網路整理 出處:IT.com.cn(IT世界網)

 

  在投影顯示系統工程中,經常會出現圖像受到幹擾的問題。尤其是近年來,投影顯示系統的規模有越來越大趨勢。大型顯示系統的連接關係較為複雜,隨之而來的是幹擾出現的幾率明顯增加,且排除起來有一定難度,因此,系統幹擾已成為困擾系統集成商的難題。

  按照幹擾的來源不同,可將幹擾分為電磁輻射幹擾和地線幹擾兩種。本問將從幹擾產生的原理著手,分析幹擾產生的原因,進而提出消除幹擾的方法。

  1 電磁輻射幹擾產生的原因與消除的方法

  1.1傳輸線消除外部電磁幹擾的原理

  顯示系統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,它們都具有抗電磁幹擾的能力。

  同軸電纜是採用遮罩的方法抵禦電磁幹擾的。同軸電纜由外導體和內導體組成。二者是以電纜中心點為圓心的同心圓,因此叫做同軸電纜。在內外導體之間有絕緣材料作為填充料。外導體通常是由銅絲編制而成的網,它對於外界幹擾具有良好的遮罩作用。內導體處於外導體的嚴密防護下,因此,同軸電纜具有良好的抗幹擾能力。

  雙絞線是採取平衡的方法消除外界電磁幹擾的,在雙絞線的一對線中,兩條導線的物理特性(材料,線徑)完全相同,且按照一定的規則進行扭絞。這樣,外界幹擾源與每條線的電磁耦合參數完全相等,產生的幹擾電流也完全相等,而流經終端負載的方向相反,相互抵消,達到消除幹擾的目的。

  1.2強電磁輻射對線路的幹擾與消除

  綜上所述,傳輸線具有地獄外部電磁幹擾的能力,因而可有效的傳輸信號。傳輸線具有抵禦外部電磁幹擾的能力通常用幹擾防衛度來表達。其定義是:幹擾源信號強度與在傳輸線中產生的幹擾信號強度的比值,再取其對數。幹擾防衛度越大,表示抗幹擾能力越強。傳輸線的幹擾防衛度足以抵禦通常情況下的各種幹擾。但是,當幹擾源過強,超過了傳輸線的幹擾防衛度,就會對圖像信號產生幹擾。這些強電磁幹擾主要有以下兩種:第一,附近有強電磁輻射源。第二,佈線設計不當,強電線路對傳輸線產生的幹擾。

  強電磁輻射源通常有大功率電臺或有電磁輻射的電器設備。強電磁輻射產生的幹擾在圖像上的表現是網狀波紋幹擾。對於此種幹擾,可採取以下方案消除幹擾。第一,盡可能避開幹擾源,顯示系統設備和線路要與輻射源保持一定距離。第二,選擇評比性能好的電纜,同軸電纜的外評比網的編制密度直接影響到電纜的幹擾防衛度,編制密度越大,防衛度越高。因此,應選擇編制密度較大的電纜。市場上的電纜品牌較多,品質亦有差異。因此,要注意選擇品質好的電纜。

  由佈線產生的幹擾,主要原因是傳輸線與強電線路長距離緊密平行佈線,相互產生電磁耦合。同軸電纜的幹擾防衛度在低頻段較低,而強電幹擾成分主要是50赫交流電及其諧波,因此對同軸電纜的威脅較大。因此,要避免信號線與強電路線長距離緊密平行佈線。強電路與信號傳輸線應分線槽佈設,且線槽間保持一定的距離。當然,也不能談虎變色,傳輸線與強電線路短距離平行佈線是不會產生幹擾的。在顯示系統的兩端和設備機櫃裏,難免出現強電線路與信號線短距離平行佈線的情況,這是不會產生幹擾的。

  2 地線幹擾產生的原因與消除的方法

  2.1 地線幹擾產生的原理

  地線幹擾是顯示系統經常出現的幹擾,工程中出現的幹擾大多屬於此類幹擾。產生地線幹擾的原因,是由於系統中存在兩個以上相互衝突的地線。圖一表示了來年各個電線產生幹擾的原理,圖二是等效圖。圖一中存在兩個地線,G1是信號源的地線,G2是顯示設備(投影機)的地線。這兩個地線間存在地電阻Rg。大地作為各種設備的公共回路,存在地電流。地電流在地電阻Rg上產生的電壓降Ug。Ug產生的電流Ig流過電纜外導體。由於電纜外導體也存在電阻Rw,Ig在Rw上產生電壓降Uw,此電壓既為幹擾電壓。Uw與信號源電壓Uy疊加(見圖二),形成對圖像的幹擾。地電流的主要成分是50赫交流電及電器設備產生的幹擾脈衝,在圖像上的表現是水準黑色條紋,參雜有水準雜波,且沿垂直方向緩慢移動。

  2.2地線幹擾消除的方法

  2.2.1採取措施,保持系統共地。

  根據以上分析,當系統中存在兩個以上的地線時,就會產生幹擾。因此要消除幹擾,就必須保證系統中只有一個地線,即所謂的共地。為達此目的,需從以下幾個方面著手。

  第一 在系統設計階段,對系統地線進行嚴格的設計,消除隱患。系統地線主要包括設備電源接線板的地線和安裝設備的機櫃的地線。這些地線必須來自一個公共的地線,絕對不允許有兩個以上的地線存在。

  第二 顯示設備的安裝應避免與建築地或其他與系統地線有衝突的地線發生連接。顯示設備的安裝螺絲與設備地線是相連接的,有些設備的外殼是金屬材料,其本身就是設備地線。在進行設備安裝時,極易與其他地線發生連接。為了避免幹擾,設備應避開與其他地線的連接,特別是與大樓建築地線的連接。在無法避開時,必須採取絕緣措施。

  第三 與顯示系統相連的其他系統的地線也必須與顯示系統共地線。這裏所說的其他系統,主要有集中控制系統,音頻系統等。這些系統的地線如與顯示系統不共地,也會把幹擾帶進顯示系統來。

  第四 處理好UPS電源地線,UPS電源地線必須與系統地線共地。

  2.2.2採用信號隔離器,消除地線幹擾。

  在某些場合,系統幹擾產生的原因和複雜,而受到種種因素的限制,無法排除。此時,就必須採用信號隔離器來消除幹擾。隔離器是採取將輸入和輸出兩部分的地線隔離的方法來消除幹擾的。北京兆科恒業電子技術有限公司根據近年來排除系統幹擾的實踐,研製成功了系列抗幹擾的隔離器設備。這些設備有RGB信號隔離器,視頻信號隔離器,音頻信號隔離器等,產品型號與功能見下表。

  有了以上隔離器產品,系統中各種地線幹擾都可以消除。兆科公司系列隔離器產品自2005年研製成功並在工程中廣泛應用,解決了多個顯示系統幹擾問題,取得了極大的成功,成為解決系統幹擾不可缺少的產品。

  2.2.3 採用雙絞線傳輸系統。

  雙絞線傳輸系統是平衡式系統,具有很強的抑制共模幹擾的能力。在圖三中,地線幹擾電流Ig在雙絞線的兩條導線中產生大小相等的電流I1和I2。由於A2是差分輸入放大器,對這樣的共模信號不具備放大作用,而AL放大器輸出的是差模信號,被A2放大後正常輸出。由此可見,在雙絞線系統中,地線幹擾信號被抑制,有用信號得到正常放大傳輸。

  根據分析可知,雙絞線傳輸系統可以有效的抑制地線幹擾,這是雙絞線系統的顯著優點之一。在工程設計中,根據工程的實際情況,適時採用雙絞線傳輸方式,也是避免地線幹擾的有效方法。兆科公司雙絞線傳輸設備有雙絞線收發器,雙絞線矩陣,已形成系列,可構成雙絞線傳輸切換系統,並在工程中達到廣泛應用,可為用戶提供切實可行的解決方案。

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