在广播电视和视频监控的信号传输过程中,我们常常会遇到电磁波的干扰,那么,在实际工作中需要针对其特征如何进行预防和防范呢?
一、音、视、射频中的电磁干扰分类
1.源干扰:音、视、射频信号源内部,包括供电源产生的干扰;
2.终端设备干扰:终端设备包括设备电源产生的干扰,它能对输入的无干扰音、视、射频信号加入新的干扰;
3.传输干扰:有线或无线传输过程中,通过传输线缆或无线接收引入的干扰,主要是无线电磁波的干扰,包括地电位干扰。
我们在实际工作中常会遇到源干扰和终端设备干扰,这都属于设备本身问题。对直流电路主要检查滤波电容器是否失效;对交流干扰主要看设备接地是否良好。例如设备接地不良,造成音频信号交流声太大:在调频广播发射机房,卫星接收机接收到的信号,通过音视频信号线直接输入
到电视机,视频音频都正常;但如把音频信号直接输入调频发射机,通过无线调频收音机接收,则交流声很大,几乎听不到音频信号;更换输入信号线,没能解决问题;但用一导线把卫星接收机的机壳与发射机的地(机壳)相联接,交流声消失,出现清晰音频信号。对于音、视、射频传输过程中的电磁波干扰,首先我们要清楚同轴电缆干扰不是从屏蔽层缝隙中漏进去的,同轴电缆干扰基本上是电磁感应电流在电缆屏蔽层纵向“阻抗”上产生的感应电动势,通过两端匹配负载对信号产生的干扰信号,所以短电缆、高编电缆干扰较小。根据非屏蔽双绞线平衡传输原理,使其具有一定的抗共模干扰能力,但它的不平衡结构(电阻误差5%~100%,线对之间的耦合、高衰减和高失真特性),使它的实际抗干扰能力大大下降。因此,我们应从“防、避、抗、补”的四个方面,来进行音、视、射频信号在传输中的抗干扰。
二、根据实际情况选择适用的抗干扰措施
1.“防”:对干扰设防,把干扰“拒之门外”。
(1)给传输线缆一个屏蔽电磁干扰的环境,这是最基本、最有效的防止干扰“入侵”的手段。将传输线缆穿镀锌铁管,走镀锌铁皮线槽,深埋地下布线等,这对于包括变电站超高压环境下安全传输信号都是有效的。不足之处是成本较高,不能架空布线,施工较麻烦等等。
(2)双绝缘、双屏蔽抗干扰同轴电缆是抗干扰技术的一项自有知识产权的新成果,其原理与穿铁管基本相同。外层是干扰屏蔽层,提供内部无干扰的传输环境。内屏蔽层是同轴传输回路的实际信号地,干扰在外屏蔽层上产生感应电动势,通过接“大地”屏蔽干扰,内外屏蔽层绝缘,使
干扰感应电动势与信号传输回路绝缘,有效防止了干扰的“入侵”。优点是布线简单方便,成本低,在不能准确判断是否会有干扰的情况下,基本可以实现“防干扰盲目布线”。
(3)在工程设计和实际施工中,设“防”首先是应该考虑的。
2.“避”:避开干扰,另选一条“路”,改变源信号传输方式。
我们知道属于这一类的技术有:光缆传输(包括模拟调制解调和数字调制解调技术)、射频、微波、数字变换等各种传输方式都属于“信息调制和变换”方式,或“频分方式”,它能有效避开源信号传输中0Hz~6MHz频率范围的直接干扰,这种抗干扰方式很有效。目前,我单位就使用了传输4路视频、12路音频的音视频光端机,用光纤传输信号,解决了控制机房与发射机房的距离传输音、视频信号,有效地避开长距离传输音、视频信号可能产生的干扰。也有一些不肯介绍原理的产品,如采用编码和向上移动信号频带的方法等,大概也属于这一类产品。但采用“避”
的技术,还应考虑两个问题:一是成本和复杂度的提高;二是变换损失、失真和信噪比的降低,不要解决一个问题又引起另一个问题。
3.“抗”:采用抗干扰设备抑制干扰信号幅度,提高信噪比。
在信号传输过程中,如果干扰已经“混”进信号中,使信噪比(指信号/干扰比)严重降低,必须采用抗干扰设备抑制干扰信号幅度,提高信噪比。目前,普遍采用的主要技术措施有:
(1)传输变压器抑制50Hz~100Hz低频干扰有一定效果,但局限性较大,通用性较差,应用面还较少。
(2)“斩波”技术,原理上是吸收或衰减干扰信号频率分量。问题是难以应付实际中千变万化的干扰频率,对于谐波分量丰富的干扰(如变频电机干扰)抑制能力较差,值得注意的是这种办法在吸收干扰的同时,也吸收掉一部分有用信号,造成新的失真。
(3)信号预放大提高信号/干扰比(信噪比)技术。原理是:线路干扰大小是不会再变的,可以在线路前端,先把信号大幅度提升,从而提高了整个传输过程中的信噪比,在传输末端再恢复源信号特性,达到抑制干扰的目的。理论上、实践上这种抗干扰技术都应该是可行的,有效的。问题是具体技术实现起来有一定难度。目前这类产品确实有一定的抗干扰效果。但没考虑线缆传输失真、放大失真问题,没有真正解决信号的有效恢复问题,传输质量没有真正解决。
(4)目前据有关资料介绍,已含有两项专利技术的新产品——“加权抗干扰”已投入使用。它同时具有抑制干扰和信号恢复双重功能,可有效抑制从50Hz到10MHz的广谱干扰,加权技术的成功应用,使频率越高抗干扰能力越强,进一步提高了高频干扰的抑制能力,并继承了加权信号放大专利技术高质量的信号恢复功能。
4.“补”:补偿电缆传输和信号变换造成的信号传输损失,恢复源信号特性。
电缆越长,产生干扰的概率越大,干扰幅度也越高。这我们都知道,但从信号传输角度考虑,
在抗干扰的同时,必须考虑信号衰减和失真问题。线缆引起的衰减、失真和抗干扰设备引起的附加衰减和失真,只有有效的补偿措施才能算真正的、有效的信号传输设备。在实际的广播电视工程技术维护工作中,要解决信号传输干扰的问题,也是一个系统工程问题,对“防、避、抗、补”四个方面是从不同的技术侧面采取的不同措施。我们广播电视工程技术人员,要熟练掌握它们的工作原理、性能和使用方法,在实际工作中要灵活运用,才能有效地保证广播电视信号的传输质量和优质播出。
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