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[導(dǎo)讀]機房地線引起的干擾分析及其抑制方法我站機房由微波機房和發(fā)射機房組成。發(fā)射機所用音視頻信號均由微波機房經(jīng)電纜傳輸過來,電纜長度約40多米。在信號傳輸過程中,出現(xiàn)了干擾。具體現(xiàn)象:視頻信號同步頭受到干擾,造

機房地線引起的干擾分析及其抑制方法

我站機房由微波機房和發(fā)射機房組成。發(fā)射機所用音視頻信號均由微波機房經(jīng)電纜傳輸過來,電纜長度約40多米。在信號傳輸過程中,出現(xiàn)了干擾。具體現(xiàn)象:視頻信號同步頭受到干擾,造成畫面跳動,特別是場同步干擾嚴重:音頻信號存在交流聲干擾。下面介紹我們的分析和各種試驗,以及地線引起干擾的抑制措施。

一、 地線干擾原因

通常講的導(dǎo)線電阻或接地電阻都是指直流電阻,其值都很小。而實際電路工作時,地線中通過的電流中包含有交流電成分,特別是當頻率較高時,導(dǎo)線的阻抗遠遠大于其直流電阻,此時地線對電流的阻礙作用應(yīng)當用阻抗來衡量,這個阻抗主要是由導(dǎo)線的電感引起的。所以當信號電流通過地線時,就在地線上各點產(chǎn)生不同的電壓,從而引起干擾,其原因主要有如下兩種: 1. 地環(huán)路干擾

圖1是兩個接地電路。由于地線阻抗的存在,當電流流過地線時,就會在地線上產(chǎn)生電壓降Vg,當電流較大時,Vg可以很大。這個電壓會在兩個設(shè)備的連接電纜上產(chǎn)生電流I1和I2。由于電路的不平衡性,兩根導(dǎo)線上的電流不同,因此會產(chǎn)生差模電壓,對電路造成影響,由于這種干擾是由電纜地線構(gòu)成的環(huán)路電流產(chǎn)生的,因此稱為地環(huán)路干擾。我們遇到的問]題就屬此類。

地環(huán)路中的電流還可以由外界電磁場感應(yīng)而來。這種情況下地線環(huán)相當于一個天線,它會接收到附近各種電磁波脈沖,從而在地環(huán)路中產(chǎn)生循環(huán)電流。 2. 公共地線阻抗干擾

當多個機房或多個設(shè)備共用段地線時,一個電路的地電位可受另一個電路工作電流的調(diào)制,這樣一個電路的信號會耦合進另一個電路,出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。這種耦合稱為公共阻抗耦合,如圖2所示。

二、 地線干擾的抑制方法

抑制地線引起干擾的常用方法就是設(shè)法減小地線的阻抗。具體措施有增大導(dǎo)線的直徑,使用扁平導(dǎo)體做地線,采用相距較遠的并聯(lián)接地的方式等。另外根據(jù)地線引起干擾的機理不同,采用如下措施,可以有效減小干擾。 1. 抑制地環(huán)路千擾

從地環(huán)路干擾的原理可知,只要減小地環(huán)路中的電流就能減小地環(huán)路干擾。如果能徹底消除地環(huán)路中的電流,則可以徹底解決地環(huán)路干擾問題。主要有如下幾種解決地環(huán)路干擾的方案。

(1)將一端的設(shè)備浮地

如果將一端電路浮地,就切斷了地環(huán)路,從而消除地環(huán)路電流。但有兩個問題需要注意,一是出于安全考慮,往往不允許電路浮地,這時可以考慮將設(shè)備通過一個電感接地,這樣對于50Hz的交流設(shè)備接地阻抗很小,而對于頻率較高的干擾信號,接地阻抗較大,減小了地環(huán)路電流,這種方法只能減小高頻干擾的地環(huán)路干擾。因為盡管設(shè)備浮地,但設(shè)備與地之間還存在寄生電容,這個電容在頻率較高時會提供較低的阻抗,因此不能完全消除高頻地環(huán)路干擾。

(2)使用變壓器實現(xiàn)設(shè)備之間的連接

利用磁路將兩個設(shè)備連接起來,可以切斷環(huán)路電流。但要注意變壓器初、次級之間的寄生電容仍然能夠為頻率較高的地環(huán)路電流提供通路,因此變壓器隔離的方法對高頻環(huán)路電流的抑制效果較差。提高變壓器高頻隔離效果的 個辦法是在變壓器的初、次級之間設(shè)置屏蔽層。屏蔽層的接地端必須在接收電路一端,否則,不僅不能改善高頻隔離效果,還可能使高頻耦合更加嚴重,同時變壓器要安裝在靠近信號接收設(shè)備或電路一側(cè)。

(3)使用光隔離

用光實現(xiàn)信號的傳輸可以說是解決地環(huán)路干擾問題的最理想方法。用光連接有兩種方法,一是用光耦合器件,另一種是光纖連接。光耦合器件的寄生電容一般為2pF,能夠在很高的頻率上提供良好隔離。光纖幾乎沒有寄生電容,但使用成本高。在上面所講問題沒有探索出解決辦法之前,我們在微波機房和發(fā)射機房之間使用了光耦合器件。

(4)使用共模振流圈

在設(shè)備的連接電纜或兩電路的信號連接線上使用共模振流圈,相當于增加地環(huán)路的阻抗,這樣在一定的地線電壓作用下,地環(huán)路電流會減小,但要注意控制共模振流圈的寄生電容,否則對高頻干擾的隔離效果會變差。共模振流圈的匝數(shù)越多,則寄生電容越大,高頻隔離的效果越差。 2. 減小公共地線阻抗耦合的辦法

減小公共地線阻抗耦合的關(guān)鍵是采用適當?shù)慕拥胤绞剑苊馊菀紫嗷ジ蓴_的電路共用地線,一般都采用相距較遠的并聯(lián)單點接地方式。如圖3。

我站兩個機房對接地的綜合改造,就采用此方式,效果很好。并聯(lián)接地的缺點是接地用的導(dǎo)線多,成本高。為了節(jié)約成本,對于相互干擾少的電路,采用串聯(lián)單點,也可以將電路按照強信號、弱信號、模擬信號、數(shù)字信號等分類,然后在同類設(shè)備電路中用串聯(lián)單點接地,在不同類型的電路采用并聯(lián)單點接地。
 

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