20 000 профессионалов proAV > 1500 компаний > 570 городов > 6 стран ближнего зарубежья > 1 сообщество

Присоединяйтесь!

Подписка на дайджест
Рубрикатор статей

Нуль проблем

78_1.jpg

Дмитренко Сергей Николаевич, технический директор ООО «КРД»

Не найти нам такого проекта, где не использовались бы электрические кабели, по которым бегут аудио-видеосигналы, сигналы управления и т.д. И любой мало-мальски крупный проект, география которого превышает несколько квадратных метров, может налететь на айсберг, о который уже разбились (а, точнее, прогорели) несчётные армады электронной аппаратуры. Имя ему — заземление.


77_1.jpg

Всякое электрическое напряжение существует не само по себе, а лишь относительно некоторой точки отсчёта — «нулевого потенциала». Такой потенциал мы называем «нейтралью» или «землёй» (что, правда, не одно и то же) в системе сетевого электропитания. В электронном аппарате (пусть это будет, скажем DVD или телевизор или усилитель) мы говорим о «корпусе» прибора или опять же о «земле» (и вновь это не одно и то же). В кабеле почти всегда бывает «экран» или всё та же «земля» (как всегда, и это разные понятия). Конечно, есть кабельные системы, где это понятие не нужно (скажем, локальные сети Ethernet на базе кабеля UTP, там имеется гальваническая развязка, позволяющая практически не замечать наш айсберг), но гораздо чаще оно-таки нужно. И ещё нужно, чтобы все вышеупомянутые «земли», «корпуса» и «экраны» в конечном счёте соединялись друг с другом — для того, чтобы все нулевые потенциалы в нашей АВ-системе были выровнены. Это можно сделать плохо, неправильно или вообще не сделать — и тогда в лучшем случае мы получим помехи, фон и сбои в работе аппаратуры, а в худшем — аппаратура попросту сгорит, да и нас с вами поразит электричеством.

Слишком много заземления тоже плохо — образуются «петли» заземления, по которым текут беспорядочные токи выравнивания. Возможно, ничего от этого и не сгорит, но вот помехи нашим маломощным да слаботочным сигналам (аудио-видеосигналы почти все такие) создать может в любых количествах. К сожалению, «штатно» отказаться от таких петель не всегда получается: одна сторона петли образуется сигнальным кабелем, а вторая сторона — защитным заземлением в электророзетке. Защитное заземление нужно из соображений безопасности, а пока аварий в электросети нет, оно только мешает работе слаботочной аппаратуры.

ВИТАЯ ПАРА

Резко уменьшить напряжённость проблемы можно переводом своих интерфейсов на балансный формат. Балансные (симметричные, дифференциальные) линии связи, мало того, что почти нечувствительны к помехам из эфира, так и в сильнейшей степени иммунны к помехам по земле.

Правда, уж если проблемы совсем велики (искры летят от разъёмов, от токов выравнивания греются и коптят кабели, касание рукой корпуса аппарата даёт незабываемые шоковые ощущения), то никакие балансные кабели не помогут. Но, допустим, до страшного не дошло — и тогда балансный интерфейс нас спасёт.

Для передачи как аудио, так и видеосигналов можно использовать кабели витой пары (TP, Twisted Pair) — очень часто достаточно даже компьютерного неэкранированного UTP CAT5e (обычно хорош для видеосигналов). Для аудиосигналов всегда лучше экранированный кабель (STP, FTP, специальный). Правда, на концах таких кабелей нужны специальные преобразователи. Передатчик из исходного сигнала (например, VGA, композитного или аудио) делает особый балансный сигнал, хорошо проходящий по кабелю витой пары. Приёмник на дальнем конце нашего кабеля выполняет обратное преобразование (с коррекцией возможных искажений), и мы получаем чистенькие сигналы VGA, композитный или аудио — но уже на значительном удалении и несмотря на неблагоприятные условия.

Даже при таком подходе проблемы с заземлением могут обрушить проект. Нам надо не только грамотно подобрать приборы и кабели, не только поставить их в номинальные условия эксплуатации (скажем, не превышать максимальные длины перегонов кабеля), но и обеспечить для них правильное заземление. В руководствах по эксплуатации от этих приборов часто вообще нет ни слова о заземлении — там просто предполагается, что грамотный инженер о нём уже позаботился.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ/ЗАНУЛЕНИЯ

Без общего контура зануления приборы для витой пары (TP) нормально работать не могут. Примерная схема типового правильного зануления и заземления приведена ниже.

Принцип правильного зануления и заземления:

  1. Сигнальное зануление - это соединение общего сигнального провода (обычно корпуса) устройства с условной точкой «нулевого потенциала» (точкой зануления) ради выравнивания потенциалов корпусов приборов, входящих в систему. Обратите внимание — наше определение зануления в корне отличается от терминологии, принятой для электроустановок.
  2. Все источники сигнала и приемники сигнала зануляются в одной точке зануления.
  3. Для схемы Б) с дополнительным ветвлением организуется промежуточная точка зануления для всех приемников сигнала данной ветви схемы. Эта точка находится у вторичного источника сигнала (на схеме это «Приемник ТР»). Таким образом, для разветвленных систем действует принцип: зануляющий проводник следует вдоль сигнальной цепи, разветвляясь параллельно ей.
  4. Основная точка зануления обычно находится на щитке электропитания или рядом с передающей аппаратурой.
  5. Зануляющие (дренажные) проводники расходятся от точки зануления звездообразно (лучами), по одному проводнику к каждому устройству.
  6. Допускается подключение промежуточных устройств (передатчиков и приемников, работающих с витой парой) к шине зануления, идущей к соответствующему приемнику.
  7. Реально зануление таких промежуточных передатчиков/приемников необязательно, т.к. они уже достаточно занулены сигнальными кабелями от источника или приемника сигнала (если эти кабели не превышают по длине 10–20 м).
  8. Зануляющие проводники должны быть изолированными (во избежание ложных контактов с токопроводящими объектами на пути закладки).
  9. Зануляющие медные проводники должны иметь сечение не менее 1,5 мм2; для приемников сигнала с большим потреблением (200 Вт и выше) и для длинных перегонов (100 м и больше) рекомендуется 2,5 мм2 и больше. При построении разветвленной схемы сечение провода зануления должно пропорционально возрастать по мере схождения ветвей.
  10. Если устройство не имеет клеммы для заземления (зануления), допускается подключать зануляющий проводник к металлическому корпусу прибора (предварительно с помощью тестера убедиться, что он соединен с сигнальной «землей» устройства, например, с внешним контактом BNC или RCA-разъема). Например, все приборы Kramer Electronics имеют заземленный металлический корпус. В крайнем случае можно использовать неиспользуемый внешний контакт BNC или RCA-разъема (с осторожностью!).
  11. Проследить за тем, чтобы приемник сигнала, а также промежуточные приборы, не получали ложного зануления через земляные контакты в вилках питания или через касание корпуса устройства к металлоконструкциям. Зачастую по соображениям электробезопасности земляные контакты в видках ликвидировать нельзя, и с этим приходиться мириться. На самом деле контур сигнального зануления, который вы организуете самостоятельно, сможет при случае выполнить и роль защитного зануления (в терминах электроустановок), так что не всё так плохо.
  12. Если касания приемника к металлоконструкциям избежать нельзя (например, плазма привинчивается к металлической раме), возможны проблемы. Следует делать разводку зануления, как указано выше, и проверить, что металлоконструкции сами по себе заземлены. (Однако лучше все же предусмотреть изолирующие крепления к металлоконструкциям).
  13. «Нуль» электропитания (например, нейтраль/силовое зануление трехфазной сети) соединяется с точкой сигнального зануления максимально коротким и толстым (от 10 мм2 и выше) проводом.
  14. Заземление — это подключение к настоящей земле, например, к погруженному глубоко во влажный грунт металлическому контакту большой площади — занулителю (прут, рельс и т.д.). Желательно, чтобы все металлоконструкции были заземлены, а точка заземления (находится на прямом соединении и минимальном расстоянии от заземляющего контакта) находилась недалеко от точки зануления (например, на том же распределительном шкафу) и соединялась с ней максимально коротким и толстым (от 10 мм2 и выше) проводом.

77_2.jpg

Не допускается:

  1. Иметь более одной точки зануления. Даже если вторая точка зануления в конечном счете соединяется с первой, образующиеся при этом несбалансированные «ветви» заземления могут приводить к взаимным помехам у устройств. Если природа двух точек зануления неизвестна (например, это разные распределительные щиты), возможно даже выгорание аппаратуры.
  2. Получать зануление по двум и более путям (контурам). Это приводит к образованию «петель» заземления и может давать непредсказуемые эффекты.
  3. Включать приемники сигнала не «звездой», а «шиной»: например, соединить их сначала все одним зануляющим проводником, а потом подключить этот проводник к одной точке зануления. Это приводит к эффектам, аналогичным п. 1).
  4. Занулять аппаратуру о металлоконструкции, даже если эти последние также заземлены. Зануление должно производиться специальным проводом.

77_3.jpg

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ

Желательно всю аппаратуру, работающую с аудио/видеосигналами, запитывать от одного распределительного щитка и от одной фазы (при трехфазном питании). Возражения электриков и возможном «перекосе фаз» обоснованы, однако выигрыш от такой организации питания превышает риски, связанные с перекосом.

Все не-сигнальные потребители (люминисцентные лампы, кондиционеры, обогреватели и др.) должны быть отнесены на другие фазы питания.

Однако при большом количестве мощной аппаратуры приходится мириться и с питанием от разных фаз. В любом случае это должен быть единый щиток, получающий подвод от одной подстанции. Если приходится стыковать аппаратуру, расположенную в разных зданиях, и питающуюся от разных щитков, следует убедиться, что оба щитка питаются от одной электроподстанции.

Если такая проверка затруднительна или подстанции разные, возможны существенные проблемы, вплоть до выгорания аппаратуры. Соединение точек зануления таких двух зданий специальной толстой шиной может решить проблему. Перед таким подключением следует замерить переменное напряжение между точками зануления (оно не должно быть более нескольких вольт), а также проверить, какой ток будет течь через данную зануляющую шину (включить между шиной и точкой зануления электролампочку на 220 В; лампочка не должна светиться; проверить ток амперметром переменного тока; он не должен быть более нескольких миллиампер). Если разности потенциалов между зданиями слишком велики, следует применять гальванически развязанные линии связи по путям прохождения всех сигналов (обычные приборы для витой пары не подойдут, в них такой развязки нет).

ОРГАНИЗАЦИЯ КАБЕЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

Чего делать нельзя:

  • Сигналы передаются по витой паре в режиме «передатчик-приемник». Промежуточные переходные патч-панели, розетки и т.д. ухудшают качество сигнала.
  • Приборы для витой пары обычно не совместимы с сигналами ЛВС Ethernet. Например, приборы для витой пары Kramer Electronics. Промежуточные Ethernet-хабы, Ethernet-коммутаторы и т.д. работать не будут.
  • Экранированная витая пара хорошо подходит для передачи аудио, но плохо — для видео. На расстояниях более 60-100 м она может давать «замыливание» картинки. Лучше использовать неэкранированную витую пару (UTP).

Что делать можно:

  • Настоящее зануление передатчика и приемника сигналов можно (в 90% случаев) заменить занулением между собой передатчика и приемника по витой паре TP. Зануление можно выполнить, соединив корпуса этих приборов зануляющим проводом (описанным выше).
  • Такой зануляющий (дренажный) провод может представлять собой еще один кабель витой пары, проложенный параллельно основному. Это обеспечит определенное резервирование возможностей на будущее, а одну или несколько витых пар из него можно пока скрутить между собой и использовать в качестве заземляющего проводника.
  • Для передачи сигналов класса VGA, компонентного лучше использовать кабели витой пары с согласованным шагом навивки (Low Skew) — скажем, Kramer BC-XTP. Это уменьшит возможный «разбег» цветов на экране из-за разной длины проводников в кабеле.
  • В то же время для приборов, передающих VGA или компонентное видео вместе с аудио, кабели класса Low Skew могут давать помехи от аудиоканала на видео. В этом случае аудиоканал (обычно 4-я витая пара, конт. 4, 5 на RJ-45) следует пропустить через другой, отдельный кабель витой пары (самый недорогой; возможно, пригодится предусмотренный выше запасной кабель).

ЕСЛИ ВОЗНИКЛИ ПРОБЛЕМЫ

Почти все проблемы связаны с заземлением, реже — с электропитанием. Если изменить уже сделанную проводку нельзя, можно попробовать следующие меры:

Помехи, горизонтальные полосы, рябь, вертикальные волны

  1. Если источник сигнала имеет евровилку (с заземлением), включить эту вилку через переходник без заземления.
  2. Проделать то же с приемником сигнала и/или с промежуточными приборами для витой пары (если они имеют сетевой блок питания).
  3. Перед передатчиком в витую пару поставить дополнительный прибор с дифференциальным входом (например, Kramer VP-200Dxl для VGA или 104LN для композитного видео). Передатчик в витую пару сам по себе должен быть отключен от зануления.
  4. Отделить металлические корпуса приборов от металлоконструкций: подложить изолирующие коврики, прокладки, подвесить на изолирующих шнурах и т.д.
  5. Удалить сигнальные кабели от проложенных вдоль них кабелей питания люминисцентных ламп и от самих ламп.

Фон, шум по аудиоканалам

Поставить трансформаторную гальваническую развязку (Kramer TR-1A, TR-2A, TR-3) в цепь прохождения аналогового аудиосигнала.

5 принципов успешной работы на рынке Интернета вещей 5 принципов успешной работы на рынке Интернета вещей
Какими знаниями и умениями должен обладать поставщик решений, чтобы успешно начать работать на рынке Интернета вещей?
Сделка на $8 миллиардов: Samsung купил HARMAN и ряд его брендов Сделка на $8 миллиардов: Samsung купил HARMAN и ряд его брендов
Samsung Electronics и Harman International заявили о заключении двустороннего соглашения на 8 млрд. долларов.
Городская история: высокие технологии для мегаполиса Городская история: высокие технологии для мегаполиса
Стала ли прошедшая почти три года назад Олимпиада  в Сочи праздником или бедствием – вопрос философский...
6 преимуществ шины Plixus Televic, о которых надо знать 6 преимуществ шины Plixus Televic, о которых надо знать
Шина Plixus позволяет передавать аудио, видео и данные по одной витой паре. При этом - в очень хорошем качестве.
Как Интернет Вещей помещается в портфели AV-производителей Как Интернет Вещей помещается в портфели AV-производителей
Наблюдая за развитием Интернета Вещей, мы задаемся вопросом: готова ли сфера аудиовизуальных технологий к изменениям, предлагаемым...
Поверхность для проекции 4К и Ultra HD: тестирование и сравнение Поверхность для проекции 4К и Ultra HD: тестирование и сравнение
При проецировании контента с разрешением 4К+ чрезвычайно важно правильно подобрать проекционное полотно.
Все статьи
Видео
За модой не угонишься: в деле – рекордный трекинг!
Вебинар «Решения BenQ для аудиторий и переговорных»
Все видео
Конференц-система Bosch Dicentis в Индонезийском Парламенте Конференц-система Bosch Dicentis в Индонезийском Парламенте
Мультимедийная конференц-система Dicentis Bosch установлена в Палате представителей Республики Индонезии.
Конференц-системы TAIDEN на Саммите G-20 в Ханчжоу Конференц-системы TAIDEN на Саммите G-20 в Ханчжоу
Компания TAIDEN отвечала за техническое оснащение более чем двадцати конференц-залов саммита G20 в Ханчжоу, Китай.
16 проекторов для симуляторов управления воздушным движением 16 проекторов для симуляторов управления воздушным движением
Оснащение одночиповыми проекторами высокой яркости Digital Projection симуляторов управления воздушным движением.
Проекция в музее «Мир камней» на фрагмент гранитной скалы Проекция в музее «Мир камней» на фрагмент гранитной скалы
Немецкие специалисты создали в музее Steinwelten («мир камней») потрясающую проекцию на огромный кусок гранитной скалы.
Новейшие лазерники для тренажера-симулятора управления кораблем Новейшие лазерники для тренажера-симулятора управления кораблем
Управление морского транспорта и портов Сингапура приняло решение о замене старых ламповых проекторов в тренажерах-симуляторах.
Установка электронных киосков, давшая 100% увеличения продаж Установка электронных киосков, давшая 100% увеличения продаж
Для демонстрации полного спектра продуктов в торговой сети Bolist были установлены электронные информационные киоски.
Все кейсы
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
BOSCH: Каталог конференц-систем 2016/ноябрь
Каталог конференц-систем и оборудования для синхронного перевода, формат А4, 50 полос.
ECLER: каталог оборудования 2016
ECLER: каталог оборудования 2016
Полная продуктовая линейка аудиооборудования Ecler, 196 полос, А4, английский язык.
Все файлы
Новые тенденции оснащения залов совещаний и переговорных
Прохоров Максим
“Комната для совещаний и деловых встреч - одно из наиболее важных помещений в компании. Это место, где рождается много идей.”
Прохоров Максим
Менеджер корпоративных продаж, NEC Display Solutions Russia
Интеллектуальные технологические системы в городской жизни
Невзоров Михаил
“В России, по разным оценкам, ежегодно продается более 1000 кубов для видеостен диспетчерских центров, и эта цифра будет расти.”
Невзоров Михаил
Менеджер по работе с глобальными системными интеграторами Mitsubishi Electric Europe B.V.
Полезная чувствительность: интерактив, изменивший облик городов
Кудряшов Игорь
“Стали ли интерактивные решения по-настоящему частью жизни крупных мегаполисов? И Насколько они действительно помогают людям?”
Кудряшов Игорь
генеральный директор компании «Сенсорный Мир»
Все мнения
http://www.avclub.pro/news/proizvoditel/novyy-shirokougolnyy-obektiv-dlya-vivitek-du9000/