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.

Правила съемок: метод стрима. За миллионом фолловеров - сюда! Правила съемок: метод стрима. За миллионом фолловеров - сюда!
Число прямых трансляций в сети переживают бум - это факт. Но что именно нужно учитывать, чтобы тренд начал работать на вас?
ViewSonic ViewBoard – интерактивные панели для любых задач ViewSonic ViewBoard – интерактивные панели для любых задач
Александр Фролов, менеджер по продукции ViewSonic, рассказывает о предлагаемом компанией ассортименте интерактивных панелей.
Поддерживаем командный дух при удаленной работе: рецепт BenQ Поддерживаем командный дух при удаленной работе: рецепт BenQ
Работа из дома сильно влияет на эффективность реализации проектов, в которых заняты несколько исполнителей.
Адаптируем бизнес под новые условия: рекомендации BenQ Адаптируем бизнес под новые условия: рекомендации BenQ
Сложившаяся эпидемиологическая ситуация препятствует производству и вынуждает бизнес приспосабливаться к новым условиям.
«Следующим этапом будет появление самовосстанавливающихся систем» «Следующим этапом будет появление самовосстанавливающихся систем»
Роб Смит, директор по продажам компании Shure, рассказывает о тенденциях, активное развитие которых ждет нас в ближайшее время.
«Мы предлагаем комплексные аппаратные решения для диспетчерских» «Мы предлагаем комплексные аппаратные решения для диспетчерских»
Специалисты ATEN рассказывают об ассортименте коммутаторов, KVM-консолей, док-станций и решений для захвата и вещания видео.
Все статьи
Видео
Вебинар "Решения d&b audiotechnik в посткризисном мире"
Вебинар "Обучение специалистов по визуальным решениям Panasonic"
Все видео
Масштабная ВКС-сеть Правительства Московской области Масштабная ВКС-сеть Правительства Московской области
Компания Unitsolutions на основе решений TrueConf создала для Правительства Московской области ВКС-сеть для 30 000 абонентов.
Дисплеи Absen преобразили центр разработок и инноваций Intel Дисплеи Absen преобразили центр разработок и инноваций Intel
Центр PKT1, призванный «самым умным зданием в мире», установил на фасаде крупнейший в Израиле наружный светодиодный экран.
Необычное настольное мэппинг-шоу в дубайском ресторане Meshico Необычное настольное мэппинг-шоу в дубайском ресторане Meshico
Компания Pulse при помощи проекторов Digital Projection реализовала мэппинг-шоу, разворачивающееся прямо на столах у посетителей.
Пространственное звучание на базе одного акустического элемента Пространственное звучание на базе одного акустического элемента
Компания Sound Technology развернула в лондонском Музее Науки систему пространственного звучания Holoplot.
Shure осуществляет техническую поддержку в штаб-квартире ООН Shure осуществляет техническую поддержку в штаб-квартире ООН
С 2009 Shure осуществляет оснащение и поддержку в проведении основных мероприятий штаб-квартиры ООН в Найроби.
450 громкоговорителей d&b audiotechnik меняют сложную акустику зала 450 громкоговорителей d&b audiotechnik меняют сложную акустику зала
Royal Albert Hall — это культовая площадка, играющая огромную роль в культуре и просвещении не только Великобритании.
Все кейсы
EVOKO: новое поколение системы бронирования коференц-залов
EVOKO: новое поколение системы бронирования коференц-залов
Evoko Liso – стильное и яркое устройство, которое существенно облегчает процесс бронирования переговорных комнат, русский язык, 4 полосы, А4.
DONVIEW: интерактивное оборудование
DONVIEW: интерактивное оборудование
Интерактивные доски, сенсорные панели, дисплеи с функциями записи и трансляции серии «Все в одном», документ-камеры, русский язык, 36 полос, А4.
Все файлы
Хотите получить классную картинку? Часть 2: цвет имеет значение
Сергей Дудников
“Сергей Дудников продолжает свой рассказ о том, как добиться более качественного изображения на сверхбольшом экране.”
Сергей Дудников
глава российского офиса Christie
Хотите получить классную картинку? Часть 1: арифметика разрешения
Сергей Дудников
“Сергей Дудников в публикации для портала АВ Клуба рассказывает, как добиться более качественного изображения на сверхбольшом экране.”
Сергей Дудников
глава российского офиса Christie
«Зачем платить за три чипа, если можно сделать то же на одном»
Эдуард Кимберг
“Самый яркий проектор в мире, обеспечивающий световой поток в 75 тысяч люмен, входит в нашу отдельную линейку.”
Эдуард Кимберг
менеджер по развитию бизнеса компании Barco на территории России и стран СНГ
Все мнения