|
上期[系統(tǒng)集成工程中常見問題分析（一）]討論了由于傳輸系統(tǒng)的幅頻特性及群延時特性造成的圖像模糊及、拖尾等現(xiàn)象，并提出了解決方案，本期主要討論以下幾個問題：1、由于系統(tǒng)電源地線處理不當(dāng)造成的低頻干擾；2、由于環(huán)境電磁干擾和設(shè)備自激引起的高頻干擾；3、由于設(shè)備或傳輸系統(tǒng)或接插件等阻抗不匹配引起的重影反射及顯示不穩(wěn)定等。
1、由于系統(tǒng)電源地線處理不當(dāng)造成的低頻干擾，又分為三類：
一、是由于開關(guān)電源引起的不共地；
二、是設(shè)備信號連接地線接觸不良；
三、是由于布線施工中，零、火、地線混亂造成的不共地。以下分別予以說明。
一是由于開關(guān)電源引起的不共地：現(xiàn)在工程中所用設(shè)備，絕大部分都是利用開關(guān)電源的，在高頻變壓時彼此是隔離的，即使是模擬電源，大都會用到隔離變壓器，沒有公共端，就設(shè)備本身而言，信號地線是獨(dú)立的，或者說設(shè)備之間的信號地線間沒有關(guān)系，如下圖：
 |
因此設(shè)備間的信號地之間會形成電位差，即電壓。這個電壓可能在幾十伏到一百多伏，有時甚至?xí)霈F(xiàn)兩臺設(shè)備間機(jī)殼放電的情況。設(shè)備信號在連接時，例如通過矩陣切換器，由于信號地之間有電壓，就必然形成電流，而此電流如果沒有泄放途徑，會通過信號通道進(jìn)行回流，這樣會把電源地線或信號地線的波動帶入信號通道，形成干擾。尤其是信號路數(shù)增多時，彼此間的電壓都不同，影響會更大。常見的現(xiàn)象是出現(xiàn)低頻的滾道，如由上到下，或由下到上的明暗滾道，滾動的頻率較低，為工頻或低于工頻（由于差拍引起的），或是較低頻的圖象明暗變化，解決的方案是要求所有相關(guān)設(shè)備的保護(hù)地一定要連通，而且是同一個保護(hù)地，這樣即使設(shè)備的信號地間有電壓時，也可以通過保護(hù)地進(jìn)行泄放，而不會影響到信號本身。因此在選用設(shè)備時，一定要考慮其電源線的接法，如果沒有保護(hù)地（二線制）可能在應(yīng)用中，尤其是較大系統(tǒng)中會出問題，再就是設(shè)備的電源地線引腳千萬不要破壞。另外就是設(shè)法在信號傳輸過程中進(jìn)行隔離傳輸，如利用平衡傳輸或是光纖傳輸?shù)龋越鉀Q共地問題，這類應(yīng)用以后會經(jīng)常用到，并且應(yīng)該是今后的發(fā)展方向。
二是設(shè)備信號連接地線接觸不良：設(shè)備信號連接時地線接觸不良有兩個方面，一是接頭焊接時地線虛焊或漏焊，只要細(xì)心一些就可避免，二是對接頭的理解有不同，按照VGA接頭（15HD）的標(biāo)準(zhǔn)，共各引腳的定義如下：
1PIN ——Red 2PIN ——Green
3PIN ——Blue
4PIN ——ID Bit 5PIN ——N/C
6PIN ——R.GND
7PIN ——G.GND 8PIN ——B.GND
9PIN ——No.Pin
10PIN——GND 11PIN——ID Bit
12PIN——ID Bit
13PIN——H Sync 14PIN——V Sync 15PIN——N/C
其中1、2、3為模擬的紅、綠、藍(lán)信號，6、7、8為對應(yīng)的模擬地；13、14為數(shù)字的行場信號，10為數(shù)字地；ID Bit為屏幕與主機(jī)之間的控制或地址碼。
但在實(shí)際工程中，經(jīng)常會在地線的連接中出現(xiàn)錯誤，如果將某些腳（如4，5，9，15等）接到地線上，以大屏顯示這種應(yīng)用而言不至于出現(xiàn)什么問題，但如果10腳未接地的話，恐怕就要出現(xiàn)地線不通的情況，因此如果用到這類接頭時建議先測量一下，看看彼此的定義是否一樣，當(dāng)然有時為了避免出現(xiàn)這種情況，有些設(shè)備將不用的引腳全部接地了，雖然不標(biāo)準(zhǔn)，但挺實(shí)用，只是如果要用到相應(yīng)的控制位時會出問題，這一點(diǎn)應(yīng)該知道，目前可這樣用。
三是由于布線施工中，零、火、地線混亂造成的不共地； 這類問題在現(xiàn)場施工中極為常見，甲方或施工方會信誓旦旦地稱電源地線沒有問題，但常常會發(fā)現(xiàn)零、火線位置混亂，地（保護(hù)地）基本不通的現(xiàn)象或是電源線與信號線共用橋架等，這樣有時會出現(xiàn)直接燒毀設(shè)備情況。因此建議在進(jìn)場施工時先用萬用表或搖表徹底檢查一遍，保證所有的電源插座符合二相三線制的左零、右火、中心地的規(guī)則，以防設(shè)備擊穿等惡性事故。這類問題不是技術(shù)問題，施工時細(xì)心檢查就能避免，這里不作討論。
2、由于環(huán)境電磁干擾和設(shè)備自激引起的高頻干擾：由于VGA信號帶寬很寬，因此所用芯片及電路設(shè)計(jì)的寬帶比較寬，在較差的電磁環(huán)境中，由于空間的電磁干擾，會引起電路的自激，表現(xiàn)的現(xiàn)象為較細(xì)的網(wǎng)紋或字符邊上有很細(xì)的邊。解決辦法很簡單，破壞其自激條件即可。原則上講，不用的端口（載入口與輸出口）應(yīng)加75歐的負(fù)載匹配，防止干擾和破壞自激。
3，由于設(shè)備或傳輸系統(tǒng)或接插件等阻抗不匹配引起的重影反射及顯示不穩(wěn)定：這類問題比較棘手。其表現(xiàn)現(xiàn)象為字符邊上有略暗、但邊界清晰的重影，或是大屏出現(xiàn)不規(guī)律的黑屏、并報(bào)出沒有信號的報(bào)警。這都是由于反射引起的，對R.G.B而言反射引起的是形成重影，對H.V而言會引起不穩(wěn)定。對任一輸入和輸出電路而言，我們可以將其簡化為如下模型
 |
按照電路原理要求，當(dāng)輸出阻抗與輸入阻抗相等時，即所謂匹配時，輸入點(diǎn)是半功率點(diǎn)，輸入電路是無反射吸收，當(dāng)輸出阻抗與輸入阻抗不相等時，輸入點(diǎn)不是半功率點(diǎn)，會形成反射。比較形象地講，輸出電路將能量傳送到輸入電路，而輸入電路并不能全部吸收，有些富裕部分又反送回輸出電路。很明顯，輸出電路不可能吸收這部分能量，又將其送回到輸入電路，能量有些損耗，并且時間有延遲。這與過去電視機(jī)重影的原理類似。發(fā)射臺發(fā)射的信號，直接到達(dá)天線
形成主信號，同時發(fā)射臺的信號發(fā)射到大樓上，經(jīng)反射后到達(dá)天線被接收，形成輔信號，主輔信號除強(qiáng)度不同外，還有時間差。電視機(jī)收到兩個一樣的有時差的信號，其顯示的內(nèi)容就形成重影，如圖：
 |
在傳輸系統(tǒng)中對R.G.B信號的反射會形成重影，對H.V信號而言，由于TTL電路是高阻，從510歐—5K都可能，一般通用是1.5K的，但接頭電纜等阻抗是75歐的，因此傳輸過程中行場的阻抗不匹配是必然出現(xiàn)的，并且與傳輸距離有關(guān)。這將會造成同步信號波形失真，破壞接收電路中利用其波形的上升或下降沿進(jìn)行的時鐘鎖相，這種失真將引起鎖相的不穩(wěn)定，現(xiàn)在的投影機(jī)等大都采用數(shù)字鎖相方式，即每行的時鐘個數(shù)有明確數(shù)量，并且鎖相范圍很小（提高鎖相精度）。輕微的失真會使顯示內(nèi)容的邊界或直豎線的邊界不齊，較嚴(yán)重的失真會引起失步即鎖相失敗，于是投影機(jī)將報(bào)出無信號輸入的情況。其實(shí)在這種情況下，如果利用CRT顯示器檢查會發(fā)現(xiàn)有信號，只是鎖相可能會不太好，甚至并不嚴(yán)重。
既然產(chǎn)生的原理是由于阻抗不匹配造成的反射，解決的方案應(yīng)是盡可能匹配或破壞反射，對H.V信號而言，破壞反射是可行的，我們有許多方法破壞反射，在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。但對R.G.B信號只能是盡可能匹配。由于傳輸系統(tǒng)中包括接頭，電纜甚至設(shè)備本身阻抗很難或根本不可能調(diào)整，這個問題不易解決。如BNC接口，要求是用75歐的，但市面上大量的BNC接口是50歐的（便于生產(chǎn)）；電纜應(yīng)要求75歐±2歐，但這一指標(biāo)有時很難保障；有些投影設(shè)備為了提高清晰度，對高頻提升較大，正常時都能看出有勾邊現(xiàn)象，如果再略有反射，這種現(xiàn)象會更加明顯。這類問題目前沒有什么好辦法能解決，只能是在工程中或選購設(shè)備時，盡可能保證R.G.B的阻抗匹配，采用標(biāo)準(zhǔn)的接頭及電纜，減小轉(zhuǎn)接次數(shù)等。
我們將在傳輸過程中影響信號的質(zhì)量的原因分類歸納，形成下表，以供參考：
| 現(xiàn)象 |
原因 |
解決方案 |
| 低頻滾道或干擾其它圖象 |
電源干擾接頭聯(lián)線虛焊或不對位 |
檢查共地 |
| 圖象變暗 |
電纜幅頻持性不好或增益不對或功率不匹配 |
用長線驅(qū)動 |
| 圖象拖尾 |
群延時 |
用長線驅(qū)動 |
| 圖象分色 |
R.G.B傳輸不對稱 |
查電纜或其它設(shè)備 |
| 高頻細(xì)網(wǎng)紋 |
自激 |
破壞自激、加負(fù)載 |
| 圖象重影 |
不匹配，反射 |
匹配，較難解決 |
| 圖象不穩(wěn)定 |
H．V有反射 |
破壞反射，能解決 |
以上談到的問題基本能覆蓋常見工程中問題的80-90%。有時會有幾種現(xiàn)象同時出現(xiàn)，此時應(yīng)盡可能將其一一分解，不同的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因不同，解決方法也不盡相同。以上只是本人對傳輸系統(tǒng)中常見工程問題的一點(diǎn)拙見，如有不足之處敬請指正。
北京市利國電子技術(shù)有限公司
|
系統(tǒng)集成工程中常見問題分析（二）