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遠程抗電磁干擾信號傳輸

2005-06-01 張薇 InfoAV China


    “人的一生充滿斗爭!難道不是這樣嗎?人人皆如此,”—酒吧侍員說,“比如說我吧,我一輩子都在和稅收做斗爭”。這個斯特魯卡茨基兄弟筆下的酒吧小侍員當然是在開玩笑,但無線電工程師和通訊專家們卻沒有心思開玩笑。因為他們的工作恰恰正是斗爭,只是不是和稅收爭斗,而是和噪音和干擾。
    當您打開電視機想看看新聞或是冰球比賽的時候,電視屏幕卻突然布滿了雪花,播音員的聲音被沙沙的噪音所替代。是什么問題? 原來是您的鄰居正在用他那用得不能再用的電動剃須刀刮胡子。胡子理完了,剃須刀給關(guān)了,但這時電視的效果變得更糟: 屏幕在抖動,畫面的同步性被破壞了,電視聲道也在轟轟作響,好像要爆炸似的。那么您會問,這又是怎么回事呢? 原來是您的那個鄰居又抬起了無線電話的聽筒,而電話的信號卻非常偶然的碰到電視頻道的載波頻率。在最近的幾十年里,由于無線電裝置的相互作用而引起的意外干擾愈演愈烈(專家們將這個問題稱之為電磁兼容)。有時候,為了解決這個問題不得不人為的降低電器的性能。對這類問題尤其感到頭疼的是航空工程師。因為在現(xiàn)代飛機上安裝著數(shù)成千上萬的電子儀器,有時為了保證一部分儀器的正常工作,不得不關(guān)閉另外一部分儀器。因為如果同時開啟它們的話,那末,由于互相干擾整個系統(tǒng)都將無法正常運轉(zhuǎn)。
    在圖像和音響遠程傳送方面的情況也沒有好到哪里去。人的眼睛和耳朵是非常敏感的器官,它們在瞬間內(nèi)就可以發(fā)現(xiàn)音畫的質(zhì)量的變化,哪怕這種影響只是最小的。工程師們必須找到更加復(fù)雜但也更加昂貴的解決問題的方法,以保證音畫質(zhì)量在遠程傳送時不會得到實質(zhì)性的影響。
    直到不久以前,在研究對抗噪音和干擾方面人們一直采用試驗的方法,并認為引發(fā)噪音和干擾的原因可能是對物理反應(yīng)的錯誤理解。利用辦法會消耗大量的時間,并在最小改變儀器外形的情況下一切重頭再來。
    讓我們將信息傳輸?shù)囊蕴ǖ婪胖靡贿叄葋硌芯恳幌戮€路傳送音頻、視頻信息時引起噪音和干擾的原因。

遠程抗電磁干擾信號傳輸

    人們一般認為引起噪音和干擾的基本原因是以下幾點:
    · 工業(yè)干擾
    · 串擾
    · 劣質(zhì)分解
    · 電纜的反作用和質(zhì)量問題
    · 電纜與發(fā)射機和接收機不相匹配
    · 發(fā)電機的繞阻不同,存在“迂回”區(qū)—“地干擾”
    引起噪音的次要原因是電流反應(yīng),摩擦電效果和電纜震動。
工業(yè)干擾常常出現(xiàn)在建有電站和各種電力設(shè)施和儀器的地方,比如說,電動機、電子通訊設(shè)備、醫(yī)療器械、計算機、電焊機、電鈴和內(nèi)燃機系統(tǒng)等。各類電臺所造成的接受干擾也屬于工業(yè)干擾。
    串擾情況一般出現(xiàn)在信號線和電纜線交匯于由別的信號線和電纜線所形成的電磁場。例如,如果房間附近有一條電話線和無線電傳輸線路,那末,當拿起電話聽筒的時候可能會聽到音樂聲或是講話聲。這就是串線。
    低質(zhì)量分解導(dǎo)線通常會引起畫面效果的變化,但這才是不幸的一半。分解時產(chǎn)生的噪音我們通常稱之為聯(lián)系噪音。這種聯(lián)系噪音的產(chǎn)生主要是由于儀器間插頭和插座接觸不良。噪音的大小與電流的強度成正比,與頻率成反比。如果分解的效果非常不好,就可能導(dǎo)致整體效果的“破碎”。如果分解過程操作的不正確,沒有電流的相互間流動,那么可能會產(chǎn)生某種電化學(xué)反應(yīng),并生成某種元素加快對線路的腐蝕。
    就線路本身而言,如果是視頻線,那末它不是產(chǎn)生實質(zhì)性的噪音。 但線路內(nèi)信號的振蕩則取決于導(dǎo)線的質(zhì)量。取決于導(dǎo)線的感應(yīng)度和通過量(或反作用)是否會扭曲所傳送的信號。不正確的使用接地線也是影響信號和產(chǎn)生干擾的重要原因。
    如果在一個電路系統(tǒng)內(nèi)接收器和線路的強度相符,這種電路系統(tǒng)就可以叫做負荷協(xié)調(diào)系統(tǒng)。如果負荷不相協(xié)調(diào),那末所傳輸?shù)男盘柧蜁幸徊糠植荒軌蚓腿氲浇邮掌髦畠?nèi),這部分未被接受的信號就會以逆波的形式出現(xiàn),從而降低信號的傳輸水平并導(dǎo)致信號的扭曲。
    設(shè)計不正確的儀器能量供應(yīng)(取決于交流電的不同電阻圈)和不正確的接地裝置會引起較大的干擾。在已經(jīng)安裝完畢的儀器里對抗這種干擾是非常復(fù)雜而且收效甚微的。所有可能產(chǎn)生干擾的原因在設(shè)計階段都應(yīng)考慮到,在此基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的辦法和器材來對抗它。
    人們通常采用以下辦法來區(qū)分對抗噪音和干擾的消極辦法和積極辦法。
    消極辦法包括:
    · 縮減線路長度到最小程度,同時減少導(dǎo)線的數(shù)量
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