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正确移除视频接地干扰的四种方法

正确移除视频接地干扰的四种方法

杂讯是如何产生的?

接地回路是视频和电脑系统中产生干扰的主要原因。在理想的电子系统中,设备间本应具有相同的接地参考电位。但随着设备及连线的关系复杂化,就容易会出现许多变因并造成干扰。这是因为当足够的电流在两个接地点之间流动时,就会造成电压下降,并导致接地点间各自处于不同的电位,最后产生所谓的接地回路干扰。简单的来说,就是各设备可能因为接地点的电位不同,给电流产生回路的空间。而最常见状况是由于设备间使用不同的插座或接地点,导致电位的不同。

接地的种类

接地干扰最主要的发生原因为设备间接地不同所产生的电位差,因此我们必须先理解接地的种类。大致上可分为三个种类,分别是大地(Earth Ground)、信号地(Signal ground)及机壳地(Chassis Ground)。

 

大地 (Earth Ground)

是指与大地或电中性体的直接物理连接。通过将系统中的地线连接到"大地",无论是连接到人工接地还是自然接地,都在为外来电流提供路径。当处理接地时,实际上是在排出系统中不需要的杂散电流,而这些电流会在电路中循环,并产生杂讯。

信号地 (Signal Ground)

信号地是用来传输不同设备间信号的接地。由于这些设备通常是单独供电的,因此它们的电位通常会存在微小的差异。而这就会产生电位差,从而导致电流循环的产生。此外,由于系统中通常有多个信号接地路径,这些接地路径也可能会互相干扰。

机壳地 (Chassis Ground)

机壳接地是指连线金属机壳间的连线。机壳接地可能因制造商设计目的而异。如果是用来防止雷击,可能会将机壳地连接到大地,或者用于屏蔽信号时,会将机壳地连接到信号地。也有可能将大地与信号地互相连接。但不论是哪种连线,当设备间电压不同时,就会产生接地回路。

如何辨别地回路干扰

造成干扰的原因有很多种,但究竟我们该如何辨别是不是的回路所造成的干扰? 庆幸的是,地回路的干扰是有一些特征的。以下我们就来看看,视频和音频受到地回路干扰时,会有哪些不同的表现。

音频干扰

当音频受到地回路干扰时,可以很明显地听到嗡嗡声的噪音。普遍我们称之为60 Cycle Hum。当发生在音乐中很恼人,但是单独听时是否有种奇怪的满足感呢?

视频干扰

接地回路所造成的视频干扰,画面大多会出现网纹、雪花、水平纹路和滚动等。这类现象会依受干扰的程度,而出现轻微(如图左)甚至是严重(如图右)的现象。 

解决干扰的方式

因应不同的环境条件,需要选择不同的解决方法。以下我们将建议您五种方式,来针对不同的应用场景来解决干扰的问题。

方法一: 将所有设备统一接地

防止接地回路的干扰,普遍会建议将所有易受干扰的信号电路都使用同一个接地参考点。使设备间都拥有相同的电位,避免接地回路的生成。虽然此做法非常的有效,不过安装环境的复杂程度,也会大幅影响此作法的可行性。

 

方法二: 确实做好隔离措施

当你的视频设备和作为接地点的金属导体接触,这也会大幅提高受到干扰的可能性。因此可在视频设备与导体间放置一块木制或塑胶的物体来隔绝地回路。例如安防摄像头,它可能是安装在电线杆或建筑物结构上,此时以木头或塑胶板将它隔开,或许就能解决视频干扰的问题。

 

方法三: 检查周遭电子设备

附近的电子设备也有可能是干扰的主因。可以尝试将它们一一重新插拔,以确定是哪一个设备出了问题。如果仍然无法确定原因,我们建议在不同的空间 (例如在另一栋建筑物) 测试这些设备,看看问题是否仍然存在。如仍无法识别原因或已识别但无法解决,建议咨询电子工程师来确认现场的布线配置是否有正确接地。 

方法四: 使用接地隔离器

很多时候,我们很难去判别究竟是哪一些连线出了问题,甚至找到原因后无法更动设置,这时候就可以尝试使用接地隔离器。它可以有效阻绝电力流动,如同阻绝回路的"跑道",让地回路无法形成。 

补充: 移除接地

某些人会为了消除接地回路而移除设备的接地连线,但连接接地线的目的是把有可能带电的金属壳上的电引到大地中,以避免发生触电事故。然而如果不接地,当设备发生漏电现象,一旦触碰到带电体,就有可能发生触电事故。因此此作法虽然能快速解决地回路问题,但也同时丧失了接地所提供的保护。 

接地隔离器的原理

地隔离器的结构,是利用电感回圈复制一个新的信号出来,同时滤除信号中的杂讯,并尽可能保留不受干扰的信号。但在滤除杂讯的过程中,可能会造成信号的些许损失,让视频、音频质量减损或传输距离的缩短。

 

其他解决方式

信号的干扰有非常多的可能性,除了地回路干扰外,跟施工方式、线材质量甚至视频设备本身都有很大的关系。如上述的方式都无法解决杂讯的困扰,我们建议再采取以下几种方式。

接线不良

信号可透过接孔从一个设备传递到下一个。如果接线出现问题,杂讯可能因此传递到音箱或是屏幕上,并产生嘶嘶声、爆裂声、噼啪声、视频闪烁、甚至没有画面等问题。针对这些现象,我们建议您检查线材是否有损坏、接孔松动、接孔不合、焊点脱落等问题。

电线与信号传输线间的距离 

专业的系统安装通常会有大量设备及线材集中在一起,而这也会大幅提高干扰的可能性。因此我们建议信号线与电源线至少保留至少30厘米的距离。如果安装环境不允许保留距离,我们会建议采用隔离较好的编织同轴线材,以防止电源干扰视频或音频信号。

总结

我们对于专业视频、安防产业有多年的经验,协助处理过各式各样的干扰问题。因此想与大家分享常见的原因及相对应的解决方法。但造成干扰的原因千百种,有时候仅能透过实务经验或是实际勘查现场,才有可能找出问题。希望这篇文章能够帮你解决地回路干扰的问题,也欢迎你与我们联系,来协助解决相关问题。

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接地隔离器的种类

由于接地回路的问题,可能会发生在各种视频设备上,且发生的原因也不尽相同,因此挑选合适的接地隔离器也是非常必要的。以下我们将快速地将这些接地隔离器进行简单的分类。

针对视频信号

我们常看到安防视频中会出现横条纹、卷动等视频干扰现象,通常是应用在安防中的HD-TVI、AHD、HDCVI、CVBS等模拟信号。因此针对这一系列的信号,也有相对应的接地隔离器。一般来说,市面上看到多数的接地隔离都是无源的,但其实也有有源式。由于接地隔离器,是靠信号回圈复制,因此被复制出来的信号多少会有一些失真,因此用有源式(需额外供电)来补强信号,使它的表现相对较好。

针对音频信号

专业的音频设备为表现最最原始且细腻的音频效果,也经常应用模拟信号。而我们在播放音乐时听到的嗡嗡声,通常是受到干扰而造成的结果,因此针对音频的干扰也有属于它的接地隔离器。

针对电源

干扰当然不仅是存在信号与信号之间,而电源也是主要原因之一。这时就可以选择使用电源隔离器,来隔绝电源所产生的杂讯。

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