楊建國
接地技術在廣播信號的安全、有效、高質量傳輸中,起著關鍵作用。如果接地技術或工藝不達標,就會經常造成廣播信號相互干擾、發射設備運行不穩定、天調網絡阻抗匹配不穩定等眾多意想不到技術問題。
(1)控制和數字電路中,高電平或低電平的參考零電位,叫做數字信號地。(2)廣播信號中,音頻信號、載波信號及電源信號等模擬信號的參考地叫模擬地。(3)電路中需要處理的信號的參考零電位叫信號地,主要為各類變送器、傳感器等儀器設備送過來的信號參考地。(4)交流地:設備的供電網絡接地線,是交流供電電源的地線。(5)直流地:交流信號通過整流濾波穩壓后得到直流供電電源的地線。(6)屏蔽地:信號傳輸屏蔽線、發射機及相關設備的外殼接地。(7)高頻地:廣播載波信號的接地。(8)低頻接地:廣播音頻信號的接地。(9)防雷接地:為防止設備雷擊而采用的接地。
(1)單點接地:主要用于比較簡單的單頻電路中,比如說邏輯控制電路和有些功能單一的執行電路。單點接地有并聯接地及串聯接地之分。(2)頻率高于10 MHz的信號存在著電容分布問題,為了盡可能減少或消除干擾,在高頻處理電路中,必須采用多層或多點接地技術,這樣才能有效地避免高頻信號帶來的電容分布問題。(3)多種接地方式混合使用:混合接地方法主要用于多頻處理的復雜系統中,如廣播發射臺的計算機控制系統,要采樣控制的信號中存在著10 MHz以下的中波頻率及10 MHz以上的短波及調頻頻率;既存在著高壓直流電,又存在著采集電路的高頻時鐘信號。在這樣的復雜環境中,必須因地制宜,采取混合接地方式。
(1)一般由于存在接地形成的環路干擾,且在低頻電路中,布線和元件間的電感并不是什么大問題,因此控制系統或音頻電路采用一點接地方式。
(2)在電源地線的兩點間會有一定的電壓(小則幾mV,高則幾V),因為低電平的參考電壓值相對較低,干擾信號一旦疊加到低電平上,就會直接改變其邏輯值,造成嚴重混亂,所以在設計系統式交流地和信號地時必須分開。
(3)全設備浮空時,其對地絕緣阻抗必須保證50 MΩ以上,這種方法比較簡單省事,成本也低,但這種方法也有不足,即它的抗干擾能力會隨著絕緣電阻的下降嚴重變壞。所以,無法保證絕緣阻抗質量的穩定性時,要采用設備懸浮而其機殼接地的方法,并保證機殼良好穩定接地,雖然這樣做成本高,操作起來也有一點復雜,但這樣做設備抗干擾能顯著提高,特別是對高頻電磁波的抗干擾能力大大增強。
(4)模擬地。模擬地的好壞直接影響廣播節目的播出質量和控制系統的采集精度及控制準確度,必須保證模擬地的連接方法正確。因為,模擬信號系統的抗共模干擾能力差,因此對模擬信號采用屏蔽懸浮接地模式,具體步驟和方法嚴格按照相關標準設計并施工,確保良好的接地效果及接地效果的穩定性。
(5)在廣播電視發射設備的計算機自動化控制系統中,為了消除被采集信息的電容耦合噪聲,提高被采集信息的有效率和控制過程的高精度,一般對設備及信號傳輸線路采用屏蔽措施。根據屏蔽要達到的目的不同,所采用的屏蔽方式也有所不同,下面介紹幾種屏蔽方式。①要消除和抑制高頻電路中的分布電容問題,采用電場屏蔽方法(也就是接大地的方法)是一個最有效的途徑。為了消除廣播發射天線及雷達等高頻電磁波輻射的干擾,在屏蔽層和大地之間,用低阻金屬材料做一個高導通路即可。②磁場屏蔽的方法主要用于防止磁鐵、電機、變壓器、線圈等電磁感應的領域內。磁場屏蔽主要采用高導磁材料使磁路閉合的方式。③為了有效避免噪聲電流造成干擾,在信號電路中采取單點接地方式時,低頻電纜的屏蔽層也要接地處理。④在系統中,把接地處理的放大器和未接地的信號源相連時,輸入端的屏蔽和放大器的公共端要相連。把沒接地的放大器和接地的信號源相連時,要把放大器的輸入端和信號源的公用端相連。
對于廣播電視電氣系統的不同接地方式,應按每一個系統或功能模塊的接地要求和目的分類實施,不能把任意地連接在一起,要根據不同的系統要求,做成若干獨立的接地子系統后,最終才把不同的接地子系統連接在一起,統一做成總接地,只有這樣設備和控制系統才能正常穩定地工作。