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电视会议室供电设计
2008-05-06 15:34:01  来源:赛尔电气应用 总第68期  浏览次数:196  
  •   本文概括论述了会议电视系统组成部分,音视频信号对电源质量要求,阐述了电源高次谐波产生原因,制定出消除高次谐波的措施,提供清晰的电视图像和语音。

  以前,召开一个全国性的会议都要准备很长时间,与会者要乘火车、坐飞机从全国各地赶到会议地点,现在,在高度发达的信息时代,无需再长途跋涉,只要坐在电视会议室,就能实现集中会议的功能,而且,还可以多向传输,达到音像清晰、同步,具有良好的效果,利用会议电视系统召集会议,既节约时间,又节约资金,是一个理想的会议方式。
  
  1.系统的组成
  音视频系统
  主要由摄像机、话筒、编辑导演设备、调音台、终端设备、图像显示设备、扩声设备等组成。
  传输系统
  会议信号传输要由电视会议网完成,目前组网方式有专线式组网和交换式组网。
  灯光系统
  包括舞台灯光照明及场灯照明,在不同位置有不同的照度,要保证图像清晰,色调和谐,具有真实感。
  
  2.会议集成
  从电视会议室的组成部分不难看出,会议室的任务是对图像和声音的传输,图像和声音录制有以下几个步骤。首先,图像要靠灯光来显示,不同的人的肤色、所处的位置、穿衣服的材料,需要的照度各有不同,以及不同角度的对比度也要求不同。
  要想显示出一幅理想的图像,只有靠调光器进行调光,然而,调光器是靠可控硅调压完成的。调光设备是连接在交流正弦电路的,调光时,需要触发可控硅使其导通,导通后,电路就不完全是正弦电路了,而改变为非正弦电路,非正弦电压产生非正弦电流。
  通过谐波分析,电路里的非正弦波分解出基波和高次谐波,电路里的高次谐波都对音频、视频信号产生干扰,使图像扭曲变形、产生波动,声音沙哑、失真。使会议效果变得很差。其主要原因就是高次谐波的存在。为了避免高次谐波对信号的干扰,重要的一点就要对电源里的高次谐波进行处理,得到一个清洁电源。
  
  3.电源
  3.1系统对电源要求
  《会议电视系统工程设计规范》YD5032-97规定:
  “7.2.1交流电源应按一般电源供电,电压波动超过交流用电设备正常工作范围时,应采用交流稳压或调压设备。重要会场的MCU,CODEC,保密机应采用不间断电源。”
  “7.2.3交流电源的杂音干扰电压不应大于100mV.。”
  “7.2.4c)保护接地杂音干扰电压不应大于25mV.。”
  由此看来,电源对高次谐波的含量是有要求的。电源高次谐波含量多少,直接影响了会议电视音频、视频信号的质量。
  3.2电源系统接线
  会议电视系统设备用电基本分两种负荷,一种是音视频设备用电,另一种是灯光系统用电。音视频设备要求电源质量高,怕干扰,灯光系统电源相对要求比较宽,相对不怕干扰,如果采用可控硅调光设备调光,反而是产生高次谐波,变成了干扰源,所以,在大的会议系统,音视频设备和灯光系统用电应当分开,要分别引自不同的两台变压器,用以避免高次谐波相互干扰。
  小的会议电视系统,若只有一路电源的情况下,也要从配电箱处开始就分开,其中一回路为音视频设备供电,另一回路供灯光系统负荷,音视频设备回路采用防止高次谐波侵入措施,可控硅调光系统回路采用消除高次谐波,阻止高次谐波输出的措施。
  
  4.电源中的高次谐波
  4.1高次谐波的产生
  电力系统中,电源的电动势具有非正弦波形或系统负荷侧含有非线性元件(铁心线圈,整流器),就会产生非正弦电流。非正弦电压。非正弦电流、含有高次谐波分量。在会议电视系统中,电路中的高次谐波主要来自可控硅调光设备。含有高次谐波的电路,使原来电压或电流的的正弦波变成了非正弦波型,如(图一):
  
  
  
  图一:I1基波,I3为三次谐波,I7为七次谐波,I为合成后的波形。
  
  4.2谐波分析
  非正弦电路的波形是由基波和n项高次谐波分量组成的,搞次谐波含量一般通过傅里叶级数来分析。在对称三相制非正弦电路中的波形分析如下:
  =+++……
  =
  为常数,恒定分量。当k=1时,为基波,当k=2时为2次波。以此类推,可分解出3次、4次、5次……。除基波外,其它次波统称为高次谐波。由于傅里叶级数的收敛性质,一般当谐波次数越高,其波幅值也就越小,因此,级数甚高的波幅值可不计。在三相交流电路中,双数波通常不考虑。
  
  4.3消除高次谐波方法
  4.3.1滤波
  在交流电路里,电感线圈的敢抗,电容器容抗,也就是说,频率越高,感抗越大,容抗越小,根据这些特性,组成一个滤波电路,如图(二):
  
  图(二)滤波电路
  
  这样,高次谐波产生的感抗大,难通过电感线圈,而电容器容抗小,只能从电容器分路流过。一般在滤波时,事先要设定一个截至频率,通过滤波器要保留一个恒定分量或低于某个低频谐波的频率,而高于这个频率的谐波则阻止他们通过。
  4.3.2选用△-Y连接的变压器
  由4.2可知道,非正弦电路里的电流波形,通过傅里叶级数来分析,可分解出基波和若干高次谐波分量,在三相电路里,把各次电压、电流谐波可分解成零序、正序和负序三个相序,由于在三角形连接变压器接线中,没有中性线,构不成零序谐波的回路,所以,线电流中就不可能存在零序谐波,电源的相电流分量中的零序谐波,由于都同相位,所以在合成是相抵消,不可能流到外面去。电源各相绕组中所流过的3次、7次、9次……谐波只能在电源绕组内部循环。所以,电源中的高次谐波就不可能流入负载回路。除非负载中含有产生非线性电压的元器件。
  4.3.3可控硅调光回路串接电感线圈
  原理与4.3.1项相同,目的是为了把调光回路中的高次谐波隔离起来,不让它流到其它回路去。
  
  4.4具体措施
  根据以上高次谐波得分析,具体落实到会议电视系统应做到以下几点。
  4.4.1音视频电源前端加一台1:1的隔离变压器,使高次谐波在一次线圈侧循环,不能通过零线流到负载。
  4.4.2可控硅调光回路串接电感线圈,阻止高次谐波从回路流出。并且选用等截面电缆,防止零序电流增大导致电缆过热。
  4.4.3音视频及从可控硅调光柜引出的灯具导线屏蔽。防止高次谐波空间的电磁干扰。
  4.4.4设备外壳,灯具外壳要可靠接地。使高次谐波分量及时流入大地,保持线路电位均衡。
  
  5.结论
  
  电视会议室是一个系统工程,一个好的电视会议室有多方面技术因素构成,其中包括下面几点。
  
  5.1视频系统,对图像的制作。
  5.2音频系统(建声和电声),对语音的录制,选择合理混响时间,有效处理声音反馈,保证语音传输质量。
  5.3传输系统,无论是专线式组网和交换式组网均要保证线路可靠、畅通。
  5.4灯光系统,保证布光灵活,调光快速,满足图像要求的照度,光源色温应选3000±150。
  5.5电源系统,不但使电源可靠,而且使电源清洁,保证音视频信号清晰。
  
  一个理想的电视会议室,应在音视频和传输方面均达到规定的指标,本文只从电源方面进行分析,求得电视会议室一个供电方案。
  
  参考文献:
  1。会议电视系统工程设计规范YD5032-97
  2.会议电视系统工程验收规范YD5033-97
  
  [查看原文:电视会议室供电设计]

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