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电源线、电缆和光纤线的实际应用 [复制链接]

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2008-01-05
楼主    admin 发表于: 2008-01-16 23:50:55 
视听爱好者随着品味的提高,对线材的要求也会日益升级。喇叭线、信号线、功放电源线用得很壮实,但结果只插在墙面插座上,或在插头出口处用一个电源滤波器就到顶了。墙壁里面的埋线呢?墙内埋线比你的电源线还细,这一段高档电源线就白搭了。如果你的电源已经污染较严重,电源滤波器的效果也会打折扣。
    还有就是从讯号源到投影机的那根视频线,由于影碟机一般都与功放、音箱在一起,位于用户的前面,而投影机则在后方,故两者的跨距差不多与房间的深度相当,加上转弯抹角地走线,长度不短。这线常会埋在墙内或吊顶里面,替换升级几乎不可能。视频信号不断地在升级,480i、480p、720p、1080i、 1080p、4k×2k……墙内的线材频带一旦不够,怎么办?
    因此,在房间装修之时这两种线必须考虑到位,并留有足够的提前量。
    视听电源线尽量单独走线
    目前的住宅电源布线一般分两路走:一路照明和吊扇用,功率不会很大;另一路是墙上的插座,供各种家用电器用。后一路的功率十分可观,空调(或冬天用电热器)两三千瓦家常便饭;电热水器两千瓦你还嫌热得慢;微波炉、电磁灶用起来都是上千瓦;水电壶又是一两千瓦;电冰箱百把瓦实在是小儿科,还有洗衣机、电视机等。
    所有这些电器都插在插座上,而插座基本上是串联供电的,见图(a)。家居装修时虽然会重新安排插座的位置,但电工师傅一般都是就近取电源,串联供电的实质没有变。
     
    房内电源走线形式
    串联供电的缺点了解功放电路原理的朋友都知道,它会引起共电干扰,前后级信号会在公共电源线上产生干扰。在电源供电上也一样,电源共同通过的电线上,一个电器设备的电流变化,就会影响另一个设备的供电电压稳定性。偏偏大多数用电器都是停停转转的,而电机起动时的电流又特别大,供电电压就时时会有波动,必然会影响视听设备的还原质量。
    电源线的线材越细,共同流过的路径越长,影响就越严重
    家居装修时比较简单的方法是换粗铜导线,越是前面的线就要越粗。下表是导线容许的连续负载电流,以安培计,每千瓦用电折合为4.5安培。若同时开启两台空调、电热水器和微波炉的话,总耗电达五千多瓦,折合电流近25安。普通住宅设计的线是远远不够的,必须加粗。但粗电线不但价格高,而且安装时也费事,接头比细线相接难度大多了,装修公司和电工师傅往往不乐意用。用户可得坚持,并应适当提高些工时费。
    比较好的方法是从电源进线处另拉一路导线专供视听设备用,这就是所谓的星形接法,见图(b)。用1.37线径的铜芯线可负担两千多瓦的功率,视频设备如 34英寸电视、PDP电视或背投留500W足够,甲类功放耗电大些,家用2×100W纯甲类立体声功放给2000W容量总也够了。家庭影院多声道设备都为乙类功放,工作时实际耗电不会大于2×100W的甲类功放。再加影碟机、CD机等用电量不大的设备,甚至加台HTPC也能扛得住。但投影机的电源还需另接。
    数字视频线多埋根光纤为宜
    数字显示越来越普遍,大家知道DVI/HDMI的纯数字连接能得到最好的画面。当用HDMI/DVI连接时,有两种选择:电缆还是光纤?
    光纤是不是一定比电缆效果好?不见得。在数字音频设备中引入电缆或光纤时就有过争议,后来发现两者差不多,没有那一种比另一种对音质的影响更大。在带宽较短,距离较短的音频传输确实如此。
    电缆尽管加了屏蔽,但还是会受到电磁干扰。当频带增宽后,高频有集肤效应,信号只在铜线外层走,导线截面的利用率下降,阻抗上升,信号受损。对于全动态不压缩的数字视频,典型的1080p信号如果距离大于5米,由铜材引起的阻抗会使信号损失,结果出现数字感、马赛克和没有图像的蓝屏等。如果信号为720p 和1080i,距离大于8米也不会比用光纤好。
    光纤是一层高折射率材料包裹着低折射率芯线的一种线材,使用外层的全反射特性把光信号从光纤的一端传送到另一端。光纤不会受到外界的干扰,光信号的本身频率很高,搭载视频信号很轻松;理论上阻抗为零,损失为零,较长距离传送有利些。但用光纤时两头要有电光/光电转换放大设备及光接头,这也会引起信号的变化。
    在电光转换放大信号时,破坏的数据同样也被放大,结果使放大的信号有数字噪声和像素损失等现象。
    另外,光纤总会有透明度带来的损耗问题,即使加了放大,常规光纤线传输DVI和HDMI信号也只能传送20米,然后又需要再次放大,成本较高,而近期一些国外产品在这一方面有了突破,传输距离可以达数百米之长。但作为一般家用不会有就么长的传输要求。
    结论也不复杂,如果线长在5m以内,尽可以用铜线电缆;线长超出8m应该预埋光纤,即使你现在的设备还不能用光接口;在5~8m之间,要看你传送的信号了,标准的720p或1080i
    HDTV,甚至更低如现在的DVD等仍可以用铜线电缆,有可能要用1080p或4k×2k等更高格式视频的还是以预埋光纤为宜,毕竟线材埋在墙内后是不能更改的。
    还有就是无论电缆或是光纤在埋入前后都再实试一下,两边预留长度还不能太局促,一旦房间装修结束,再发现问题就晚了。

    铜芯导线容许连续负载电流标准
    导线截面积(mm2)   导线线径(mm)   近似SWG线号   容许连续负载电流(A)
    1.0       1.13     18     6
    1.5       1.37     17   10
    2.5       1.76     15     15
    4       2.24     13     25
    6       2.73     11     35
    10       3.56     9     60