内通系统线缆应该有什么特征？

yuxing

内通系统线缆应该有什么特征？




那天一位网友突然问起了内通线缆

虽然知道内通需要注意电压降,所以线不好太细

但是盘点了一下我对于内通的知识面,

觉得有些欠缺

于是花了一周的时间深扒

下面与各位分享



重点

模拟内通系统:



针脚:1.公共接地 2. DC 30V  3.音频双向（双工）



使用有屏蔽电缆

两通道 >需要使用单独屏蔽的多对电缆



请确认:

站点数量

电缆长度

是否需要单信道或多信道。

500英尺以上选 20AWG



永远不要将引脚1连接到卡侬连接器的外壳

选择低电容绝缘线缆



这是非平衡式音频系统

因此要选择接地回路低电阻的屏蔽电缆



每个通道的终端要放在该系统的中心点。

每一条分支腿控制在500英尺以内



不要使用星绞电缆因为电容值很高

过于细的线容易造成压降

使用粗的线缆可以保证长距离传输



数字内通



选择低电容绝缘线缆

不要使用星绞电缆因为电容值很高

过于细的线容易造成压降

使用粗的线缆可以保证长距离传输

数字内通腰包与模拟腰包不能混用

数字内通是电力在线调制CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多址接入）数字信号



数字内通电源脚位与模拟不同

                  1:接地    2:+30v    3:-30v



版权声明 :

* Clear Com® 是注册商标属于 CLEANCOM所有

Partyline 是封闭式分组内通系统的产品名称

也常被简称为 PL

* BELDEN® 是注册商标属于BELDEN所有



下面提到的原始文件著作版权属于原著作者所有

本文仅引用翻译,用以协助消费者选用正确线缆进行传输

内容如果与原作者英文内容有差异请以原文件为准



在CLEANCOM 的

A Comprehensive-Guide-to-CC-Analog-Digital-Partyline-Systems

当中有提及了关于内通系统的更多细节

我们把其中关于线缆/系统的部分节录出来

毕竟了解协议是把信号传好的重要关键


01

模拟式的Clear Com partyline 内通系统



模拟式的Clear Com是一个分布式放大器系统；每个主站或远程站都有自己的麦克风前置放大器、耳机或扬声器功率放大器以及信号电路。主基站以非常高的阻抗（超过10kΩ）连接内通系统线路，并在线路上施加最小负载。

音频电平始终保持不变，并且不会随着腰包离开和加入系统而波动。

低阻抗麦克风输入线（200Ω）和特殊设计的电路，使cleancom能抵抗高度射频干扰和调光噪声。

Clear Com工作站通过有两个导体、有屏蔽麦克风电缆（或根据需要单独屏蔽的多对电缆）互连。

腰包通过2导体带屏蔽电缆及3针卡侬连接器导体互连。

一根连接到针脚2的导线将直流电源（30伏，即±15伏）从主站或电源传输到所有腰包。

另一根连接到针脚3的导线则承载双向（双工）音频信息。

与针脚1相连的屏蔽用作公共接地。见图1。

值得注意的是，每个内通系统电路最初都是一个4线电路，即耳机/麦克风(腰包)或单独的扬声器/麦克风(桌面站)。



图1:Clear Com有线PL系统的布线配置



2

一般模拟PL电缆注意事项



在考虑如何安装和连接任何一个partyline内通系统系统时，必须考虑几个因素。其中包括：

站点数量

电缆长度

是否需要单信道或多信道。



在多通道模拟内通系统中用多对电缆连接时，串扰成为一个重要问题。

对于单信道系统或多信道系统而言，串扰不是一个因素，在该系统中，

每个通道都通过各自的电缆连接到单通道远程站。

虽然物理方面的考虑因素包括易于安装、电缆类型、主基站位置等，

但与电气相关的考虑主要会涉及:

内通系统线路上导线之间的电容和

内通系统线路接地回路中的直流电阻。

更多关于这一点在第5.7节中，会有针对各种导线类型的建议。



注：所有模拟PL内通系统的一般规则是永远不要将引脚1连接到卡侬连接器的外壳。



电缆导体中的电阻过大会导致远程站的侧音零点损失(sidetonenull)，以及一些总体电平损失。

接地导体或屏蔽中的电阻过大会大大增加通道之间的串扰。这会显着影响多信道系统的性能。

Clear Com内通系统线路将在每个内通系统通道的屏蔽双绞线电缆上运行。一根导线承载全双工（“双向”）音频，另一根导线承载远程站的直流电源。屏蔽层用于音频和电源的接地回路。

选择互连电缆时，请记住以下注意事项：

a）接地或公共导体的直流电阻会影响串扰。对于超过500英尺的线路，不要使用小于20AWG的电线。系统中任何一点的接地回路总电阻（一个位置的所有屏蔽的总和）应低于1.5欧姆。

b）连接用电缆的电容影响系统的频率响应和侧音sidetone稳定性。总电容不应大于0.25uF（导体和屏蔽之间的电容），相当于每英尺50pF的5000英尺电缆的对讲系统。



表1：高频电容损耗



2.1

电缆安装对串扰的影响



当多个通道馈送到远程站时，通道之间的串扰量与返回通道终端的接地回路中的直流电阻量成正比。

电缆的终端将不包含串扰。但电缆的远端会产生串音，是因为它在接地回路而不是音频线路中产生的。

(The terminated end of the cablewill not contain the cross-talk. The remote end of the cable will have thecross-talk as it is generated in the ground return and not the audio line.)

理想的安装方式是所有多信道电缆都从一个中心点开始。

每个通道的终端位于该中心点。

这种安装方式被称为“星状”系统。如果“星状”排列的单个通道多条腿不超过500英尺，则串扰应可忽略不计。



Unacceptable installation/不可接受的安装

acceptable installation/可接受的安装

图15：中心点终端设置


图16：中心点终端设置



2.2

多通道系统中的串扰考虑



在多信道系统中，多个通道从主基站运行到腰包，如图17所示，串扰可能是一个问题。

这是因为通道将在电缆线路的两端共享一个公共接地。



*=spare wire used for gnd

* =备用接地线

**=if the shields from individual pairs are brought out separately,theymust also be connected to pin1.

**=如果单独将屏蔽对分开引出，则还必须将它们连接到针脚1。

图17：partyline多信道时线缆配置

yuxing

小编解说:细节在于电源仅需要由CH A PIN2 供应因此其他通道原来的PIN2电源线全部被挪拨到接地脚位用以降低电阻,这是一个常见的非平衡处置手法



当多个信道被馈送到腰包时，通道间的串扰量与通道终端的地面返回路径的直流电阻成正比。为了尽量减少用多对电缆运行多个通道时，所可能造成通道间的串扰，请尽可能降低接地回路的直流电阻。理想情况下，这应小于2Ω。

这可以透过如下方式实现：

•电缆总运行长度在500英尺以下。

如果不可避免地要进行较长的电缆敷设，且接近1000英尺或更高，请确保在主基站中设置了适当的长线选项开关或跳线(lone line optionswitches or jumpers)。有关更多信息，请参阅单独的主基站手册。

•使用共享屏蔽电阻低的电缆。

•将多对电缆的未使用电缆导线连接到针脚1屏蔽上。(增大接地面积)

注：所有多对电缆必须具有单独的屏蔽对。



ClearCom系统的性能取决于使用ClearCom或ClearCom兼容耳机。

使用合格耳机以外的产品将可能通过耳机电缆将串扰引入多通道系统。Clear Com还建议不要使用耳机扩展电缆或耳机“Y”分接电缆，因为它们将增加多通道系统中的串扰。



2.3

通过两个导线的互电容进行串扰



电缆结构当中地电容是对于整个系统的高频响应的影响因素。电容发生在以绝缘体隔开的任何两个导体之间。

电容（取自SteveLampen的AV电缆安装指南” AV Cable Installer Guide”–经作者许可）：

当两块金属被非导体隔开时，就形成一个称为”电容器”的电气装置。电容器存储电压。这种效应称为电容，用”F”法拉(farad)为单位测量。如果两条金属线用塑料隔开，电容通常以皮卡（pF）为单位测量,这是”万亿分之一”法拉。这么小的一点什么东西怎么会有效果呢？原因是电容沿电缆长度增加。例如，一根30 pF/ft的电缆在1000英尺之后总电容将是为30000 pF，这就是一个相当大的量。



电容对系统性能确实有负面影响，系统设计需要考虑现实的因素。即使在给定长度的电缆上电容总是相同的，但它仍会对导线上的频率产生反应，这种效应称为电容电抗。这种效应与电流相反，它也以欧姆（Ω）为单位测量，像电阻一样。但是电阻对所有频率的影响都是相等的，而电容对高频的影响大于低频。所有电缆都有两个或多个导线，因此所有电缆都有电容。人们可以用有较低的介电常数的塑料来替代，这样可以获得较低的电容，或将导体之间离得更远(加厚，绝缘体)以减少电容。

对于内通对讲系统，3kHz有3dB的损耗被视为可接受/可理解性的最大量，尽管这在高噪声应用中可能是不足的。



在下面的示例中，我们假设3kHz损耗为 3dB。

为了确定系统中最大可容许电缆长度，必须了解电缆的电容。

在下面的示例中，我们假设电缆电容为100pF/m或大约30.5pF/ft。这是数学计算：

关键公式为：Z=1/2πFC  其中Z=欧姆，F=频率，C=电容

因此：

对于200Ω电路中的3kHz截止值（-6dB点），C=1/2πFZ：

C=1/（2x3.14）x 3000 x 200（欧姆）

C=1/3768000pf 或C=1/3.768uF或C=0.264uF或C=264000pf

264000÷100pF=2640米允许电缆长度(单位:米)

264000÷30.5pF=8655 ft 允许电缆长度(单位:ft)

这条规则只适用于电容。(尚未检视电阻)

两个导体（如双绞线）可以在长距离内积累较大的互电容。

另一个使用相同的数字100pF/每米和1公里距离的串扰电平的计算结果如下所示。

关键公式是：Z=1/2πFC，总电容为100nF 或0.1mF。

0.1mF在3000Hz 时的电抗约为530Ω。参考内通系统阻抗是200Ω，

表观串扰为 20log（200/530）或约-8.5dB。

我们可以通过一个屏蔽极大地减少了电容性串扰，

因此上面讨论的抵抗串扰策略电阻性占主导地位。



串扰和星绞(starquad)四芯电缆

如上所述，具有最低电容的电缆将具有最高的性能。因此，对于内通内通系统，请不要使用星绞电缆，因为根据定义，基于其独特的设计，它在这些应用中的性能最差。

因为一条平衡线只需要两根导线，所以用星绞四芯电缆是将导线组合成一对。大多数星绞四芯电缆都有颜色编码，因此您可以简单地将相同颜色绝缘的导线组合在一起。例如，如果你有两条蓝线和两条白线，你就把蓝线合并成一条线，把两条白线合并成一条线。因为你在组合导体，所以你也在组合电容。

因此，starquad电缆上的电容很高，有时甚至超过50pf/英尺。



小编划重点:

不要使用星绞电缆因为电容值很高



2.4

电压降经验法则



计算模拟PL内通系统布线的原则是：“将电压损失降至10伏以内”。

为此，我们使用标准欧姆定律公式：





此处需要两条信息-

1）I=负载的电流源，即终端站（腰包桌上站等）将从电路中吸取的电流。使用的数字是最大电流消耗或规格所提及的:谈话开启和信号启动应用(talk latched and signaling applied.)

下面的示例，我们将使用RM-702 这个2通道远程站的规范

电源:

输入电压范围：20-30 VDC

输入电流（空闲）：<=90mA

输入电流（最大）：<=110mA



2） R=每1000英尺电缆的标称导体电阻。

本数据可从电线制造商处获得。在本例中，我们使用的是18AWG单对屏蔽线缆

制造商规定规格为6.5Ω/1000ft。



下面就100英尺18AWG电缆(9460)的应用场景，我们求线电阻：

（每1000’的线电阻值/1000）X（使用的距离以英尺为单位）X 2。



*注意某些工程线地线过细的不适合用于内通使用



例子：

18AWG=6.5Ω

公式=6.5Ω/1000 X 100 X 2

6.5Ω/1000= .0065

.0065x 100（使用的距离英尺）=.65

.65x 2=1.3Ω   100英尺18AWG电线的去回电阻。



假设我们的应用场景是使用10个远程站，我们计算使用电流：

腰包数量X电源要求



例子：

RM702需要110mA（0.11A），使用10 个就需要:

10X.11=1.1安培



基于标准欧姆定律公式：E=IR

E=I（1.1A）x R（1.3Ω）=1.43V损耗



为了便于布线，并且由于它们通常遵循相同的路径，人们经常选择使用多芯电缆麦克风“snake”进行内通系统以及从舞台到混音台（和后台）的音频传输。

但是这对于内通系统的问题是，电缆通常尺寸小于或等于24AWG，每1000英尺电缆的标称导体电阻非常高。



在下面的例子中，我们透过计算来看一下用这种类型的电缆的电压损失，我们保持用户站的类型和数量相同。

查看100英尺22AWG电缆的应用，

我们检视线电阻：（每1000’的线电阻/1000）X（以英尺为单位的距离）X 2

*经确认:BELDEN 1503A 22AWG 14.7Ohm/1000ft



例子：

22AWG=14.3欧姆

公式=(14.3Ω/1000 )X 100 X 2

14.3Ω/1000= .0143Ω

.0143Ωx100（英尺长度）=1.43Ω



100英尺22AWG电线的去回电阻1.43Ωx 2=2.86Ω。



假设我们的应用使用10个远程站，我们计算使用电流：

腰包数量X电源要求

例子：

RM702需要110mA（0.11A），使用10 个需要:

10X0.11=1.1安培



基于标准欧姆定律公式：E=IR

E=I（1.1A）x R（2.86Ω）=3.15V损耗



*小编解说我们可以明显见到使用22AWG 相比 18AWG 有多一倍的电压压降(3.15: 1.43)

请参阅下面第5.1节模拟和数字部分线路内通系统布线比较，了解如何将电压/电阻应用于电源传输长度限制。



小编划重点::

使用内通过于细的线容易造成压降

使用粗的线缆可以保证长距离传输



3

CLEAR-COM数字PARTYLINE系统

3.1数字Partyline简介

HelixNet系统使用CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多址接入）将内部通信音频和信号传输打包为以太网封包。在其基本配置中，HelixNet系统支持电力线技术，其中以太网数据包被调制到电力线上。

这使得连接到同一物理介质的多个站可以共享它。

载波侦听多址（CSMA）是一种媒体访问控制（MAC）协议，在该协议中，节点在共享传输介质（如电气总线）上传输之前会验证是否存在其他通信量。

“载波感测”是指发射机在开始传输之前尝试确定另一个传输是否正在进行。也就是说，它会确认在传输之前检测来自另一节点的载波信号的存在。

如果感测到载波，则节点在开始自己的传输之前会等待正在进行的传输结束。

换句话说，CSMA是基于“先感知后传输”或“先听后说”的原则。

“多址”是指多个节点可以在介质上发送和接收。

一个节点的传输通常由连接到介质的所有其他节点接收。

在这种基于电力线的内通系统中，我们使用频率调制将音频信号与电力信号分离。

在这里，数字音频信号用高频载波调制，然后调制信号通过高通耦合器电路注入电力线。

选择频率调制的原因是它能提供高质量的信号输出和无噪声。

这使得基于以太网的设备（如腰包、扬声器站和远程主站）都可以使用标准3针卡侬、双绞线屏蔽、并使用模拟Partyline系统中相同拓扑的电缆（包括无源分路器、菊花链和延长电缆距离）并连接到电源输出。



数字Partyline系统提供了改进的音频质量、解决了Partyline系统是不平衡的容易受的外部干扰的问题，并且降低相邻通道之间串扰到达最小。



CleanCom数字partyline 电力线信号传输(Powerline)和其他partyline系统应注意事项



用户应注意，HelixNet是被称为“电力线”的供电平台,这和任何模拟或其他数字partyline内通系统是不同的技术，不能直接连接，不能也不应将HelixNet设备以外的任何其他设备连接到HelixNet电力线电路上。

这样做会损坏一些模拟设备，如TW内通系统产品和旧的Clear Com模拟PL产品pre-RS-700系列。只有在主站安装了特制的HelixNet 2线接口模块的情况下，才能连接到模拟PL系统。见第3.4节接口模块。




表2:HelixNet1号线/2号线电力线信号传输( Powerline)卡侬引脚输出



小编划重点



数字内通腰包与仿真模拟腰包不能混用

数字内通是电力在线调制CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多址接入）数字信号内通电源脚位与模拟不同

1:接地 2:+30v 3:-30v