Come evitare i disturbi video nei grandi impianti TVCC

Nel tutorial sul collegamento video abbiamo visto quali cavi utilizzare per il cablaggio delle telecamere e nel tutorial sull'attenuazione abbiamo spiegato come calcolare la lunghezza massima del cavo video. Seguendo le indicazioni in essi riportate, sarete  in grado di cablare correttamente il vostro sistema di telecamere a circuito chiuso.
Ma anche se avete fatto tutto bene ed avete acquistato materiali di prim'ordine, vi potrebbe capitare di scoprire che il risultato non è quello che vi aspettavate.
L'immagine è disturbata, non chiara e percorsa da strane righe più scure. Cosa sta succedendo?
Se l'immagine sullo schermo ricorda quella qui a lato è molto probabile che abbiate a che fare con un disturbo di natura elettromagnetica.
In questo tutorial spieghiamo come prevenire questo genere di problemi.

 

 Il verme nella mela
Il disturbo elettro-magnetico sta alla TVCC come il verme sta alla mela.
Avete accuratamente selezionato le migliori telecamere ed i monitor a più alta risoluzione, avete faticosamente collegato il tutto con il migliore cavo coassiale ed ecco che, al momento del collaudo finale, il verme salta fuori e l'immagine che appare sul monitor vi getta nella disperazione. Normalmente si tende a riversare la colpa sui componenti e si litiga con il fornitore delle telecamere, ma questo non serve a risolvere il problema che non ha in realtà nulla a che fare con i materiali impiegati.

 Cosa genera i disturbi elettromagnetici
I disturbi elettromagnetici deturpano l'immagine con linee chiaro-scure orizzontali o verticali oppure con spesse bande scure che si muovono lentamente sullo schermo. Il disturbo può essere appena visibile, oppure talmente evidente da oscurare l'immagine reale. All'origine di un disturbo video di questo tipo c'è quasi sempre una circolazione di corrente lungo la calza del cavo coassiale. Essa può essere generata da due fenomeni:

Il ritorno di terra (ground loop)
 L' induzione del campo magnetico del cavo

Queste correnti sono in genere molto deboli in impianti di piccole dimensioni, ma possono essere rilevanti in impianti grandi di notevole estensione. Ecco perchè non dovete preoccuparvi più di tanto se realizzate un piccolo impianto, mentre dovete essere molto attenti se state realizzando un impianto grande.
In questa sezione del tutorial cerchiamo di dare alcune indicazioni sul corretto cablaggio degli impianti di televisione a circuito chiuso, senza pretendere però di coprire esaurientemente l'argomento.
Ricordiamo, infatti, che la realizzazione di impianti TVCC di grande estensione, dovrebbe essere riservata a personale altamente specializzato e con adeguata esperienza installativa.

 Attenzione ai cavi in corrente alternata
Ogni tipo di corrente elettrica, di qualsiasi origine, che transiti in prossimità del cavo video coassiale, introduce inevitabilmente delle interferenze. La schermatura del cavo coassiale fornisce una buona protezione nel confronti delle frequenze alte, ma è quasi inefficace nei confronti degli impulsi elettrici a bassa frequenza. Per questo va sempre tenuta a mente la seguente regola:"Evitare, per quanto possibile, il passaggio di cavi elettrici in corrente alternata (il 220V a frequenza 50 Hz cioè bassa) a fianco del cavo coassiale video". Su tratte brevi è possibile non rilevare grossi problemi, ma su distanze maggiori questo errore potrebbe rivelarsi fatale. Fate correre il cavo coassiale in una canalina da solo, ben riparato dalle malefiche correnti alternate. La corrente continua, non è così pericolosa, quindi il 12VDC può anche correre insieme al coassiale senza creare problemi. Ricordate però che la caduta di tensione in corrente continua è molto più alta che in corrente alternata, e non vi sarà possibile quindi percorrere lunghe tratte, pena ritrovarvi alla fine con un voltaggio insufficiente a garantire il funzionamento della telecamera.

 Collegare a terra l'impianto TVCC
Qualsiasi impianto elettrico dovrebbe sempre essere collegato a terra. Questo è richiesto dalle normative impiantistiche ma è soprattutto importante per la salvaguardia delle persone e delle apparecchiature. Un buon collegamento verso terra garantisce un percorso a bassa resistenza attraverso il quale una corrente di guasto può  scaricarsi verso terra invece di avere effetti distruttivi su cose e persone. Una buona terra permette alle apparecchiature di protezione di funzionare correttamente ed intervenire tempestivamente in caso di anomalie.
Dal punto di vista degli impianti di televisione a circuito chiuso, la terra influenza molto il comportamento del cavo coassiale. Per il corretto funzionamento di un cavo coassiale, infatti, la calza va collegata a terra in modo che possa scaricare facilmente tutte le correnti che dovessero attraversarla a causa di interferenze esterne. Il collegamento a terra della calza del cavo coassiale è normalmente  garantito dal connettore BNC del monitor o dell'apparecchio di gestione video, che collega la calza a terra.
Il collegamento a terra, consente alla calza di svolgere al meglio la sua funzione schermante nei confronti del segnale video che scorre all'interno.
Cosa accadrebbe se la calza del cavo fosse isolata da terra? Dal punto di vista della pura qualità audio/video, un impianto TVCC di piccole dimensioni può funzionare decentemente anche senza terra, ma un impianto TVCC di grandi dimensioni non collegato a terra si comporta in modo assai bizzarro, è soggetto ad interferenze di ogni origine, a disturbi di radiofrequenza ed è percorso da correnti parassite di origine elettromagnetica. Anche se fosse, per assurdo, consentito dalle normative, non sarebbe pensabile realizzare un impianto TVCC di grosse dimensioni isolato da terra in quanto sarebbe ingestibile.

 Collegare a terra i due capi del cavo coassiale
Se sia necessario collegare a terra solo un'estremità della calza o entrambe e materia su cui esistono varie opinioni.
Alcuni sostengono che sia conveniente collegare a terra la calza solo da un lato, normalmente il monitor, ed isolare da terra l'altro capo del cavo (telecamera).
Il vantaggio che si dovrebbe ottenere è un'interruzione fisica del circuito di terra dell'impianto, in grado di evitare pericolosi ritorni di terra (vedi paragrafo successivo), causa frequente di disturbi video.
Questo vantaggio è indubbiamente vero, tant'è che la maggioranza degli impianti TVCC vengono oggi realizzati in questo modo.
Tuttavia guardate i disegni qui a fianco: vi abbiamo rappresentato una telecamera, un monitor, il cavo e la terra. Si nota come il campo magnetico generato da un sistema il cui cavo sia a terra da un solo capo, sia praticamente lo stesso di un circuito che utilizzi cavo non schermato, quindi le correnti parassite saranno molto alte e si corre il rischio che la calza del cavo sia attraversata da correnti indotte anche elevate.
In pratica collegando a terra un solo capo del cavo coassiale si riduce da un lato il rischio di ritorni di terra, ma si aumenta dall'altro il valore delle correnti di origine indotta generate dal campo magnetico del circuito.
Collegando la calza a terra dai due lati, si riduce la dimensione del campo magnetico del circuito e si riducono in questo modo le correnti indotte da esso generate lungo il circuito.
Comunque, sebbene la teoria dovrebbe far preferire una messa a terra dai due lati, la pratica consiglia di accontentarsi della terra garantita dal monitor ed isolare da terra molto bene la telecamera. Questo perchè avere le due terre (telecamera e monitor) allo stesso identico potenziale prevede un impianto di alimentazione fatto a regola d'arte, pena esporsi ai pericolosissimi ritorni di terra, che sono di gran lunga più pericolosi degli effetti del campo magnetico.

 Evitare i ritorni di terra
Collegare l'impianto TVCC alla terra introduce anche dei potenziali problemi in quanto potrebbe verificarsi un indesiderato passaggio di corrente lungo la calza del cavo coassiale.
Immaginiamo ad esempio una telecamera posta in un capannone industriale e collegata a terra tramite la sua alimentazione. Supponiamo di collegarla ad un monitor posto nella palazzina uffici della stessa azienda, e collegato anch'esso a terra. Le due terre dovrebbero essere teoricamente allo stesso potenziale ma nella realtà, vista la differente natura del terreno non sarà mai così. Fra le due terre esisterà una piccola differenza di potenziale che favorirà il crearsi di una corrente lungo la calza del coassiale.
Questa corrente parassita seppur di minimo amperaggio ha grosse probabilità di creare sullo schermo un disturbo. Questo fenomeno, noto in inglese come Ground Loop e traducibile come ritorno di terra, si previene avendo cura di riferire tutto l'impianto ad una terra unica e non a terre differenti. Se questo è impossibile è necessario comunque tendere ad avere quanti più apparecchi possibile riferiti da una sola terra comune.
E' inoltre consigliabile, ove possibile, condurre ogni apparecchio individualmente a terra con un proprio cavo dedicato e non collegare tutti gli apparecchi in serie sulla stessa terra.

Se tuttavia il fenomeno si verifica a cablaggio completato, ed eliminare il problema all'origine risultasse impossibile o troppo oneroso, potete ricorrere ad apposite apparecchiature, in genere isolatori, posti ad una terminazione del cavo, i quali interrompono fisicamente il circuito attraverso il quale si muove la corrente di ritorno. . Conviene richiedere una consulenza di un costruttore di queste apparecchiature prima di procedere all'acquisto.

 Non risparmiate sui cavi coassiali
Usate solo cavi coassiali di qualità di cui siano disponibili i dati tecnici di riferimento. Diffidate di cavi venduti a metro di cui non siano noti i valori di attenuazione. Utilizzate connettori BNC a crimpare e installateli correttamente in modo che garantiscano una conduttività ottimale ed un isolamento dalle interferenze adeguato (vedi tutorial sull'installazione dei terminali BNC). Non fate fare al cavo video un percorso eccessivamente tortuoso. Curve di raggio inferiore a 10 volte il diametro del cavo (6 cm, è il diametro dell'RG59) non sono accettabili.

 Non giuntate i cavi coassiali
Il cavo coassiale deve essere intero per quanto possibile, in quanto una qualsiasi giunta introduce grandi perdite. In caso essa si rendesse necessaria, utilizzare sempre terminali BNC maschio e femmina che garantiranno almeno un buon isolamento.

 Attenzione alle derivazioni
Evitate assolutamente derivazioni a T, eseguite con connettori tipo quello qui sotto, il cui uso è consentito solo su tratte molto corte. Se è necessario distribuire il segnale video su più direzioni usate un apposito ripartitore di segnale. Il ripartitore viene collegato al coassiale e fornisce 2 o più uscite video tutte di ampiezza corretta (1Vp-p) e quindi perfettamente utilizzabili.

 Alimentate correttamente le telecamere
La maggioranza dei casi di immagine video imperfetta sono da addebitarsi ad un'alimentazione non appropriata della telecamera. Comunque alimentiate le telecamere, sia con alimentatori individuali che con una rete di alimentazione centralizzata, verificate che la tensione sullo spinotto che collegate alla telecamera sia sempre esattamente quella prevista per la telecamera. Leggete il tutorial sull'alimentazione delle telecamere per saperne di più.

 La terminazione del cavo coassiale 
Per mantenere un corretto livello di impedenza del collegamento è necessario che l'impedenza di 75 Ohm della telecamera corrisponda ad un'uguale impedenza al termine del cavo cioè in corrispondenza del monitor. Questa è di regola inserita nel monitor stesso. Per questo i monitor dispongono a volte di due ingressi: uno da utilizzarsi se il monitor è l'ultimo apparecchio collegato (con terminazione 75 Ohm) ed uno da utilizzare se invece si desidera poi proseguire verso un altro monitor (senza terminazione).
Nell'esempio seguente il primo monitor viene collegato usando l'ingresso senza terminazione mentre il secondo termina la linea ed utilizza un ingresso apposito che include la resistenza.

La mancanza della terminazione 75 ohm può comportare la comparsa di disturbi video. Il più classico è un'immagine fantasma (in inglese Ghost image), ossia un'impressione di sdoppiamento o di effetto ombra. Come abbiamo visto, è sufficiente scegliere correttamente l'ingresso del monitor per evitare il problema.

 

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