音頻系統(tǒng)噪聲源分析及排除方法(05-100)

引言

在錄音擴(kuò)聲或音頻傳輸過程中噪聲是具有一定頻率的紋波電壓通過電源線路竄入音頻設(shè)備的供電回路，普遍存在又非常令人頭痛和不易解決。通常組成音頻設(shè)備的設(shè)備越多或信號傳輸距離越長，系統(tǒng)的噪聲就越大；甚至使得音頻系統(tǒng)無法進(jìn)行正常的錄音或擴(kuò)聲工作。音頻系統(tǒng)噪聲形成的機(jī)理較為復(fù)雜，針對系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生的主要原因和解決辦法尤其重要。

噪聲產(chǎn)生的主要原因

電磁輻射干擾噪聲 

環(huán)境的雜散電磁波輻射干擾，如手機(jī)、對講機(jī)等通信設(shè)備的高頻電磁波輻射干擾，電梯、空調(diào)、汽車點(diǎn)火、電焊等電脈沖輻射，演播廳燈光控制用可控硅整流控制設(shè)備的輻射都會通過傳輸線直接混入傳輸信號中形成噪聲或穿過屏蔽不良的設(shè)備外殼干擾機(jī)內(nèi)電路產(chǎn)生干擾噪聲(實(shí)踐表明在一些特殊的場合，如大量使用可控硅調(diào)光設(shè)備的演播廳等， 如果沒有采取可靠的屏蔽和接地措施，噪聲將會很嚴(yán)重)。

電源干擾噪聲

除電磁輻射外，電源部分引入干擾噪聲也是產(chǎn)生噪聲的主要原因(城市電網(wǎng)由于各種照明設(shè)備、動力設(shè)備、控制設(shè)備共同接入，形成了一個十分嚴(yán)重的干擾源( 如接在同一電網(wǎng)中的燈光調(diào)控設(shè)備、空調(diào)、電機(jī)等設(shè)備會在電源線路上產(chǎn)生尖峰脈沖、浪涌電流、不同頻率的紋波電壓)，通過電源線路竄入音頻設(shè)備的供電電源，總會有一部分干擾噪聲電壓無法通過音頻設(shè)備的電源電路有效的濾除，將必然會在設(shè)備內(nèi)部形成噪聲( 尤其是同一電網(wǎng)中的電磁兼容性能達(dá)不到要求的大功率設(shè)備是干擾音頻設(shè)備的主要原因)。

接地回路噪聲

在音頻系統(tǒng)中，必須要求整個系統(tǒng)有良好的接地，接地電阻要4歐姆。否則音頻系統(tǒng)中設(shè)備由于各種輻射和電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電荷將不能夠流入大地，從而形成噪聲電壓疊加到音頻信號中。
在不同設(shè)備的地線之間由于接地電阻的不同而存在地電位差，或在系統(tǒng)的內(nèi)部接地存在回路時，則會引接地噪聲，2個不同的音頻系統(tǒng)互連時，也有可能產(chǎn)生噪聲，噪聲是由 2個系統(tǒng)的地線直接相連造成的。

設(shè)備內(nèi)部的電路噪聲

由于內(nèi)部電子元件產(chǎn)生的電噪聲在一臺設(shè)備單獨(dú)工作時，可以達(dá)到要求的指標(biāo)。但是當(dāng)多臺設(shè)備級連時其噪聲就會積累增加。實(shí)踐應(yīng)用中，有些低檔次的設(shè)備會因?yàn)閮?nèi)部電源濾波不良，使得設(shè)備本身的交流聲增大，在系統(tǒng)中有時會形成很嚴(yán)重的噪聲。

排除噪聲的辦法

系統(tǒng)的正確連接

在音頻系統(tǒng)中，一般連接的設(shè)備很多。不同設(shè)備有不同的接口形式，使用的接插件各不相同。有平衡和不平衡的輸入輸出形式，為有效地屏蔽外界的電磁輻射干擾，必須統(tǒng)一使用屏蔽電纜并采用正確的方法連接。

眾所周知，當(dāng)音頻信號傳輸采用平衡式傳輸方式時，則外部干擾源對電纜內(nèi)的2 根信號線的每根線產(chǎn)生的共模干擾電平對地環(huán)路幾乎相等。在設(shè)備內(nèi)部放大器的輸入端，2根信號線上的共模電壓將換成差模電壓而相互抵消，形成不了干擾電壓。所以應(yīng)盡可能使用平衡式的連接方式。

  在與不平衡的輸出設(shè)備連接時，可直接用單芯屏蔽電纜，將平衡設(shè)備的端口和不平衡設(shè)備的端口連接。而不采用平衡--不平衡變換器。屏蔽層感應(yīng)的噪聲混入到音頻信號中，從而增加噪聲。這將是引入噪聲的一個主要途徑。建議采取的方法是， 無論采用平衡或不平衡的傳輸，都采用雙芯屏蔽電纜，并且屏蔽層只在平衡輸出或輸入的一端接地,   如圖1。  當(dāng)兩端都是不平衡的連接時，如果傳輸距離較遠(yuǎn)，最好使用平衡--不平衡轉(zhuǎn)換器或音頻隔離變壓器轉(zhuǎn)換為平衡式傳輸，如圖2所示?，F(xiàn)在的音頻設(shè)備的連接普遍采用電壓跨接方式連接。即所有音頻設(shè)備的線路輸出都是低阻輸出，而作為負(fù)載的線路輸入端則都采用高阻抗輸入，除了功放和音箱的連接外，一般不需要專門考慮阻抗匹配。

圖1  平衡端與不平衡端連接

圖2  不平衡轉(zhuǎn)換為平衡傳輸