也谈系统交流噪声

yipianyun

在许多论坛，都有关于噪声的话题，而且大多集中在电源干扰方面。这里说说其它方面的

音响系统中的交流声是常见的，通常的解决途径在于电源和接地两个方面。实际应用中，往往很难奏效。甚至有些系统不接地还好，接地后反而交流噪声变大了，这种情况并不是偶然的，令许多工程人员束手无策。本文将提出一些常被忽视的重要因素，或许能够给同行一些帮助。

一．共地干扰

在众多原因中，把共地干扰放在首位，是因为在工程实践中，这种情况最为突出，也是最被忽视的。

一些大一点的工程现场，通常管线密布、纵横交错。在这些管线中，既有强电、也有弱电。按照国家标准规定，所有强弱电都必须采用金属管、槽，而且接地。从安全角度，这种规定不容质疑。现在带来的问题是当很强的动力电电流通过线路时，单感应电流就足以使得这些金属管、槽产生电位差。如果这些强电负载再有些漏电（哪怕是感应漏电），这些漏电将通过接地传输，而接地又是与管、槽连接的，难免不会在这些管、槽中有漏电电流。只要有电流，在管、槽的等效电阻作用下，就会有电位差出现，这种电位差是工频（50HZ或50HZ的整数倍）的。

一些施工人员在不经意中，习惯于把系统的所有频蔽都接地。如果接地的是信号很弱的话筒线，麻烦可就大了。这是因为，虽然禁止弱电管、槽与强电分离，但是却很难保证这两种管槽不接触。前面说到，强电管槽在感应电流和漏电流作用下，有工频电位差，该电位差会在与弱点管槽接触时带给后者，甚至于在弱点管槽上也产生工频电流。话筒线两端都接地以后，管槽电位差就直接引入到频蔽层中。如果是非平衡传输，这个电位差就直接带入输入回路，造成严重后果；如果是平衡传输，也会因为话筒芯线的不均衡感应或话筒本身的不均匀感应，变换出差模信号。虽然这类电位差都非常小（毫伏级），但是在扩声系统的上千倍放大下，也会变得无法容忍。

正确的做法是改多点接地为单点接地。这样做在有些情况下是很难的。例如：在使用金属面板的工程盒时，工程盒与金属管槽是连接的，也就是工程盒壳体和面板都已经接地，如果频蔽层不与之接地，就无法与话筒的频蔽相连。除非工程盒的面板与工程盒的壳体不连接。这样做在有的情况下能行的通，有的情况下就行不通。如果是卡侬性质的插接件，或许还能有解决的途径。那就是在焊接时，地线不与插座壳体连接，工程盒面板不与插座芯的地线连接，造成频蔽与工程盒的壳体、面板，与插接件的壳体都不连接（话筒端的壳体与频蔽还是连接的，否则能引起很大的人体干扰）。

一个音响系统通常存在话筒输入回路、话放、调音台、周边、扩声等多种设备。这些设备都有接地问题，如果都接地，也就又出现了多点接地。一些设备的接地是通过电源线的（三芯电源插头），这种情况相对好办，只要共用一个电源而且零线又尽量接近。这里要注意的是调音台的位置与其它设备通常有一些距离，为了接线方便，有时会就近插接电源，就容易出现问题。最好要把电源线引至其它设备插接的电源处，共同接地。如果有设备是二芯插头，不能实现通过电源接地。最好的办法是与信号前端设备的壳体或地线连在一起。实际上，上机柜的设备其客体都已经通过机柜连接在了一起，再通过电源线接地也可能是重复接地，好在这两种接地的位置非常近，前面说到的干扰比较小。

多个系统在不同位置又要相互连接的情况要复杂一些。解决方式有如下几种：①数字化传输。②单独远程供电（含直流供电方式）。③远端设备用电池供电。④平衡传输。

（未完待续）

   08989      

泊尔

共地干扰是音响工程最容易出现的问题之一。

   55366     З  

yipianyun

二．不合理的电平分配

无论组成系统的设备品质多么好，在无信号的静态，都有背景噪声。系统中的各设备之间传输信号强度对系统的信噪比有相当大的影响。假设测试到一台功放在无信号输入时的输出噪声电平是100mV，功放在此状态的电压放大倍数为100，折算到输入端的等效噪声就是1mV。如果这时从输入端输入10mV的信号，这时无论采取多少措施，最终的信噪比也就是10。而输入信号电平为100mV，信噪比就可能达到100。这个假设说明，信号噪声强度将直接影响最终的信噪比。

一些同行总是喜欢把功放的增益调的很大，然后把调音台、周边设备的输出（或增益）调的很小，在功放的静态噪声作用下，系统噪声很难保证。这里所说的大与小是相对而言的，并不是功放增益越小，输入信号越大就越好，而是应该控制在一个合理的范围。

对于线路传输，也有类似情况。传输一个1mV以内的信号，可能线路干扰的信号都和它相当，有用信号就有可能被噪声所淹没。当然，设备输入输出阻抗对抗干扰有一定影响。大多数设备的输出阻抗都很低，输入阻抗又很高。这种情况下，同在一个机柜或距离较近的设备之间，干扰因素会明显下降，这种影响会小一些。而话筒与话放（或调音台）之间的电平匹配主要是阻抗匹配，由阻抗匹配程度，贡献于设备输入端所取得的信号功率，由此换来信噪比的最大化。这种理论在教科书上都能找到，可惜的是不少生产厂家有着盲目追求话放（或调音台）输入阻抗的倾向，全然不顾阻抗匹配概念。

前面的分析中可以看出，系统的设备中，无论哪一级，都有它合理的输入输出电平。从系统整体来看，针对噪声而言，越往后级其增益就应该越低。当然，理论有时会受到一些制约。比如：周边设备通常是0增益的，没有必要调整。调音台等虽然可以调整，其范围是有限度的。整体而言，一台设备的输出信号幅度越高，输出级的负载就越重，这时可能会影响到动态范围，听感上有低频幅度下降，声音发飘的不良效果。所以，解决噪声问题会受到其它因素的制约，考虑问题要有综合性。有时还要在实践中折中处理，根据实际情况具体对待。

有些工程话筒与话放（或调音台）距离相当远。这时应考虑将话放放在话筒附近，经话放放大后再传输给调音台。这样做的目的在于加大传输线中的电平幅度，抗衡线路干扰噪声，同时由于话放的输出阻抗低，能减少干扰噪声的影响。

噪声电平的合理分配概念同样适合设备本身的级间平衡。很多设备都是多级放大的，而哪一级的增益高，哪一级的增益低，需要有合理的划分。

（未完待续）

   0818   ：  ボ ボ ボ ボ

yipianyun

三．设备自身原因

在音响系统的各设备环节都有可能产生交流噪声。一些设备在新出厂时噪声较小，经过几年后逐渐加大。在设备中，最容易出现问题的是电源系统。通常的电源滤波电容是电解类型，特别是铝电解电容，本身的漏电就很大，经过一段时间的使用后，情况更加严重。漏电流的加大将伴随着内损耗加剧和由此产生的发热，反过来又促使漏电流的进一步加大，由此恶性循环。在设备使用方面，不主张长时间的放置不用。电解电容器在极化电压作用下，可以延长使用寿命。长时间放置以后，电容器在突然加入电压时，将表现较大的漏电流，而几乎所有设备都没有逐渐加压能力，在这种情况下，有可能加速设备的衰老过程。

设备中的另一个威胁是高频自激。在常规使用状态下，只要产品合格，自激产生的概率较小。但是，大多数工程都不能保证常规状态。例如：功放的输出都经过较长的音箱线才能到达音箱。而音箱线是有分布电容和等效电感的，线路越长，分布电容和等效电感就越大。这就相当于在功放的输出端并接了一个由电容电感组成的网络。很多功放都难以适应这种电抗网络负载，直接结果就是自激。

产生自激的原因还有很多，有相当的部分与使用有关。

设备产生自激以后，直接原因是静态电流加大。这些自激的高频成份，音箱很难响应，即便响应，人耳也感觉不到。这些电流无论频率多高，都要从电源中索取总电流，最终表现为滤波效果下降。

如果散热不良，可能导致设备温度较高。很多人对此都不以为然，以为发热最大的功放都有风冷系统。可是风冷散热仅仅是设备内外的热交换，如果放置的机柜不能对外散热，最终会导致机柜的整体温度升高。设备温度升高的结果是工作点漂移，元器件的耐压下降，影响到频率特性还会产生自激，更加严重的后果是烧毁设备。

四．高频干扰

有不少设备具有数字化功能，数字化设备的特征是脉冲信号，一组脉冲方波可以分解为大量的高次谐波，也就是有大量的高频成份。有经验的音响工程师都有这样的体验，有的设备放入机柜就有交流声，移出机柜交流声就消失了。例如效果器、无线话筒接受机等。有的施工人员采取加强频蔽与接地、层间隔离等措施，也能受到良好效果。

来自于外部高频干扰的因素也很多，比较常见的是动力脉冲干扰。现代动力设备有很多是用可控硅调压的，与音响系统距离最近的常常是灯光控制系统。可控硅是通过触发信号改变导通角来实现调压的。在导通的一瞬间，将产生很强的脉动电流，甚至于这种脉动信号通过空中感应都能影响其它设备。所以在安排设备位置的时候，如果条件允许，最好将音响设备和灯光控制设备拉开距离。不少人主张灯光系统和音响系统不要共用一相电源，以减少通过电源的相互干扰。这里需要特别注意的是，灯光系统的干扰有很多是通过传输线实现的，更多的主意力应放在走线的科学性方面。

除此以外的手机、无线遥控器、对讲机等也是较大的干扰源。

来自于外部和系统内部的高频干扰，通过调整系统和采取一定措施都有可能降低。例如：加强频蔽、减低阻抗、合理接地、合理安排设备位置和布线方式等等。

   2150    . `注  _金`  `各种

zjr66161

进来学习....原来脉动信号通过空中感应影响其它设备....怪不得我将音响和光管电源线分开了，还是不能完全消除光管启动时的高频轻微干扰声，没办法，两者之间的距离太近了

   9011   ：  ‵ ‵ ‵ ‵

红豆

专业上两套系统之间用隔离音频变压器可有效消除共地电位差带来的交流声。。。

   8801    . ︽注  _金︽  ︽各种

yipianyun

专业上两套系统之间用隔离音频变压器可有效消除共地电位差带来的交流声。。。 ...[/quote]
有这样做的，但是比例不大。因为专业扩声系统的设备几十台，上百台的都有，谁和谁隔离？
大多数情况是单点接地和平衡传输两大措施用得最多，也最有效。

   1011   ：  と と と と

y.qfans

接地还不如不接地这种例子真的太多  有时候灯光和音响两者的线路靠的太近 被迫采用高级屏蔽音响线 一米线的批发价格就要十元左右 一个中等的工程下来就要增加好几万的成本。。。。

anfieldfan

谢谢大家