與系統(tǒng)噪聲的抑制方法及信號(hào)線正確連接
來源：音響技術(shù)
在廣播設(shè)備系統(tǒng)中，正確連接廣播設(shè)備聞的信號(hào)線可提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，如果連接不正確或不恰當(dāng)，即使是性能良好的設(shè)備也難以發(fā)揮其優(yōu)秀的品質(zhì)。接地是抑制噪聲和防止干擾、提高可靠性的重要技術(shù)措施。正確的接地能抑制干擾對(duì)系統(tǒng)的影響，又能抑制廣播設(shè)備向外輻射干擾；反之，錯(cuò)誤的接地會(huì)引入嚴(yán)重的干擾，甚至使廣播設(shè)備無法正常工作。
1噪聲的來源
(1)系統(tǒng)設(shè)備本身的固有噪聲
目前廣播設(shè)備單機(jī)技術(shù)指標(biāo)都很高，有很低的本機(jī)噪聲指標(biāo)，但多臺(tái)設(shè)備連接時(shí)，噪聲會(huì)積累增加。
(2)外部電磁輻射干擾引起的噪聲
手機(jī)、對(duì)講機(jī)等通信設(shè)備的高頻電磁波干擾，周圍環(huán)境的空調(diào)、電梯、電焊等電脈沖輻射，以及燈光控制采用可控硅整流設(shè)備所產(chǎn)生的輻射，都會(huì)通過音頻傳輸線直接混入傳輸信號(hào)中形成噪聲，或穿過屏蔽不良機(jī)器設(shè)備的外殼干擾機(jī)內(nèi)電路產(chǎn)生干擾噪聲。
(3)電源干擾噪聲
廣播設(shè)備外部干擾，除電磁波輻射方式外，電源部分引入干擾噪聲是另一個(gè)產(chǎn)生噪聲的主要原因。由于各種照明設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、控制設(shè)備共同接入，形成十分嚴(yán)重的干擾源。如接在同一電網(wǎng)中的燈光調(diào)控、空調(diào)、電機(jī)等設(shè)備，會(huì)在電源線路上產(chǎn)生尖鋒脈沖、浪涌電路，不同頻率紋波電壓，通過電源線路串入廣播設(shè)備的供電電源，總會(huì)有一部分平擾無法通過廣播設(shè)備的電源電路有效地濾掉。尤其在同一電網(wǎng)中存在電磁兼容性達(dá)不到要求的大功率設(shè)備，是干擾廣播設(shè)備的主要原因。
(4)接地回路噪聲
在廣播設(shè)備中，整個(gè)系統(tǒng)必須有良好的接地，要求接地電阻小于4 Ω。否則，在廣播系統(tǒng)中設(shè)備由于各種輻射和電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電荷不能夠流人大地，從而形成噪聲電壓疊加在音頻信號(hào)中。
如果在不同設(shè)備的地線之間由于接地電阻的不同而存在地電位差，或者系統(tǒng)的內(nèi)部接地存在回路，則會(huì)引起接地噪聲。2個(gè)不同的設(shè)備互連時(shí)，也有可能產(chǎn)生噪聲，由于設(shè)備的地線直接相連而造成。
2接地系統(tǒng)
2.1保護(hù)接地
保護(hù)接地是為防止絕緣損壞造成廣播設(shè)備帶電危及人身安全而將電氣設(shè)備的外殼與地牢固連接的保護(hù)裝置，有接地和接零兩種方式。保護(hù)接地的目的是使廣播設(shè)備與大地間存在低阻抗的電流通路，以保證人身安全和廣播設(shè)備安全。接地是否有效取決于接地電阻，他與接地裝置、接地土壤狀況及環(huán)境條件因素有關(guān)，阻值越小越好，一般要求在10 Ω以下。
廣播設(shè)備最好使用質(zhì)量良好的單獨(dú)的地線。不良的地線既不安全也易產(chǎn)生接地噪聲，不要把220 V電源的零線和廣播音頻信號(hào)的地混淆。若把這兩個(gè)點(diǎn)處理為一點(diǎn)，會(huì)給廣播設(shè)備系統(tǒng)帶來50 Hz交流聲干涉。
2.2過壓保護(hù)接地
這是為防雷電而設(shè)置的接地保護(hù)裝置。使用最廣泛的防雷裝置是避雷針和避雷器。避雷針通過鐵塔或建筑物鋼筋入地，避雷器則通過專用地線入地。避雷器在每年雷雨季節(jié)來臨之前必須檢查，防止失效。
2.3屏蔽接地
屏蔽接地是為防止電磁感應(yīng)而對(duì)音頻線的屏蔽金屬外皮、廣播設(shè)備的金屬外殼、屏蔽罩等進(jìn)行接地的一種防護(hù)措施。在所有接地中，屏蔽地最復(fù)雜。因?yàn)槠帘伪旧砑瓤煞劳饨绺蓴_，又可能通過他對(duì)外界構(gòu)成干擾，而在設(shè)備內(nèi)部各元件之間也須防電磁干擾。
信號(hào)饋線的屏蔽層如果需要一端接地，則其接地的最優(yōu)方式一般是取信號(hào)傳輸線的末端接地，而平衡與非平衡端口之間的接地，則接地端應(yīng)選擇平衡的一端。一定要防止在屏蔽線的兩端接地而形成回路，造成干擾。 
屏蔽不良、接地不當(dāng)引起的干擾主要有2種。
(1)交流干擾，主要由交流電源引起。對(duì)交流干擾的防護(hù)，通常對(duì)電源進(jìn)行濾波或在電源變壓器初次級(jí)間加屏蔽層并接地。在大的雜散電磁場(chǎng)外，為防電磁干擾進(jìn)行屏蔽接地十分重要。
(2)高頻干擾，來自各類無線發(fā)射臺(tái)的變頻或超變頻信號(hào)，串入廣播設(shè)備后在機(jī)內(nèi)得到非正常解調(diào)而形成音頻干擾。
2.4信號(hào)接地
信號(hào)接地是在系統(tǒng)和廣播設(shè)備之間，采用低阻抗的導(dǎo)線為各種電路提供具有共同參考電位的信號(hào)返回通路，使流經(jīng)該地線的各電路信號(hào)電流互不影響。
信號(hào)接地的原則是，同一廣播設(shè)備的信號(hào)輸入端地與輸出端地應(yīng)分開，前級(jí)設(shè)備的輸出地只能與后級(jí)設(shè)備的輸入地相連。否則，信號(hào)可能通過地線形成反饋，引起噪聲。
3廣播設(shè)備連接
3.1廣播設(shè)備平衡連接方式
廣播設(shè)備的平衡連接方法使用廣泛，是廣播機(jī)房設(shè)備最常用的專業(yè)連接方法，也是現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲、實(shí)況轉(zhuǎn)播等場(chǎng)合音頻系統(tǒng)常用的連接方法。廣播設(shè)備之所以采取平衡方式傳輸信號(hào)，是因?yàn)樗垢蓴_能力很強(qiáng)。
在平衡連接方式下，使用2根對(duì)地阻抗相等的信號(hào)線，信號(hào)在傳輸過程中受到干擾所產(chǎn)生的噪聲為共模方式，即2根信號(hào)線上產(chǎn)生的干擾電流大小相等、極性相反，因而干擾信號(hào)互相抵消。此外，平衡方式連接使用的雙芯音頻線纜外徑包有屏蔽層，避免外界各種雜散電磁波對(duì)音頻信號(hào)的影響，所以平衡傳輸具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
在廣播設(shè)備的連接中，技術(shù)工作者習(xí)慣按照?qǐng)D1的接法。在信號(hào)的輸入、輸出兩端，都把信號(hào)線紅色芯線接熱端“2”，白色芯線接冷端“3”，屏蔽線接地“1”。這種接法在理想環(huán)境中（無電磁干擾的情況）是可行的，但在實(shí)際機(jī)房環(huán)境中容易形成閉環(huán)回路，構(gòu)成引入電路干擾的前提條件，難免受各種電磁干擾。所以在信號(hào)連接中，要盡量避免產(chǎn)生閉環(huán)回路。
圖1 平衡與非平衡的習(xí)慣接法
圖2是平衡方式的正確連接方法，在信號(hào)的輸入、輸出兩端，分別把紅色芯線接熱端“2”，白色芯線接冷端“3”，屏蔽線一端懸空（輸出懸空），一端接地（輸入端接地）。從圖2可以看出，其屏蔽層一端連接卡儂頭接點(diǎn)“1”，另一端懸空，目的是不讓屏蔽層形成回路，防止屏蔽層中的地環(huán)路電流在負(fù)載電阻上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，形成噪聲（干擾信號(hào)）進(jìn)入廣播設(shè)備系統(tǒng)。至于在輸出端還是輸入端接地，根據(jù)實(shí)際情況而定。通常，屏蔽層在信號(hào)輸入端（低端）接地（即在信號(hào)末端接地），在信號(hào)輸出端（高端）開路。原因在于，弱信號(hào)更怕干擾，屏蔽層接在電位的低點(diǎn)，能更好地保護(hù)弱信號(hào)，起到信號(hào)屏蔽的作用。
 圖2 平衡與平衡的正確方法 3.2廣播設(shè)備非平衡連接方式 廣播設(shè)備一般都采取平衡方式連接，但在某些特殊情況下系統(tǒng)中會(huì)接人非平衡廣播設(shè)備，如錄音室和直播室的卡座、CD機(jī)、監(jiān)聽音箱等只有非平衡輸入、輸出端口。系統(tǒng)中如果非平衡廣播設(shè)備的連接不正確，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的噪聲指標(biāo)。非平衡傳輸方式抗干擾性能比平衡傳輸方式差，主要原因是非平衡傳輸電路和傳輸線都存在內(nèi)阻，一旦有干擾信號(hào)，就有可能在這些內(nèi)阻上形成干擾電壓，在系統(tǒng)中引起不良噪聲。 廣播設(shè)備的非平衡連接端子一般為大二芯插頭或蓮花頭，他們只有2個(gè)接點(diǎn)，一個(gè)是信號(hào)端，一個(gè)是地端。平衡輸入（輸出）與非平衡輸出（輸入）配接時(shí)，如圖3所示，在信號(hào)線的輸出端，把大二芯插頭的尖端與平衡輸入端的卡儂插頭“2”連接，把大二芯插頭的外殼與平衡輸入端的卡儂插頭“3”連接，卡儂插頭“3”腳與“1”腳短接，大二芯插頭的屏蔽層剪斷不接，避免形成地回路，引起干擾；用雙芯屏蔽線纜進(jìn)行非平衡傳輸時(shí)，屏蔽層連接方法同平衡廣播設(shè)備接法一樣，仍是在信號(hào)末端與地短接，原理與平衡方式相同。這種非平衡接法的優(yōu)點(diǎn)是，能將外界的電磁干擾降到最低，避免用屏蔽層傳輸信號(hào)，使之真正起到信號(hào)屏蔽作用。注意不要采取單芯線連接，即用音頻線的芯線連接設(shè)備的“信號(hào)”端，用線纜屏蔽層連接信號(hào)回路的“地”端，這種連接方法會(huì)使得干擾信號(hào)容易通過屏蔽層進(jìn)入系統(tǒng)，產(chǎn)生噪聲。  圖3 非平衡和平衡的連接 4抑制噪聲的措施和方法 (1)系統(tǒng)廣播設(shè)備選用性能指標(biāo)好、抗干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品。廣播設(shè)備的抗擾能力決定于噪聲的抑制力，受廣播設(shè)備的電路、制造工藝及所用材料的制約。選用廣播設(shè)備其抗干擾能力強(qiáng)，但價(jià)格往往很高，但為達(dá)到良好的效果，在經(jīng)濟(jì)許可的條件下，應(yīng)盡可能地選購高檔的廣播級(jí)產(chǎn)品。 (2)無論是采用平衡連接方式，還是采用非平衡連接方式，都要注意屏蔽層的接地點(diǎn)，如果連接點(diǎn)不正確，會(huì)使線纜間屏蔽層形成回路。因此，在機(jī)房設(shè)備安裝過程中，不要圖方便而隨意焊接屏蔽線，否則易形成閉環(huán)回路，引起系統(tǒng)噪聲問題。防止閉環(huán)回路形成的有效方法：(1)屏蔽層一端接地（一般在信號(hào)輸入端），另一端開路；(2)分清機(jī)殼接地點(diǎn)、信號(hào)接地點(diǎn)和真地點(diǎn)幾種接地點(diǎn)。廣播設(shè)備系統(tǒng)工作中，周圍環(huán)境有強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾時(shí)，信號(hào)線纜容易受空中電磁波的影響，產(chǎn)生系統(tǒng)噪聲。所以，必須將屏蔽層與信號(hào)地一起接入真地，把干擾信號(hào)短路掉，如圖4所示。  圖4 機(jī)殼地、信號(hào)地、真地連接 (3)所有的電力電纜及信號(hào)電纜均穿金屬管保護(hù)，起到一定的屏蔽作用。金屬管必須連成一體，中間不能斷開，終端接地，另一端懸浮不接地。電力電纜與信號(hào)電纜不能平行走線，2種不同類型的信號(hào)線（信號(hào)不同或電平不同）要相互遠(yuǎn)離。嚴(yán)格劃分系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)和其他信號(hào)，用不同的多股電纜分別傳送不同的信號(hào)，即相同的信號(hào)用同一跟電纜傳送。 (4)系統(tǒng)的隔離 電臺(tái)常常用電話線路傳輸音頻廣播直播信號(hào)，由于不同的子系統(tǒng)都有各自獨(dú)立的接地系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)一旦地線相連，必然形成接地噪聲。另一方面，由于傳輸?shù)木嚯x較長(zhǎng)，傳輸線屏蔽層的接地電阻傳輸?shù)木嚯x較長(zhǎng)，傳輸線屏蔽層的接地電阻增加，容易引入大量的外界電磁場(chǎng)輻射干擾噪聲。 在實(shí)踐中，如果每個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)工作，噪聲可通過合理的連線和接地控制在允許的電平內(nèi)，但2個(gè)子系統(tǒng)互連后，即使用單端屏蔽接地、長(zhǎng)線分段接地處理，也沒有辦法解決長(zhǎng)距離傳輸造成的輻射干擾噪聲，尤其用龐大的電話網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)。這時(shí)最好的措施是采用隔離的辦法，在2個(gè)系統(tǒng)間加裝音頻隔離變壓器使之互相隔離，如圖5所示，2個(gè)系統(tǒng)的地線不得相連。  圖5 系統(tǒng)間的間隔處理 (5)電源的凈化 設(shè)計(jì)供電電源時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)單獨(dú)電源變壓器；無條件時(shí)可獨(dú)立一組電源供電，與空調(diào)、照明燈光等設(shè)備分開，或采用隔離電源變壓器，亦或在廣播設(shè)備的電源輸入端加裝濾波器將噪聲濾掉。 |
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