擴聲系統常見問題解析——本底噪聲
來源:卡儂頭 編輯:站臺丶 2023-03-09 16:58:37 加入收藏 咨詢
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對于擴聲系統而言,什么是明知道存在卻很難解決的問題?系統的本底噪聲肯定是其中之一。
系統的本底噪聲是一種統稱的叫法,具體表現是擴聲系統加電后,無音源輸入情況下,揚聲器發出明顯的人耳可聞的穩穩或吱吱聲。噪聲出現的原因有很多,結合多年項目經驗梳理如下:
電源干擾
電源線干擾是比較常見的情況,信號線或揚聲器與電源線一起敷設,沒有采用獨立的金屬線管(槽),引起音頻信號饋入不同程度的噪聲。此類問題經常出現在投資預算少,施工技術薄弱的項目中。
典型情況是,音頻線與電源線沒有分開穿管,一般使用時,噪聲聽不出來,當系統增益比較大時,底噪明顯地增大到不可接受的程度,例如,調音臺推子只要推過0dB,揚聲器的底噪就明顯增大。
更多情況是,雖然音頻線、電源分開穿管,但會議室內接口箱(面板)出線時,音頻線、電源線混在一起,做音頻接頭時,音頻線要取掉護套和屏蔽層,裸線留的太長或沒有涮錫,也會引起噪聲干擾。這種比較隱蔽的干擾在機房(控制室)至場內的線纜敷設中很常見。
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解決方法 :一、審核管線圖,把強弱電分開作為強條要求,機房、場內的進線始端、出線末端均做到獨立分開穿管;二、現場確認,監理或現場技術人員進行隱蔽工程的核查,保證音頻管線和強電管線獨立分開;三、施工人員要求一定的技術能力,優先考慮專業音視頻的實施隊伍,施工人員至少懂得配電基本知識。
非平衡傳輸
非平衡傳輸會引起絕對噪聲,這也是我們一直提倡音視頻設備廠商放棄非平衡,采用平衡接頭的原因。市場上大多數顯示器、電視機、視頻會議終端仍然采用蓮花頭作為模擬音頻的接口。視頻會議已經成為當前會議的主要形式,視頻會議軟終端、硬終端都要與會議室本地信號進行交換,往往會遇到噪聲的問題。
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平衡傳輸線路兩端采用卡儂頭(XLR)或大三芯(TRS),線纜采用雙絞線(HOT/COLD)+屏蔽(SHEILD)。雙絞線阻抗相同,外界噪聲源對雙絞線的干擾程度相同,傳輸到接收端后,由于相位相反可以被抵消。例如,場內話筒的2x0.5平方音頻安裝線因電源干擾饋入噪聲,由于平衡傳輸,噪聲進入調音臺LINE IN時會被抵消,來自話筒的音頻信號保持正常。這就是平衡傳輸電纜抗干擾能力強的原因。
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不平衡傳輸線路兩端采用蓮花頭(RCA),線纜采用雙絞線其中的一芯(HOT)+屏蔽(SHIELD),導線和屏蔽層都傳輸音頻信號,一芯(HOT)+屏蔽(SHIELD)對地的阻抗不同,外界噪聲源對它們的干擾量不同,接收端無法完全抵消,音頻信號中就會出現噪聲。
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解決方法 :一、減少不平衡接口的使用,可以將一組非平衡立體聲轉為一個平衡輸入;二、采用專用音頻隔離變壓器將非平衡轉為平衡信號。
接地噪聲
接地回路可將噪聲饋入音頻信號中。調音臺、信號處理器、功率放大器等設備需要獨立電源供電,電源線地線通過插排地線連接到機房(控制室)接地端子、機房(控制室)接地端子連接到建筑接地。不同設備之間通過音頻線或揚聲器線連接,線纜屏蔽層和設備外殼是聯通的,不同設備、線纜屏蔽層、接地線之間構成了一個回路。理論上設備接地壓降應該為0,因此回路中沒有電流。實際設備的電源接地電壓降不為零,這就造成來自電源的噪聲沿電纜屏蔽層在設備之間流動。例如,調音臺電源來自會議室的墻面插座,功率放大器電源來自機房配電箱輸出回路。墻面插座電源來自照明燈光系統,和機房的配電箱是兩個不同接地回路。當調音臺和功率放大器通過音頻線纜連接后,因接地阻抗不同,造成電壓差,形成噪聲電流的回路。
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解決方法 :斷開有接地電壓差的環路,可以解決噪聲問題。一種方法是把設備電源插頭從3芯換成2芯,設備電源不接地,這樣雖然斷開了回路,但是設備如果漏電,人接觸漏電設備后會有觸電的危險,民用建筑電氣規范中禁止這種有安全隱患的方法,擴聲系統中一般不采用。
正確的方法是斷開屏蔽層(SHIELD)和設備接地端子(PIN1)的連接。
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斷開線纜屏蔽層和設備的連接,會使線纜信號更容易受到無線廣播信號的干擾,如果會議室所處電磁環境對無線廣播信號敏感,可以在屏蔽層和設備接地端子之間焊接一個100pF的電容,這時候電路對于噪聲信號開路,對于無線廣播信號干擾短路。
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實踐中,經常電容并聯一個100歐的電阻,既可以抑制回路噪聲,可以提供比較良好的接地。
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設備原因
除上述常見原因外,實際項目中還有很多噪聲是設備原因造成的。比較典型的例子:電腦和筆記本的USB/HDMI/3.5mm輸出信號奇次諧波含量較高;功率放大器自身元器件的品質形成噪聲被放大。真正解決噪聲問題,根據實際情況進行故障排查,具體問題具體分析。
總結
音頻信號作為一種基帶的小電平信號,非常容易受到外接干擾產生噪聲,特別像會議室此類環境噪聲級很低的場景,擴聲系統少有噪聲就會非常明顯。要從方案設計、設備選型、現場實施整個項目周期的每個環節考慮消除噪聲干擾。
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