引言

　　在音頻傳輸過(guò)程中噪聲是具有一定頻率的紋波電壓通過(guò)電源線(xiàn)路竄入音頻設備的供電回路，普遍存在又非常令人頭痛和不易解決。通常組成音頻設備的設備越多或信號傳輸距離越長(cháng)，系統的噪聲就越大；甚至使得音頻系統無(wú)法進(jìn)行正常的錄音或擴聲工作。音頻系統噪聲形成的機理較為復雜，針對系統噪聲產(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、對講機等通信設備的高頻電磁波輻射干擾，電梯、空調、汽車(chē)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備的輻射都會(huì )通過(guò)傳輸線(xiàn)直接混入傳輸信號中形成噪聲或穿過(guò)屏蔽不良的設備外殼干擾機內電路產(chǎn)生干擾噪聲(實(shí)踐表明在一些特殊的場(chǎng)合，如大量使用可控硅調光設備的演播廳等， 如果沒(méi)有采取可靠的屏蔽和接地措施，噪聲將會(huì )很?chē)乐?。

　　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)由于各種照明設備、動(dòng)力設備、控制設備共同接入，形成了一個(gè)十分嚴重的干擾源( 如接在同一電網(wǎng)中的燈光調控設備、空調、電機等設備會(huì )在電源線(xiàn)路上產(chǎn)生尖峰脈沖、浪涌電流、不同頻率的紋波電壓)，通過(guò)電源線(xiàn)路竄入音頻設備的供電電源，總會(huì )有一部分干擾噪聲電壓無(wú)法通過(guò)音頻設備的電源電路有效的濾除，將必然會(huì )在設備內部形成噪聲( 尤其是同一電網(wǎng)中的電磁兼容性能達不到要求的大功率設備是干擾音頻設備的主要原因)。

　　圖1 平衡端與不平衡端連接

圖2 不平衡轉換為平衡傳輸

圖3 設備星型接地方法

圖4 地回路形成示意圖

　　接地回路噪聲

　　在音頻系統中，必須要求整個(gè)系統有良好的接地，接地電阻要4歐姆。否則音頻系統中設備由于各種輻射和電磁感應產(chǎn)生的感應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。

　　在不同設備的地線(xiàn)之間由于接地電阻的不同而存在地電位差，或在系統的內部接地存在回路時(shí)，則會(huì )引接地噪聲，2個(gè)不同的音頻系統互連時(shí)，也有可能產(chǎn)生噪聲，噪聲是由 2個(gè)系統的地線(xiàn)直接相連造成的。

　　設備內部的電路噪聲

　　由于內部電子元件產(chǎn)生的電噪聲在一臺設備單獨工作時(shí)，可以達到要求的指標。但是當多臺設備級連時(shí)其噪聲就會(huì )積累增加。實(shí)踐應用中，有些低檔次的設備會(huì )因為內部電源濾波不良，使得設備本身的交流聲增大，在系統中有時(shí)會(huì )形成很?chē)乐氐脑肼暋?/p>

　　排除噪聲的辦法

　　系統的正確連接

　　在音頻系統中，一般連接的設備很多。不同設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，必須統一使用屏蔽電纜并采用正確的方法連接。

　　眾所周知，當音頻信號傳輸采用平衡式傳輸方式時(shí)，則外部干擾源對電纜內的2 根信號線(xiàn)的每根線(xiàn)產(chǎn)生的共模干擾電平對地環(huán)路幾乎相等。在設備內部放大器的輸入端，2根信號線(xiàn)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。所以應盡可能使用平衡式的連接方式。

　　在與不平衡的輸出設備連接時(shí)，可直接用單芯屏蔽電纜，將平衡設備的端口和不平衡設備的端口連接。而不采用平衡 --不平衡變換器。屏蔽層感應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(gè)主要途徑。建議采取的方法是， 無(wú)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。 當兩端都是不平衡的連接時(shí)，如果傳輸距離較遠，最好使用平衡--不平衡轉換器或音頻隔離變壓器轉換為平衡式傳輸，如圖2所示�，F在的音頻設備的連接普遍采用電壓跨接方式連接。即所有音頻設備的線(xiàn)路輸出都是低阻輸出，而作為負載的線(xiàn)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(zhuān)門(mén)考慮阻抗匹配。

　　良好的接地處理

　　為使帶屏蔽層的電纜能夠屏蔽外界的雜散電磁干擾。屏蔽層必須要有正確的連接和良好的接地。實(shí)踐中，所有的設備懸浮，是在沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的地線(xiàn)條件下最常采用的一種措施。但這是一種極不穩定的工作狀態(tài)，往往會(huì )產(chǎn)生不穩定的隨機噪聲，所以整個(gè)系統要良好接地。首先應設有專(zhuān)門(mén)的地線(xiàn)，且接地電阻小于 4歐姆 。不能采用電源的零線(xiàn)作為音頻系統設備的地線(xiàn)。在室外場(chǎng)所，可以考慮埋設臨時(shí)性地線(xiàn)，最簡(jiǎn)單的辦法是用一根一米長(cháng)左右的鋼管或鋁合金管插入地下，并做侵鹽處理，效果很好。

　　一般的系統都是有多臺設備通過(guò)電纜連接起來(lái)的鏈路系統。很容易由其屏蔽系統組成鏈式接地方式。當某臺設備上產(chǎn)生電磁輻射或靜電感應噪聲時(shí)，會(huì )由于傳輸線(xiàn)的屏蔽層和鐵質(zhì)設備外殼組成的接地系統使得整個(gè)系統產(chǎn)生感應電壓。進(jìn)而使系統產(chǎn)生一定的噪聲電平，此類(lèi)干擾在鏈路較長(cháng)的音頻系統上尤為明顯。所以系統要盡量避免使用鏈式接地方式， 而應使用星型接地方式。 即每一臺設備通過(guò)專(zhuān)門(mén)的地線(xiàn)接到統一接地點(diǎn)上，這就要求連接所有設備的音頻電纜的屏蔽層要一端接地。接屏蔽層處各設備的地線(xiàn)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的導線(xiàn)一個(gè)接地點(diǎn)連接，如圖3所。

　　如果信號傳輸線(xiàn)兩端的屏蔽層都接地，必然形成接地回路。當該回路受到其它設備的電磁輻射干擾時(shí)，在電纜的屏蔽層必然會(huì )出現感應電流，以致產(chǎn)生嚴重的干擾噪聲，形成地回路噪聲干擾，如圖 4 所示。

　　為保證系統不出現地環(huán)路結構，要求各設備間只能有一條接地導線(xiàn)互連，在要求不嚴謹的場(chǎng)合�？梢宰尣黄胶庠O備懸浮，通過(guò)音頻信號線(xiàn)共用下一級設備的地線(xiàn)。也就是采用鏈形接地，但這種鏈形接地的級數不能太多，一般不超過(guò) 2級。否則將使噪聲嚴重增加。

　　機殼間的相連問(wèn)題也應引起重視，比如許多設備安裝在同一機架上，如果每個(gè)設備單獨連接了地線(xiàn)，2臺設備因為安裝在同一機架上而使得機殼相連，當然形成了接地回路。

　　系統的隔離

　　在一些大型的音頻系統中，往往由以多臺調音臺為中心的子系統組成，或要和視頻設備系統互連。有時(shí)還要向遠端的聲視頻系統傳輸信號，廣播電臺甚至常用電話(huà)線(xiàn)路傳輸音頻廣播直播信號。 這些遠距離的連接，由于不同的子系統都有各自獨立的接地系統，每個(gè)子系統一旦地線(xiàn)相連，必然形成接地噪聲，如圖5所示；另一方面，由于傳輸的距離較長(cháng)，傳輸線(xiàn)屏蔽層的接地電阻會(huì )增大，甚至用了非屏蔽傳輸線(xiàn)等等， 就容易引入大量的外界電磁場(chǎng)輻射干擾噪聲。 在實(shí)際應用中，如果每個(gè)系統單獨工作，噪聲可通過(guò)合理的連線(xiàn)和接地控制在允許的電平內， 但當多個(gè)子系統互連后，即使用了單端屏蔽接地或長(cháng)線(xiàn)分段接地處理，也沒(méi)有辦法解決長(cháng)距離傳輸造成的輻射干擾噪聲。尤其用龐大的電話(huà)網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)，這時(shí)最好的措施就是采用隔離的辦法。在多個(gè)系統間加裝音頻隔離變壓器使之互相隔離。多個(gè)子系統的地線(xiàn)不得相連， 用光隔離的辦法徹底隔離不同的子系統，如圖6所示， 效果較好。

　　圖5 系統間的隔離處理

圖6 有2臺MD錄音機組成的光隔離方法

　　電源凈化

　　為了隔離公共電網(wǎng)形成的干擾噪聲，最好或一般采用隔離凈化電源或隔離變壓器， 隔離變壓器或凈化電源的接地端一定要保證有可靠、良好的接地。否則隔離的效果不好。要和一些干擾較強的大功率電器隔離，單獨供電，或在音頻設備的電源輸入端加裝濾波器將干擾噪聲濾除。

　　有時(shí)也可以通過(guò)改變單相供電的音頻設備的火線(xiàn)和零線(xiàn)輸入的位置，找到噪聲最小的一種連接插法。這樣也可以使一些噪聲干擾降低，還要注意音頻傳輸線(xiàn)不得和電源線(xiàn)平行布線(xiàn)，要將音頻線(xiàn)和電源線(xiàn)交叉布線(xiàn)，也可可降低交流噪聲干擾。

　　結語(yǔ)

　　本文主要就音頻和擴聲設備實(shí)際應用的外部干擾噪聲問(wèn)題作了部分探討。 當然有些噪聲是由設備內部的電路產(chǎn)生的熱噪聲。有些是輸入信號源中直接含有的或傳聲器拾取的現場(chǎng)環(huán)境噪聲等。