擴聲系統常見問題解析——本底噪聲

　　對于擴聲(sheng)系(xi)統(tong)而(er)言，什么是明知道(dao)存在(zai)卻很難解決(jue)的(de)問題?系(xi)統(tong)的(de)本(ben)底噪聲(sheng)肯定(ding)是其中之(zhi)一。

　　系統(tong)(tong)的本底噪聲是一(yi)種統(tong)(tong)稱的叫法(fa)，具體表(biao)現是擴聲系統(tong)(tong)加電(dian)后，無(wu)音源輸(shu)入情況(kuang)下(xia)，揚聲器(qi)發出(chu)明顯(xian)的人耳(er)可聞的穩(wen)(wen)穩(wen)(wen)或吱吱聲。噪聲出(chu)現的原因有很多(duo)，結合多(duo)年(nian)項目經(jing)驗梳理(li)如下(xia)：

　　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(qi)敷設(she)，沒有(you)采用獨立的(de)金屬線管(槽(cao))，引起(qi)音頻(pin)信號饋入(ru)不(bu)同程度(du)的(de)噪(zao)聲。此類(lei)問題經(jing)常出現在投(tou)資預算少，施工技術(shu)薄弱(ruo)的(de)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(zao)聲(sheng)聽不出(chu)來，當系統增(zeng)益比較大(da)時，底噪(zao)明顯地增(zeng)大(da)到不可接受的程度，例如，調音臺推(tui)(tui)子(zi)只要推(tui)(tui)過0dB，揚聲(sheng)器的底噪(zao)就明顯增(zeng)大(da)。

　　更多情況(kuang)是，雖(sui)然音頻線(xian)、電源分開穿管(guan)，但會議(yi)室內接(jie)口箱(面板(ban))出(chu)線(xian)時(shi)，音頻線(xian)、電源線(xian)混在一起，做音頻接(jie)頭時(shi)，音頻線(xian)要取掉護套和屏蔽層，裸線(xian)留的太長或沒有涮錫，也會引起噪聲干擾。這種比(bi)較(jiao)隱(yin)蔽的干擾在機房(控制室)至場內的線(xian)纜敷設中很常(chang)見。

　　解決方法 ：一、審(shen)核(he)管(guan)(guan)線圖，把(ba)強弱電(dian)(dian)分開作(zuo)為強條要求(qiu)，機房、場(chang)內的進(jin)線始端(duan)、出線末端(duan)均(jun)做(zuo)到獨立(li)(li)分開穿管(guan)(guan);二、現場(chang)確(que)認，監理或(huo)現場(chang)技術(shu)人員進(jin)行隱(yin)蔽工(gong)程的核(he)查，保(bao)證(zheng)音頻(pin)管(guan)(guan)線和強電(dian)(dian)管(guan)(guan)線獨立(li)(li)分開;三、施(shi)(shi)工(gong)人員要求(qiu)一定的技術(shu)能力，優先考慮專業(ye)音視頻(pin)的實施(shi)(shi)隊伍，施(shi)(shi)工(gong)人員至少(shao)懂得配電(dian)(dian)基(ji)本知識。

　　非平衡傳輸

　　非平衡傳輸會(hui)(hui)引起(qi)絕對噪(zao)(zao)聲，這也是(shi)我(wo)們一直提倡音視頻(pin)(pin)設備廠商放棄非平衡，采用平衡接頭(tou)的(de)(de)原因。市場上(shang)大多數(shu)顯示器、電(dian)視機、視頻(pin)(pin)會(hui)(hui)議(yi)(yi)終(zhong)(zhong)端仍然采用蓮花頭(tou)作為(wei)模擬音頻(pin)(pin)的(de)(de)接口。視頻(pin)(pin)會(hui)(hui)議(yi)(yi)已經(jing)成為(wei)當前會(hui)(hui)議(yi)(yi)的(de)(de)主要(yao)形式，視頻(pin)(pin)會(hui)(hui)議(yi)(yi)軟(ruan)終(zhong)(zhong)端、硬終(zhong)(zhong)端都(dou)要(yao)與會(hui)(hui)議(yi)(yi)室(shi)本(ben)地信號進行交換，往(wang)往(wang)會(hui)(hui)遇(yu)到噪(zao)(zao)聲的(de)(de)問(wen)題。

　　平衡傳輸(shu)線(xian)(xian)(xian)路兩(liang)端(duan)采用(yong)卡儂(nong)頭(XLR)或(huo)大三芯(TRS)，線(xian)(xian)(xian)纜采用(yong)雙絞(jiao)線(xian)(xian)(xian)(HOT/COLD)+屏蔽(bi)(SHEILD)。雙絞(jiao)線(xian)(xian)(xian)阻抗相(xiang)同(tong)，外界(jie)噪聲(sheng)源對雙絞(jiao)線(xian)(xian)(xian)的干擾(rao)程度(du)相(xiang)同(tong)，傳輸(shu)到接收(shou)端(duan)后，由于相(xiang)位相(xiang)反可以被抵(di)消。例(li)如，場內(nei)話筒的2x0.5平方音頻安裝(zhuang)線(xian)(xian)(xian)因(yin)電源干擾(rao)饋入噪聲(sheng)，由于平衡傳輸(shu)，噪聲(sheng)進入調音臺(tai)LINE IN時會被抵(di)消，來(lai)自話筒的音頻信號保持正(zheng)常。這就是平衡傳輸(shu)電纜抗干擾(rao)能力強的原因(yin)。

　　不(bu)平(ping)衡(heng)傳輸線(xian)路(lu)兩(liang)端采用蓮(lian)花頭(RCA)，線(xian)纜(lan)采用雙絞線(xian)其中的(de)一(yi)芯(xin)(HOT)+屏(ping)(ping)蔽(SHIELD)，導線(xian)和屏(ping)(ping)蔽層都傳輸音頻信號(hao)，一(yi)芯(xin)(HOT)+屏(ping)(ping)蔽(SHIELD)對地的(de)阻抗不(bu)同，外(wai)界(jie)噪聲(sheng)源(yuan)對它(ta)們(men)的(de)干擾量不(bu)同，接收端無法(fa)完全抵消，音頻信號(hao)中就會出現噪聲(sheng)。

　　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(jiang)非(fei)平衡轉為平衡信號。

　　接地噪聲

　　接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)回(hui)路(lu)(lu)可將(jiang)噪聲(sheng)饋入音(yin)頻信(xin)號中。調(diao)音(yin)臺、器(qi)(qi)、功率放(fang)大(da)器(qi)(qi)等(deng)設(she)備需(xu)要獨立電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)供電(dian)(dian)(dian)(dian)，電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)線(xian)地(di)線(xian)通(tong)過插(cha)排地(di)線(xian)連接(jie)(jie)(jie)(jie)到機房(控制(zhi)室)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)端子、機房(控制(zhi)室)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)端子連接(jie)(jie)(jie)(jie)到建筑接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)。不(bu)同設(she)備之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)通(tong)過音(yin)頻線(xian)或揚聲(sheng)器(qi)(qi)線(xian)連接(jie)(jie)(jie)(jie)，線(xian)纜屏蔽(bi)層(ceng)(ceng)和設(she)備外殼是聯通(tong)的(de)，不(bu)同設(she)備、線(xian)纜屏蔽(bi)層(ceng)(ceng)、接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)線(xian)之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)構成(cheng)了(le)一個回(hui)路(lu)(lu)。理論上設(she)備接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)壓降(jiang)(jiang)應該為0，因此回(hui)路(lu)(lu)中沒有電(dian)(dian)(dian)(dian)流。實(shi)際設(she)備的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓降(jiang)(jiang)不(bu)為零，這就(jiu)造成(cheng)來(lai)(lai)(lai)自(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)噪聲(sheng)沿(yan)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜屏蔽(bi)層(ceng)(ceng)在設(she)備之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)流動(dong)。例(li)如，調(diao)音(yin)臺電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)來(lai)(lai)(lai)自(zi)會議(yi)室的(de)墻(qiang)面插(cha)座(zuo)，功率放(fang)大(da)器(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)來(lai)(lai)(lai)自(zi)機房配電(dian)(dian)(dian)(dian)箱輸(shu)出回(hui)路(lu)(lu)。墻(qiang)面插(cha)座(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)來(lai)(lai)(lai)自(zi)照明燈光系(xi)統，和機房的(de)配電(dian)(dian)(dian)(dian)箱是兩個不(bu)同接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)回(hui)路(lu)(lu)。當調(diao)音(yin)臺和功率放(fang)大(da)器(qi)(qi)通(tong)過音(yin)頻線(xian)纜連接(jie)(jie)(jie)(jie)后，因接(jie)(jie)(jie)(jie)地(di)阻抗不(bu)同，造成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓差，形成(cheng)噪聲(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)回(hui)路(lu)(lu)。

　　解決方法 ：斷開有(you)(you)接(jie)(jie)地電(dian)(dian)壓差的環路，可(ke)以解決(jue)噪(zao)聲(sheng)問題。一種方(fang)法(fa)是(shi)把設(she)(she)備(bei)電(dian)(dian)源插頭從3芯換成2芯，設(she)(she)備(bei)電(dian)(dian)源不(bu)接(jie)(jie)地，這樣(yang)雖然斷開了回路，但是(shi)設(she)(she)備(bei)如果漏(lou)電(dian)(dian)，人接(jie)(jie)觸漏(lou)電(dian)(dian)設(she)(she)備(bei)后會有(you)(you)觸電(dian)(dian)的危險，民用建筑(zhu)電(dian)(dian)氣規范中禁止這種有(you)(you)安全隱患(huan)的方(fang)法(fa)，擴聲(sheng)系(xi)統中一般不(bu)采用。

　　正確的(de)(de)方法是(shi)斷(duan)開屏蔽層(SHIELD)和(he)設備接地端子(PIN1)的(de)(de)連(lian)接。

　　斷開線(xian)纜屏(ping)蔽(bi)層和(he)(he)設備(bei)的連接(jie)，會使線(xian)纜信(xin)(xin)號(hao)(hao)更容(rong)易受到無線(xian)廣(guang)播信(xin)(xin)號(hao)(hao)的干擾，如果會議(yi)室(shi)所處電磁環境(jing)對(dui)無線(xian)廣(guang)播信(xin)(xin)號(hao)(hao)敏(min)感，可以(yi)在屏(ping)蔽(bi)層和(he)(he)設備(bei)接(jie)地端子之間焊接(jie)一個(ge)100pF的電容(rong)，這時候電路對(dui)于噪聲信(xin)(xin)號(hao)(hao)開路，對(dui)于無線(xian)廣(guang)播信(xin)(xin)號(hao)(hao)干擾短路。

　　實(shi)踐中，經常電容并聯一個100歐的(de)(de)電阻(zu)，既可(ke)以(yi)抑制回路噪(zao)聲，可(ke)以(yi)提供比較良好的(de)(de)接地(di)。

　　設備原因

　　除上述常見原(yuan)因外，實(shi)(shi)際項目(mu)中還有很多噪(zao)聲是設備原(yuan)因造成的。比較典(dian)型的例(li)子(zi)：電腦和筆(bi)記本的USB/HDMI/3.5mm輸出信號奇次諧波含量(liang)較高;功率放大器(qi)(qi)自身元器(qi)(qi)件的品質(zhi)形成噪(zao)聲被放大。真正解決噪(zao)聲問題，根據實(shi)(shi)際情況進行故(gu)障排查，具體問題具體分析。

　　總結

　　音(yin)頻信號(hao)作(zuo)為(wei)一種基帶的(de)小電(dian)平(ping)信號(hao)，非常容易受到外接(jie)干擾產生噪聲，特別像會(hui)議室此類環境噪聲級很(hen)低(di)的(de)場景(jing)，擴聲系(xi)統少有噪聲就會(hui)非常明顯。要(yao)從方案設計、設備選型、現場實施整個項目周期的(de)每(mei)個環節考慮消除噪聲干擾。

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