音頻系統(tǒng)噪聲源分析及排除方法

圖4 地回路形成示意圖

接地回路噪聲
在音頻系統(tǒng)中，必須要求整個系統(tǒng)有良好的接地，接地電阻要4歐姆。否則音頻系統(tǒng)中設(shè)備由于各種輻射和電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)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(shè)備的地線之間由于接地電阻的不同而存在地電位差，或在系統(tǒng)的內(nèi)部接地存在回路時，則會引接地噪聲，2個不同的音頻系統(tǒng)互連時，也有可能產(chǎn)生噪聲，噪聲是由 2個系統(tǒng)的地線直接相連造成的。
設(shè)備內(nèi)部的電路噪聲
由于內(nèi)部電子元件產(chǎn)生的電噪聲在一臺設(shè)備單獨工作時，可以達到要求的指標(biāo)。但是當(dāng)多臺設(shè)備級連時其噪聲就會積累增加。實踐應(yīng)用中，有些低檔次的設(shè)備會因為內(nèi)部電源濾波不良，使得設(shè)備本身的交流聲增大，在系統(tǒng)中有時會形成很嚴重的噪聲。

排除噪聲的辦法
系統(tǒng)的正確連接
在音頻系統(tǒng)中，一般連接的設(shè)備很多。不同設(shè)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(tǒng)一使用屏蔽電纜并采用正確的方法連接。
眾所周知，當(dāng)音頻信號傳輸采用平衡式傳輸方式時，則外部干擾源對電纜內(nèi)的2 根信號線的每根線產(chǎn)生的共模干擾電平對地環(huán)路幾乎相等。在設(shè)備內(nèi)部放大器的輸入端，2根信號線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(yīng)盡可能使用平衡式的連接方式。
在與不平衡的輸出設(shè)備連接時，可直接用單芯屏蔽電纜，將平衡設(shè)備的端口和不平衡設(shè)備的端口連接。而不采用平衡--不平衡變換器。屏蔽層感應(yīng)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主要途徑。建議采取的方法是， 無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(dāng)兩端都是不平衡的連接時，如果傳輸距離較遠，最好使用平衡--不平衡轉(zhuǎn)換器或音頻隔離變壓器轉(zhuǎn)換為平衡式傳輸，如圖2所示?，F(xiàn)在的音頻設(shè)備的連接普遍采用電壓跨接方式連接。即所有音頻設(shè)備的線路輸出都是低阻輸出，而作為負載的線路輸入端則都采用高阻抗輸入，除了功放和音箱的連接外，一般不需要專門考慮阻抗匹配。

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。實踐中，所有的設(shè)備懸浮，是在沒有專門的地線條件下最常采用的一種措施。
但這是一種極不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，往往會產(chǎn)生不穩(wěn)定的隨機噪聲，所以整個系統(tǒng)要良好接地。首先應(yīng)設(shè)有專門的地線，且接地電阻小于 4歐姆 。不能采用電源的零線作為音頻系統(tǒng)設(shè)備的地線。在室外場所，可以考慮埋設(shè)臨時性地線，最簡單的辦法是用一根一米長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(tǒng)都是有多臺設(shè)備通過電纜連接起來的鏈路系統(tǒng)。很容易由其屏蔽系統(tǒng)組成鏈式接地方式。當(dāng)某臺設(shè)備上產(chǎn)生電磁輻射或靜電感應(yīng)噪聲時，會由于傳輸線的屏蔽層和鐵質(zhì)設(shè)備外殼組成的接地系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。進而使系統(tǒng)產(chǎn)生一定的噪聲電平，此類干擾在鏈路較長的音頻系統(tǒng)上尤為明顯。所以系統(tǒng)要盡量避免使用鏈式接地方式， 而應(yīng)使用星型接地方式。 即每一臺設(shè)備通過專門的地線接到統(tǒng)一接地點上，這就要求連接所有設(shè)備的音頻電纜的屏蔽層要一端接地。接屏蔽層處各設(shè)備的地線通過專門的導(dǎo)線一個接地點連接，如圖3所。

如果信號傳輸線兩端的屏蔽層都接地，必然形成接地回路。當(dāng)該回路受到其它設(shè)備的電磁輻射干擾時，在電纜的屏蔽層必然會出現(xiàn)感應(yīng)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。