音频系统中的噪声和解决方案
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作者: 刘强
[关键词]噪声；设备连；接地；系统隔离
在广播电视的音频工作中，噪声问题是一个普遍存在而又很难判断的问题。组成音频系统的设备越多，环节越复杂，信号的传输距离越长，系统出现噪声的可能性越大。现在，就对音频系统中噪声产生的原因和解决方案作以介绍。
一、噪声产生的原因
(一)接地不当
在音频系统中，必须要求整个系统有良好的接地。接地电阻要小于4欧姆。否则。系统中的设备由于各种辐射和电磁感应产生的感应电荷将不能够流人大地，从而形成噪声电压叠加到音频信号中。
在不同设备的电线之间由于接地电阻的不同而存在地电位差，或在系统内部接地存在回路时，引起接地噪声。两个不同的音频系统互相连接时，也有可能因两个系统的地线直接相连产生噪声。
(二)电磁辐射干扰产生的噪声
环境的杂散电磁波辐射干扰，如手机、对讲机等通信设备的高频电磁波辐射干扰，电梯、空调等电脉冲干扰，演播室灯光控制用可控硅整流控制设备的辐射，都会通过传输线直接混入传输信号中形成噪声。我台1号演播室就是因为有大量的可控硅调光设备。导致扩声中总是有噪声存在。
(三)设备内部的电路噪声
一台设备单独工作时。内部电子元件产生的电噪声，可以达到要求的标准，但多台设备级联后，噪声就会累积增加，在系统中形成严重的噪声。
(四)电源干扰产生的噪声
城市电网由于各种照明设备、动力设备、控制设备共同接入，形成了一个严重的干扰源。如接在同一电网中的灯光调控设备、空调、电机等会在电源线路上产生尖峰脉冲、浪涌电流、不同频率的纹波电压。通过电源线窜入设备的供电电源。总会有一部分干扰噪声电压无法通过音频设备的电源电路有效的滤除，必然会在设备内部形成噪声。
二、解决噪声的方案
(一)良好的接地处理
为使带屏蔽层的电缆能够屏蔽外界的杂散电磁干扰，必须要使屏蔽层有正确的连接和良好的接地。设备悬浮，是在没有专门的地线条件下的一种措施，这是一种不稳定的工作状态。往往会产生随机噪声。因此，要有专门的地线。在室外场所可以临时性埋地线，最简单的办法就是用钢管或铝合金管插入地下。
一般的系统都是有多台设备通过电缆连接起来的链路系统，很容易由其屏蔽系统组成链式接地方式。当某台设备上产生电磁辐射或静电感应噪声时．会由于传输线的屏蔽层和铁质设备外壳组成的接地系统使得整个系统产生感应电压，进而使系统产生一定的噪声电平。所以，系统要尽量避免使用链式接地方式，而使用星形接地方式。这就要求连接所有设备的音频电缆的屏蔽层要一端接地(接屏蔽层)，而各设备的地线通过专门的导线连接到一个接地点。
为保证系统不出现地环路结构．要求各设备间只能有一条接地导线互连。在要求不严谨的场合，可以让不平衡的设备悬浮，通过音频信号线公用下一级设备的地线，也就是采用链形接地。这种链形接地的级数不能太多，一般不超过两级，否则将使噪声严重增加。
(二)系统的隔离
在一些大型的音频系统中。往往由很多个子系统组成。这些系统大都是远距离的连接，而且都有独立的接地系统。2个系统一旦接地相连，必然形成接地噪声。另一方面，由于传输距离较长，传输线屏蔽层的接地电阻增加，就容易引入大量外界电磁场辐射干扰噪声。
在实践中，如果每个系统单独工作，噪声可通过合理的连线和接地控制在允许的电平内。但当2个子系统互连时，即使用了单端屏蔽接地、长线分段接地处理，也没有办法解决长距离传输造成的辐射干扰噪声。这时最好的方法就是加装音频隔离变压器．在2个系统之间加装音频隔离变压器使之互相隔离，2个系统的地线不得相连。
现在很多系统之间都是用光纤连接，效果最好。光纤进行长距离的音频传输不会因电缆的集肤效应而引入可控硅调光设备以及其他杂散电磁波对音频系统造成的干扰，而且能够对各传输端的音频系统形成电隔离，从而避免了各个音频系统间的干扰。
(三)系统的正确连接
音频系统中用到的设备很多。设备有不同的接口形式，有平衡和不平衡的输入和输出形式。为有效屏蔽外界的电磁辐射和干扰，必须统一使用屏蔽电缆并采用正确的连接方法。
当音频信号传输采用平衡式时。外部干扰电源对电缆内的2根信号线产生的共模干扰电平对地环路几乎相等．在设备内部放大器的输人端，2根信号线上的共模电压将换成差模电压而相互抵消，形成不了干扰电压。所以，应尽可能的采用平衡的连接方法。
在与不平衡的输出设备连接时。直接用单芯屏蔽电缆，将平衡设备的端口和不平衡设备的端口连接，而不采用平衡――不平衡转换器。屏蔽层感应的噪声混入到音频信号中，从而增加噪声，这是引入噪声的一个主要途径。所以，无论是平衡还是不平衡的传输，都应采用双芯屏蔽电缆，并且屏蔽层只在平衡输出或输入的一端接地。
当两端都是不平衡的设备时，如果传输距离较远，最好使用平衡、不平衡转换器或音频隔离变压器转换为平衡式传输。
四、电源的净化
为了隔离公共电网形成的干扰噪声。最好采用隔离净化电源或隔离变压器。隔离变压器或净化电源的接地端一定要有良好的接地，否则隔离的效果不好。要和一些干扰强的大功率电器隔离。单独供电。也可以在音频设备电源的输入端加装滤波器将干扰噪声滤除。
实际工作中，通过改变单相供电的音频设备的火线和零线的位置，找到噪声最小的一种插法，也可以使一些噪声干扰降低。
以上就录音和扩声中产生的噪声问题进行了分析。并根据噪声产生的原因提出了相应的解决方案。实际工作中，如果短时间内无法查明噪声原因，也可以采取利用噪声门、降噪器、滤波器等有效手段降低噪声。
编辑 李舶
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