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音響系統(tǒng)設備的接地網(wǎng)絡
發(fā)布日期：2019-04-19 瀏覽量：2110次
音響系統(tǒng)的所有設備必須進入同一個公共的接地網(wǎng)絡,其作用是建立屏蔽系統(tǒng)。對音響系統(tǒng)的信噪比指標影響最大的是感應干擾,這種干擾可分為電場干擾和電磁場干擾兩種。其中,電場干擾是由高壓交變電場對音響系統(tǒng)的影響,從而引起其靜電分布產生相應的變化造成的,這種交變電場作用在系統(tǒng)的前級,經各級電路的放大后,會產生不容忽略的噪聲電平。
使用良導體(如銅、鋁等)將設備屏蔽起來,并將其靜電引入大地,即可有效地抑制此類干擾。電磁場下擾一般是由交變磁場作用在音頻線路上,并形成電磁感應造成的。屏蔽此類干擾,一般可使用高磁導率的材料,如鐵氧體、坡莫合金及各種軟鐵磁材料等。
兩種感應干擾噪聲的頻譜通常為50Hz或60Hz的工頻及其各次諧波。高壓輸電線、高壓電虹燈等高壓電器設備所輻射出的多為電場,而變壓器、調光器等電器設備輻射出的則多為電磁場。由于這兩類干擾通常都是同時存在的,所以音響系統(tǒng)的抗干擾屏蔽應使用對電場和電磁場都具有良好屏蔽作用的軟鐵磁材料等。
專業(yè)音響設備一般都是用金屬外殼封裝起來的,其抗干擾性通常不會有問題。信號傳輸線則應注意必須使用專門的音頻同軸電纜,此類電纜的屏蔽層覆蓋率在90%以上,并且是由鐵質材料制成的,所以具有良好的抗干擾能力。而射頻電纜(此類電纜的屏蔽層為銅質,抗電磁干擾能力較差)或泄漏通信電纜(此類電纜屏蔽層覆蓋率較低)等,則不宜用于音響系統(tǒng)的信號傳輸。整個接地網(wǎng)絡由兩部分組成,一部分是屏蔽系統(tǒng),另一部分為公共接地系統(tǒng)。
1.屏藏系統(tǒng)
音響設備的鐵質外殼和信號饋線的屏蔽層的作用是將言響系統(tǒng)的所有部件都屏蔽起來。一般的音響系統(tǒng)都是由多臺分立設備串接起來的鏈路系統(tǒng)。如果其屏蔽系統(tǒng)也是依其音響系統(tǒng)設備中信號的走向串接成鏈狀,則稱其為鏈式接地方式。
由于屏蔽系統(tǒng)是由內阻較高的鐵質材料制作的,當其上出現(xiàn)較強的交變靜電感應時,就會因整個系統(tǒng)的電荷平衡速度較慢而產生電勢;此電勢影響到音響設備前級,會產生一定的噪聲電平,即地阻干擾。此類T擾在鏈路較長的音響系統(tǒng)上尤為明顯。因此,在復雜的音響系統(tǒng)中,應避免使用鏈式接地方式,而應使用星式接地方式。
星式接地方式,就是將音響系統(tǒng)的屏蔽鏈路劃分成盡量小的段,每一段都通過單獨的導線接到一個公共地端上,以避免地阻干擾現(xiàn)象。屏蔽的分段通常是以一臺設備為單位,而饋線的屏蔽層則應一端接地,最好是在信號傳輸線的末端接地。設備的共地接線應盡量短、粗,并宜使用高導電率的銅質或鋁質導線,導線的一端可接在設備外殼的接地螺釘上,另一端應在盡量靠近系統(tǒng)前級(如調音臺),集中接到一起后,就近與接地裝置相連。
另外,星式接地方式還可通過電源線的接地端進行。此時,系統(tǒng)的接地網(wǎng)絡將集中于電源插板上。當然,用此方式接地時,所有設備的電源線都必須帶有接地端;如遇到有個別設備的電源線沒有接地端,也可另用一導線將其與電源插板的地端相連。不能讓信號傳輸回路進入饋線的屏蔽層。這一點在非平衡式的信號傳輸線上尤其要注意,一定要用三芯同軸電纜,以便其信號端和接地端都走屏蔽層內的導線。
2.接地
接地在音響工程中不僅起到防止觸電事故的作用,而且對防止干擾、提高整個系統(tǒng)的信噪比有著不容忽視的作用。為了防止通過地線將某些干擾引入音響系統(tǒng),高響系統(tǒng)要設置專用的接地線,盡量不要與其他設備共用一根地線,尤其是可控調光設備。
1)真地 真地,也就是接大地。屏蔽系統(tǒng)對電磁場的抗干擾作用與其是杏接大地是沒有關系的;而對于電場干擾的屏蔽,則必須接人地,屏蔽才起作用:因而在有強電場干擾,或較為嚴謹?shù)膱龊袭斨?屏蔽系統(tǒng)必須處于真地狀態(tài)。音響設備解蔽系統(tǒng)的真地,一般可借用電源系統(tǒng)的真地裝置,但在嚴謹?shù)膱龊袭斨?必須使用單獨的真地裝置。
2)一點接地 音響設備的接地原則是確保整個接地系統(tǒng)是“等電位”,接地的各點不應有電位差,因此接地點不應構成回路。在工程上采用“一點接地”的方式來確保上述基本要求。
在系統(tǒng)中信號的參考零電平稱為信號地:埋設于地下的地線稱為“真大地”;而設備的外殼構成機殼地,有時也稱為保護接地。在音響工程中,應將所有的信號地匯集于一點,通常是匯集于調音臺,其連接是借助于信號電纜的金屬編織屏蔽網(wǎng)層。此時應注意信號地需以調音臺為中心呈輻射狀連至各個設備,不能有地線回路。外殼地的匯集點通常是19in機架,它匯集各設備的外殼接地端及管線工程中鐵管的接地。同樣,外殼地也自19in機架一點呈輻射狀,不可有回路。最后用粗銅線將調音臺的信號地匯集點與機架上的外殼地匯集到為音響系統(tǒng)專門埋設的地線上。
接地網(wǎng)絡絕對不能出現(xiàn)有閉環(huán)回路的結構。產生閉環(huán)回路的原因一般是由于多條信號線的屏蔽層兩端接地,或是在屏蔽層與電源地端之間形成的。這些由閉環(huán)回路所形成的大線圈,當受到其他電器設備輻射出的交變磁場的作用時,必然會出現(xiàn)工頻感應電流,產生嚴重的噪聲干擾。為了保證系統(tǒng)不出現(xiàn)地環(huán)路的結構,要求其各設備之間只能有一條接地導線互連。
設備之間的所有的音頻電纜屏蔽層都采用一端接地(話筒電纜除外)。接地導線最好使用銅芯線材,每臺設備都應有自己的接地線,不能將多臺設備的接地端用一根導線串聯(lián)起來,再引入真地裝置。效果器設備的接地,最好是通過效果處理的輸入接門進行,也就是說,應盡量靠近信號鏈路的前級接地。
信號饋線的屏蔽層如果需要一端接地,則其接地的最優(yōu)方式一般是取信號傳輸線的末端接地(鏈式接地系統(tǒng)除外),而對于平衡與非平衡端口之間的接地,則接地端就應選擇平衡的一端。
3.方法
固定安裝的擴聲系統(tǒng)由于采用上述機殼地、信號地各自集于一點,然后再從機架和調音臺上將其引至接真地端的方法。因此在設備連接中應該注意卡依連接器上的外殼地不要和屏蔽層的金屬編織網(wǎng)層相連,也不要使金屬網(wǎng)層碰到卡依插的外殼:否則,這樣的接地方式就會造成有“地線回路”影響接地效果。
對于經常移動的系統(tǒng),有時采用在單件設備上將信號地與外殼地接于一點的方法。此時,用卡依插上的外殼地端與信號地(1腳)相連。在這樣的系統(tǒng)中,與真地連接端只能取自調音臺一點,否則也將出現(xiàn)“地線環(huán)路”。
總而言之,接地的原則是使整個接地系統(tǒng)成為一個等電勢體,不允許存在地線環(huán)路。在工程中若出現(xiàn)交流聲等問題,應首先從接地是否合理著手考慮解決的方法。
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