原创底噪与信噪比——后级底噪问题必读贴

 2015-7-10 14:14  2546 17 17 分类: 消费电子

地线引起的噪音占音响系统噪音的大多数，但噪音并不单纯由地线引起。即使所有电源接线都无问题仍然有噪音可能。前后级搭配不当，前后级变压器屏蔽，等等，都有可能产生噪音。而如果音箱灵敏度太高，任何av前级都无法避免噪音。hifi前级的噪音控制相对好很多。

经常有人争论这个问题，
有源音箱的底噪问题，
底噪是来自于功放，
有些人说一米能听到底噪叫正常，
有些人说10厘米能听到底噪算正常，
其实说一米也好，
短点也好长点也好，
没必要较真这是不是精确，
道理很简单，
距离不是影响判断的唯一因素，
还有各人的听力好坏也要反过来影响距离。
我要说明的是，
有些人并不知道凡是音响都有底噪，
或大或小，
只有当底噪大到影响听音乐的时候才是问题。
其实这些烦恼主要是普通人不大了解音响造成的，
怎么认真对待这个问题呢？
只要翻看下这些或大或小有源音箱的说明书就能看到一个参数------功放的信噪比。
我大致的描述下信噪比吧，
如果是60到70db，那么二米开外也能听到底噪，
如果是70到80，差不多一米，
80到90甚至更高，那就是半米到几十公分甚至贴上去才能听到。
以上情况为白天，如果是深夜，能听到的距离就更远。
先注明下，以上说的是正常听音音量下的音量旋钮位置，即音量电位器十点半左右位置，不是让你把音量旋钮拧到头，那样的话，底噪还要更大几倍。
另外注明下，我这个比喻不是很精确的，因为每个人听力不同，可能有上下3到6db的误差。而且系统的底噪不仅仅和功放信噪比有关，和音箱灵敏度也有关，但是我说的太复杂的话，我自己也累你们看得也累。
还有一点，底噪是类似收音机信号盲区的咝咝声，而不是比较毛躁的嗤嗤声，后者的确是功放电路或使用环境里的电源有问题。
在录音、现场扩声等音响系统中，噪声问题是一个普遍存在又非常令人头痛的问题，通常组成音响系统的越多，或传输距离越长，系统的背景噪声就越大，甚至使得音响系统无法进行正常的录音或扩音工作，音响系统噪声形成的机理比较复杂，现就这些音响系统噪声的主要原因和解决办法做一分析探讨。
噪声
1 噪声的产生原因
环境的杂散电磁波辐射干扰，如手机、对讲机等通讯设备的高频电磁波辐射干扰，周围环境的电梯、空调、汽车点火、电焊等电脉冲辐射，演播厅灯光控制采用，可控硅整流控制设备所产生的辐射，都会通过音频传输线直接混入传输信号中形成噪声、或穿过屏蔽不良的设备的外壳干扰机内电路产生干扰噪声，实践表明，在一些特殊的场合，如大量使用可控硅调光设备的演播厅等，如果没有采取可靠的屏蔽和接地措施，噪声将会很严重。
2 电源干扰噪声
音响设备的外部干扰，除电磁辐射方式外，电源部分引入干扰噪声将是另一个产生噪声的主要原因，城市电网由于各种照明设备、动力设备、控制设备共同接入，形成了一个十分严重的干扰源。如接在同一电网中的灯光控制设备、空调、马达等等设备会在电源线路上产生剑锋脉冲、浪涌电流、不同频率的波纹电压，通过电源线路窜入音响设备的供电电源，总会有一部分干扰噪声无法通过音响设备的电源电路有效的滤出，将会必然会在设备内部形成噪声，尤其是同一电网中的电磁兼容性不达要求的大功率设备，是干扰音响设备的主要原因。
3 接地回路的噪声
在音响系统中，必须要求整个系统有良好的接地，接地电阻要求小于4欧姆，否则，音响系统中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入大地，从而形成噪声电压叠加在音频信号中。
如果在不同设备的地线之间由于接地电阻的不同而存在地电位差，或者在系统的内部接地存在回路时，则会引起接地噪声。两个不同的音响系统互连时，也有可能产生噪声，噪声是由两个系统的地线直接造成的。
有一个比较简单的处理方法，把三眼电源线插头中间那个金属片用透明胶布或电工胶布包裹以达到屏蔽、断路效果，可以消除一部分用户的接地回路噪声，不能消除的部分用户请接着往下详细看。
4 设备内部的电路噪声
音响设备都有一项指标——信噪比。由于内部电子元件产生的电噪声，在一台设备单独工作中，可以达到要求的指标，但是多台机连时，噪声就会累计增加。实践应用中，有些低档次的民用音响设备会因为内部电源滤波不好，使得设备本身的交流声很大，在音响系统中有时会形成很严重的噪声。
系统的正确连接
在一个音响系统中，一般用到的设备由很多，由专业的也有民用的，不同的设备各有不同的接口形式，使用的接插件各不相同，由平衡式、也有份平衡式的输入输出形式。为了有效地屏蔽外界的电磁辐射干扰，就必须要统一使用屏蔽电缆并采用正确的方法连接，我们知道当音频信号传输采用平衡式传输方式时，则外部干扰源对平衡式电缆内的两根信号线的每根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入端，两根信号线上的共模电压降换成差模电压而相互抵消，形成了干扰电压，所以应尽可能的使用平衡式的连接方式。
在和一些不平衡输出设备连接时，现在大多为了节省成本，方便省事，直接用单芯屏蔽电缆，将平衡的端口和分平衡的端口连接起来，而不采用平衡——不平衡变化器，这种连接屏蔽层也在音频回路中，屏蔽层感应的噪声也混入了音频信号中，从而增加噪声，这将是引入噪声的主要一个途径，正确的做法是，无论是平衡和非平衡的传输，都采用双芯屏蔽电缆，这时的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，如果传输距离较大，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传输。
现在的音响设备的连接普遍采用电压跨接的方式，其出厂时都符合IEC268-15标准规定，即所以音响设备的线路输出都是低阻输出，而作为负载的线路输入端则都采用高阻抗输入，除了功放和音箱的连接外，一般不需要专门考虑阻抗问题。
良好的接地
我们知道，为了采用带屏蔽的电缆能够屏蔽外界的杂散电磁干扰必须要屏蔽层有正确的连接和良好的接地，实践工作中，所有的设备悬浮，是在没有专门的地线的条件下最常用的一种措施，这是一种极不稳定的工作状态，往往会产生不稳定的随机噪声，所以一定要将整个系统良好接地。
首先要有专门的地线，接地电阻小于4欧姆，不能使用电源的零线作为音响系统设备的地线，在专门的录音和扩音场所，一般在修建时就考虑了专门埋设的地线，接地电阻非常小。在没有专门地线的临时性室内场所，可以用自来水管或暖气管道连接地线，但是由于铁制的管道接地电阻往往太大，这样的地线虽然有一定的作用但效果不太好，在室外场所可以考虑埋设临时性地线，最简单的办法是用一根一米长的钢管或铝合金管材插入地下，可以取得很好的效果。
一般的音响系统都是与多台音响设备通过音频电缆串接起来的连路系统，很容易由其屏蔽系统组成了链式接地方式，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制设备外壳组成的接地系统的内阻较高时的整个系统的电荷平衡速度较慢而产生感应电压，此感应电压即可使系统产生一定的噪声电平。此类干扰在连路较长的音响系统上尤为明显，所以系统要尽量避免，使用链式接地方式，而应使用星型接地方式，即每一台设备通过专门的地线接到统一接地点上，这就要求连接所有设备的音频电缆的屏蔽层要一段接地（接屏蔽层），而各设备的电线通过专门的导线连接到一个接地点（通常是在调音台附近）。
要注意形成回路，如果信号传输线两端屏蔽层都接地，必然形成接地回路，因为这些闭环回路所形成的大线圈，当受到其他设备的电磁辐射干扰时，必然会出现感应电流，这种感应电流出现在屏蔽系统上时，尤其是出现在音频电缆的屏蔽层上时，必然会产生严重的干高噪声，形成地回路噪声干扰。
为了保证系统不出现地环路的结构，要求其各设备之间只能有一条接地导线互联，不平衡的连接设备不能一端接屏蔽层，只能采用地线相连。这时只能是采用前面提到的转换为平衡传输方式。在要求不严谨的场合，可以让不平衡设备悬浮，通过音频信号线共用下一级设备地线，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，否则将会噪声增加严重。
机壳间的相连问题也应引起注意，比如好多音响设备安装在同一机架上。如果每个设备单独接了地线，两设备因为安装在同一机架上而使得即可相连，就形成了接地回路。
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良好的接地，否则隔离的效果不好，要和一些干扰较强的大功率电器隔离，单独供电，或在音响设备的电源输入端加装滤波器将干扰噪声滤除。
有时通过改变单项供电的音响设备的两级l、n的插空互换，也就是将火线和零线相接的一段互换位置，找到噪声最小的一种插法，也可以是一些噪声干扰降低，还要注意音频传输线不可以和电源线平行布线，也有可能产生交流电感应噪声，要将音频线和电源线交叉布线，也可降低交流噪声干扰。
系统的隔离
在一些大型的音响系统中，往往有多台调音台为中心的子系统组成，或要和视频设备系统连接，有时还要向远端的音视频系统传输信号。广播电台甚至常用电话线路传输音频广播直播信号，这些远距离的连接，由于不同的子系统都有各自独立的接地系统，两个系统一旦地线相连，不然形成接地噪声，另一方面，由于传输的距离较长，传输线屏蔽层的接地电阻增加，甚至用了非屏蔽传输线，就容易引入大量的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，噪声可以通过合理的连线和接地控制在允许的电平，但是当两个子系统互联后，就不好控制了，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。尤其用庞大的电话网络传输时，弄不好传输的信号更本就不能用，这是最好的措施就是采用隔离的办法，在两个系统之间加装音频隔离变压器使之互相隔离，两个系统的电线不可以相连接。