400-003-8066
您所在的位置: 首頁 > 資訊頻道 > 技術支持 > 技術文章 > 音響擴聲系統的噪聲分析及處理方法
來源:ZOBO卓邦 發布日期 2021-03-18 瀏覽:
噪聲是音響擴聲系統使用過程中常見的問題類型之一,噪聲的存在不僅影響擴聲效果,干擾人們對于擴聲內容的正常辨識與接收,同時噪聲分貝水平過高也存在著傷害聽力系統的危險。因此,分析音響擴聲系統的噪聲成因,提出相應處理方法,排除噪聲的不良影響,就成了人們關注的內容。文章在闡述音響擴聲系統噪聲類型的基礎上,詳細分析了噪聲的形成原因,并提出了相應的處理方法,旨在提供一定的參考與借鑒。
一、音響擴聲系統噪聲的分類
音響擴聲系統中噪聲的來源,一般可分為三個方面:
(1)人為噪聲。音響擴聲系統人為噪聲主要來自于聲源信號之外的信號干擾,外臺信號、開關接觸噪聲、工業點火輻射等是主要的人為噪聲來源;
(2)自然噪聲。自然噪聲則主要來自自然界中存在的電磁波,閃電、雷擊、電暴等;
(3)內部噪聲。內部噪聲與音響擴聲系統設備零部件相關,設備運行過程中的電子熱運動與半導體載流子變化等均可能形成內部噪聲。
上述三種噪聲類型中的部分噪聲具有明確的規律與特征,在理論上是可以有效控制與的。但更多的噪聲的特征是較為隨機的,難以對其產生與影響進行有效的控制,這種噪聲被稱為隨機噪聲。隨機噪聲是當前音響擴聲系統噪聲分析與處理的主要對象,這些隨機噪聲大致可分為三類:
(1)單頻噪聲。音響擴聲系統單頻噪聲產生于連續波干擾,在特征上呈現已調正弦波特征,但振幅、頻率以及初始相位不規律。此類噪聲頻帶窄,頻率位置可實測獲得。
(2)脈沖噪聲。脈沖噪聲來自于偶然出現的大振幅、短時間的離散脈沖,此類噪聲的主要特征是噪聲大、時間短,同時鄰近冒充噪聲間存在一定的安靜時段。在噪聲頻譜上,脈沖噪聲頻譜較寬,強度與頻率成反比。常見的冒充噪聲包括電氣干擾,雷電干擾、電力線感應等。
(3)起伏噪聲。起伏噪聲主要是熱噪聲、散彈噪聲等為主的噪聲類型,這些噪聲受所處環境條件的影響較為明顯, 具備一定的動態隨機特征。
根據上述隨機噪聲的分析可知,單頻噪聲的控制較為容易;脈沖噪聲安靜期較長,對音響擴聲系統影響較小;起伏噪聲難以避免,且持續作用。因此,隨機噪聲是影響擴聲質量的主要因素之一。
二、音響擴聲系統噪聲產生的原因
1、電磁輻射干擾問題
音響擴聲系統所處環境中其他設備的使用均可能形成雜亂的電磁波輻射干擾,如移動電話等通訊設備的電磁波干擾,電梯、空調、電焊等脈沖輻射干擾等均會經由音頻傳輸線路直接與聲音傳輸信號相混合在音響擴聲系統中形成噪聲,或電磁波輻射穿越設備屏蔽干擾設備內部電路形成噪聲。在電路控制設備較為復雜的場合,如大型演播廳等,如果沒有采取有效的屏蔽與接地處理,音響擴聲系統將受到其他設備的大影響,噪聲問題將為突出。
2、電源干擾問題
音響擴聲系統噪聲干擾的另一來源為設備電源,電源線路上形成的脈沖、電流、電壓等也會借助線路進入音響設備對聲音質量噪聲不良影響。通常,音響擴聲系統具備相應的電源干擾過濾與屏蔽構建,但部分音響擴聲系統在質量或設計不理想的情況下,將無法電源干擾的影響。此外,區域電網中的電磁兼容性未達到音響擴聲系統使用要求的情況下,也會形成噪聲干擾。
3、接地回路電壓問題
音響擴聲系統使用過程中,系統接地應達到指定標準,接地電阻應<4Ω。否則,音響擴聲系統在外界輻射或感性作用下產生的電荷將無法有效導出進入大地,在設備系統中積累疊加對音頻信號形成干擾。同時,不同設備的接地線路間電阻存在差值的情況下,電位差將形成干擾電壓,與之相對應的接地回路也會形成噪聲干擾。
4、設備內部的電路問題
信噪比是音響擴聲系統設備使用設計與制造過程中衡量噪聲控制水平的重要指標,在設備噪聲干擾存在的情況下,信號水平遠高于噪聲強度對于擴聲效果的影響較為薄弱。但當前音響擴聲系統設備通常為練使用,同一空間回路中存在多個擴聲設備,部分設備單獨使用時其信噪比能夠達標,但多個使用條件下則會出現明顯的噪聲積累。出現此類問題的主要原因是設備內部電路問題,電路設計與制造不合理使得音響擴聲系統難以進行有效的濾波,交流噪聲較大。
三、音響擴聲系統的噪聲處理方法
1、維持設備的良好屏蔽
信號干擾屏蔽是能夠有效降低外界環境對于音響擴聲系統的不良影響,抑制交變磁場感應作用形成的干擾信號,降低音頻線路位置交變信號的饋入。音響擴聲系統通常可通過高磁導率材料的使用來實現屏蔽目標,鐵氧體等軟磁類材料是應用較為普遍的屏蔽材料。同時,音響擴聲系統線材互連也能有效提升屏蔽效果,通過音頻同軸電纜的使用,常用擴聲電纜屏蔽覆蓋率可達90%以上,具有理想的抗干擾能力。
2、保證設備的可靠接地
接地對系統的抗干擾和提高系統信噪比起著不可忽視的作用。為了防止通過地線將某些干擾引入系統,音響系統要設置專用的地線,不可與其他設備共用地線,尤其是舞臺機械、燈光系統、電子屏等。接地時要做到讓接地線和大地相連,即真接地。否則對于強電磁場不能起到好的屏蔽作用。另外還要做到“一點接地”,即確保整個系統是等電位的,接地的各點不能有電勢差,也不能形成回路。
3、利用調音頻率抑制噪聲
為了將噪聲的影響降到低,可以借助調音臺上的頻率均衡旋鈕抑制噪聲。以某筆記本電腦的音頻輸出為例,設備接調音臺、VGA輸出接投影機時,噪聲頻譜主要由50Hz交流頻率及其諧波和音響系統的本底噪聲組成。在調音臺音量推子逐漸推大的過程中,噪聲的峰值頻率也在變化,由50.78Hz到175.78Hz再到179.69Hz,噪聲的分布也逐漸向高頻端轉移。調頻抑制噪聲可進行如下的操作:按下低切按鈕,包括50Hz交流聲在內的低頻噪聲的干擾。利用中頻均衡器,將以2kHz為頻率的中頻噪聲作適當衰減,可衰減3-6dB。
4、采用恰當的接線方式抑制噪聲
在音響系統使用過程中經常遇到這樣的問題,當一臺電腦連接了投影機,VGA與音頻信號同時輸出,就出現了噪聲,或水波紋,拔掉插頭,又恢復正常。
產生這種情況主要是因為電腦和視頻設備的供電電路普遍采用開關電源,電源的地線與設備的主板的地相通,同時,這個地線又是與設備的視頻或音頻信號接口的地相通。如果音響系統的供電電源與視頻設備的供電電源不是同一個回路,兩個供電回路在電源的地線之間,就可能存在一定的電壓降,而這種電壓降,在視頻設備與音頻設備(電腦)沒有連接的時候,回路沒有構成,就沒有影響。而當視頻設備與電腦連接的時候,回路構成,電源的地線之間的電壓就會通過視頻接口或者VGA接口的外殼,經過視頻線或者VGA線的傳遞,輸送到電腦的音頻接口上,再發送到音響系統,就產生了噪聲,有時也會在視頻設備上出現類似水波紋狀的干擾圖像。
從改變接線抑制噪聲的角度出發,要么把視頻設備的電源與音響系統的電源采用共地的形式,要么斷開所有的接地,就可以這種干擾現象。
四、結束語
綜上所述,對于音響擴聲系統噪聲的分析與處理是提升設備應用水平,提升聽感與設備安全穩定性的重要環節。行業工作者們應準確把握音響擴聲系統的基本工作原理,針對噪聲問題進行深入的研究分析,選擇合理的處理方法加以解決。