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音响扩声系统的噪声分析及处理方法
音响扩声系统的噪声分析及处理方法

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噪声是音响扩声系统使用过程中常见的问题类型之一,噪声的存在不仅影响扩声效果,干扰人们对于扩声内容的正常辨识与接收,同时噪声分贝水平过高也存在着伤害听力系统的危险。因此,分析音响扩声系统的噪声成因,提出相应处理方法,排除噪声的不良影响,就成了人们重点关注的内容。文章在阐述音响扩声系统噪声类型的基......

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噪声是音响扩声系统使用过程中常见的问题类型之一,噪声的存在不仅影响扩声效果,干扰人们对于扩声内容的正常辨识与接收,同时噪声分贝水平过高也存在着伤害听力系统的危险。因此,分析音响扩声系统的噪声成因,提出相应处理方法,排除噪声的不良影响,就成了人们重点关注的内容。文章在阐述音响扩声系统噪声类型的基础上,详细分析了噪声的形成原因,并提出了相应的处理方法,旨在提供一定的参考与借鉴。

音响扩声系统的噪声分析及处理方法

一、音响扩声系统噪声的分类

音响扩声系统中噪声的来源,一般可分为三个方面:

(1)人为噪声。音响扩声系统人为噪声主要来自于声源信号之外的信号干扰,外台信号、开关接触噪声、工业点火辐射等是主要的人为噪声来源;

(2)自然噪声。自然噪声则主要来自自然界中存在的电磁波,闪电、雷击、电暴等;

(3)内部噪声。内部噪声与音响扩声系统设备零部件相关,设备运行过程中的电子热运动与半导体载流子变化等均可能形成内部噪声。

上述三种噪声类型中的部分噪声具有明确的规律与特征,在理论上是可以有效控制与消除的。但更多的噪声的特征是较为随机的,难以对其产生与影响进行有效的控制,这种噪声被称为随机噪声。随机噪声是当前音响扩声系统噪声分析与处理的主要对象,这些随机噪声大致可分为三类:

(1)单频噪声。音响扩声系统单频噪声产生于连续波干扰,在特征上呈现已调正弦波特征,但振幅、频率以及初始相位不规律。此类噪声频带极窄,频率位置可实测获得。

(2)脉冲噪声。脉冲噪声来自于偶然出现的大振幅、短时间的离散脉冲,此类噪声的主要特征是噪声大、时间短,同时邻近冒充噪声间存在一定的安静时段。在噪声频谱上,脉冲噪声频谱较宽,强度与频率成反比。常见的冒充噪声包括电气干扰,雷电干扰、电力线感应等。

(3)起伏噪声。起伏噪声主要是热噪声、散弹噪声等为主的噪声类型,这些噪声受所处环境条件的影响较为明显, 具备一定的动态随机特征。

根据上述随机噪声的分析可知,单频噪声的控制较为容易;脉冲噪声安静期较长,对音响扩声系统影响较小;起伏噪声难以避免,且持续作用。因此,随机噪声是影响扩声质量的主要因素之一。

音响扩声系统的噪声分析及处理方法

二、音响扩声系统噪声产生的原因

1、电磁辐射干扰问题

音响扩声系统所处环境中其他设备的使用均可能形成杂乱的电磁波辐射干扰,如移动电话等通讯设备的电磁波干扰,电梯、空调、电焊等脉冲辐射干扰等均会经由音频传输线路直接与声音传输信号相混合在音响扩声系统中形成噪声,或电磁波辐射穿越设备屏蔽干扰设备内部电路形成噪声。在电路控制设备较为复杂的场合,如大型演播厅等,如果没有采取有效的屏蔽与接地处理,音响扩声系统将受到其他设备的极大影响,噪声问题将极为突出。

2、电源干扰问题

音响扩声系统噪声干扰的另一来源为设备电源,电源线路上形成的脉冲、电流、电压等也会借助线路进入音响设备对声音质量噪声不良影响。通常,音响扩声系统具备相应的电源干扰过滤与屏蔽构建,但部分音响扩声系统在质量或设计不理想的情况下,将无法全面消除电源干扰的影响。此外,区域电网中的电磁兼容性未达到音响扩声系统使用要求的情况下,也会形成噪声干扰。

3、接地回路电压问题

音响扩声系统使用过程中,系统接地应达到指定标准,接地电阻应<4Ω。否则,音响扩声系统在外界辐射或感性作用下产生的电荷将无法有效导出进入大地,在设备系统中积累叠加对音频信号形成干扰。同时,不同设备的接地线路间电阻存在差值的情况下,电位差将形成干扰电压,与之相对应的接地回路也会形成噪声干扰。

4、设备内部的电路问题

信噪比是音响扩声系统设备使用设计与制造过程中衡量噪声控制水平的重要指标,在设备噪声干扰存在的情况下,信号水平远高于噪声强度对于扩声效果的影响较为薄弱。但当前音响扩声系统设备通常为级练使用,同一空间回路中存在多个扩声设备,部分设备单独使用时其信噪比能够达标,但多个使用条件下则会出现明显的噪声积累。出现此类问题的主要原因是设备内部电路问题,电路设计与制造不合理使得音响扩声系统难以进行有效的滤波,交流噪声较大。

音响扩声系统的噪声分析及处理方法

三、音响扩声系统的噪声处理方法

1、维持设备的良好屏蔽

信号干扰屏蔽是能够有效降低外界环境对于音响扩声系统的不良影响,抑制交变磁场感应作用形成的干扰信号,降低音频线路位置交变信号的馈入。音响扩声系统通常可通过高磁导率材料的使用来实现屏蔽目标,铁氧体等软磁类材料是应用较为普遍的屏蔽材料。同时,音响扩声系统线材互连也能有效提升屏蔽效果,通过音频同轴电缆的使用,常用扩声电缆屏蔽覆盖率可达90%以上,具有理想的抗干扰能力。

2、保证设备的可靠接地

接地对系统的抗干扰和提高系统信噪比起着不可忽视的作用。为了防止通过地线将某些干扰引入系统,音响系统要设置专用的地线,不可与其他设备共用地线,尤其是舞台机械、灯光系统、电子屏等。接地时要做到让接地线和大地相连,即真接地。否则对于强电磁场不能起到好的屏蔽作用。另外还要做到“一点接地”,即确保整个系统是等电位的,接地的各点不能有电势差,也不能形成回路。

3、利用调音频率抑制噪声

为了将噪声的影响降到最低,可以借助调音台上的频率均衡旋钮抑制噪声。以某笔记本电脑的音频输出为例,设备接调音台、VGA输出接投影机时,噪声频谱主要由50Hz交流频率及其谐波和音响系统的本底噪声组成。在调音台音量推子逐渐推大的过程中,噪声的峰值频率也在变化,由50.78Hz到175.78Hz再到179.69Hz,噪声的能量分布也逐渐向高频端转移。调频抑制噪声可进行如下的操作:按下低切按钮,消除包括50Hz交流声在内的低频噪声的干扰。利用中频均衡器,将以2kHz为中心频率的中频噪声作适当衰减,可衰减3-6dB。

4、采用恰当的接线方式抑制噪声

在音响系统使用过程中经常遇到这样的问题,当一台电脑连接了投影机,VGA与音频信号同时输出,就出现了噪声,或水波纹,拔掉插头,又恢复正常。

产生这种情况主要是因为电脑和视频设备的供电电路普遍采用开关电源,电源的地线与设备的主板的地相通,同时,这个地线又是与设备的视频或音频信号接口的地相通。如果音响系统的供电电源与视频设备的供电电源不是同一个回路,两个供电回路在电源的地线之间,就可能存在一定的电压降,而这种电压降,在视频设备与音频设备(电脑)没有连接的时候,回路没有构成,就没有影响。而当视频设备与电脑连接的时候,回路构成,电源的地线之间的电压就会通过视频接口或者VGA接口的外壳,经过视频线或者VGA线的传递,输送到电脑的音频接口上,再发送到音响系统,就产生了噪声,有时也会在视频设备上出现类似水波纹状的干扰图像。

从改变接线抑制噪声的角度出发,要么把视频设备的电源与音响系统的电源采用共地的形式,要么断开所有的接地,就可以消除这种干扰现象。

四、结束语

综上所述,对于音响扩声系统噪声的分析与处理是提升设备应用水平,提升听感与设备安全稳定性的重要环节。行业工作者们应准确把握音响扩声系统的基本工作原理,针对噪声问题进行深入的研究分析,选择合理的处理方法加以解决。