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計量論壇

標(biāo)題: 噪聲的種類、來源及電磁兼容 [打印本頁]

作者: leglg 時間: 2008-8-15 22:55
標(biāo)題: 噪聲的種類、來源及電磁兼容
　　在一個音響系統(tǒng)中，由于信號是串聯(lián)的，因此一件設(shè)備的噪聲會進(jìn)入下面的設(shè)備中被放大，所以系統(tǒng)最后的噪聲是系統(tǒng)中所有設(shè)備噪聲的累加。但是，當(dāng)我們了解了系統(tǒng)中每一件器材的信噪比指標(biāo)后，是否就可以確定整個系統(tǒng)的信噪比指標(biāo)了呢？不，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能。這就要從噪聲的來源和種類說起了。

　　我們把噪聲的來源分為內(nèi)部和外部兩種，由于實驗室的測試條件通常都十分優(yōu)越，所以在這種條件下測試的信噪比指標(biāo)實際是設(shè)備內(nèi)部噪聲的反應(yīng)，內(nèi)部噪聲主要是由于電路設(shè)計、制造工藝等因素，由設(shè)備自身產(chǎn)生的，而外部噪聲是由設(shè)備所在的電子環(huán)境和物理化學(xué)環(huán)境（自然環(huán)境）所造成的，外部噪聲是不可能反映在信噪比指標(biāo)中的。這一點通常會被很多人所忽略，經(jīng)常聽到有人說：這唱機的信噪比指標(biāo)不是挺高的嗎？怎么聽起來噪音這么大，騙人的吧……。這就是沒有搞清楚信噪比指標(biāo)含義所造成的誤解。

　　外部噪聲通常被稱為“干擾”，這種干擾可能是電磁干擾，也可能是機械振動干擾，也可能來自溫度變化的干擾……總之，都不是器材自身產(chǎn)生的。于是此時另一個不太起眼的指標(biāo)凸現(xiàn)出了它的意義－電池兼容性。

　　電磁兼容性有兩個層次的含義，一是設(shè)備在運行時不會對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，二是耐受干擾的能力強，在一定的外界干擾下仍能正常工作。第一層意思容易理解，而第二層意思對于音響設(shè)備來說，還有更進(jìn)一步的含義，那就是如何定義“正常工作狀態(tài)”。這個正常工作不應(yīng)該僅僅是“出聲就好”，還應(yīng)該是保證一定的性能指標(biāo)，這其中就包括有信噪比。也就是所，一個電磁兼容性能優(yōu)良的設(shè)備器材，在一定的外界干擾條件下，其信噪比指標(biāo)不應(yīng)該有明顯的劣化。

　　實際上，很多音響產(chǎn)品在電路設(shè)計中都有“電磁兼容”的影子，比如在電源輸入端設(shè)計濾波器、壓敏電阻，外殼采用金屬材料，內(nèi)部信號線采用屏蔽線等等，實踐證明，這些措施對于抑制干擾有很大的作用。

　　噪聲的來源很復(fù)雜，我們可以把它們大致歸結(jié)為三種，一種是元器件產(chǎn)生的固有噪聲，電路中幾乎所有的元器件在工作時都會產(chǎn)生一定的噪聲，晶體管、電阻、電容，這種噪聲是連續(xù)的，基本上是固定不變的，并且頻譜分布很廣泛，這種噪聲除了改進(jìn)元器件的材料和生產(chǎn)工藝外，幾乎沒有任何辦法消除，也就是說，這種噪聲幾乎可以不用實驗，在圖紙上進(jìn)行計算就可以推算出來。好在現(xiàn)在很多優(yōu)質(zhì)元器件的固有噪聲都很小，在設(shè)計電路時選擇優(yōu)質(zhì)元器件就可以把這種噪聲壓制到非常小的水平，小到我們根本不會聽見。

　　第二種噪聲來源于電路本身的設(shè)計失誤或者安裝工藝上的缺陷，電路設(shè)計失誤往往會導(dǎo)致電路的輕微自激（一種自由振蕩狀態(tài)），這種自激一般在我們可以聽到的聲音范圍之外，但是在某些特定條件下它們會對聲音的中高頻產(chǎn)生斷續(xù)的影響，從而產(chǎn)生噪聲。安裝工藝失誤就稍微復(fù)雜一些，比如接插件接觸不良，接觸表面形成二極管效應(yīng)或者接觸電阻隨溫度、振動等影響發(fā)生變化而導(dǎo)致信號傳輸特性變化，產(chǎn)生噪聲。還有元器件排布上的失誤，將高熱的元器件排布在對溫度敏感的元器件旁邊，或者將一些有輕微振動的元器件放在對振動敏感的元器件旁邊，或者沒有足夠的避震措施……等等這些，都會產(chǎn)生一定的噪聲。這些噪聲可以說都是人為造成的，對于經(jīng)驗豐富的電子設(shè)計師來說，這些噪聲都是可以避免或者大大減輕的。

　　第三種噪聲則是非常廣泛的，也是經(jīng)常被提起的干擾噪聲。這種噪聲來源很復(fù)雜，主要包括幾個方面：

　　空間輻射干擾噪聲：任何導(dǎo)體通過交變電流的時候都會引起周圍電場強度的變化，這種變化就是電場輻射，同樣，像變壓器這樣的磁體也會引起周圍磁場強度的交替變化。我們知道，交變電場和磁場中的閉合導(dǎo)體會產(chǎn)生和電場磁場變化頻率相同的交變電流，也叫感應(yīng)電流。音響設(shè)備中所有的元器件、導(dǎo)線、電路板上的銅箔都是電導(dǎo)體，因此不可避免地會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流疊加在信號中就會產(chǎn)生噪聲。

　　線路串?dāng)_噪聲：某些電氣設(shè)備會產(chǎn)生干擾信號，這些干擾信號通過電源、信號線等線路直接竄入音響設(shè)備中。
傳輸噪聲：這種噪聲是信號在傳輸過程中由于傳輸介質(zhì)的問題產(chǎn)生的，比如接插件的接觸不良、信號線材質(zhì)不佳、地電流串?dāng)_等等。其中，地電流串?dāng)_是經(jīng)常容易被忽視的問題。由于民用音響器材大多采用非平衡傳輸方式，信號線的外屏蔽層實際上也參與的信號的傳輸，通常屏蔽層與音響器材的“地”連接，大多數(shù)音響器材的地是和設(shè)備的外殼相連的，并且和住宅供電線路提供的“大地”相連接。在正常情況下，住宅供電的大地是非常理想的，它使得所有連接線路的“地”都是平等的。但是，一旦這個接地出現(xiàn)故障，甚至某些不負(fù)責(zé)任的電力公司將這個地與市電的“零線”連接，就會出現(xiàn)問題了。此時消耗功率大的器材的“地”電壓比別的器材要“高一點”，比且這個高低的差別還會隨著消耗功率的大小發(fā)生變化，我們知道，一般的音頻信號線中傳輸?shù)男盘柺呛芪⑷醯?，這變化則足以使得信號線中傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生很大的變化。這變化除了產(chǎn)生失真外，也包含了一定的噪聲。并且，由于接地不良，空間輻射對于信號傳輸?shù)挠绊懸矔觿　?

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