淺析音響系統(tǒng)信號(hào)傳輸問(wèn)題

專業(yè)音響系統(tǒng)都是由很多不同功能設(shè)備組成的，根據(jù)使用要求設(shè)計(jì)音響系統(tǒng)、選定所用設(shè)備之后，要將這些分立設(shè)備按設(shè)計(jì)要求連接起來(lái)，構(gòu)成一套完整的可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的音響系統(tǒng)。對(duì)于固定安裝的系統(tǒng)，要將設(shè)備安裝在機(jī)柜中，并要將所有系統(tǒng)的連線按照一定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行固定安裝。對(duì)于移動(dòng)式系統(tǒng)，如演唱會(huì)、露天演出等臨時(shí)裝置，應(yīng)對(duì)設(shè)備、線纜采取有效的臨時(shí)固定措施，以確保其安全。

音響系統(tǒng)的連接、安裝涉及許多工程問(wèn)題，包括音響控制室的設(shè)計(jì)與建設(shè)，音響系統(tǒng)電纜的管線工程，系統(tǒng)的供電等。在這里討論一下音響系統(tǒng)信號(hào)傳輸需要注意的一些問(wèn)題。

1、阻抗匹配

信號(hào)輸入端口也就是信號(hào)輸出端口的負(fù)載，它們之間的阻抗匹配需在怎樣的范圍內(nèi)才能達(dá)到其要求，一般要視其信號(hào)輸出設(shè)備的設(shè)計(jì)要求而定。要使音頻電信號(hào)的傳輸狀態(tài)達(dá)到最佳，信號(hào)輸入接口的阻抗必須滿足信號(hào)源輸出接口對(duì)其負(fù)載的阻抗匹配要求，否則，就將影響到音響設(shè)備的工作狀態(tài)，造成其輸出信號(hào)的失真。嚴(yán)重時(shí)，甚至有損壞音源設(shè)備的危險(xiǎn)。

從理論上講，輸出阻抗與其負(fù)載阻抗相等時(shí)，信號(hào)的傳輸效率為最高。而如果輸出阻抗大于負(fù)載阻抗，則信號(hào)電能就會(huì)大部分損失在信號(hào)輸出電路上，這顯然不利于信號(hào)的傳輸。因此，音響設(shè)備通常都是按輸入阻抗大于輸出阻抗設(shè)計(jì)的。

一般音響設(shè)備的連接，只要是負(fù)載阻抗大于信號(hào)輸出端的阻抗，都能使之正常工作。但音響設(shè)備的輸入阻抗不能設(shè)計(jì)得過(guò)高或過(guò)低，過(guò)高會(huì)降低其饋線的抗干擾性，過(guò)低則會(huì)造成其頻響指標(biāo)下降。

2、信號(hào)傳輸電平

音響系統(tǒng)連接的目的是為了傳遞信號(hào)，音頻信號(hào)傳輸?shù)淖罴褷顟B(tài)要求信號(hào)源輸出的電平值必須大于或等于輸入接口的靈敏度，否則，便會(huì)造成信號(hào)的信噪比指標(biāo)惡化。專業(yè)音響設(shè)備上的線路輸入、輸出電路的增益一般都定在0dB上，也就是說(shuō)，設(shè)備對(duì)輸入或輸出信號(hào)的電平既不放大，也不衰減，以使之在傳輸?shù)倪^(guò)程中能保持其電平值不變，這主要是為了使電平控制單元的調(diào)整能有數(shù)值上的保證。

在系統(tǒng)連接中，應(yīng)注意輸出、輸入電平的匹配。否則，可能造成削波失真，或者激勵(lì)信號(hào)不足，造成整個(gè)系統(tǒng)信噪比下降。通常音響設(shè)備(調(diào)音臺(tái)、周邊設(shè)備、功放)之間的連接是以線路電平傳遞信號(hào)的。一般有兩種線路標(biāo)準(zhǔn)，一種是+4dB( 1.228V)，另一種是0dB(0.775V)。系統(tǒng)中采用的設(shè)備的線路電平最好能統(tǒng)一，這樣調(diào)整和使用時(shí)都會(huì)方便一些。另外，有一些聲音處理設(shè)備，特別是效果器，為了兼顧電聲樂(lè)器與專業(yè)音響系統(tǒng)的需要，設(shè)置了接口電平轉(zhuǎn)換功能，該轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)一般設(shè)置于設(shè)備的背后，可分為 +4 dB 、-10 dB、-20dB 幾檔，使用擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意將其調(diào)整到 +4dB擋。

3、弱信號(hào)連接方式

專業(yè)音響設(shè)備的輸入、輸出端子有非平衡、變壓器平衡、差分平衡等幾種方式。平衡與平衡、非平衡與非平衡端口之間都是可以直接饋送信號(hào)的;在要求較高的場(chǎng)合，平衡與非平衡端口之間，則須經(jīng)過(guò)專門的轉(zhuǎn)換器才能相互連接。轉(zhuǎn)換器一般有無(wú)源變壓器轉(zhuǎn)換器、半電壓轉(zhuǎn)換器以及有源差分放大轉(zhuǎn)換器三種。

在一些要求不高的場(chǎng)合中，信號(hào)的非平衡端子與平衡端子之間還是可以直接饋接的，其接線方法是：平衡端的熱端接非平衡端的信號(hào)端，平衡端的冷端接非平衡端的地端，而平衡端的地端則接信號(hào)饋線的屏蔽層。

除了功放與音箱間的功率傳輸以外，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，保障信噪比，專業(yè)音響系統(tǒng)中的信號(hào)連接都應(yīng)盡可能采用平衡方式進(jìn)行傳輸。專業(yè)音響設(shè)備一般也都提供平衡輸入、輸出功能。

平衡方式信號(hào)傳輸采用三線制。用二芯屏蔽線連接，屏蔽網(wǎng)層作為接地線，其余兩根芯線分別連接信號(hào)熱端(參考正端)和冷端(參考負(fù)端)。由于在兩條信號(hào)芯線上流過(guò)的信號(hào)電流是大小相同，方向相反的，因此傳輸線上感應(yīng)到的外界電磁干擾將在輸入端上被相減抵消。

專業(yè)音響系統(tǒng)中有時(shí)也采用一些家用的音源設(shè)備，它們的輸出是不平衡的。此外，電聲樂(lè)器中的電吉它、電貝司、電鍵盤、合成器等也采用不平衡輸出方式，因此音響系統(tǒng)的連接不可避免地會(huì)采用一些不平衡方式的連接。在此應(yīng)特別注意兩點(diǎn)：其一，采用不平衡方式時(shí)，尤其傳送電平較低時(shí)，應(yīng)盡可能縮短連接電纜的長(zhǎng)度。必要時(shí)可在不平衡輸出設(shè)備附近就地設(shè)置放大器，提升電平并轉(zhuǎn)換成平衡輸出后再進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，也可用變壓器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成平衡方式后再進(jìn)行長(zhǎng)線傳輸。由于系統(tǒng)中采用不平衡信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)備存在，就提出了平衡/不平衡，不平衡/平衡的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，有時(shí)這種轉(zhuǎn)換并不是困難的，但有時(shí)必須借助變壓器才能較好地解決問(wèn)題。