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模拟音频电缆的选择与安装

2007-06-14 上海文广新闻传媒集团技术运营中心 董耀 依马狮网


    我们正处于数字化进程中:演播室数字化改造,数字视频已取代了模拟视频;播出总控数字化改造,实现数字视、音频播出。有读者要问,为什么还要来谈一些模拟音频电缆的选择和安装呢?其一,模拟音频发展了几十年,有许多成熟的产品已被广大使用者认可。例如SOUNDCRAFT的B400、AMEK的BB100,这两款直播模拟调音台在上海文广新闻传媒集团仍有广泛的应用。其二,在拾声和扩声方面,数字音频短时间内还不能取代模拟音频。
    模拟音频电缆中传输的是低频信号,电缆对低频信号的衰减极小。模拟音频电缆的关键是如何减小噪声对信号的影响。
    我们一般使用的是两芯音频电缆。它的截面图如图1所示。

模拟音频电缆的选择与安装

    填充绳在穿线作业时可以保护电缆不至于由于过度受力而扭曲或回缩。2根芯线可以抗共模干扰,降低了噪声及干扰。但是外面屏蔽层对于低频率、低电平的音频信号的保护更为重要。
    一般,屏蔽可以分为铜网屏蔽、螺旋屏蔽和铝箔屏蔽。
模拟音频电缆的选择与安装

    铜网编制屏蔽的音频电缆经过多次弯曲,屏蔽层都能保持良好的屏蔽能力,在电缆需要经常移动的情况下,适合使用该屏蔽的电缆。但是价格相对昂贵一些。
    螺旋屏蔽是用铜线围绕电缆紧紧地作螺旋形缠绕。螺旋屏蔽的价格介于铜网屏蔽和铝箔屏蔽之间。移动频繁会使螺旋屏蔽的性能下降,螺旋屏蔽是为固定安装而设计的。
    铝箔屏蔽是将铝箔熔在聚脂薄膜上做成铝箔带,用铝箔带缠绕电缆。这种类型的电缆也只适用于固定安装方式。
    如果,音频电缆线传输的不是-20dB到0dB的线路电平信号,而是-50dB甚至更低的话筒信号,我们就应当考虑使用四芯星绞电缆。四芯星绞电缆除了标准平衡的抗共模干扰外,还在每一个端子处提供了抗共模干扰,与两芯屏蔽电缆相比,这种电缆能将90%的噪声屏蔽掉,见图3。
    两芯屏蔽电缆(MVVS)中的噪声          四芯星绞电缆(L-4E5AT)中的噪声
模拟音频电缆的选择与安装

    测试条件:
    1.距电源电缆20米  
    2.电源电缆连接照明设备,用1千瓦负载使亮度降低50%  
    3.音频电缆中的噪声用放大器放大50dB后用频谱分析仪观察

    电源电缆对话筒电缆的影响
    虽然四芯星绞话筒电缆有较好的抗干扰能力,但是,如果电缆要与电源电缆一起走线或者要穿过电流非常大的机柜的时候,为了安全,应当把它穿入金属管中。若是不使用金属导管,可以从图4中查到电缆之间应留的间距。

模拟音频电缆的选择与安装

    例如,有一根250V 50A的电源电缆,要与四芯星绞话筒电缆一起走线。它们平行走线长度是10米,从图中可以查出,这两根线至少要离开38厘米的距离。示意图见图5。若间距小于38cm,由于话筒电缆内传输的信号十分微弱,很容易受电源磁场影响,产生非常棘手的噪声问题。
模拟音频电缆的选择与安装
模拟音频电缆的选择与安装

    扬声器电缆对话筒电缆的影响
    扬声器电缆承载的信号是高电平的,典型有效值为10W到100W之间。扬声器电缆发出的电磁干扰会直接影响临近的低电平信号电缆,如话筒电缆,视频电缆等。为减少对周围话筒电缆电磁辐射干扰影响,应当使用四芯星绞扬声器电缆。因为四根导体到中心的距离相等,它们产生的磁场会相互抵消,比起两芯的扬声器电缆性能要优越得多,如图7所示:

模拟音频电缆的选择与安装

    话筒电缆承载的信号幅度范围在1μV-1mV之间,选择合适的电缆和接线走线的过程都必须考虑,一个小的疏忽就有可能将整个话筒电缆变成一个收集噪声的大天线。做到以下几点十分必要:
    按照使用情况,选择合适的电缆。传送线路电平信号的,选普通的两芯音频电缆。传送话筒电平信号的,选四芯星绞话筒电缆。需要经常移动的,选择铜网编织屏蔽。固定不动的,考虑成本,选择螺旋屏蔽或者铝箔屏蔽。扬声器电缆必须和话筒电缆一起走线的,要选择四芯星绞扬声器电缆。
    话筒电缆要与电源电缆一起走线或者要穿过电流非常大的机柜的时候,必须空开足够的间隔距离,或者穿入金属管中,以减少电磁辐射产生的噪声。
    选择合适的电缆,正确的安装和使用电缆,将使演播室系统的性能充分发挥,节目质量更上一层。

参考文献:
《Considerations When Configuring and Selecting Cables for Microphone Systems》
www.canare.com
《Four Conductor Configuration Minimize Noise》www.canare.com

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