专业音响系统的安装与调试.docx
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1、专业音响系统的安装和调试音响系统的设计完成以后,安装和调试便成为音响工程的一项主要工作,其质量的优劣直接影响音响系统的使用。本章主要介绍音响系统的连接,音箱的安装,传声器安装,音响系统的调试。第一节专业音响系统的连接专业音响系统大多数是由单元设备组成的,根据使用要求设计音响系统、选定所用设备之后,要将这些分立设备按设计要求连接起来,构成一套完整的可以实现设计要求的音响系统。对于固定安装的系统要将设备安装在机柜中,并要将所有系统的连线按照一定的标准、规范(建筑弱电的有关规范)进行固定安装。对于移动式系统,如演唱会、露天演出等临时装置,应对设备、线缆采取有效的临时固定措施,以确保其安全。音响系统的
2、连接、安装涉及许多工程问题,包括音响控制室的设计和建设,音响系统电缆的管线工程,系统的供电等。音响系统的连接一般可分为信号传输、接地网络和供电系统三个方面。一、传输电平1.阻抗匹配要使音频电信号的传输状态达到最佳,信号输入端口的阻抗必须满足信号源输出端口对其负载的阻抗匹配要求,否则,将影响到音响设备的工作状态,造成输出信号失真。严重时,甚至有损坏音源设备的危险。从理论上讲,输出阻抗和其负载阻抗相等时,信号的传输效率最高。而如果输出阻抗大于负载阻抗,则信号电能就会大部分损失在信号输出电路上,这显然不利于信号的传输。因此,音响设备通常都是按输入阻抗大于输出阻抗设计的。一般音响设备的连接,只要是负载
3、阻抗大于信号输出端的阻抗,都能使之正常工作。但音响设备的输入阻抗不能设计得过高或过低,过高会降低其馈线的抗干扰性,过低则会造成其频响指标下降,目前的专业音响设备的输出、输入端口大多数使用IEC268T5标准,所有使用此标准的音响设备都可以任意连接。IEC268T5标准采用电压匹配技术(VMT)其设计旨在使负载能从信号源中取得最大电平值,以实现信号的无损耗传输。这就要求负载的阻抗远大于信号源阻抗。IEC268-15标准规定:所有音响设备的线路输出端阻抗都应在50Q以下,而作为负载的线路输入端阻抗则都应在IOkQ以上。另外,传声器的信号馈送线一般较长,需要较强的抗干扰性,所以其输入接口阻抗一般在I
4、kQ左右。2.信号传输电平音响系统连接的目的是为了传递、信号,音频信号传输的最佳状态要求信号源输出的电平值必须大于或等于输入接口的灵敏度,否则,便会造成信号的信燥比指标恶化。专业音响设备上的线路输入、输出电路的增益一般都定在Odb上,也就是说,设备对输入或输出信号的电平既不放大,也不衰减,使之在传输过程中保持电平值不变,这主要是为了使电平控制单元的调整能有数值上的表征。音响系统中通过设备外部的电线连接传送的信号可以分成以下几类。(1)微信号:传声器输出信号(mV级)1.P唱机输出信号(mV级)音源输出(TOdB,25OmV)(2)线路电平:调音台输出(+4dB,1.22V)周边设备输入/输出(
5、十4dB,L228V)线路传输(0dB,0.775V)(3)功率传输类Z:功放输出(高电平,大电流)显而易见,在系统连接中,应注意输出、输入电平的匹配。否则,要么出现设备过激励,造成削波失真,要么激励信号不足,造成整个系统信燥比下降,对于某些信号处理设备还会因为输入电平不匹配而达不到应有的效果。通常音响设备(调音台、周边设备、功放)之间的连接是以线路电平传递信号的。一般有两种线路标准,一种是+4dB(1.228V),这种标准是最普遍、最多见的。另一种是OdB(0.775V),不及上述+4dB的普遍。系统中采用设备的线路电平最好能同意,这样调整和使用时都会方便一些。但是,只要各级设备都有电平调节
6、(leveladjust)功能,OdB和+4dB的设备一般也可共存于一个系统中,不会发生什么问题。另外,有一些声音处理设备,特别是效果器,为了兼顾电声乐器和专业音响系统的需要,设置了接口电平转换功能,该开关一般设置于设备的背后,可分为+4dB、-IOdB、-20dB几档,使用扩声系统时候、应注意将其调整到+4dB档。通常,线路输入、输出电路的电平控制旋钮上都标有以分贝数为单位的刻度,如果音响系统的所有信号馈线都是从线路输出到线路输入,则此系统上的各个电平控制旋钮上刻度值的总和,就是整个系统的增益分贝数;如果信号电路上有电平衰减开关,则系统的增益分贝数还应加上开关上所示的数字。由于传声器的输出电
7、平很小,所以用于拾取传声器信号的输入接口的增益通常都在60dB以上。也就是说,此输入接口电路的放大倍率为100OO倍以上。3.信号连接方式专业音响设备的输入、输出端子有非平衡、变压器平衡、差分平衡等几种方式。平衡和非平衡、非平衡和非平衡端口之间都是可以直接馈送信号的;在要求较高的场合,平衡和非平衡端口之间,则须经过专门的转换器才能互相连接。转换器一般有无源变压器转换器、半电压转换器以及有源差分放大器三种。在一些要求不高的场合,信号的非平衡端子和平衡端子之间还是可以直接馈接的,其接线方法是:平衡端的热端接非平衡端的信号端,平衡端的冷端接非平衡端的地端,而平衡端的地端接信号馈线的屏蔽层。除了功放和
8、音箱间的功率传输外,为了提高系统的抗干扰能力,保障信燥比,专业音响系统中的信号连接都应尽可能才用平衡方式进行传输。专业音响设备一般也都是提供平衡输入、输出功能。平衡方式信号传输才用三线制。用二芯屏蔽线连接,屏蔽网层作为接地线,其余两根芯线分别连接信号热端(参考正端)和冷端(参考负端)。由于在两条信号芯线上流过的信号电流是大小相同,方向相反的,因此传输线上感应到的外界电磁干扰将在输入端被相减抵消。专业音响系统中有时也才用一些家用音源设备,它们的输出是不平衡的。次外,电声乐器中的电吉他、电贝司、电键盘、合成器等也采用不平衡输出方式,因此音响系统的连接不可避免地会采用一些不平衡方式连接。在此应特别注
9、意两点:其一,采用不平衡方式时,尤其传送电平较低时,应尽可能缩短连接电缆的长度。必要时可在不平衡输出设备附近就地设置放大器,提升电平并转换成电平平衡输出后在进行长距离传输,也可用变压器将信号转换成平衡方式后在进行长线传输。由于系统中采用不平衡信号传输的设备存在,就是提出了平衡/不平衡、不平衡/平衡的转换问题,有时这种转换并不困难,但有时必须借助变压器才能较好的解决问题。二、连接件专业音响系统中用的连接器(插接件)种类较多,主要卡侬连接插件,也称为标准连接器,6.25mm三芯插头6.25Inm二芯插头,RCA和DlN插接件。下面分别介绍这几类连接器。1.卡侬插接件(Cannon)卡侬连接插件是专
10、业音响系统中使用最广泛的一类插接件,可用于传递音响系统中的各类信号,从微弱信号、线路电平信号直至功率信号都可由卡侬插接件连接,这是目前专业音响设备使用最广泛的一类插接件。一般平衡式输入、输出端子都是使用卡侬插接件来连接的。在某种意义上来说,使用卡侬插接件也是专业音响系统的特征之一。其好处如下。采用平衡传输方式,抗外界电磁干扰能力较强。具有弹簧锁定装置,连接可靠,不易拉脱。插接件本身屏蔽效果良好、不易受到外界的电磁场的干扰。插接件规定了信号流向,便于防止连接上的差错。卡侬插头有公插和母插之分。插座也同样有公插座和母插座之分。公插的电接点是插针,而母插的电接点是插孔。按照国际上的惯例,以公插头或插
11、座作信号的输出端;以母插头或插座作为信号的输入端。卡侬公插头和母插头的外型见图所示。按照标准规定,卡侬连接器的1脚为接地端,2脚为信号热端(参考正极),3脚为信号冷端(参考负极)。大部分设备按照上述标准设计,但也有个别厂商的设备例外。因此,接线时应注意先看说明书上对卡侬插脚的定义,否则可能会接错,造成无声故障。卡侬连接器除了上述三个接线端以外,还有一个外壳接地端,此端应根据外壳屏蔽接地的具体情况进行连接。有些设备信号地和机壳地是分开的,此时则应另行处理,不要将1脚和外壳地端连接。采用卡侬插接件连接情况主要有以下几种。传声器和电缆连接。传声器电缆和调音台的连接(一般调音台低阻LoW-Z输入习惯上
12、用卡侬连接器,而高阻则用6.25un话筒插接件)。调音台的主输出。功率放大器的输入。专业音源设备的输入、输出。音箱和电缆的连接。音箱和电缆的连接采用卡侬插、6.25mm话筒插以及接线端(柱)的情况都有。另外,调音台和周边设备的连接,周边设备的输入、输出连接虽然也可以采用卡侬连接器,但大多数产品都采用6.25mm话筒插头,而采用卡侬插接件的并不多见。卡侬插头的拆卸方法较特殊,一般是顺时针向内拧紧拆卸螺丝后,向外拉出卡侬插头的插芯。也有少数卡侬插头的拆卸螺钉是采用逆时针方向向外拧下后拆卸的。因此拆开卡侬插头连接电缆时应注意方向,不要强行硬拧以免损坏螺纹。两端都采用卡侬连接件的连接电缆,按照信号流向
13、的规定,一端必然是卡侬公插,另一端是卡侬母插。这样的连接电线可以一根接一根地连接加长,非常方便。一般将两端插头上对应的引脚相连接,即两端的1-1,2-2,3-3之间是相互导通的,有时将它连成1T,2-3,3-2,的形式,这就构成了“反相线”。将这样的反相线插入到传声器和调音台的连接电缆中(即将话筒输入经反相线过度),便可实现话筒信号的反相。对于没有反相开关的调音台,备一些这样的反相线就可以实现调音台输入信号的倒相功能。2.6.25mm话筒插件6.25mm话筒插头(1/4inchphoneJack)有两种,一种是三芯的(TRSPhoneJaCk),另一种的普通二芯话筒插头.三芯话筒插头(TRSJ
14、ack)6.25mm三芯话筒插头的内部接线为:插头顶T(ToP)为信号热端,插头环R(Ring)为信号冷端,插头套S(Sleeve)为接地端.三芯话筒插头如图8-2(a)所示.。这种三芯插头可以用于单向传输信号,此时采用平衡传输方式;也可用于双向传输信号,此时采用不平衡方式.用于平衡单向传输信号时,顶输出(信号热端),环一一返回(信号冷端),套一一地.这种用法主要用于调音台上话筒的输入(高阻),调音台的线路输入.调音台的辅助输出。TRS插头在作双向信号输入时一般规定:顶送出,环返回,套接地。此外,三芯话筒插头好可以作立体声设备输入,输出的插接件。(2)二芯话筒插头(l4inchphoneJac
15、k)6.25nm二芯话筒插头和三芯插的外形和尺寸基本一致,只是少了一个电接点R,它只有顶和套两个电接点。一般非平衡输入、输出端口的连接使用大二芯插接件。二芯话筒插头规定顶(ToP)是信号端、套(sleeve)是接地端。这种普通的二芯话筒插头可用于调音台、周边设备信号的不平衡方式输入、输出,也用于音箱于电缆的连接。二芯话筒插头如图所示。由于二芯和三芯(6.25mm)话筒插头的外型尺寸是一致的,因此二芯话筒插头可以插入三芯插座,三芯的也可插入二芯的插座。对于信号输入的情况,将二芯插头插入三芯插座(即将不平衡信号送入平衡输入口)一般可以自动实现不平衡-平衡的连接,此时二芯插头将三芯插座内信号冷端和地
16、相连。对于信号输出端,则要弄清内部电路形式,方可将二芯插头插入三芯插孔。设备的平衡输出电路有两种方式,一种是变压器输出,另一种是差动电路输出。当设备平衡输出为变压器输出凡是时,将二芯话筒插头插入三芯的输出插座即可实现平衡-非平衡的转换。此时,将变压器的输出冷端接地。对于才用差动电路进行平衡输出的情况,一般不能用二芯插头插入三芯插座的方法来实现平衡-非平衡转换。3.RSA插头RCA插头又称莲花插,主要用于家用音响和视听设备,其外形见图。4.DlN插接件此外,还有些设备的非平衡线路输入、输出端口是通过DlN五芯插接件来连接的。这是一种专门用于立体声信号传输的插接件其内部接线如图所示。录音机等音源设
17、备上的DlN插座,其内部接线为:1、4脚为左、右声道输入端,第2脚接地,第3、5脚为左、右声道输出端;而功放设备上的DIN插座内部接线则为:第1、4脚为左、右声道输出端,第2脚接地,第3、5脚为左、右声道输入端。所有使用DIN插接件作为其信号端口的音响设备都是按上述标准连接的;这样,只要用一条顺着接的DlN插头馈线,即可在两设备之间实现立体声信号的双向馈送。5.传声器盒为了方便起见,在舞台上应装备传声器接线盒,音箱附近应安装接线盒,这些接线盒最好采用金属制成并良好接地,以屏蔽空间电磁场。应注意这些接线不要离电源插座太近,以防止50Hz交流声的干扰。传声器盒通常采用卡侬插座和l/4in话筒插座制
18、成其组成方式可以是2-16个构成一组,以4个插座的传声器盒为最常见。盒的中上部为卡侬插座,下部为l/4in(6.35mm)话筒插座,盒子用度锌钢板制成,两边留有穿线孔,穿线孔孔径为30三o图给出了传声器盒示意图。三、设备连接要求1.连接线要求音响西中各个设备之间的连接,传声器、音箱和设备的连接都要用电缆(CabIe)。系统连接中用的线缆不仅和整个系统的信噪比有关,而且线缆的材料,分布参数特征对音质也有很大的影响。按照所传输信号的不同,音响工程中用的线缆可以分为三类。第一类是微弱信号传送线缆,主要是指话筒线;第二类是电平信号传送电缆,用语各类设备间的连接;第三类是功率信号传送电缆,即音箱线。下面
19、分别介绍这几种线缆。(1)话筒线话筒线必须是屏蔽电缆。因为花筒线传送的为毫伏级信号,电平很低,为了防止受环境电磁干扰,必须采取屏蔽措施。话筒线有二芯屏蔽线和单芯屏蔽线之分,二芯的可用于平衡传输,单芯的只能用于不平衡传输。话筒线除了抗干扰的要求外,对机械性也有要求。由于话筒经常要移动,话筒线容易牵拉,而且也容易打结,为此,要求话筒线比一般的屏蔽线应该更柔软,并在电缆中加入纤维线,以提高抗拉强度。应选金属屏蔽层紧密,质地柔软,有纤维线的话筒线用于音响工程。(2)线路电平信号传输线线路电平信号传输线用于电声音音响系统中各个设备间的连接。这些连接线也应用屏蔽线以防干扰。线路电平信号传输线对机械特性没有
20、特别的要求,用普通的屏蔽线即可。但线的材质对音质会有一些影响。故音响工程中用的线路电平传输线应尽量选用无氧铜线,既有助于改善音质,价格也较合理。(3)音箱线在专业音响系统的功放和音箱连接中,通常都希望使阻尼特性FD的值大些为好。影响FD值的因素有音箱分频电路阻抗和音箱连线内阻两个方面。功率放大器应尽可能降低输出内阻来提高阻尼系数,以增强功放对音箱的控制能力。音箱线的电阻即可看作是功率放大器输出电阻的一部分每当音箱线过长时,其电阻值可能会使阻尼系数大为降低。首先音箱线应具有尽可能低的电阻。这一点在音响工程中尤为重要,因为音响工程中往往要使用较长的音箱线,其电阻不可忽视。因此音箱线应该尽量粗、短一
21、些。在音响控制室和音箱距离太远的情况下,必要时可将功放就近安装于音箱附近。其次音箱线的材料对音质也有影响,就音响工程而言可采用无氧铜(OFC)的专用音箱线。其纯度越高,音质越佳。在音箱线选择时应尽量选择截面积大一些,股数多一些的OFC线。通常优质产品质地都很柔软,这也是鉴别音箱线质量的一种方法,在电声工程中所用的音箱线一般都较长,因此它对音质的印象也较大民主没有条件使用OFC音箱线时,应尽量选择截面大一些,股数多一些的优质铜线,功放送往音箱的信号电压有几十伏,瞬时电流可高达百安培。因此音箱线无须才用屏蔽措施。音箱线不能使用单芯的音频同轴电缆来代替,因为这种电缆的屏蔽层是用铁质材料制成的,而铁的
22、内阻又较大,不宜用于大功率信号的传输。要求连接线的线阻不要超过专业放大器的内阻。所以,对于超长的音箱连接线,如果其线阻超过了0.02,就应换较粗的铜质导线。不仅在降低了功放系统的线耗,而且保证音质。1.设备连接的工艺要求设备的连接除了要满足上述各项要求之外,还有如下几项工业方面的要求。电缆的终端焊接,应使失去屏蔽的部分尽可能的短,通常在25mm以下。在平衡传输线路屏蔽层的一端接地时,不接地的一端应可靠绝缘。在电缆超过30Omnl时,最好将其屏蔽中心断开,并将两端分别接地,以减小屏蔽内阻。平衡式传输电缆的两根传输线应相互绞合、以抑制磁耦合。把交流电源线的火线和零线绞合起来,可减轻其对音响系统的干
23、扰。接地导线应尽量使用相同的金属材料,以避免不同的金属材料之间产生氧化层。多芯电缆中不用的芯线应予以单端接地。接地应走直线,避免成环路,以减小自感。不同的电平、不同类型的信号反馈线应彼此远离,并避免相互平行的分布。系统的真地电阻应不大于4Q。四、接地网络音响系统的所有设备必须进入同一个公共的接地网络;其作用是建立屏蔽系统。对音响系统的信噪比指标影响最大的是感应干扰,这种干扰可分为电场干扰和电磁场干扰两种。其中电场干扰是由高压交变电场影响音响系统,从而引起其静电分布产生相应的变化所造成的,这种交变电场作用在系统的前级,经各级电路放大后,会产生不容忽视的噪声电平。使用良导体(如铜、铝等)将设备屏蔽
24、起来,并将其静电引入大地,即可有效地抑制此类干扰。电磁场干扰一般是由交变磁场作用在音频线路上,并形成电磁感应所造成的。屏蔽此类告饶,一般可使用高磁导率的材料,如铁氧体、坡莫合金以及各种软铁磁材料等。两种感应干扰噪声的频谱通常为50Hz或60Hz的工频及其各次谐波。高压输电线、高压霓虹灯等高压电器设备所辐射出的多为电场,而变压器、调光器等电器设备辐射出的多为电磁场。由于这两类干扰通常都是同时存在的,所以音响系统的抗干扰屏蔽应使用对电场和电磁场都具有良好屏蔽作用的软铁材料等。专业音响设备一般都是用金属外壳封装起来的,其抗干扰性通常不会有问题。而信号传输线则应注意必须使用专门的音频同轴电缆,此类电缆
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