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专业的音响系统需要这样安装调试

第一节:音响系统的连接

专业音响系统大多都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。

音响系统的连接、安装涉及许多工程问题,包括音响控制室的设计与建设,音响系统电缆的管线工程,系统的供电等。本节将重点讨论这些工程问题。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、阻抗与传输电平

1.阻抗匹配

信号输入端口也就是信号输出端口的负载,它们之间的阻抗匹配需在怎样的范围内才能达到其要求,一般要视其信号输出设备的设计要求而定。要使音频电信号的传输状态达到最佳,信号输入接口的阻抗必须满足信号源输出接口对其负载的阻抗匹配要求,否则,就将影响到音响设备的工作状态,造成其输出信号的失真。严重时,甚至有损坏音源设备的危险。 从理论上讲,输出阻抗与其负载阻抗相等时,信号的传输效率为最高。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、输入端口大多都使用IEC268-15标准,所有使用此标准的音响设备都可以任意连接。IEC268-15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应远大于信号源阻抗。

IEC268-15标准规定:所有音响设备的线路输出端阻抗都应在50Ω以下,而作为负载的线路输入端阻抗则都应在10kΩ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1kΩ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,便会造成信号的信噪比指标恶化。专业音响设备上的线路输入、输出电路的增益一般都定在0dB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,以使之在传输的过程中能保持其电平值不变,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) 传声器输出信号(mV级) LP唱机输出信号(mV级) 音源输出 (-10dB, 250mV)

(2)线路电平: 调音台输出 (+ 4dB, l.22V) 周边设备输入/输出(+ 4dB, 1.28V) 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,造成整个系统信噪比下降,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 1228V),这种标准是最普遍、最多见的。另一种是0dB0775V)不及上述+4dB的普遍。系统中采用的设备的线路电平最好能统一,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( level adjust)功能, 0odB+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,为了兼顾电声乐器与专业音响系统的需要,设置了接口电平转换功能,该转换开关一般设置于设备的背后,可分为+4 dB -10 dB-20 dB 几档,使用扩声系统时应注意将其调整到 +4dB挡。

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1000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。平衡与平衡、非平衡与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,平衡与非平衡端口之间,则须经过专门的转换器才能相互连接。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转换器三种。

在一些要求不高的场合中,信号的非平衡端子与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,而平衡端的地端则接信号馈线的屏蔽层。

除了功放与音箱间的功率传输以外,为了提高系统的抗干扰能力,保障信噪比,专业音响系统中的信号连接都应尽可能采用平衡方式进行传输。专业音响设备一般也都提供平衡输入、输出功能。

平衡方式信号传输采用三线制。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上被相减抵消。

专业音响系统中有时也采用一些家用的音源设备,它们的输出是不平衡的。此外,电声乐器中的电吉它、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的连接。在此应特别注意两点: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,提升电平并转换成平衡输出后再进行长距离传输,也可用变压器将信号转换成平衡方式后再进行长线传输。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,有时这种转换并不是困难的,但有时必须借助变压器才能较好地解决问题。

二、连接件

专业音响系统中用的连接器(接插件)种类较多,主要有卡侬连接插件,也称标准连接器,6.25mm三芯插头和6.25mm 二芯插头,RCA和DIN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。在某种意义上说,使用卡侬插接件也是专业音响系统的特征之一。

其好处是: 

(l)采用平衡传输方式,抗外界电磁干扰能力较强。

(2)具有弹簧锁定装置,连接可靠,不易拉脱。

(3)插接件本身屏蔽效果良好、不易受到外界电磁场的干扰。

(4)插接件规定了信号流向,便于防止连接上的差错。

卡侬插头有公插与母插之分,插座也同样有公插座与母插座之分。公插的电接点是插针,而母插的电接点是插孔。按照国际上通用的惯例,以公插头或插座作信号的输出端;以母插头、插座作为信号的输入端。

接照标准规定,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。有些设备信号地与机壳地是分开的,此时则应另行处理,不要将1脚与外壳地端连接。

采用卡侬插接件连接的情况主要有:

(l)传声器与电缆的连接;

(2)传声器电缆与调音台的连接(一般调音台低阻 Low-Z输入习惯上用卡侬连接器,而高阻则用6.25mm话筒插接件); (3)调音台的主输出; (4)功率放大器的输入;

(5)专业音源设备的输入、输出; (6)音箱与电缆的连接。

音箱与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,调音台与周边设备的连接,周边设备的输入、输出虽然也可以采用卡侬连接器,但大多数产品都采用6.25 mm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。因此拆开卡浓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l-l,2-2,3-3之间是相互导通的,有时将它连成l-l,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与调音台的连接电缆中(即将话筒输入经反相线过渡),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

在有些设备上,也常使用6.25mm话筒插件连接, 6.25mm话筒插头( l/4 inch phone Jack)有两种,一种是三芯的(TRS Phone Jack),另一种是普通二芯话筒插头。 (1)三芯话筒插头(TRS Jack) 6.25mm三芯话筒插头其内部接线为: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。

这种三芯插头可以用于单向传输信号,此时采用平衡传输;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规定:顶一输出(信号热端),环--返回(信号冷端),套-地。TRS插头的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,输入、输出在采用平衡方式的周边设备也用 TRS插头。