噪聲故障診斷的建議及解決方案分析

對(duì)一般性故障診斷的建議

在偶然條件下，即使所用的技術(shù)不先進(jìn)，系統(tǒng)的寧?kù)o程度可能仍是可以接受的。但是，噪聲的物理性質(zhì)將最終發(fā)生作用并可能不期而至。如果我們掌握接地系統(tǒng)和接口的實(shí)際工作及噪聲耦合到信號(hào)之中的機(jī)制，那么，發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題就簡(jiǎn)單且順理成章。

或許，故障診斷的最重要的方面是你對(duì)問(wèn)題如何認(rèn)識(shí)。如果不掌握系統(tǒng)的方法，要消除噪聲問(wèn)題可能既困難重重，又費(fèi)時(shí)費(fèi)力。例如，因?yàn)槟憧偸橇?xí)慣于以某種方式處理問(wèn)題，所以，不要落入對(duì)問(wèn)題視而不見(jiàn)的困境，那些“可能不會(huì)出錯(cuò)”的地方恰好是問(wèn)題之所在。何況，自行消失的問(wèn)題也會(huì)自行再現(xiàn)。

不要一動(dòng)手就更換元器件。原因在于：如果我們收集足夠的線索，在動(dòng)手更換元器件之間盡可能分析更多信息的話，許多問(wèn)題會(huì)自行暴露出來(lái)。

要問(wèn)這樣的問(wèn)題：它曾經(jīng)工作正常嗎？在什么條件下出現(xiàn)了噪聲？與此同時(shí)出現(xiàn)了什么其它征兆？

要注意利用設(shè)備本身來(lái)查找線索。對(duì)設(shè)備的控制操作及做一些簡(jiǎn)單的邏輯判斷，可能提供非常有價(jià)值的線索。例如，如果改變音量或選臺(tái)噪聲不受影響，邏輯上就可以判斷在控制之后噪聲才進(jìn)入信號(hào)路徑。如果調(diào)小音量或選擇另一個(gè)臺(tái)時(shí)噪聲可以被消除，那么，噪聲一定是在選臺(tái)之前就已經(jīng)進(jìn)入到信號(hào)路徑之中。

做好記錄，僅憑記性可能會(huì)在這里浪費(fèi)許多時(shí)間。

畫(huà)出系統(tǒng)的放塊圖，表示出所有的信號(hào)互連電纜，包括數(shù)字和RF電纜，指出它們的近似長(zhǎng)度，標(biāo)記出平衡輸入或輸出。一般來(lái)說(shuō)，一對(duì)立體聲可以被表示為單線。注意采用3芯電源插座來(lái)接地的設(shè)備，并注意諸如有線電視或DSS盤(pán)的接地連接。

對(duì)系統(tǒng)要從后往前分析。作為一般的準(zhǔn)則，除非已找到的線索建議從另外一個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始，都要從輸入開(kāi)始到功率放大器（對(duì)于音響系統(tǒng)）進(jìn)行分析或從輸入開(kāi)始到顯示器（對(duì)于視頻系統(tǒng)）進(jìn)行分析，并順序向后測(cè)試接口直到信號(hào)源為止。構(gòu)造簡(jiǎn)易的測(cè)試適配器或模擬器容許系統(tǒng)進(jìn)行自測(cè)并準(zhǔn)確查明噪聲或干擾的進(jìn)入點(diǎn)。臨時(shí)把模擬器直接加在接口中，關(guān)于問(wèn)題本質(zhì)的精確信息也就被再現(xiàn)出來(lái)。

發(fā)現(xiàn)不平衡接口的問(wèn)題

對(duì)于不平衡音響接口，模擬器測(cè)試特別要識(shí)別下列問(wèn)題：

電纜中的共同阻抗耦合;

拾取鄰近磁場(chǎng)或電場(chǎng);

有缺陷設(shè)備中的共同阻抗耦合，稱(chēng)為“引腳單接問(wèn)題”。

圖1：不平衡接口的模擬器。

模擬器采用如圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)連接器連線，它們不走信號(hào)，所以，要清楚地標(biāo)記出來(lái)，別在無(wú)意中永久地安裝到了系統(tǒng)之中。要格外小心別損壞了揚(yáng)聲器或耳機(jī)。

四步測(cè)試法

每一個(gè)信號(hào)接口都采用下列四步法進(jìn)行測(cè)試。在同一機(jī)箱內(nèi)的多根電纜（例如立體聲線對(duì)）要同時(shí)被測(cè)試：

步驟1：拔下機(jī)箱B輸入端的電纜，插入模擬器；

輸出寧?kù)o嗎？

否—問(wèn)題要么在機(jī)箱B，要么在后級(jí)；

是—去下一步；

步驟2：從機(jī)箱B輸入取下模擬器，將電纜插入模擬器；

輸出寧?kù)o嗎？

否—機(jī)箱B內(nèi)部存在“引腳單接問(wèn)題”，“悍馬”蜂鳴測(cè)試可以證實(shí)這一點(diǎn)。

是—去下一步；

步驟3—取下模擬器并將電纜插入機(jī)箱B的輸入。從機(jī)箱A拔下電纜的另一端并插入到模擬器之中，要確保模擬器不接觸任何導(dǎo)體。

輸出寧?kù)o嗎？

否—噪聲正被感應(yīng)到電纜中，重新放置電纜使之繞開(kāi)干擾場(chǎng)；

是—去下一步；

步驟4：將模擬器從電纜上取下，將模擬器插入到機(jī)箱A的輸出中。

輸出寧?kù)o嗎？

否—問(wèn)題是共同阻抗耦合，在信號(hào)路徑要安裝隔離器；

是—噪聲來(lái)自機(jī)箱A的輸出，在下一個(gè)上游接口執(zhí)行測(cè)試序列，根據(jù)需要重復(fù)執(zhí)行直到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

發(fā)現(xiàn)平衡接口的問(wèn)題

對(duì)于平衡接口，測(cè)試特別要識(shí)別下列問(wèn)題：

在電纜中的屏蔽電流感應(yīng)耦合;

由電纜拾取的磁場(chǎng)或電場(chǎng);

有缺陷的設(shè)備中的共同阻抗耦合稱(chēng)為“引腳單接問(wèn)題”。

圖2：平衡接口的模擬器。

模擬器采用如圖所示的標(biāo)準(zhǔn)連接器連線，它們不走信號(hào)，所以，要清楚地標(biāo)記出來(lái)，別在無(wú)意中永久地安裝到了系統(tǒng)之中。要格外小心別損壞了揚(yáng)聲器或耳機(jī)。

每一個(gè)信號(hào)接口都采用下列四步法進(jìn)行測(cè)試。在同一機(jī)箱內(nèi)的多根電纜（例如立體聲線對(duì)）要同時(shí)被測(cè)試：

步驟1：拔下機(jī)箱B輸入端的電纜，插入模擬器；

輸出寧?kù)o嗎？

否—問(wèn)題要么在機(jī)箱B，要么在后級(jí)；

是—去下一步；

步驟2：從機(jī)箱B輸入取下模擬器，將電纜插入模擬器；

輸出寧?kù)o嗎？

否—問(wèn)題是屏蔽電流感應(yīng)噪聲（SCIN），換一條不同類(lèi)型的電纜或采取措施減少屏蔽電流。

是—噪聲來(lái)源于機(jī)箱A的輸出，在下一個(gè)上游接口執(zhí)行測(cè)試序列。

“引腳單接問(wèn)題”和“悍馬”

“引腳單接問(wèn)題”由Neil Muncy冠名，它指的是共同阻抗耦合已經(jīng)被不注意地設(shè)計(jì)到相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品中的現(xiàn)象。正如Neil所說(shuō)，“平衡設(shè)計(jì)因此而名聲狼籍，這是它不應(yīng)該得到的口碑。這確實(shí)是新奇的問(wèn)題。平衡線互連原本被期望于確保無(wú)噪聲的系統(tǒng)性能，但是，實(shí)際上它們常常卻沒(méi)有做到?！痹搯?wèn)題把屏蔽連接有效地轉(zhuǎn)換為非常低阻抗的信號(hào)輸入，如圖3所示，屏蔽電流被容許流過(guò)由敏感的放大器電路共享的內(nèi)部線或電路板走線。所產(chǎn)生的微小電壓降都會(huì)被放大并出現(xiàn)在器件的輸出端。當(dāng)系統(tǒng)中存在這種問(wèn)題的時(shí)候，它可能與其它噪聲耦合機(jī)制相互作用，從而使故障診斷難以進(jìn)行下去。它可能影響到不平衡音響、視頻及數(shù)據(jù)接口。幸運(yùn)的是：采用簡(jiǎn)單的測(cè)試就可以讓問(wèn)題暴露出來(lái)?！昂否R”測(cè)試方法由John Windt提出，該簡(jiǎn)單裝置的電路如下圖所示，它強(qiáng)迫一個(gè)大約50mA的電流流過(guò)被測(cè)器件中的可能出麻煩的屏蔽連接。在設(shè)計(jì)正確的設(shè)備中，這會(huì)在設(shè)備輸出造成額外的噪聲。當(dāng)夾子短路時(shí)，12V變壓器提供大約50mA的電流?？蛇x的LED和一個(gè)IN4001二極管簡(jiǎn)單地顯示已經(jīng)做好連接且電流確實(shí)流過(guò)。

采用“悍馬”測(cè)試

1. 從被測(cè)設(shè)備上斷開(kāi)輸入和輸出電纜（待測(cè)輸出除外）及所有機(jī)箱連接（例如架裝）；

2. 給被測(cè)設(shè)備加電源；

3. 計(jì)量（如果可能的話，傾聽(tīng)）該被測(cè)設(shè)備的輸出。唯一的噪聲應(yīng)該是白噪聲或“嘶嘶聲”。試各種控制的設(shè)置，在沒(méi)有連接“悍馬”的情況下，熟悉被測(cè)設(shè)備的噪聲特征。

4.把“悍馬”的一條引腳連接到被測(cè)設(shè)備的機(jī)箱并將另一條引腳與每一個(gè)輸出或輸出連接器的屏蔽接點(diǎn)接觸。如果該被測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)正確，輸出就沒(méi)有嗡嗡聲或噪聲基底的改變。

5. 測(cè)試其它可能出麻煩的路徑，例如從輸入屏蔽觸點(diǎn)到輸出屏蔽觸點(diǎn)或從電源線的保護(hù)地引腳到機(jī)箱。在某些設(shè)備中，XLR連接器的單接引腳不一定要直接連接到地——希望這僅僅在輸入端。在這種情形下，“悍馬”LED可能就不會(huì)發(fā)光，這就對(duì)了。

發(fā)現(xiàn)視頻接口的問(wèn)題

這與音響系統(tǒng)的故障診斷步驟有簡(jiǎn)單的差異。因?yàn)樵S多—如果不是大多數(shù)的話—顯示器在沒(méi)有視頻信號(hào)時(shí)呈現(xiàn)藍(lán)色屏幕，該測(cè)試?yán)帽銛y式視頻信號(hào)源來(lái)保持顯示能起作用。如果你做大量的視頻處理，可能要采用圖6所示的類(lèi)似于B&K Precision公司1211E型的視頻模式發(fā)生器。該發(fā)生器由電池供電并且不接地是很重要的。你還需要一個(gè)測(cè)試適配器或如圖5所示的“模擬器”連線。利用RCA和BNC連接器，便于把它放到小型鑄造鋁盒中。通過(guò)臨時(shí)把測(cè)試器和發(fā)生器安置在系統(tǒng)中的戰(zhàn)略位置，可以暴露問(wèn)題本質(zhì)的精確信息。在測(cè)試器和機(jī)箱B之間的電纜要盡可能短—要比被測(cè)電纜短得多。

要從顯示器輸入開(kāi)始反向到信號(hào)源進(jìn)行測(cè)試，每一個(gè)信號(hào)接口都要采用下列四個(gè)步驟進(jìn)行測(cè)試：

步驟1：從機(jī)箱B拔下電纜并用短電纜把模擬器/發(fā)生器做如下連接。該測(cè)試防止任何噪聲電流—可能會(huì)流入電纜屏蔽層—進(jìn)入機(jī)箱B。

否—問(wèn)題可能應(yīng)歸于機(jī)箱B內(nèi)的共同阻抗耦合或下游更遠(yuǎn)的器件。如果輸入不同（即屏蔽層不直接接地），那么，問(wèn)題可能歸于超過(guò)了共模電壓的極限。如果問(wèn)題不在機(jī)箱B，再次連接電纜，并在下一個(gè)下游接口上開(kāi)始測(cè)試步驟。

是—去下一步。

步驟3：卸下模擬器/發(fā)生器并將電纜直接插入到機(jī)箱B的輸入。從機(jī)箱A拔下電纜的另一端，如下圖所示插入到模擬器/發(fā)生器。別把模擬器連接到機(jī)箱A或讓它接觸任何導(dǎo)體。該步驟測(cè)試電纜本身對(duì)磁場(chǎng)或電場(chǎng)感應(yīng)引起的噪聲的抑制程度。電纜的遠(yuǎn)端保持懸空，以防止其它電流流過(guò)屏蔽層。

干擾消失了嗎？

否—干擾正在被電纜本身所感應(yīng)產(chǎn)生，其原因是電纜附近的強(qiáng)交流磁場(chǎng)。要對(duì)電纜重新布線以避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)。此類(lèi)磁場(chǎng)包括大電流電源線、電源變壓器和CRT顯示器。電場(chǎng)耦合也是可能的，但是，除非屏蔽本身被破壞或斷開(kāi)，在視頻系統(tǒng)中極為罕見(jiàn)。

是—去下一步。

步驟4：把模擬器/發(fā)生器從電纜上取下，按照下圖所示把模擬器連接到機(jī)箱A的輸出。該測(cè)試防止機(jī)箱A驅(qū)動(dòng)機(jī)箱B，但是，容許地電流流過(guò)連接它們的電纜屏蔽層。

干擾消失了嗎？

否—地電流經(jīng)由電纜屏蔽層的共同阻抗耦合。要安裝一個(gè)合適的地隔離器件。

是—干擾出現(xiàn)在機(jī)箱A的輸出。在機(jī)箱A和上游信號(hào)源之間的接口上執(zhí)行測(cè)試序列。

通過(guò)在音響系統(tǒng)中采用系統(tǒng)的方法來(lái)診斷噪聲問(wèn)題，你常?？梢远ㄎ缓透恼袉?wèn)題的電路或連接。以系統(tǒng)的測(cè)試方法，采用簡(jiǎn)單的工具你可以直接快速查找甚至是最難懂的音響噪聲問(wèn)題。

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