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浅谈交流电源杂讯的来源及影响

智慧创新站 2024-11-11【智能机电】210人已围观

简介交流电源里的各种杂讯每个人每天都在用电,多数音响玩家也应该知道,台湾家用的交流电源是60Hz的频率。其中少数人可能知道是正弦波,但实际看过电源波型的人就不多。而真正曾经看到电源里整个频谱分布,而且体会到里头复杂成分的人,就更少了。上图是在另外一个友人处所测量,音响用电没有专线。正弦波的顶端削峰的情况...

交流电源里的各种杂讯

每个人每天都在用电,多数音响玩家也应该知道,台湾家用的交流电源是60Hz的频率。其中少数人可能知道是正弦波,但实际看过电源波型的人就不多。而真正曾经看到电源里整个频谱分布,而且体会到里头复杂成分的人,就更少了。


上图是在另外一个友人处所测量,音响用电没有专线。正弦波的顶端削峰的情况更明显,同时高阶的杂讯比图01里高出了10dB左右,而且在30到40kHz有明显的突起。一般在市区,这是很寻常的电源品质状况。

从这些例子可以得知,一般家用电源里,即使拉了专线,正弦波型几乎都还是会有缺陷,而且超过可听频域以上的极高频杂讯都普遍存在。而数据里,我的测量受限于测量器材的频宽,只能看到50kHz以下的杂讯。实际上在这范围之上数十数百倍高的频域,都还有各种的杂讯在电源中。这些进入交流电源里的杂讯,可以说无所不在。从音响系统用电的观点来看,杂讯可分为以无线方式进入的,以及家里面与邻近公私单位的电器用品(含音响器材)所产生,以有线方式进入的。

上述的污染源之外,任何数位器材,例如电脑、手机、数位影音器材等,都有石英振荡器以极高的频率在运作。它们会产生的污染,除了以有线的方式进入,还会以无线辐射的方式传播,然后被天线效应感应到供电线路。这些杂讯的频率范围,约在8MHz到500MHz。

线材的角色

前文提到,无线杂讯会经由天线作用而进入到导线里头。而进入的程度多寡,与进入后传递难易程度及造成影响的大小,就与导线外的包覆,所用导体材质,绕线方式,粗细/长短等因素都有关系。例如不同波长的无线讯号,在接收时所需的天线长度长短不同。因此,某长度的导线,会与波长接近的讯号产生交互作用而变成接收天线。由于无线讯号的波长范围极广,因此不论多短多长的导线,总有讯号会被它接收,所以很难避免。而在有线杂讯方面,不同的线材传播讯号时,是否会使杂讯的传播较容易衰减,也影响到最后进入器材的杂讯多寡。

交流杂讯对器材音质的影响

电源是音响发出声音的能源基础。几乎所有插电的器材,都在交流电进入后将之降压,整流为直流电,再给各元件提供工作能量。喇叭/耳机发出的声音是如何产生的?就是从音源开始的讯号,经过前级放大,到了后级扩大机把讯号加之于整好的直流电上,再来驱动喇叭。如果在各个器材所整成的直流电里,还有残存的杂讯,不但会影响到元件的运作,而且向下游传递,最后就会传到喇叭/耳机。即使人耳听不到的杂讯,进入分频线路及单体的线圈等处,也会干扰喇叭的发声,影响到背景的安静度。杂讯若是在可听见的频域,那就会随着喇叭发出的音波传入耳朵。

我曾经在不同场合说过数次,高价的器材听起来真的会与平价机不一样。贵的机器,厂方无疑花了许多功夫作所谓的「voicing」,这就像乐器的调音一样,花功夫营造出想要的音质特性。除了喇叭之外的器材,绝大多数都是在电源方面花心思,在各种滤波/储能方式上做改进。高价器材为何多数大又重?其实最主要就是来自于电源部分加强,用了大型变压器,更完备的滤波整流及稳压组件与线路等,来提升能量供应的稳定度,及对存在于交流电里杂讯的免疫力。反过来想,如果用接近完美,最纯净的供电让器材使用,这些电源部分的过滤功能发挥不到,那高低价器材之间的音质差距就会变小。

建议发烧友,想要升级音质,在考虑换器材之前,尽可能把钱花在「基础建设」上,投资在用来改进电源品质与避震,而且有扎实工作原理的设施。不过,多数人还是宁愿花大钱去买品牌响亮,外观诱人的器材及高价但没什么实质减震效果的垫材/音响架。然后用墙上出来,杂讯多而且波型扭曲的电源去驱动它们。

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