|
Симметричный (уравновешенный) вход является общепринятым техническим приемом, используемым в радиопередающих и звукозаписывающих
студиях для защиты звукового сигнала от влияния внешних электромагнитных полей. Он становится особенно важным при использовании
слабых сигналов, особенно от микрофонов, которые, как правило, имеют кабели большой протяженности (некоторые, в особенности
телевизионные передающие студии, используют микрофонные кабели длиной до 1 км!).
Симметричным источником сигнала является такой источник, у которого каждый вывод источника имеет симметричную (или уравновешенную,
равную) нагрузку, подключенную к заземляющей шине. Достаточно часто используется вариант, при котором единственным путем
для прохождения тока от вывода на землю являются паразитные емкости (разумеется, только для переменной, а не постоянной
составляющей сигнала). В таком случае для источника сигнала часто используют термин «плавающий». Соединительные кабели для
симметричных систем имеют, таким образом, два совершенно идентичных для прохождения сигнала провода, или плеча, предназначенных
для обеспечения баланса, и внешнюю экранирующую оболочку. Для того, чтобы обеспечить уравновешенный или симметричный режим
работы, входной каскад следующего усилителя должен иметь точно уравновешенные значения собственного паразитного сопротивления
относительно земли, и чаще всего в его схеме используется либо дифференциальный усилитель (более дешевый вариант), либо тщательно
рассчитанный симметрирующий трансформатор (гораздо более лучший, но и более дорогой вариант).
При внесении уравновешенного соединительного кабеля в электромагнитное поле, в каждом из проводников кабеля индуцируются
совершенно идентичные токи шума (наводок). Значения последовательных сопротивлений для каждой ветви кабеля совершенно одинаковы,
также будут абсолютно равны значения шунтирующих емкостей и сопротивлений относительно земли. В силу этого токи наводок,
или сигнала шума, в обеих ветвях характеризуются одинаковыми значениями падений напряжений и фазового сдвига, которые затем поступают
на вход усилителя. Так как эти сигналы представляет собой синфазный сигнал, то в операционном усилителе происходит ослабление
синфазного сигнала, тогда как полезный звуковой сигнал, представляя собой разностный сигнал, будет усиливаться.
Выходное напряжение стандартного звукоснимателя с подвижной катушкой составляет на частоте 1 кГц примерно 200 мкВ при
скорости перемещения иглы 5 см/с, но этот же уровень сигнала на частоте 50 Гц перед его поступлением в блок частотной коррекции
примерно на 17 дБ ниже, то есть составляет примерно 28 мкВ. Достижение цели, когда фон переменного тока будет практически
неощутим при таком уровне полезного сигнала, становится достаточно нетривиальной задачей, поэтому на помощь необходимо привлечь
любые доступные средства. Головка звукоснимателя изначально является симметричным устройством, поэтому необходимо рассмотреть,
что могло бы привести к нарушению условия равновесия?
Для восстановления баланса необходимо немедленно заменить выходной соединительный кабель звукоснимателя, отказавшись
от применения коаксиального кабеля. Соединительный кабель должен быть заменен проводом, так называемой витой парой, имеющей
сплошной экран для каждого канала. Использование двух коаксиальных кабелей, отдельного для каждого канала, не представляется
разумным выходом, так как увеличенное расстояние между внутренними проводящими жилами кабелей приведет к небольшому, но
все-таки отличию в величинах токов шума для каждого плеча, значительно снижая эффективность борьбы с шумом.
Автор в своем звукоснимателе использовал для внутреннего соединения витую пару из сплошного серебряного провода диаметром
0,7 мм в изоляции из фторопласта, с экранирующей оплеткой поверх изоляции, выполняющей роль электростатического экрана. Оба
витых провода были затем помещены в общий плетенный экран, который дополнительно удерживал оба провода вместе. Все экранирующие
оплетки имели надежное электрическое соединение с металлической конструкцией рычага звукоснимателя, а также с металлическим
основанием, на котором установлен шарнир крепления тонарма (с использованием клеммы, к которой подключался заземляющий провод
сети питания). Все экранирующие оплетки провода должна быть сплошными и плотными, без пропусков и не образовывать пустот,
поэтому обычный антенный кабель не может быть использован. Студийный видеокабель, либо многожильный (с центральным расположением
жил) являются идеальными представителями кабельных изделий, не имеющих пустот в экранирующей оплетке. В случае, если внешняя
пластиковая оболочка бывает по каким-то причинам удалена, то на экранирующей оплетке легко образуются складки и пустоты за
счет отслаивания от внутренних слов кабеля. Помимо этого, кабель желательно помещать в изолирующий нейлоновый рукав для
предотвращения дополнительных шумов, возникающих при касании экрана кабеля с другими заземленными металлическими частями
конструкции.
Для подключения этого кабеля к предусилителю не должны использоваться, соединительные аудио-разъемы, так как они не являются
симметричными соединителями, а идеальными для использования являются так называемые «профессиональные» соединительные 5-штыревые
разъемы стандарта DIN или XLR с металлическими корпусами, хотя почти
всегда кабельный ввод придется увеличивать в размере. Другим, и более громоздким вариантом,
является использование двух 3-штыревых разъемов стандарта XLR, но это потребует применения индивидуальных (с двойным экранированием)
кабелей, проложенных от основания тонарма, либо использования разделки кабеля под два разъема в районе подключения к предусилителю,
которую выполнить квалифицированно бывает достаточно сложно.
Внутри тонарма по большей части все четыре провода от звукоснимателя просто скручены между собой (используются тонкие
и без экранирования провода), так как это, прежде всего, значительно облегчает прокладку жгута проводов. Можно значительно
снизить перекрестные помехи между каналами и фоновый шум за счет свивания проводов каждой индивидуальной пары для каждого
канала на всем протяжении тонарма с последующим возвращением к схеме свивания четырех проводов (которая бывает часто необходима
для снижения сопротивления вращению при прохождении проводов через подшипники шарнира и подключении их к выходному кабелю).
Так как это изменение воздействует, в основном, на продольные токи, то оно имеет более выраженный положительный эффект в
предусилителях с симметричным (уравновешенным) входом, но также действует благотворно и в предусилителях с несимметричным
входом. Мартин Бэстин, получивший широкую известность своими модификациями продукции компании Garrard, заявил, что данный
метод он использует уже много лет.
Уравновешенные (симметрированные) провода особенно выгодно применять для звукоснимателей с подвижной катушкой, помимо
этого они позволяют снижать фоновый шум даже в случаях их использования с предусилителями, имеющими несимметричный вход.
|
