Întrebări referitoare la filtrarea puterii de rețea - Revista SoundSworld Revista SoundWorld

Mediul nostru este saturat de semnale de înaltă frecvență și, din păcate, este plin de interferențe de înaltă frecvență. Ca și cum zgomotul generat de tehnologiile fără fir și de dispozitivele mobile omniprezente nu este suficient, comunicarea prin rețeaua electrică este aproape aceeași ca prin Internet. În atmosferă, gama multi-GHz este utilizată pentru transmiterea datelor, care este o frecvență apropiată de lumina infraroșie. Prin stații de repetiție și sateliți, toată lumea este conectată la toate simultan. Streaming audio-video în timp real, partajare desktop, apeluri de conferință sau aplicații cloud - toate se răspândesc ca un incendiu prin aer. De fapt, pur și simplu nu există un interval de frecvențe gol. Există o tendință tot mai mare de a ne comprima datele în intervale de frecvență din ce în ce mai restrânse. Nu există o singură bandă fără zgomot în câmpul electromagnetic pentru audiofili și plătim prețul pentru aceasta deteriorând calitatea ascultării individuale a muzicii.

Efectul undelor radio

Echipamentul nostru este „conectat” la rețeaua electrică cu cabluri cu conectori de rețea, care furnizează nu numai energie, ci și „antene”. Componentele capacitive și inductive (la fel ca antenele) permit multitudinii de semnale de interferență de înaltă frecvență colectate de cablurile de alimentare și cablurile de alimentare ale dispozitivului să ajungă la echipamente fără obstacole. În interior, apoi, în cadrul circuitelor, este imprevizibil ce se întâmplă. Acest fenomen se numește intermodulare. În timpul procesului de procesare a semnalului, toate semnalele de interferență sunt adăugate la semnalul util, astfel încât integritatea (puritatea) semnalului audio se pierde.

Semnalele de interferență electromagnetică sunt generate de toate echipamentele conectate la rețea, care trece prin alte fire fără obstacole și provoacă interferențe de intermodulare. În momentul în care semnalul audio ajunge la bobina oscilantă a difuzoarelor, acesta este înconjurat de un fel de „ceață acustică” care degradează dimensionarea precisă, sunetul unic al instrumentelor, crește nivelul de zgomot și gama de înalte poate deveni artificială. accentuat. Dincolo de un anumit punct, acest lucru afectează experiența sonoră într-o asemenea măsură încât ascultarea muzicii devine obositoare sau distragă atenția. Este extrem de important ca ascultătorii de muzică audiofilă să ia în serios puritatea puterii de rețea.

Este necesar un dispozitiv de filtrare extern dacă dispozitivele conțin deja un filtru de interferență de rețea și cabluri bine ecranate în sistem care transmit semnalele.?

Filtrele încorporate în sursa de alimentare a echipamentelor audio sunt eficiente numai într-o gamă îngustă de frecvențe și nu oferă protecție pentru întregul spectru. Componentele cu frecvență mai mare pot trece prin condensatori și bobine utilizate în unitățile de filtrare generale de interferență. Chiar și cele mai puternice cabluri ecranate nu oferă o protecție completă - chiar și atunci când sunt direcționate într-un tub metalic - deoarece capacitatea împrăștiată apare între cele două ecrane și semnalele de interferență de înaltă frecvență intră în sistem prin acest cuplaj capacitiv. Inductoarele au, de asemenea, capacitate, iar capacitățile au inductanță - prin urmare, filtrele tradiționale nu pot fi eficiente într-o gamă largă. Cantitatea uriașă de interferențe de înaltă frecvență justifică utilizarea unui filtru.

De ce nu furnizați date de atenuare de înaltă frecvență?

Pentru că nu am merge nicăieri cu el. Problema este că efectul lor afectează semnalul util într-o măsură mult mai mică decât alte semnale de interferență măsurate în mase mari. Deoarece rețeaua electrică nu are o caracteristică de impedanță definibilă, este imposibil să se măsoare în mod fiabil componentele de înaltă frecvență la toate lungimile de undă. În plus, locația de măsurare și componenta de frecvență măsurată determină rezultate diferite în fiecare caz. Când măsurați o frecvență cu o lungime de undă mai mică decât calea semnalului în cauză, graficul va afișa imediat noduri și vârfuri vizibile. Dacă măsurarea se repetă cu un alt rezultat exact, se pot obține chiar și rezultate complet diferite. Și media datelor după agregare nu ar avea rezultate evaluabile/semnificative. Indiferent de faptul că nu este posibil să o detectați cu măsurători precise, interferențele de înaltă frecvență afectează calitatea finală a afișajului auditiv, deci nu renunțați la protecția împotriva acestora.

Distorsiunea armonică (multipli întregi ai frecvenței de bază) este prezentă în esență în rețelele de 50 și 60 Hz. Sarcinile neuniforme pe distribuitoarele de energie, pierderea histerezisului în transformatoarele de rețea, scânteile de la generatoare sunt surse îndepărtate de interferență, dar surse de interferență în apropierea mașinii de spălat, a aspiratorului și a motorului ventilatorului, de exemplu. În mod surprinzător, s-a dovedit că toate afectează calitatea sunetului, dar efectele lor negative pot fi contracarate destul de eficient cu filtre eficiente.

Nu vă lăsați liniștiți la un calm aparent, deoarece există și alte distrageri! Figura arată sursele de interferență împotriva cărora sunt instalate filtre eficiente în sursele de alimentare ale componentelor.

Deoarece spectrul de frecvențe are o lățime de bandă uriașă, alte surse de interferență afectează prezentarea naturală a muzicii. Deoarece acestea sunt efecte neliniare și non-periodice, este extrem de dificil să proiectăm un filtru eficient pentru lățimea de bandă uriașă rămasă. Lățimea de bandă rămasă include toate canalele de comunicare cunoscute și toate celelalte surse de interferență. Dacă adăugăm efectul acestora, împreună au deja un efect grav asupra calității semnalului audio. Figura prezintă surse de interferență de înaltă frecvență împotriva cărora nu este încorporat niciun filtru în componentele audio.

Cablurile rețelei electrice rulează sute de mile, ce contează ultimul metru și jumătate?

Opinia generală este că, deoarece interferențele de înaltă frecvență sunt prezente în întreaga rețea electrică, nu contează ce facem cu ea în ultimul metru și jumătate. Chiar dacă folosim un cablu de rețea audiofil, interferențele de înaltă frecvență nu pot fi eliminate complet.
Deoarece rețeaua are o lungime de sute de kilometri, poate părea logic că poate afecta calitatea sunetului sistemului mai grav decât o scurtă secțiune de cablu către echipamentul audio. Principala problemă cu acest mod de gândire este că nu ține cont de legea naturală a timpului în care poate circula o anumită frecvență pe o linie.

Numele principiului: amortizare. Cu cât valoarea frecvenței este mai mare, cu atât este mai mare atenuarea într-un fir. Acesta este un fenomen complet natural. Amplificatoarele de linie trebuie instalate în locuri adecvate în rețelele de comunicații de înaltă frecvență, în caz contrar se vor produce pierderi de date și degradarea calității. Cu cât frecvența de funcționare a rețelei este mai mare, cu atât acestea trebuie instalate mai dens. Producătorii de cabluri ai rețelei de comunicații de înaltă frecvență furnizează, de asemenea, datele exacte de atenuare ale cablului dat.
Figura arată lungimea secțiunii firului pe care pot călători diferitele game de frecvență.

După cum se poate observa, semnalele cu o frecvență ridicată suferă cea mai mare atenuare, adică sunt capabile să parcurgă cea mai scurtă secțiune de cablu. Figura arată transmisia semnalelor de interferență de înaltă frecvență pe o rețea. Imaginea din stânga este așa-numita distanță de siguranță, care nu interferează în niciun fel cu calitatea sunetului sistemului datorită atenuării. În exemplul figurii din dreapta, secțiunea 1 înseamnă distanța de la care semnalul de interferență a intrat deja în echipamentul apartamentului. La aceasta se adaugă semnalul de interferență indus în faza 2 și semnalul de interferență generat de echipamentul propriu al casei indicat în faza 3.

Ce se întâmplă de fapt?

Indiferent de faptul că un semnal de interferență este indus de-a lungul întregii lungimi a cablării rețelei, doar partea din acesta care poate provoca de fapt distorsiuni care provin din distanța efectivă de stingere. Semnalele de interferență stinse în mod natural nu trebuie abordate. Frecvențele mai mici transmit mai mult pe cablu, în timp ce frecvențele mai mari au o distanță efectivă mai mică.

Pe baza celor de mai sus, o parte a problemei este rezolvată de partea cablării rețelei care rulează în aer liber și în perete, este suficient să se ocupe doar de ultima secțiune scurtă. O parte a acestei protecții este ultimul contor și jumătate al conexiunii la rețea. Cu alte cuvinte, primii 99 de kilometri ai rețelei sunt cei care cauzează interferențele, dar contează cel mai puțin din punct de vedere al protecției, deoarece majoritatea semnalelor care interferează sunt pierdute. Calitatea sunetului este decisă în ultimul metru și jumătate!

rezumat

Semnalele de înaltă frecvență care se propagă departe în cele câteva benzi GHz umple atmosfera într-o asemenea măsură încât mulți oameni nici măcar nu observă zgomotul și efectul de reducere a experienței de a asculta muzică. Atâta timp cât sursele de alimentare ale echipamentelor audio conțin o filtrare eficientă în intervalul mai profund, interferențele de înaltă frecvență sunt transmise cu ușurință prin cuplaje capacitive și inductive. Astfel, dintre mulți factori nocivi de interferență, interferența de înaltă frecvență este una care pătrunde în toate părțile dispozitivului fără obstrucție și provoacă probleme de intermodulare. Fără o filtrare adecvată, poate provoca distorsiuni semnificative în semnalul util. Deoarece interferențele de înaltă frecvență sunt reduse efectiv prin atenuarea naturală a cablurilor, ar trebui soluționate numai interferențele apropiate de echipament. Secțiunea cablului de alimentare din fața dispozitivului este cea mai eficientă în filtrarea tensiunii de interferență indusă de rețea. Prin urmare, în scopuri audio, este esențial ca cablul de rețea să fie echipat cu o protecție eficientă la interferențe de înaltă calitate și eficientă.