Na zdejší Konferenci se objevují dotazy o pomoc ohledně odstranění rušení, které vzniká při propojování komponentů v elektroakustickém řetězci. Snad nejvíce polemik se vede ohledně zemnění celého systému a některé názory balancují skutečně na hranici života a smrti, nedbaje obecné zásady, že elektřina nepromíjí. Když nás to drcne, nepromluví tajemný hlas: „Nooo dnes je to jen ťukušky ťukušky ťuuuk, pro výstrahu, příště si dej větší pozor bobánku!“. Při velmi příznivých podmínkách je to poprvé a naposled. Podívejme se tedy na to, jak zvučit, odrušovat, zemnit a přežít. Dobré je prolustrovat si celý příspěvek, nejen hltat závěr článku v naději, že doporučuje zapomenout na zelenožlutou barvu. Pokud se někde zemnění odpojuje, tak až poté, kdy je prokazatelně zajištěno jiným ekvivalentním způsobem!
Zde máte tedy volný překlad „noname“ článku, který jsem získal v roce 1989. Originál v angličtině nese hrdý název MORE INFORMATION ON SOUND SYSTEM WIRING. Pochází z „nějakého“ manuálu od výkonového zesilovače Yamaha, výrobce se snažil nejen prodat výrobek, ale také poradit, jak ho správně používat. Kdo z pamětníků ví náhodou odkud přesně pochází, může informaci doplnit v komentáři. Článek má širší záběr, je bohužel dost upovídaný, může být v něčem i zastaralý, ale pro mladé a začínající bude jistým zdrojem informací pro praxi.
Tak tedy:
Více informací o propojování ve zvukových aparaturách
Kabely pro přenos signálu ve zvukové aparatuře jsou zrovna takovým audio „komponentem“ jako kterákoliv jiná část tohoto systému. Nevhodná kabeláž mezi zdrojem signálu a zesilovačem může způsobit přehnanou nebo nedostatečnou odezvu na vysokých frekvencích, zhoršení odstupu signál – šum a další problémy. Nevhodné propojení zesilovače a reproduktorů může degradovat tlumicí faktor zesilovače, redukuje výkon dodávaný do reproduktorů a způsobí předčasné spouštění ochranných obvodů.
Tento článek probírá podstatu symetrických a nesymetrických signálových kabelů, vstupních transformátorů, signálových úrovní, techniky zemnění, a další aspekty propojování. Není to všeobjímající příručka, nicméně může poskytnout užitečné podklady jak problémům porozumnět, jak jim předcházet nebo je korigovat, pokud nastanou.
Symetrické a nesymetrické propojování
V obecném slova smyslu rozlišujeme dva typy systémů pro přenos signálů pro nízké až střední úrovně audiosignálů: symetrická linka a nesymetrická linka.
Každá z nich může být použita v odvodech jak s vysokou tak s nízkou impedancí; ipmedance přenosové linky není nutně spojena s tím, má-li být symetrická nebo nesymetrická.
Nesymetrická linka je jednoduchý „dvoudrátový“ systém, kde stínění (zem) působí jako jeden z vodičů pro přenos signálu. a střední (živý) vodič, obklopený tímto stínícím vodičem je dalším vodičem pro přenos signálu. Stínění je typicky plášť vyrobený spletením jemných drátků, některé kabely mohou mít stínění opletením (zabalením).
BALANCED (3-CONDUCTOR) SHIELDED CABLE = symetrický třívodičový stíněný kabel
OUTER INSULATING JACKET = vnější izolace, plášť kabelu
BRAIDED WIRE SHIELD = stínění spletenými drátky
INNER INSULATOR(S) = izolace vnitřních vodičů
INNER CONDUCTOR(S) = vnitřní vodiče
UBALANCED (2-CONDUCTOR) SHIELDED CABLE = symetrický dvouvodičový stíněný kabel
Symetrická linka je třívodičový systém, kde dva signálové vodiče mají stejně velký potenciál napětí vzhledem ke stínění (zemi) ale opačnou polaritu jednoho vůči druhému.
Stínění symetrické linky nepřenáší žádný audio signál a je striktně určeno k odvádění rušivých proudů, které se mohou indukovat v kabelu z externích zdrojů rušení.
Symetrické propojování je dražší a složitější než nesymetrické, nicméně velmi často se používá, poněvadž má důležité přednosti. Symetrické propojování není přirozeně „lepší“ nebo více „profesionální“, aplikace sama určuje, jestli jeden nebo druhý systém je potřebný k dosažení uspokojivých výsledků.
V elektronických laboratořích, kde se provádějí kritická měření pomocí velmi přesných přístrojů, používá se často nesymetrické propojování. Toto propojení pracuje nejlépe když: použijeme kabel vysoké kvality, kabel je relativně krátký a všechny přístroje jsou napájeny z jediné větve střídavé rozvodné sítě. Modukace rádiových vysílačů, rychlý přenos dat a širokopásmových TV signálů, to vše je obvykle realizováno přes nesymetrické linky. Zkrátka, nesymetrie v tomoto případě neznamená „neprofesionální“ přístup.
V elektricky „rušném“ prostředí symetrické propojení pomáhá eliminovat šum důmyslným způsobem; dva vodiče symetrického kabelu přenáší tentýž signál, ale každý vodič má obrácenou polaritu signálu vůči druhému. Symetrické vstupy jsou navrženy tak, aby reagovaly jen na rozdíly napětí mezi těmito dvěma vodiči (odtud termín „symetrický rozdílový vstup“). Pokud nějaká elektrostatická interference nebo rušení prochází skrze symetrický kabel, rušivé napětí se objeví -v té stejné polaritě- na obou signálových vodičích.
Rušení se tímto způsobem „potlačí“ vstupním obvodem. (Odtud pochází termín CMR – „Common Mode Rejection“).
Ne všechna symetrická vedení jsou stíněná. Ve starších telefonních systémech vedlo mnoho kilometrů kabelu bez stínění (bylo by moc drahé). Venkovní vedení bylo vystaveno rádiovým interferencím a rušivým polím od silových rozvodných vedení.Díky vyvážení dvou signálových živých vodičů vůči zemi jsou dlouhá vedení odolná vůči externím interferencím. Použitím pouze dvou jednoduchých vodičů navzájem zkroucených, získáme dva signálové vodiče vystavené přesně stejné dávce brumu a rádiových zdrojů rušení, takže symetrický vstup (transformátor, nebo aktivní rozdílový zesilovač) může být použit k odstranění nechtěných signálů na lince během přenosu užitečného signálu. Obrázek č.2 zobrazuje princip potlačení rušení symetrickým vedením.
NOISE REJECTION IN A BALANCED LINE = potlačení rušení v symetrickém vedení
PICTORIAL WIEW OF BALANCED (3-CONDUCTOR) SHIELDED CABLE = ilustrační zobrazení symetrikého (třívodičového) kabelu
ELECTROSTATIC OR RADIO NOISE = elektrostatické nebo rádiové rušení
NOTE THAT EQUAL NOISE…= všimněte si, že rušivé napětí v obou vnitřních vodičích se vyruší zde, ale signál má obrácenou polaritu a nezruší se
TRANSFORMER (WORKS SIMILAR TO BALANCED DIFERENTIAL INPUT AMP) = Transformátor (funguje obdobně jako symetrický rozdílový vstupní zesilovač)
RFI (Radio Frequency Interference) prochází skrz oba dva signálové vodiče a indukuje stejně velká rušivá napětí shodné polarity. Tato napětí se „setkávají“ ve vstupním transformátoru (nebo v rozdílovém zesilovači) a tím se vyruší, zatímco signál, generovaný např. mikrofonem, prochází signálovými vodiči v navzájem obráceném směru a proto se nevyruší. Takže v teoreticky perfektně vyváženém systému projde vstupním obvodem toliko žádaný signál.