Большое количество используемых в студии приборов (например, усилители мощности) потребляют электрический ток неравномерно.
На рис. показан типичный график пикового увеличения силы тока, потребляемого усилителем от сети (кроме неэффективных усилителей класса А с постоянным током на выходном контуре), в ответ на резкий звук бас-бочки. Сначала усилитель потребляет ток от резервных конденсаторов. Но как только напряжение на входном выпрямителе падает ниже граничного уровня, потребление тока от внешнего источника резко увеличивается для восстановления потенциала конденсаторов. Таким образом, электроэнергия потребляется не равномерно, а в виде серии импульсов. Так как полное сопротивление сети подключено к усилителю последовательно, то возникнет разница потенциалов, где усилитель будет последним элементом. При резком увеличении потребления тока полное сопротивление усилителя в точке подключения к сети будет падать. И если полное сопротивление блока питания не значительно ниже, то напряжение, например, в розетке, с каждым таким импульсом будет падать. Это приводит к тому, что изменения напряжения будут иметь волнообразный характер (рис.12), что чревато значительными гармоническими искажениями.
Это очень плохо, так как эти гармоники могут достигать довольно высоких частот, и генерируются они непосредственно в студии. Поэтому их воздействие, независимо от того, имеется ли стабилизатор напряжения на входе питающей сети в студию или нет, будет таким же, как и воздействие внешнегенерируемых гармоник при отсутствии стабилизатора на входе.
Гармоники в сети могут привести к целому ряду проблем, которые будут обсуждаться в этой главе. Однако если полное сопротивление сети питания достаточно малое, то оно будет играть роль своеобразного стабилизатора, и в определённых пределах будет по-прежнему обеспечивать подачу плавно изменяемого напряжения даже при скачкообразном потреблении тока. Это напоминает работу усилителя с высоким демпинг-фактором, действующим в качестве источника постоянного напряжения для переменной нагрузки, которой являются большинство звуковых колонок. В звуковом плане это будет означать резкую атаку при воспроизведении басовых частот, но если усилитель не запитан от источника с низким полным сопротивлением, то эта атака может быть «размазана», особенно при работе на пределе его выходной мощности.
Блоки питания многих приборов не слишком хороши для фильтрации гармоник, идущих по сети. Во всех трансформаторах существует ёмкостная утечка между обмотками, способствующая удобному пути проникновения в цепи прохождения сигнала гармоник с более высокой частотой. В аналоговых приборах это может вызывать жёсткость звука. Но, к удивлению многих, и в работе цифрового оборудования это может стать причиной шумовых выбросов, отказов, может вносить ошибки в цепи управления и вызывать «дрожание» цифровых аудио сигналов. Удивительно, сколько подобных проблем решаются только лишь с помощью сети питания с низким полным сопротивлением.
Студия по возможности всегда должна подключаться напрямую к электрическому щиту у входа в здание, а не к какой-либо вторичной цепи. Не должно быть общих участков силового кабеля с другими частями здания. К сети питания аудио оборудования не должны подключаться кондиционеры или холодильники. Очень желательно использовать как можно более толстые в сечении провода, даже если используемые предохранители рассчитаны на значительно меньший ток.
Данное требование очень трудно объяснять электрикам, так как для многих из них мощность есть мощность, а кабель и предохранители должны соответствовать друг другу. Электрики недоумевают, когда их просят протянуть кабель, рассчитанный на 100 и более Ампер, хотя предохранитель рассчитан лишь на 50 Ампер. Но стоит объяснить им причины, и они с готовностью выполняют это требование. Эта похоже на ситуацию с нагрузочными кабелями к звуковым колонкам, рассчитанными на значительно больший ток, чем это необходимо при постоянной нагрузке на колонки. Правило, фактически, то же: и нагрузочные кабеля колонок, и кабеля питания студии должны быть минимально короткими и с минимальным полным сопротивлением, насколько это практически возможно.
Полное сопротивление, для незнакомых с этим термином, состоит из активного и реактивного сопротивлений. Последнее действует только при переменном токе. Оно является комбинацией сопротивления по постоянному току, измеряемому Омметром, и реактивных сопротивлений ёмкостей и индуктивностей. Это может ввести в заблуждение многих людей. Короткая, тонкая, переплетённая пара проводов может иметь то же сопротивление, что и два отдельных длинных и толстых провода. Но первая будет иметь меньшее полное сопротивление, чем последняя. Индуктивность — это электромагнитный феномен, который стремится к нулю, если пара проводов, формирующая цепь, сдвигается ближе друг к другу, так как равные и противоположные по знаку магнитные поля компенсируют друг друга. Ёмкость при сближении проводов будет увеличиваться, но её сопротивление будет параллельным обычному сопротивлению, в то время как индуктивное реактивное сопротивление действует последовательно. На практике, при подаче питания на аудио частотах и при обычной для студий длине кабелей, воздействие ёмкостного реактивного сопротивления ничтожно малое.
С точки зрения как подключения питания, так и подключения громкоговорителей, кабели, подключаемые к одному и тому же внешнему разъёму, и, тем самым, спаренные физически, имеют наименьшее полное сопротивление, а поэтому наилучшим образом подходят для использования в студии. Во многих странах также требуют, чтобы шина заземления прокладывалась около нейтрального и фазового проводов. Трудно найти специальные данные на этот счёт, но считается, что полное сопротивление заземления также уменьшается в этом случае, хотя конкретные условия могут быть самыми разнообразными. Одним словом, необходимо стремиться к получению наименьшего полного сопротивления между землей и каждым прибором. Система заземления должна основываться на тех же правилах, что и система питания, а именно: провод заземления не должен иметь общих отрезков с любыми другими проводами заземления здания, как показано на рис:
(c) Филип Ньюэлп
Оставить комментарий через сайт:
Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.