Zakłócenia elektromagnetyczne

W przeszłości zjawiska zakłóceń elektromagnetycznych postrzegane były stopniowo, jako coraz bardziej znaczące, współmiernie do stopnia rozwoju technologii półprzewodnikowej. Długoletnie badania zakłóceń elektromagnetycznych, zarówno pochodzenia naturalnego jaki i tych nieodłącznie związanych z pracą urządzeń technicznych, doprowadziły aktualnie między innymi do powstania opisu zjawisk uznanych za reprezentatywne i do opracowania szeregu technicznych norm międzynarodowych z tego zakresu. Dokonano w ten sposób klasyfikacji zjawisk zakłóceń elektromagnetycznych, określono parametry znormalizowanych źródeł zakłóceń stosowanych w badaniach oraz zaproponowano znormalizowane metody pomiarowe, dotyczące zarówno emisji zakłóceń wytwarzanych przez urządzenia elektryczne lub elektroniczne, jak i odporności urządzeń na oddziaływanie zakłóceń występujących w środowisku ich pracy.

Na ogół zatem wpływ zakłóceń na dane urządzenie określa się poprzez wykonanie badań opartych na znormalizowanych procedurach pomiarowych. Metoda ta może być również zastosowana w odniesieniu do urządzeń elektroakustycznych, ale istnieje w tym przypadku dość istotna różnica wynikająca ze specyfiki tego sprzętu, jak również indywidualizmu oceny przez jego użytkowników. Ścisłe metody pomiarowe nie pozwalają bowiem zbadać, ocenić i znormalizować subiektywnych odczuć estetycznych, jakie powstają podczas odbioru muzyki za pośrednictwem zestawu audio. Znawcy przedmiotu podzielają na ogół opinię o istnieniu niemierzalnych parametrów odpowiedzialnych za istotne aspekty funkcjonowania urządzeń elektroakustycznych. Przykładem jest znaczna niezależność naszej oceny brzmienia danego elementu toru audio od katalogowych danych technicznych typu pasmo przenoszenia, poziom zniekształceń itp., sugerujących zazwyczaj wysoką doskonałość sprzętu.

Pragnieniem każdego użytkownika sprzętu audio wysokiej jakości jest pełne zadowolenie z jego eksploatacji. Wydanie niebagatelnej kwoty na wzmacniacz, kolumny, etc. nie zawsze gwarantuje natychmiastową satysfakcję w postaci obecności dźwięku o najwyższej wierności. Powodem takiego stanu rzeczy są właśnie problemy wynikające z wszechobecności zakłóceń elektromagnetycznych. Jedną z możliwych dróg rozchodzenia się zakłóceń oddziałujących na aparaturę audio jest energetyczna sieć zasilająca. Z występujących tu źródeł wymienić można: pracujące odbiorniki energii różnego typu, procesy łączeniowe w stacjach rozdzielczych, stany awaryjne sieci lub zjawiska pochodzenia naturalnego (wyładowania atmosferyczne).

Ponadto znaczącymi źródłami zakłóceń sieciowych są coraz powszechniejsze cyfrowe urządzenia do odtwarzania i odróbki dźwięku. Innym sposobem przekazywania energii ze źródeł zakłóceń elektromagnetycznych do obwodów urządzeń elektroakustycznych są sprzężenia elektromagnetyczne. Źródłami zakłóceń o takim charakterze mogą być stacje radiofuzyjne RiTV oraz przenośne środki łączności bezprzewodowej. Mechanizm oddziaływania zakłóceń elektromagnetycznych wielkiej częstotliwości na urządzenia audio, a więc posiadające ograniczone użytkowe pasmo częstotliwości roboczych, może wyglądać następująco: sygnał zakłócający wprowadzony do układu elektronicznego ulega demodulacji w przypadkowym złączu półprzewodnikowym (efekt detekcji) w wyniku czego powstaje pewna dodatkowa składowa stała sygnału. Stan ten powoduje przesunięcie punktu pracy aktywnego elementu wzmacniającego w wyniku czego wzrastają zniekształcenia przenoszonego sygnału użytecznego. Efekty oddziaływania powyższych zakłóceń na sprzęt audio to łatwo zauważalne trzaski, dudnienia, "brum" oraz subtelniejsze, odbierane jako ograniczenia w swobodzie i dynamice dźwięku oraz prezentacji efektów przestrzennych.

Podstawowym sposobem ograniczenia wpływu zakłóceń sieciowych na urządzenia audio jest stosowanie specjalistycznych przewodów zasilających. Ich działanie polega na absorpcji i zamianie na ciepło zakłóceń pochodzących z sieci oraz zasilanego urządzenia, a ekranowanie zapewnia odporność na wpływy zewnętrzne. Skuteczność działania jest wprost proporcjonalna do długości kabla. Gdy nie jest możliwe bezpośrednie przyłączenie danego urządzenia przez przewód, można posłużyć się specjalną listwą wielogniazdową (wyposażoną w kabel absorbujący).

Kolejnym rozwiązaniem są filtry sieciowe. Konstrukcje przeznaczone do stosowania w zestawach elektroakustycznych istotnie różnią się od popularnych na rynku urządzeń (filtry "komputerowe") zbudowanych wyłącznie przy użyciu pasywnych elementów filtrujących. Działanie tych ostatnich polega głównie na refleksji komponentów zakłócających z powrotem do źródła ich powstawania przy znikomej zamianie na ciepło. Jest to sprzeczne z podstawowym założeniem koncepcji optymalnej eliminacji zakłóceń w sprzęcie audio i powoduje zauważalny spadek jakości dźwięku systemu i potęgowanie "brumu" transformatorów zasilających dużej mocy. Właściwa jest tu konstrukcja absorbująca zakłócenia o charakterystyce i skuteczności tłumienia optymalizowanej pod kątem jakości brzmienia przyłączonego systemu audio. Inny typ filtrów sieciowych stosowany jest do separacji zasilania urządzeń cyfrowych w celu likwidacji pochodzących od nich zakłóceń, które poprzez przewody są w stanie przenikać do pozostałych elementów toru audio. Połączenia między poszczególnymi urządzeniami zestawu powinny cechować się odpornością na wpływy zewnętrzne. Rozwiązaniem jest stosowanie ekranowanych przewodów o odpowiedniej konstrukcji.

Efektywne rozwiązanie problemu zakłóceń występujących w zestawach audio nie jest sprawą łatwą. Dobre rezultaty daje zwykle konfiguracja podłączenia urządzeń przedstawiona na rysunku 1.




rys 1 Przykładowy schemat układu zasilania sieciowego systemu audio

Jeżeli do dyspozycji posiadamy tylko jeden filtr sieciowy, sposób przyłączenia urządzeń zestawu audio powinien być ustalony doświadczalnie, na podstawie prób odsłuchowych. Jeżeli podłączenie urządzenia cyfrowego powoduje pogorszenie dźwięku zestawu, należy zastosować dodatkowy filtr separujący lub włączyć urządzenie bezpośrednio do sieci. Istotnym zagadnieniem jest właściwa polaryzacja wtyczek sieciowych poszczególnych urządzeń. Niestety, obowiązujące w Polsce normy (uziemienie w postaci bolca) skutecznie utrudniają przeprowadzenie jakichkolwiek prób w tym zakresie. Często na przeszkodzie staje również prozaiczna przyczyna - większość tańszych urządzeń posiada kable sieciowe zamontowane na stałe. Trzeba więc zadecydować, czy wystarczy podłączyć je standardowymi kablami do filtra sieciowego, czy dokonać niezbędnych przeróbek, które pozwolą na użycie specjalistycznych kabli sieciowych.

Osiągnięcie optymalnych efektów wymaga, podobnie jak ma to miejsce przy doborze np. kabli głośnikowych, przeprowadzenia wielu doświadczeń i prób odsłuchowych. Jednak zagadnieniom tym warto poświęcić sporo uwagi, gdyż właściwe rozwiązanie problemu zakłóceń elektromagnetycznych w systemie elektroakustycznym jest dla jego funkcjonowania równie ważne, jak odpowiedni dobór kabli połączeniowych, czy optymalizacja właściwości akustycznych pomieszczenia odsłuchowego.


www.profon.pl