ВУЗ: Всероссийский государственный университет кинематографии им. С.А. Герасимова "ВГИК"
Категория: Книга
Дисциплина: Искусство
Добавлен: 07.02.2019
Просмотров: 10499
Скачиваний: 211
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
46
Общий уровень электромагнитных помех за последнее время постоянно увеличивается, и сейчас
мы уже тонем в них.
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
47
Объёмы радиообмена сегодня огромны. Эфир засоряется электромагнитными сигналами
всевозможных видов. Даже в земле, как это ни удивительно, могут наблюдаться значительные шумовые
токи около железнодорожных линий, где используется цифровое оборудование сигнализации и
управления. В промышленных районах есть сильное электромагнитное загрязнение в воздухе, земле и в
линиях электроснабжения. Но, уделяя должное внимание каждому потенциальному источнику шумов, мы
можем сократить его воздействие до незначительного уровня. К несчастью оборудование, наиболее
часто встречающееся в project-студиях, более подвержено внешним помехам, чем оборудование
высшего класса. Эта проблема осложнена ещё и тем, что в таких студиях не всегда знают, как нужно
бороться с этими шумами. Я попытаюсь упростить эту главу насколько это возможно, но на сложные
проблемы не бывает простых ответов.
Правильное согласование и заземление аудиоаппаратуры помогает попутно решить проблему
взаимных помех, но это мало поможет в борьбе с помехами, идущими по сети. Европейский Союз и
другие мировые организации уже ввели в действие законодательство, ограничивающее как величину
шумов, которые может генерировать оборудование, так и чувствительность оборудования к ним. Но
пройдут годы, прежде чем это даст реальный эффект. В самом же деле при бесконечном росте
использования электрического и электронного оборудования принятые законодательные акты в этой
сфере могут только замедлить темпы роста электромагнитного загрязнения, а не сократить его
нынешний уровень.
Необходимо соблюдать два основных правила: 1) студийное оборудование должно запитываться
от источника электроснабжения с наименьшим полным сопротивлением; 2) подключайте все приборы
только к одной фазе.
На рис.9 и 10 показаны правильный и неправильный способы подключения питания.
4.1 Источники питания с малым полным сопротивлением
Большое количество используемых в студии приборов (например, усилители мощности)
потребляют электрический ток неравномерно. На рис.11 и 12 показан типичный график пикового
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
48
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.
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
49
Philip Newell - Project studios
Филипп Ньюэлл – Project-студии
50
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.8.
4.2 Количество фаз
Многие рассмеялись, прочитав последнее заявление. И тем более все рассмеются, услышав
заявление, что все скоммутированные между собой приборы должны запитываться от одной и той же
фазы. Только причины смеха будут разными. В таких странах, как Великобритания, действующими
нормами разрешено только однофазное подключение. Причём на расстоянии вытянутых рук может
размещаться только электрооборудование, подключённое к одной фазе. Это делается для того, чтобы
нельзя было коснуться одновременно двух элементов оборудования с разными фазами. С другой
стороны, в Южной Европе я встречал щиты питания на 12 розеток, установленные в рэковых стойках, и
при этом каждые четыре розетки были подключены к каждой из трёх фаз. Эти щиты монтировались
квалифицированными электриками, которые не могли понять, чего я от них хочу, когда я спрашивал их об
этом. Для них это было абсолютно нормальным явлением. Я припоминаю одну свою работу на студии
дублирования фильмов во Франции, где многодорожечный магнитофон был запитан от одной фазы,
микшерный пульт - от другой, а усилители мощности и блоки эффектов – от третьей. Для того чтобы
запитать всю студию от одной фазы, которая должна быть достаточно мощной для питания всей
аппаратуры, необходимо было бы перекроить всю систему питания здания, к чему владелец был не
готов.
Электрические компании предоставляют трёхфазное питание, потому что это наиболее
эффективный способ как производства, так и распределения электроэнергии в больших объёмах. Точно
так же, как многоцилиндровый поршневой двигатель лучше и эффективнее одноцилиндрового собрата,
так и трёхфазный генератор лучше и эффективнее однофазного, в котором электромагнитное
воздействие каждого оборота менее сбалансировано. Если все три фазы сбалансированы по мощности,
то для передачи электроэнергии требуется кабель потоньше, так как по нейтральному проводу идут