晶閘管調(diào)壓對擴(kuò)音的干擾及其防止措施

蔡旭明

（廣東省粵東高級技工學(xué)校，廣東 汕頭 515041）

1 概述

晶閘管俗稱可控硅。近年來，在歌舞廳和劇場的現(xiàn)場燈光控制普遍采用晶閘管調(diào)壓技術(shù)，由于它的工作特點(diǎn)，極易對擴(kuò)音造成嚴(yán)重的干擾，甚至使擴(kuò)音設(shè)備無法使用，這種干擾反映在擴(kuò)音系統(tǒng)中是使輸出的聲音帶有明顯的"嗤嗤"雜聲，因此，在整個音響系統(tǒng)的設(shè)計中一定要采取有效的防止措施。

2 晶閘管調(diào)壓對擴(kuò)音系統(tǒng)的干擾成因

我們知道50Hz交流電的波形是正弦波，如圖1（a）。當(dāng)它接上負(fù)載后，導(dǎo)線回路上的電流實(shí)際上隨交流電周期而變，在相位0°時電流為零，90°時升至最大，180°時又降至零，其變化的波形是正弦曲線。

晶閘管調(diào)壓的工作原理是依靠改變交流電的導(dǎo)通角θ（也就是改變導(dǎo)通時間），從而改變交流電壓的有效值，以達(dá)到調(diào)壓的目的。例如，當(dāng)220V電壓經(jīng)過晶閘管調(diào)壓，如果控制導(dǎo)通角在0°附近，那么有效值仍為220V左右；如果改變導(dǎo)通角，使之延遲90°，那么它的有效值大約只有220V的一半了，見圖1（b）；如果導(dǎo)通角是120°，則有效值將降至更小，見圖 1（c）。可見，晶閘管的導(dǎo)通角越大，有效電壓也就越小。

再以導(dǎo)通角90°為例來看它的電流變化。不難看出在90°的瞬間，電流突然增大。這好比閘刀開關(guān)接通電氣設(shè)備時瞬間的啟動電流一樣。這一大電流的流動使輸入端在這個角度上的電壓突然降低，這就形成一個嚴(yán)重的缺口，破壞電網(wǎng)，見圖1（c）。晶閘管的輸出實(shí)際上是一個非正弦波的斷續(xù)脈沖波形，這個斷續(xù)的輸出以及電網(wǎng)缺口，產(chǎn)生了豐富的高次諧波，造成電源電壓正弦波波形畸變，電能質(zhì)量下降，見圖2。

分析晶閘管調(diào)壓器對擴(kuò)音系統(tǒng)的干擾頻譜，可知它是一個包括有多個頻率的廣譜性復(fù)合頻率，在揚(yáng)聲器中反應(yīng)出“嗤嗤”聲。

晶閘管調(diào)壓的干擾主要由兩個途徑進(jìn)入擴(kuò)音系統(tǒng)。第一個途徑是通過電網(wǎng)對擴(kuò)音系統(tǒng)干擾。由于擴(kuò)音機(jī)與晶閘管調(diào)壓器同處于一個電網(wǎng)中，晶閘管對電網(wǎng)波形的破壞，會影響擴(kuò)音系統(tǒng)的放音音質(zhì)。第二個途徑是空間電磁場干擾。晶閘管調(diào)壓器及其電源輸入線、負(fù)載輸出線都大量地向周圍空間發(fā)出音頻干擾電磁場。如果傳聲器電纜以及輸入變壓器和它接近，將感應(yīng)到干擾電動勢，經(jīng)放大就影響到擴(kuò)音設(shè)備的正常工作。

3 晶閘管調(diào)壓干擾的防止措施

對于因電網(wǎng)畸形波形破壞產(chǎn)生的的干擾，其防止措施有：

（1）采用兩個電力變壓器供電的方式，音響設(shè)備與燈光設(shè)備各自使用一個變壓器，這種方法效果很好，但不容易實(shí)現(xiàn)。

（2）用磁飽和穩(wěn)壓器把擴(kuò)音機(jī)與晶閘管干擾電源隔離，也有一定效果，見圖3。

（3）用單相隔離變壓器（變壓器比為1:1）。利用變壓器的漏磁（漏感）對高頻干擾的感抗作用，從而達(dá)到初級輸入有干擾交流電壓時，次級輸出一個沒有或略有干擾的正弦電壓的目的。

設(shè)計隔離變壓器時要有意提高變壓器的漏感，如采用芯式鐵芯（即初次級分別繞在兩邊的口字形）和選用導(dǎo)磁率較低的鐵片。

（4）用三相變壓器隔離。根據(jù)擴(kuò)音的耗電量，繞制一只三相變壓器。將變壓器初級接成三角形，與三相電源連接，因?yàn)槿切谓泳€可以使三次諧波在隔離變壓器繞組間形成通路。變壓器次級用Y形輸出，每相并聯(lián)一定數(shù)量的電容器（例如1.5kW變壓器約用10uF的電容器），就可以使電源的波形失真得到很大的抑制。

對于因空間電磁場輻射產(chǎn)生的的干擾，其防止措施有：

（1）對晶閘管調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行屏蔽，使其盡量少向周圍輻射干擾電磁場。并將連接負(fù)載的兩根電線絞起來。對固定部分的電線盡量穿過鐵管敷設(shè)，或用金屬軟管（蛇皮管）敷設(shè)。

（2）增加擴(kuò)音設(shè)備本身的抗干擾能力。采用屏蔽效應(yīng)好和靈敏度高的傳聲器，以降低放大器的放大倍數(shù)；降低放大器的輸入阻抗，如采用200Ω平衡式輸入；傳聲器電纜要用金屬屏蔽兩芯絞線，有條件時用四芯絞線對角并聯(lián)使用，見圖4。電纜要盡量短，固定部分應(yīng)穿入鐵管。圖中a、b、c、d四種接法，以圖d效果最好，圖a效果最差，但成本較低。

（3）聲頻和視頻線路都應(yīng)用屏蔽線穿鋼管鋪設(shè)，并盡量不與照明回路平行敷設(shè)，無法避免時，應(yīng)相距8米以上。

（4）燈光回路應(yīng)設(shè)專門零線，直接引自變壓器中點(diǎn)，不要和原有的中線合用，以減少干擾。

（5）音響室最好能遠(yuǎn)離調(diào)光控制室。

結(jié)束語

晶閘管調(diào)壓干擾對擴(kuò)音設(shè)備的影響難以避免，以上措施的具體應(yīng)用，要根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行認(rèn)真分析、判斷和試驗(yàn)，才能找到既經(jīng)濟(jì)、簡便，又行之有效的方法。

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