视频会议中音频设备的连接及故障分析

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视频会议中音频设备的连接及故障分析

  摘要:音频设备是视频会议的重要组成部分。文章介绍视频会议中音频设备连接时需要注意的问题,并且就一些典型案例进行分析。

  关键词:音频线材;音频插接件;视频会议;连接中图分类号:TN948.63 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2015)10-0245-02视频会议自 1990 年在我国发展以来,愈来愈多的公司自建中小型视频会议室,以满足对视频会议的需要。人类在获取信息时,70%信息量来源于声音,音频质量如何直接决定了视频会议的质量。视频会议中的音频设备主要有话筒、调音台、功放、扬声器、辅助音频处理设备及连接线材,由于线材种类多、插接件复杂,不适当的连接方式往往会带来啸叫、杂音、串音等等,降低会议质量,线材、插接件的合理匹配直接决定了视频会议音频的质量。

  1 常用音频线材及插接件

  从结构上讲,音频工程中用的线分为两大类,屏蔽线和非屏蔽线。从性能上讲,音频线又可分为单芯带屏蔽的非平衡线和两芯带屏蔽的平衡线,平衡线中两根芯线拾取噪声信号的强度相等,可以互相抵消掉;非平衡线则会把噪声信号传递到下一级,因而平衡线的抗干扰性能要优于非平衡线。视频会议中常用的线材如下:

  (1)低电平传输线。低电平传输线在音频工程中通常就是指传声器线,一般称话筒线。传声器输出电压相当低,通常只有零点几到几个毫伏,往往传声器到调音台的距离比较远,这样就很容易拾取干扰信号,最常见的是 50 Hz的交流声,所以,话筒线一定要用屏蔽线。

  (2)标准电平传输线。标准电平传输线使用最广,用于各种音频处理设备的连接。由于传输电平多在 1v 上下,要使用屏蔽线以免拾取干扰信号,按信号不同分别选用平衡线及非平衡线。视频会议终端中音频设备绝大部分场合连接线可选用非平衡屏蔽线。如最常见的 75 同轴电缆。

  (3)高电平大电流传输线。这类线主要用于连接功放与扬声器系统,抗干扰能力强,无须屏蔽,一般称喇叭线。

  在音频工程中常用的接插件有以下几种:

  (1)LR-卡农(CANNON)插件。卡农插件是目前国际上专业电声工程中用量最大的一种,通用的表示法为“XLR”,俗称卡农头。这是一种用于平衡信号传输的三芯器件,有公头和母头两种,国际上通用的惯例是以公头作输出端,以母头作接收端。从输入端看去,阻抗低,称为低阻抗平衡输入插孔。它的抗干扰性强,噪声低,一般用于有线话筒的连接。

  (2)TRS-6.25mm 大三芯插头。用于平衡信号传输,其三个引脚与卡农头定义相同,但形状不一样,其输入阻抗高,一般用于除话筒外的其他声源的输入插孔,俗称大三芯直 插头。

  (3)TS-6.25mm 大二芯插头。这类插头很普通,常用于非平衡信号传输或在扬声器上作为音频线插头用。它只有两个接线端,芯线为正,另一端接屏蔽地。其输入阻抗高,一般用于除话筒外的其他声源的输入插孔,俗称大二芯直插头。

  (4)RCA-针型插头。针型插头俗称莲花头,大量应用于非平衡信号传输,信号定义同二芯插头。一般目前的一体化视频会议终端的音视频的输入输出均为莲花接口。

  2 音频设备连接关键因素

  视频会议中音频设备连接过程程中,要注意匹配、接地、接头连接质量等关键因素。

  2.1 平衡、非平衡信号匹配

  在音频系统中,有两种信号传输方式,即对地平衡式与非平衡(单端接地)式。平衡方式是指声音信号用两芯屏蔽线传输,平衡式传输抗干扰能力较强。非平衡方式是一根线接地,另一根线接信号端,非平衡式传输则较易受到干扰。平衡与非平衡之间的相互转换不当,易引起干扰。平衡、非平衡信号转换一般有两种情况:

  (1)输出接口为平衡式,输入接口为非平衡式,对于平衡式输出端,电路上又分为两类,一是用输出变压器做平衡输出,一是用无变压器的差动输出级作平衡输出。采用输出变压器与非平衡式的输入口连接比较容易,只需将信号负端与屏蔽层接在一起焊在输入接头的地端即可。而采用差动输出级的设备要和非平衡接口进行连接就很不容易,最好避免该局面出现。

  (2)输出是非平衡式,输入是平衡式,不论平衡式输入是采用变压器还是差动输入,只需将非平衡输出的芯线和屏蔽线当作平衡输入端的信号正端和信号负端即可。具体做法:

  将平衡输入的接头的屏蔽层焊开(即卡农头的 1 脚或大三芯的屏蔽脚),只留 2、3 脚,在信号线的另一头将屏蔽层与信号负端一起焊在非平衡头的接地端(屏蔽层)上,信号正端不变。

  2.2 接地系统

  不良的接地系统会对设备产生干扰。视频会议终端设备、音频设备和音频连接线的屏蔽都要很好地接地,各接地点要可靠,而且是同一个公共系统,不良的接地会引起感应噪声。为了使感应噪声减少到最低程度,可采用以下各种措施:屏蔽地线要单独设立;选用优质导电率良好的面积较大的纯铜排并引入机房,将音频设备的每个屏蔽设备单独接到此公共地线上,防止地阻现象产生的干扰;设备的供电要使其电源相位保持一致,否则会在设备上串入某种程度的低频噪声干扰。

  2.3 布线与接头

  音频电缆布线时,不能与电源线布放在一起共用一个走线槽,应尽量使音频电缆远离电源线,更不能捆绑在一起。音频电缆接头应焊接,焊接应牢靠无虚焊,不能采用压接方式。

  接头插接时,应接触牢固,避免插接不到底、接触不牢。

  3 典型故障分析

  在视频会议音频故障查找时,多采用逐级自环的方法,以定位故障点,着重检查接地、电源干扰以及匹配问题。

  (1)A、B 两会场召开视频时,听对方均正常,但 A 会场讲话时,能听到极大的噪音,且B 会场反应此时会听到A会场的两次声音。A 会场视频终端自环正常。B 会场视频终端自环,讲话时也有极大的噪音,说明噪音由 B 会场引起。检查 B 会场设备的音频连线,其音频设备的连线顺序如下:话筒→调音台→功放→视频终端→功放,从这个连线关系上可以看出,在功放和视频终端之间存在着音频信号的环路。解除环回后测试正常。

  (2)某视频会议室使用话筒,对端会场收听有交流噪声。

  该视频终端退出会议后,远端的交流噪声消失,说明噪声是本端产生;视频终端音频自环正常;连接音频设备后再次音频自环,可听到交流噪声,确定交流噪声由该频终端连接的音频设备引入。音频设备连接如下:话筒→调音台→视频终端。通常交流噪声可由三方面原因引起:未使用同一个供电电源、不共地、电磁干扰。前两个条件已满足,仍不能消除交流噪声。该会议室所在建筑周围方圆 100m 内,可见的各式通讯天线及铁塔就有十个之多,该处的电磁环境比较复杂。

  会议室内共有 15 个话筒,话筒本身的音频电缆有 2.5 m,通过一根长 5 m~10 m 的音频延长线接入调音台。如果不用话筒延长线,直接将话筒接入调音台,则交流噪声大大减小,可见交流噪声由话筒延长线引入。查看话筒电缆,话筒本身的电缆为两芯带屏蔽层电缆,而延长线是单芯带屏蔽层电缆,由于平衡电缆较非平衡电缆的抗干扰性强,将单芯的非平衡电缆更换成两芯的平衡电缆并适当减少话筒延长线的长度后,交流噪声大为减小,但未完全消除,可能是环境中的电磁干扰太大,虽然平衡电缆抗干扰性强,但也不能完全屏蔽掉电磁干扰。

  (3)某视频终端加入会议后,远端可听到明显的噪声。该视频终端退出会议后,远端的噪声消失,经音频自环检查,视频终端正常无噪音。该处设备连接如下:话筒→调音台→视频终端。直接将调音台的输出接到电视机上,也有噪音,检查各音频设备的供电电源、接地都正常。怀疑是调音台输入部分引起,逐个把调音台输入通道的增益电平旋钮关到最小,发现当关闭其中一路话筒输入通道时,噪音消失,说明噪音由该话筒输入通道引起,检查该通道,发现话筒电缆与电源线绑扎在一起插在调音台的输入接口,重新按标准走线后,自环测试噪音消失。

  4 结语

  视频会议应用的场景越来越多,在音频设备安装的初期,正确的连接音频设备,以取得良好的会议效果。

  参考文献

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