Наше середовище насичене високочастотними сигналами, а отже, на жаль, повне високочастотних перешкод. Як ніби шуму, що генерується бездротовими технологіями та всюдисущими мобільними пристроями, недостатньо, зв’язок через електричну мережу майже такий самий, як через Інтернет. В атмосфері для передачі даних використовується діапазон в декілька ГГц, що є частотою, близькою до інфрачервоного світла. Через станції-ретранслятори та супутники всі зв’язані з усім відразу. Потокове передавання аудіо-відео в режимі реального часу, спільний доступ до робочого столу, конференц-дзвінки або хмарні програми - все це поширюється, як пожежа. Насправді просто немає порожнього діапазону частот. Зростає тенденція до стиснення наших даних у все вужчі та вужчі діапазони частот. У електромагнітному полі для аудіофілів немає єдиного безшумного діапазону, і ми платимо за це, погіршуючи якість окремого прослуховування музики.

Ефект радіохвиль

Наше обладнання «підключене» до електричної мережі за допомогою кабелів із мережевими роз’ємами, які забезпечують не тільки живлення, але й «антени». Ємнісні та індуктивні компоненти (як і антени) дозволяють безлічі високочастотних перешкодних сигналів, зібраних шнурами живлення та шнурами живлення пристрою, безперешкодно діставатися до обладнання. Тоді всередині, в ланцюгах, непередбачувано, що відбувається. Це явище називається інтермодуляцією. Під час процесу обробки сигналу всі корисні сигнали додаються до корисного сигналу, тому цілісність (чистота) звукового сигналу втрачається.

Сигнали електромагнітних перешкод генеруються всім обладнанням, підключеним до електромережі, яке проходить через інші дроти без перешкод для інших пристроїв і викликає інтермодуляційні перешкоди. Коли аудіосигнал досягає коливальної котушки динаміків, він оточується своєрідним «акустичним туманом», що погіршує точну розмірність, унікальний звук інструментів, підвищує рівень шуму, і діапазон високих частот може стати штучно підкреслено. Поза певною точкою це впливає на звуковий досвід настільки, що прослуховування музики стає втомлюючим або відволікаючим. Надзвичайно важливо, щоб слухачі аудіофільської музики також серйозно ставилися до чистоти електромережі.

Потрібен зовнішній фільтруючий пристрій, якщо вони вже містять мережевий фільтр перешкод і добре екрановані кабелі в системі передають сигнали?

Фільтри, вбудовані в джерело живлення аудіообладнання, ефективні лише у вузькому діапазоні частот і не забезпечують захист усього спектра. Компоненти з більш високою частотою здатні проходити через конденсатори та котушки, що використовуються в блоках загальних перешкод. Навіть найбільш сильно екрановані кабелі не забезпечують повного захисту - навіть коли вони прокладені в металеву трубку, - оскільки розсіяна ємність виникає між двома екранами, а високочастотні сигнали перешкод надходять у систему через цю ємнісну муфту. Обидві котушки індуктивності мають ємність, а ємності мають індуктивність - отже, традиційні фільтри не можуть бути ефективними в широкому діапазоні. Саме величезна кількість високочастотних перешкод виправдовує використання фільтра.

Чому б не надати високочастотні дані загасання?

Тому що ми нікуди б з ним не поїхали. Проблема полягає в тому, що їх вплив впливає на корисний сигнал значно меншою мірою, ніж інші сигнали перешкод, виміряні великими масами. Оскільки електрична мережа не має визначеної характеристики імпедансу, неможливо надійно виміряти високочастотні компоненти на всіх довжинах хвиль. Крім того, місце вимірювання та виміряна частотна складова в кожному випадку дають різні результати. При вимірюванні частоти з довжиною хвилі, меншою за шлях відповідного сигналу, графік негайно покаже помітні вузли та піки. Якщо вимірювання повторити з іншим точним результатом, можна отримати навіть зовсім інші результати. А усереднення даних після агрегування не мало б оцінюваних/значущих результатів. Незалежно від того, що неможливо виявити його за допомогою точних вимірювань, високочастотні перешкоди дійсно впливають на кінцеву якість слухового дисплея, тому не відмовляйтеся від захисту від них.

Гармонічні спотворення (цілі числа, кратні базовій частоті), по суті, присутні в мережах 50 і 60 Гц. Нерівномірне навантаження на розподільники потужності, втрата гістерезису в мережевих трансформаторах, іскри від генераторів - це віддалені джерела перешкод, але джерела перешкод поблизу пральної машини, пилососа та двигуна вентилятора, наприклад. Дивно, але було доведено, що всі вони впливають на якість звуку, але їх негативним ефектам можна протидіяти досить ефективно за допомогою ефективних фільтрів.

Не дозволяйте себе розхитувати до явного спокою, бо є й інші відволікаючі фактори! На рисунку показано джерела перешкод, проти яких встановлюються ефективні фільтри в джерелах живлення компонентів.

фільтрацію

Оскільки частотний спектр має величезну пропускну здатність, інші джерела перешкод впливають на природне представлення музики. Оскільки це нелінійні та неперіодичні ефекти, надзвичайно складно розробити ефективний фільтр для величезної смуги, що залишилася. Решта смуги пропускання включає всі відомі канали зв'язку та всі інші джерела перешкод. Якщо додати ефект від них, вони разом уже мають серйозний вплив на якість звукового сигналу. На малюнку показано високочастотні джерела перешкод, проти яких в аудіокомпоненти не вбудований фільтр.

Кабелі електромереж проходять сотні миль, на що рахуються останні півтора метра?

Загальний погляд полягає в тому, що, оскільки високочастотні перешкоди присутні в електромережі, неважливо, що ми з ними робимо в останні півтора метра. Навіть якщо ми використовуємо аудіофільський мережевий кабель, високочастотні перешкоди неможливо повністю усунути.
Оскільки мережа має сотні кілометрів, може здатися логічним, що вона може вплинути на якість звуку системи серйозніше, ніж короткий відрізок кабелю до аудіообладнання. Основна проблема такого мислення полягає в тому, що він не враховує природний закон того, як довго дана частота може їздити по лінії.

Назва принципу: демпфування. Чим вище значення частоти, тим більше ослаблення в дроті. Це цілком природне явище. Підсилювачі лінії повинні бути встановлені у відповідних місцях у високочастотних мережах зв'язку, інакше відбудеться втрата даних та погіршення якості. Чим вище робоча частота мережі, тим щільніше вони повинні бути встановлені. Виробники кабелів високочастотної мережі зв'язку також надають точні дані загасання даного кабелю.
На малюнку показана довжина ділянки дроту, на якій можуть рухатися різні діапазони частот.

Як бачимо, сигнали з високою частотою найбільше затухають, тобто вони здатні проїжджати найкоротшу ділянку кабелю. На рисунку показано передачу високочастотних сигналів перешкод по мережі. Зображення зліва - це так звана безпечна відстань, яка жодним чином не заважає якості звуку системи через ослаблення. На прикладі малюнка праворуч розділ 1 означає відстань, з якої сигнал перешкод вже потрапив в обладнання квартири. До цього додається сигнал перешкод, індукований у фазі 2, і сигнал перешкод, генерований власним обладнанням будинку, зазначений у фазі 3.

Що насправді відбувається?

Незалежно від того, що сигнал перешкод індукується по всій довжині мережевого кабелю, лише його частина, яка насправді може спричинити спотворення, що надходить з ефективної відстані гасіння. Природньо погашені перешкоди не потребують вирішення. Нижні частоти передають довше по кабелю, тоді як більш високі мають меншу ефективну відстань.

Виходячи з вищесказаного, частина проблеми вирішується частиною мережевого кабелю, що проходить на відкритому повітрі та в стіні, досить мати справу лише з останнім коротким розділом. Частиною цього захисту є останні півтора метри мережевого з'єднання. Іншими словами, перші 99 кілометрів мережі є тим, що спричиняє перешкоди, але це має найменше значення з точки зору захисту, оскільки більшість перешкодних сигналів втрачається. Якість звуку визначається за останні півтора метри!

Резюме

Високочастотні сигнали, що поширюються далеко в декількох діапазонах ГГц, наповнюють атмосферу до такої міри, що багато людей навіть не помічають шуму та ефекту зменшення досвіду від прослуховування музики. Поки джерела живлення аудіообладнання містять ефективну фільтрацію в більш глибокому діапазоні, високочастотні перешкоди передаються без проблем через ємнісні та індуктивні муфти. Таким чином, з багатьох шкідливих факторів, що заважають, високочастотні перешкоди - це ті, які безперешкодно потрапляють у всі частини пристрою та викликають проблеми з інтермодуляцією. Без належної фільтрації це може спричинити значні спотворення корисного сигналу. Оскільки високочастотні перешкоди ефективно зменшуються за рахунок природного ослаблення кабелів, слід розглядати лише перешкоди, близькі до обладнання. Секція шнура живлення перед пристроєм є найбільш ефективною для фільтрації напруги, спричиненої мережею. Для аудіо-цілей дуже важливо, щоб мережевий кабель був забезпечений високоякісним та ефективним високочастотним захистом від перешкод.