Гул сети , электрический гул , циклический гул или гул линии электропередачи — это звук, связанный с переменным током , частота которого в два раза превышает частоту сетевого электричества . Основная частота этого звука обычно вдвое превышает основную частоту 50/60 Гц , т. е. 100/120 Гц, в зависимости от частоты местной электросети . Звук часто имеет большое количество гармоник выше 50/60 Гц. Из-за наличия сетевого тока в аудиоаппаратуре, питающейся от сети, а также повсеместных электромагнитных полей переменного тока от близлежащих приборов и проводки, электрический шум 50/60 Гц может проникнуть в аудиосистемы и восприниматься как гул сети из их динамиков. Также можно услышать шум сети, исходящий от мощного оборудования электроэнергетической сети, такого как трансформаторы , вызванный механическими вибрациями, вызванными магнитострикцией в магнитном сердечнике. На борту самолета (или космического корабля) слышимая частота часто бывает более высокой из-за использования в этих условиях переменного тока частотой 400 Гц , поскольку трансформаторы с частотой 400 Гц намного меньше и легче.
Электрический шум вокруг трансформаторов вызван паразитными магнитными полями, вызывающими вибрацию корпуса и аксессуаров. Магнитострикция — это второй источник вибрации, при котором железный сердечник мгновенно меняет форму под воздействием магнитных полей. Интенсивность полей и, следовательно, интенсивность «гула» являются функцией приложенного напряжения. Поскольку плотность магнитного потока максимальна дважды за каждый электрический цикл, основная частота «гула» будет вдвое превышать электрическую частоту. Дополнительные гармоники выше 100/120 Гц будут вызваны нелинейным поведением большинства распространенных магнитных материалов.
Вокруг высоковольтных линий электропередачи гул может создаваться коронным разрядом .
В области звукоусиления (например, в системах громкой связи и громкоговорителях ) электрический гул часто вызывается индукцией . Этот гул создается колебательными электрическими токами, индуцируемыми в чувствительных (с высоким коэффициентом усиления или высоким сопротивлением) аудиосхемах переменными электромагнитными полями , исходящими от близлежащих устройств с питанием от сети, таких как силовые трансформаторы. Звуковой аспект такого рода электрического шума создается усилителями и громкоговорителями (обратите внимание, что его не следует путать с акустической обратной связью ).
Другим основным источником шума в аудиооборудовании являются общие импедансы ; когда сильный ток течет через проводник ( заземляющую дорожку), к которому также подключено слабосигнальное устройство. Все практические проводники будут иметь конечное, хотя и небольшое, сопротивление, а присутствующее небольшое сопротивление означает, что устройства, использующие разные точки проводника в качестве опорного заземления, будут иметь немного разные потенциалы. Этот гул обычно соответствует второй гармонике частоты сети электропередачи (100 Гц или 120 Гц), поскольку сильные токи на землю передаются от источников переменного тока к источникам питания постоянного тока , которые выпрямляют форму сетевого сигнала. (См. также контур заземления .)
В электроламповом оборудовании одним из потенциальных источников шума является утечка тока между нагревателями и катодами ламп. Другим источником является прямая эмиссия электронов из нагревателя или магнитные поля, создаваемые нагревателем. Лампы для критически важных применений могут иметь цепь нагревателя, питаемую постоянным током, чтобы предотвратить этот источник шума. [1]
Утечка аналоговых видеосигналов может вызвать шум, очень похожий на шум сети.
Часто электрический шум в помещении улавливается через контур заземления . В этой ситуации усилитель и микшерный пульт обычно находятся на некотором расстоянии друг от друга. Корпус каждого устройства заземляется через заземляющий контакт сети, а также подключается по другому пути через жилу экранированного кабеля. Поскольку эти два пути не идут рядом друг с другом, образуется электрическая цепь в форме петли. Та же ситуация происходит между усилителями музыкальных инструментов на сцене и микшерным пультом. Чтобы исправить это, сценическое оборудование часто имеет переключатель « подъёма земли », который разрывает петлю. Другое решение — соединить источник и назначение через изолирующий трансформатор 1:1, называемый по-разному аудио- хамбакером или изо-катушкой . Чрезвычайно смертельным вариантом является разрыв контакта с заземляющим проводом с помощью адаптера заземления переменного тока или сломания заземляющего контакта вилки питания, используемой на микшерной панели. В зависимости от конструкции и расположения аудиооборудования между (теперь изолированным) заземлением микшерного пульта и заземлением может возникнуть смертельное напряжение. Любой контакт между клеммами линии переменного тока и корпусом оборудования подает напряжение на все экраны кабелей и взаимосвязанное оборудование.
Хамбакинг - это метод введения небольшого количества сигнала линейной частоты для подавления любого возникающего шума или иного способа электрического подавления эффекта наведенного шума линейной частоты .
Хамбакинг — это процесс, при котором уменьшается «гул», вызывающий нежелательные артефакты, как правило, в аудио- или видеосистемах. В звукоснимателе или микрофоне электрогитары хамбакер используются две катушки вместо одной; они расположены в противоположной полярности, так что шум переменного тока, индуцируемый в двух катушках, подавляется, но при этом подается сигнал о движении гитарных струн или диафрагмы. [2]
В некоторых ламповых радиоприемниках обмотка катушки динамического динамика подключалась последовательно с источником питания, чтобы устранить остаточный шум.
Некоторые другие распространенные применения этого процесса:
В музыкальных инструментах гул обычно рассматривают как помеху, и для его устранения вносятся различные электрические модификации. Например, звукосниматели - хамбакеры на электрогитарах предназначены для «подавления» или уменьшения шума. [3] Иногда гул используется творчески, например, в даб-музыке и глитч-музыке .
В конце 1970-х годов бывший битл Джон Леннон записал несколько демо-песен в своей и Йоко Оно квартире в Дакоте . В то время эти демо не были официально выпущены и не были должным образом записаны для Double Fantasy или ее последующего альбома Milk and Honey , но они распространились как контрафактные копии среди поклонников Леннона.
В середине 1990-х годов в рамках серии антологий «Битлз» трое оставшихся в живых участников, Пол Маккартни , Джордж Харрисон и Ринго Старр , перегруппировались, чтобы записать первоначально второстепенную музыку для альбомов, но вместо этого решили переработать некоторые демо Джона Леннона. Маккартни от Оно подарили несколько демо, наиболее известными из которых были « Free as a Bird », «Real Love» и «Now and then».
Из полученных демо в работе находились только три вышеупомянутые. Из трех «Настоящая любовь» и «Сейчас и тогда» было труднее всего работать по сравнению с «Свободной как птица»; оба содержали заметный 60-герцовый гул сети из-за дешевого записывающего оборудования, которое Леннон использовал для записи демо. Хотя в «Real Love» был удален гул сети, [4] в «Now and then» он был заметно громче, что значительно усложнило его удаление. Это, а также, в гораздо большей степени, отвращение Харрисона к этой конкретной демо, привело к тому, что она была полностью отменена, [5] хотя в последующие годы ходили сообщения о том, что Маккартни надеялся закончить ее. [6] [7] [8] В 2009 году версия демо Леннона, предположительно без гула сети, который мешал версии Битлз, появилась как контрафакт. В 2023 году гул сети был окончательно устранен благодаря технологии разделения источников звука Питера Джексона , [ 9] и трек был выпущен 2 ноября 2023 года. [10]
Шум в линии электропередачи можно уменьшить с помощью полосового фильтра . [11]
В аналоговом видео шум сети можно увидеть в виде полос жужжания (полос немного разной яркости), прокручивающихся вертикально вверх по экрану. Частота кадров телевещания выбирается так, чтобы соответствовать частоте линии, чтобы свести к минимуму помехи, которые эти полосы вызывают в изображении. Шум может быть вызван контуром заземления в кабелях, передающих аналоговые видеосигналы, [12] плохим сглаживанием напряжения питания или магнитными помехами в электронно-лучевой трубке .
Анализ частоты электрической сети (ENF) — это судебно-медицинский метод проверки аудиозаписей путем сравнения изменений частоты фонового шума сети в записи с долговременными высокоточными историческими записями изменений частоты сети из базы данных. По сути, сигнал электросети рассматривается как зависящий от времени цифровой водяной знак , который можно использовать для определения времени создания записи и для обнаружения любых изменений в звукозаписи. [13] [14] [15]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )