Гул сети , электрический гул , циклический гул или гул линии электропередач — это звук, связанный с переменным током , частота которого в два раза превышает частоту электричества в сети . Основная частота этого звука обычно вдвое больше основной частоты 50/60 Гц , то есть 100/120 Гц, в зависимости от частоты местной линии электропередач . Звук часто имеет тяжелое гармоническое содержание выше 50/60 Гц. Из-за наличия тока сети в аудиооборудовании с питанием от сети, а также повсеместных электромагнитных полей переменного тока от близлежащих приборов и проводки, электрический шум 50/60 Гц может проникать в аудиосистемы и слышен как гул сети из их динамиков. Гул сети также может быть слышен от мощного оборудования электросетей , такого как трансформаторы коммунальных служб , 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 на 400 Гц намного меньше и легче.
Электрический гул вокруг трансформаторов вызывается рассеянными магнитными полями, заставляющими корпус и принадлежности вибрировать. Магнитострикция является вторым источником вибрации, при которой железо сердечника меняет форму в мельчайших деталях под воздействием магнитных полей. Интенсивность полей и, следовательно, интенсивность «гула» являются функцией приложенного напряжения. Поскольку плотность магнитного потока достигает наибольшей силы дважды за каждый электрический цикл, основная частота «гула» будет в два раза больше электрической частоты. Дополнительные гармоники выше 100/120 Гц будут вызваны нелинейным поведением большинства распространенных магнитных материалов.
Вокруг высоковольтных линий электропередач может возникать гул, вызванный коронным разрядом .
В области звукоусиления (например, в системах оповещения и громкоговорителях ) электрический гул часто вызывается индукцией . Этот гул генерируется колебательными электрическими токами , наведенными в чувствительных (с высоким коэффициентом усиления или высоким импедансом) аудиосхемах переменными электромагнитными полями , исходящими от близлежащих устройств с питанием от сети, таких как силовые трансформаторы. Слышимый аспект этого вида электрического гула создается усилителями и громкоговорителями (обратите внимание, что это не следует путать с акустической обратной связью ).
Другим основным источником гула в аудиооборудовании являются общие импедансы ; когда сильный ток течет через проводник ( заземляющий след), к которому также подключено малосигнальное устройство. Все практические проводники будут иметь конечное, хотя и небольшое, сопротивление, и небольшое сопротивление означает, что устройства, использующие разные точки на проводнике в качестве заземления, будут иметь немного разные потенциалы. Этот гул обычно находится на второй гармонике частоты линии электропередачи (100 Гц или 120 Гц), поскольку сильные токи заземления идут от источников питания переменного тока к источникам постоянного тока , которые выпрямляют форму волны сети. (См. также контур заземления .)
В оборудовании с вакуумными трубками одним из потенциальных источников гула является утечка тока между нагревателями и катодами трубок. Другим источником является прямая эмиссия электронов из нагревателя или магнитные поля, создаваемые нагревателем. Трубки для критических применений могут иметь цепь нагревателя, работающую от постоянного тока, чтобы предотвратить этот источник гула. [1]
Утечка аналоговых видеосигналов может привести к появлению шума, очень похожего на шум электросети.
Часто бывает так, что электрический гул на площадке улавливается через контур заземления . В этой ситуации усилитель и микшерный пульт обычно находятся на некотором расстоянии друг от друга. Корпус каждого элемента заземляется через штырь заземления сети, а также подключается по другому пути через проводник экранированного кабеля. Поскольку эти два пути не проходят рядом друг с другом, образуется электрическая цепь в форме петли. Та же ситуация возникает между усилителями музыкальных инструментов на сцене и микшерным пультом. Чтобы исправить это, сценическое оборудование часто имеет переключатель « заземления », который разрывает петлю. Другое решение — соединить источник и назначение через изолирующий трансформатор 1:1, называемый по-разному аудиохамбакером или изо-катушкой . Крайне смертельным вариантом является разрыв контакта с заземляющим проводом с помощью адаптера переменного тока с заземляющим контактом или путем разрыва заземляющего контакта на вилке питания, используемой на микшерной панели. В зависимости от конструкции и компоновки аудиооборудования, между (теперь изолированным) заземлением на микшерном пульте и заземлением может возникнуть смертельно опасное напряжение. Любой контакт между клеммами линии переменного тока под напряжением и шасси оборудования приведет к подаче напряжения на все экраны кабелей и взаимосвязанное оборудование.
Хамбаккинг — это метод введения небольшого количества сигнала сетевой частоты с целью подавления любого вносимого шума или иного способа электрического подавления эффекта наведенного шума сетевой частоты .
Хамбакер — это процесс, в котором «гул», вызывающий нежелательные артефакты, как правило, в аудио- или видеосистемах, уменьшается. В электрогитарном звукоснимателе или микрофоне хамбакер используются две катушки вместо одной; они расположены в противоположной полярности, так что гул переменного тока, индуцированный в двух катушках, будет гаситься, при этом подавая сигнал для движения струн гитары или диафрагмы. [2]
В некоторых радиоприемниках на электронных лампах обмотка на катушке динамического динамика была подключена последовательно с источником питания, чтобы устранить остаточный гул.
Вот некоторые другие распространенные применения этого процесса:
В музыкальных инструментах гул обычно рассматривается как неприятность, и для его устранения производятся различные электрические модификации. Например, звукосниматели хамбакер на электрогитарах предназначены для «сглаживания» или уменьшения гула. [3] Иногда гул используется творчески, например, в даб- и глитч-музыке .
В конце 1970-х годов бывший битл Джон Леннон записал несколько демо-песен в своей квартире с Йоко Оно в Дакоте . Эти демо-записи не были официально выпущены в то время, и они не были записаны должным образом для Double Fantasy или его продолжения Milk and Honey , но они распространялись как бутлеги среди поклонников Леннона.
В середине 1990-х годов, в рамках серии антологий Beatles, трое оставшихся в живых участников, Пол Маккартни , Джордж Харрисон и Ринго Старр , перегруппировались, чтобы записать изначально случайную музыку для альбомов, но вместо этого решили переработать некоторые демо Джона Леннона. Несколько демо были переданы Маккартни Оно, наиболее заметными из которых были « Free as a Bird », «Real Love» и «Now and Then».
Из полученных демо-записей только три вышеупомянутых были обработаны. Из этих трех "Real Love" и "Now and Then" были самыми сложными для работы, так как, по сравнению с "Free as a Bird", обе содержали заметный 60-герцовый сетевой гул из-за дешевого звукозаписывающего оборудования, которое Леннон использовал для записи демо. В то время как сетевой гул был удален из "Real Love", [4] он был заметно громче в "Now and Then", что значительно усложнило его удаление. Это, и в гораздо большей степени неприязнь Харрисона к этой конкретной демо-записи, привело к тому, что ее вообще отменили, [5] хотя в последующие годы ходили слухи, что Маккартни надеялся закончить ее. [6] [7] [8] В 2009 году версия демо Леннона, предположительно без сетевого гула, который мешал версии Beatles, появилась в качестве бутлега. В 2023 году сетевой гул был наконец устранен благодаря технологии разделения источников звука Питера Джексона [ 9] , и трек был выпущен 2 ноября 2023 года [10].
Гул линии электропередач можно уменьшить с помощью полосового фильтра . [11]
В аналоговом видео сетевой гул можно увидеть как полосы гула (полосы слегка разной яркости), прокручивающиеся вертикально вверх по экрану. Частота кадров вещательного телевидения выбирается так, чтобы соответствовать частоте строки, чтобы минимизировать помехи, которые эти полосы вызывают в изображении. Полоса гула может быть вызвана контуром заземления в кабелях, передающих аналоговые видеосигналы, [12] плохим сглаживанием источника питания или магнитными помехами с электронно-лучевой трубкой .
Анализ частоты электрической сети (ENF) — это криминалистический метод проверки аудиозаписей путем сравнения изменений частоты фонового шума сети в записи с долгосрочными высокоточными историческими записями изменений частоты сети из базы данных. По сути, сигнал шума сети рассматривается как зависящий от времени цифровой водяной знак , который можно использовать для определения времени создания записи и для обнаружения любых изменений в записи звука. [13] [14] [15]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )