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MC1-0624-下面哪种方法可以减小话筒或耳机用音频电缆可能感生的射频电流?

MC1-0624 问的是怎么压住话筒、耳机音频电缆上感生的射频电流。要点是分清共模与差模:电缆芯线与屏蔽层同向流动的共模电流才是射频干扰的通路,套在整根电缆外面的铁氧体磁环对共模高频呈现高阻抗,对音频差模信号几乎没有影响,而串在芯线里的滤波器与话筒放大器都解决不了问题。

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【题目编号】MC1-0624

【题目】下面哪种方法可以减小话筒或耳机用音频电缆可能感生的射频电流?

【答案】A

[A]在电缆外面穿套铁氧体磁环

[B]在电缆芯线中串联低通滤波器

[C]在电缆前端添置话筒放大器

[D]在电缆芯线中串联带通滤波器

考点速览

这道题问的是怎样把话筒、耳机那根音频电缆上感生出来的射频电流压下去。答案指向一个很具体的器件——套在电缆外面的铁氧体磁环。题目出在射频干扰与抗干扰这一块,考的不是背条目,而是能不能分清“共模干扰要走共模路径去治”这条基本判断。话筒电缆上出现射频电流,常见表现是自己讲话时对方听到底噪、啸叫、广播电台串音,严重时收发信机一动发射,耳机里就是一片嗡嗡声。

铁氧体磁环为什么管用

要弄清磁环的作用,得先分清两种电流。音频信号在电缆芯线与屏蔽层之间来回流动,一去一回大小相等、方向相反,这叫差模(differential mode)信号,是我们要保留的。而射频电流往往是芯线与屏蔽层一起、相对机壳地同向流动,这叫共模(common mode)电流。共模电流的回路是电缆与地之间的大环路,这个环路既能把天线辐射的近场能量捡回来,也能把发信机的射频能量带出去。

铁氧体磁环(ferrite bead)套在整根电缆外面时,芯线与屏蔽层同时穿过磁环,差模电流在磁环里产生的磁通互相抵消,磁环对音频信号几乎没有影响;共模电流两股同向,磁通叠加,磁环对它呈现明显的阻抗。这个阻抗在高频段以损耗电阻分量为主,射频能量被转成热耗散掉,所以它是吸收而不是反射。

用法上有几个细节。电缆在磁环上多绕几圈能大幅提高阻抗,电感量与匝数的平方近似成正比,绕个三圈五圈往往比只穿一圈有效得多。材料也有讲究:镍锌类材料适合几兆赫以上的高频,锰锌类材料磁导率高、更适合较低的频段,短波段常选前者。孔径要能容纳绕好的线束,卡扣式的对插磁环方便事后加装。屏蔽层尽量只在设备一端接地,避免形成地环路,也就减少了共模电流的路径。

逐项辨析

选项 A 正确。它说的是在电缆外面穿套铁氧体磁环,这正是抑制共模射频电流的标准做法:作用于共模路径、不介入音频通路、不改动设备内部电路。

选项 B 说的是在电缆芯线里串低通滤波器。芯线走的是差模音频信号,把滤波器串在这里,音频要额外承受插入损耗和阻抗变化,频响还可能被改坏;而且共模电流的主要通路是屏蔽层与地,堵住一根芯线并不等于切断了共模回路,治不到根上。

选项 C 添置话筒放大器更不成立。放大器只认幅度、不认成分,弱信号和混进来的射频一起被放大;放大器自身的非线性还可能把射频检波出来,变成可闻的调制声,等于把事情弄得更糟。

选项 D 串带通滤波器,问题与选项 B 同源,还多一层麻烦:带通会把语音频带的两端切掉,音色发闷、可懂度下降,而抑制效果未必比得上一个磁环。

容易混起来的邻居概念

共模与差模是这题的分水岭。判定方法很直接:看电流是不是一去一回在同一对导体里闭合。是,就是差模,处理办法是在信号路径上做滤波或匹配;不是,就是共模,处理办法是在整根电缆外面加共模扼流圈,或者改善接地与屏蔽。

还有一个常被混起来的现象:交流声。音频电缆拾取的工频交流声多是地环路或电源纹波造成的,频率只有五十赫兹或一百赫兹,磁环在这个频率上几乎没有阻抗,套上去不解决问题,得用音频隔离变压器、平衡输入或者理顺接地。射频感生与工频交流声的听感不一样,处理方法也不一样。

应试要点

记一条判据:共模干扰用共模扼流圈,磁环套在整根电缆外面,不串在芯线里;绕几圈比穿一圈强。抑制射频感生的首选是磁环,放大器与滤波器都不是本题的答案。

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