Il ronzio di rete, noto anche come ronzio della linea elettrica alternata, è un suono indesiderato associato alla corrente alternata, che viene emesso da un circuito elettrico con una frequenza doppia rispetto a quella di rete. La frequenza fondamentale di questa vibrazione è di solito 100/120 Hertz, cioè il doppio dei 50/60Hz della frequenza della linea elettrica locale. Il suono ha spesso un contenuto armonico pesante superiore a 50/60Hz. Nelle apparecchiature audio alimentate dalla rete, ma anche a causa di campi elettromagnetici in CA provenienti da apparecchi e cablaggi vicini,Il rumore elettrico a 50/60 Hz può penetrare nei sistemi audio e viene riprodotto come ronzio di rete dagli altoparlanti. Si può anche sentire un ronzio di rete proveniente da potenti apparecchiature della rete elettrica come i trasformatori di rete, causato dalle vibrazioni meccaniche indotte dalla magnetostrizione nel nucleo magnetico. A bordo degli aerei (o dei veicoli spaziali) la frequenza udita è spesso più acuta, per via dell'uso di alimentazione CA con trasformatori operanti a frequenze più elevate, che offrono il vantaggio di essere più piccoli e leggeri.

Cause Il ronzio elettrico attorno ai trasformatori è causato da campi magnetici dispersi che provocano la vibrazione dell'involucro e degli accessori. La magnetostrizione è una seconda fonte di vibrazione, in cui il nucleo di ferro cambia lievemente forma quando esposto a campi magnetici. L'intensità dei campi (e quindi l'intensità del conseguente "ronzio") è una funzione della tensione applicata. Armoniche superiori a 100/120 Hz potrebbero essere causate dal comportamento non lineare dei materiali magnetici più comuni.

Intorno alle linee elettriche ad alta tensione, il ronzio può essere prodotto dalle scariche a corona.

Nel campo dell'amplificazione del suono (ad esempio, nei sistemi di diffusione sonora e negli altoparlanti), il ronzio elettrico è spesso causato dall'induzione. Questo ronzio è generato da correnti elettriche oscillanti indotte in circuiti audio sensibili (ad alto guadagno o ad alta impedenza) da campi elettromagnetici alternati emanati da vicini dispositivi alimentati dalla rete elettrica, come ad esempio i trasformatori di potenza. Questo tipo di ronzio elettrico è prodotto da amplificatori e altoparlanti e non deve essere confuso con il feedback acustico.

L'altra principale fonte di ronzio nelle apparecchiature audio sono le impedenze condivise, come, ad esempio, quando una corrente intensa scorre attraverso un conduttore di terra a cui è collegato anche un dispositivo a bassa intensità di segnale. Tutti i conduttori reali offrono seppur minima resistenza elettrica,, e questa resistenza causa piccole cadute di potenziale al passaggio della corrente, facendo sì che i dispositivi che utilizzano, come riferimento di terra, punti diversi sul conduttore di terra l, avranno in realtà potenziali leggermente diversi. Questo ronzio è di solito alla seconda armonica della frequenza della linea elettrica (100/120 Hz) poiché le intense correnti di terra provengono da alimentatori da CA a CC che raddrizzano la forma d'onda della rete (vedi anche anello di terra).

Nelle apparecchiature a tubi a vuoto si avevano problemi simili in corrente alternata: pertanto, il filamento alimentato da corrente continua preveniva questa fonte di ronzio. Robert B. Tomer, Getting the most out of vacuum tubes, Howard W. Sams, Indianapolis, USA 1960, Library of Congress card no. 60-13843, available on the Internet Archive. Chapter 3.

Prevenzione Accade spesso che il ronzio elettrico in un locale venga captato tramite un circuito di massa. In questa situazione, un amplificatore e un mixer si trovano generalmente a una certa distanza l'uno dall'altro. Il telaio di ciascuno è collegato a terra tramite il conduttore di terra della rete elettrica ed è anche collegato lungo un percorso diverso tramite un cavo schermato. Poiché questi due percorsi non corrono uno accanto all'altro, si forma un circuito elettrico a forma di anello. La stessa situazione si verifica tra gli amplificatori per strumenti musicali sul palco e il mixer. Per risolvere questo problema, l'attrezzatura scenica è spesso dotata di un interruttore "ground lift" che interrompe il circuito tra linea di terra e schermatura. Un'altra soluzione è quella di collegare sorgente e destinazione tramite un trasformatore di isolamento 1:1, chiamato humbucker audio oppure iso coil. Un'opzione estremamente pericolosa e potenzialmente mortale è quella di interrompere il contatto con il filo di terra utilizzando un adattatore AC Ground Lift o rompendo il contatto di terra della spina di alimentazione.

Invertitore di ronzio L'inversione di ronzio è una tecnica che introduce una piccola quantità di segnale di rete, ma di segno opposto, in modo tale da cancellare per interferenza elettrica qualsiasi ronzio introdotto.

L'inversione di ronzio è un processo in cui il "ronzio" che causa artefatti sgradevoli, generalmente nei sistemi audio o video, viene ridotto. In un pickup o microfono per chitarra elettrica di questo tipo vengono utilizzate due bobine invece di una, disposte con polarità opposta in modo che il ronzio indotto si annulli. Tom Hirst, Electric Guitar Construction, Hal Leonard Corporation, 2003 , pag. 126.

Analogamente, in alcuni ricevitori radio a valvole, un avvolgimento posto sulla bobina dell'altoparlante era collegato in serie all'alimentazione per contribuire a cancellare qualsiasi ronzio residuo.

Alcune altre applicazioni comuni di questo processo sono:

Trasformatori o bobine humbucking utilizzati nei sistemi audio video. Cablaggio per sistemi telefonici (e altri sistemi audio) e comunicazioni informatiche.

Conseguenze

Nella musica Negli strumenti musicali, il ronzio viene solitamente trattato come un fastidio e vengono apportate varie modifiche elettriche per eliminarlo. Ad esempio, i pickup humbucker sulle chitarre elettriche sono progettati per "invertire" o ridurre il ronzio. A volte il ronzio viene utilizzato in modo creativo, ad esempio nella musica dub e glitch.

Demo di John Lennon

Alla fine degli anni '70, l'ex Beatle John Lennon registrò alcune canzoni demo nell'appartamento che condivideva con Yoko Ono nel Dakota. Questi demo non videro alcuna pubblicazione ufficiale all'epoca, né furono registrati adeguatamente per Double Fantasy o il suo seguito Milk and Honey, ma si diffusero come bootleg tra i fan di Lennon.

A metà degli anni '90, come parte della serie antologica dei Beatles, i tre membri sopravvissuti, Paul McCartney, George Harrison e Ringo Starr, si riunirono per registrare musica inizialmente occasionale per gli album, ma decisero invece poi di rielaborare alcuni demo di John Lennon. Diversi di questi furono dati a McCartney da Yoko Ono; i più notevoli furono "Free as a Bird", "Real Love" e "Now and Then".

Dei tre, "Real Love" e "Now and Then" furono i più difficili su cui lavorare, rispetto a "Free as a Bird"; entrambi contenevano un forte ronzio di rete a 60 Hz, come risultato dell'attrezzatura di registrazione economica che Lennon usava per i demo. Il ronzio di rete fu rimosso da "Real Love" ma era notevolmente più forte in "Now and Then", il che lo rese molto più difficile da rimuovere. Questo, e a quanto pare anche la disapprovazione di Harrison, portò alla sua eliminazione, sebbene negli anni successivi circolassero rapporti secondo cui McCartney sperava di terminare la canzone. Nel 2009, una versione del demo di Lennon, presumibilmente senza il ronzio di rete che ostacolava la versione dei Beatles, apparve come bootleg. Nel 2023, il ronzio di rete è stato infine rimosso grazie alla tecnologia di separazione della sorgente sonora di Peter Jackson.

Now and then è stato pubblicato dopo grande attesa il 2 novembre 2023 riportando subito i Beatles in testa alle classifiche di riferimento di mezzo mondo con un brano inedito, a distanza di più di sessanta anni dalla prima volta, stabilendo così un ennesimo record mondiale per la band di Liverpool.

Nei sistemi audio Il ronzio della linea elettrica può essere attenuato utilizzando un filtro elimina banda.

Nei sistemi video Nel video analogico, il ronzio di rete può essere visto come barre (bande di luminosità leggermente diversa) che scorrono verticalmente sullo schermo. I frame rate delle trasmissioni televisive vengono scelti per corrispondere alla frequenza della linea proprio per ridurre al minimo il disturbo che queste barre causano all'immagine. Un ronzio può essere causato da un circuito di massa nei cavi che trasportano segnali video analogici, da uno scarso livellamento dell'alimentazione o da un'interferenza magnetica con il tubo a raggi catodici.

Aspetto forense

L'analisi della frequenza della rete elettrica (ENF) è una tecnica forense per convalidare le registrazioni audio confrontando le variazioni di frequenza nel ronzio di fondo della rete nella registrazione con le registrazioni storiche a lungo termine ad alta precisione delle variazioni della frequenza di rete da un database. In effetti il segnale del ronzio di rete viene trattato come una filigrana digitale dipendente dal tempo che può essere utilizzata per trovare quando è stata creata la registrazione e per aiutare a rilevare eventuali modifiche nella registrazione audio., International Journal of Speech Language and the Law, vol. 12, no. 1, pp. 63-76 (2005)Mateusz Kajstura, Agata Trawinska, Jacek Hebenstreit. Forensic Science International, Volume 155, Issue 2, Pages 165-171 (20 December 2005)

Note

Voci correlate Amplificatore a valvole Analisi spettrale Flusso del segnale audio Rumore ad alta frequenza nei CRT

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