误区1: 不是双向信号就不是平衡? |
这是大多数人没有很好的理解平衡式传输所做的论述
这边细说有两个盲点:
1.平衡信号若有冷热信号是相位差180度的而非”双向”
这点后面展开说明
2.平衡传输的重点不在于头端信号有无而在于
阻抗相等+等量接收干扰+接收端CMRR排除
但是行业当中流传的知识点却存在大量错误
不讳言小编以前也犯过这样的错
-当然这跟行业当中一些被誉为圣经的书籍有关
即使是像布莱恩·马多克斯Brian Maddox这样从业30 多年的资深前辈也不讳言
”我认为正确使用平衡式音频是我多年前才准确掌握的东西。毕竟，几十年来我一直是一名音频专业人士。直到最近我才发现这个话题比我最初理解的要多得多。”
这是他在澄清平衡音频：为什么它可能不像我们想象的那样工作 当中的原话
我们必须再次跟行业倡导
国际电工委员会标准IEC 602689-3:2001音响系统设备“第3部分：放大器”。（第三版）
对于平衡式传输的叙述是:
“只有驱动器、线路和接收器的共模阻抗平衡在噪声或干扰抑制中起作用。
这种噪声或干扰抑制特性与所需差分信号的存在无关。”.
因此我们应该正确理解
平衡式传输重点:
1.路径上等量接收干扰
2.并且由接收端透过差动放大将等量干扰去除
因此!为了等量接收干扰:
a.信号线对对地具有相同阻抗
b.信号线进行高度对绞以便均匀吸收干扰
至于冷端信号是否有需要?
这是非必要的!
只需要二个导体对地阻抗相等以便受到干扰
就能够为差动放大电路CMRR提供良好的环境带入等量干扰信号
误区2: 声波转成电信号是单一方向信号,平衡还有一个反方向信号,为的是降低底噪 降噪干扰 |
这边准确地讲有两个问题:
1.平衡必须有:
一个热信号+热导体
一个与热导体镜像,对地阻抗相同的冷导体路径(但信号并不是必要的)
2.平衡冷导体”可能”会有一个与热信号反相位但同一方向传递的信号
但是冷导体头端与跟热端输出头端有相等的阻抗是必要的
这样的要求为的是路径上引入等量的干扰,并透过电路去除干扰
反相位信号在差动放大时可以提高接收到的信号强度
但是并没有降低底噪
误区3: 平衡与非平衡? 不要直接用接头外观来判断 |
图片来自于网络
6.35 trs 大三连接器由于同时跨消费电子与专业用:
实际上存在
”消费电子立体声非平衡”
”专业耳机立体声”
“专业平衡单声道”
”专业非平衡断点两声道”的多种用途
因此除非具体到端口点对点连接否则建议一律以物理外观称呼线缆/接头(trs 大三) 勿加上信号特征(平衡非平衡立体声断点 )
误区4: 平衡与非平衡两种接口并行存在 |
从两方面来说:
调音台的输出
早期为了便于录音通常在rec out 会提供适合卡座等设备的rca接头
部分aux out group out 会配置非平衡 6.35 ts插头
时至今日
绝大多数的aux out group out 通常都已经改为”阻抗平衡”
仅剩部分短距离使用的输出才会提供非平衡
其中一个非常特殊的例子就是X32 的AUX OUT
这并非一般我们理解的AUX GROUP OUT 而是类似于自定义的输出
特别是作为通道模拟INSERT输出之用
至于调音台的输入
除了少数立体声通道可能设计为非平衡TS 输入
大多数的单声道信道都是配置卡农平衡式+TRS 平衡式接口
而TRS 平衡式接口向下兼容非平衡TS
因此说” 平衡与非平衡两种接口并行存在” 显有点不够严谨
但没有例外的是:
所有接口都需要考虑:电平等级对应设备阻抗脚位定义
误区５: 平衡动态范围更大 非平衡动态范围会窄一些 |
一般会以为平衡式”信号”更大
只是因为冷热都有输出的平衡式在接收端可以得到+6dB较大信号
这仅仅是信号较大些而不等于”动态”
并且也不代表其他方式做不到
信号动态的实用范围受到:
1.发送端的信号强度
2.接收端的耐受能力
3.底层噪音
4.设备的纪录与处理能力(黑胶沟槽深度/16bits/24bits)
四方面的约束
如果仅是希望有较大信号
即使是阻抗平衡只要厂家愿意做-都可以在热端以+6dB输出
这样就让接收端一样得到平衡式+6dB
而这种情况下即使是短接为非平衡,都能得到 +6dB!
数据引用自yamaha 调音台手册
数据引用自yamaha 调音台手册
又举一例:
像这样调音台的端口无论那种口子增益调整的范围都是44dB 而线性输入最高不失真状态是30dBu 这是热-冷或是热-地+冷所得到的最大信号
那么源头信号的强度就会是这样
信号类别 | 接收到最高不失真信号 | 源头端原始信号 |
冷热 均有输出平衡 | +30dBu | +24dBu |
阻抗平衡 | +30dBu | +30dBu |
非平衡 | +30dBu | +30dBu |
那么谁强谁弱有意义吗? 没有!
削峰失真并不容易发生
-是否消除了底噪-才是决断了整体链路的可用性
误区６: 长距离非平衡损失很大? |
损失主要由输出阻抗-线缆阻值-输入阻抗三者共同决定
输出阻抗:输入阻抗通常为1:10 线缆依照粗细占有一定比例但通常极低
其中正确常见的非平衡通常发生在乐器
乐器的输出阻抗较高设备的输入阻抗也高(通常提高到10k)
此时同样粗细的线缆的电阻值比例反而小了
线损的影响少了=传输损失也应该更低!
那么!!非平衡损失很大的印象从何而来?
主要是接收端无法有效匹配
一般常见的”传输损失大”会发生在
发送-接收端”失配”情况下
以常见的非平衡信号源来说:
有各种不同输出阻抗
耳机类通常是极低阻
设备有源输出通常略高大约是1K~2K
吉他类通常是较高阻的10K等级(甚至更高)
但是调音台的”线性电平输入”通常是10K等级
以至于跟吉他这类高阻乐器以非平衡对接时
未能达到1:10的阻抗对应
这也就是为甚么需要”高阻抗”的DIRECT BOX
以便有效的拾取能量!
常见非平衡设备的输出阻抗 | ||
非平衡设备 | 输出阻抗 | |
计算机耳机输出 | 极低通常对应16/32Ω耳机 | |
键盘类乐器 line out | kurzweil.pc88 2K Ohms KORG krome_ex 非平衡输出阻抗: 1.1[kΩ] (L / Mono terminal: in case of Mono output, = 550[Ω]). 负载阻抗: 大于10 [kΩ]. *依照官网资料 目前有些厂家 改成XLR输出输出阻抗未公布 | |
键盘类乐器耳机 | 极低通常对应32Ω耳机 | |
电吉他拾音器 | DiMarzio Super Distortion DP100 | 13.68K |
Fender Custom Shop '51 Nocaster Tele Pickup Set | 7.18K（琴桥）、7.1K（琴颈） | |
Fender 钴铬 Telecaster 拾音器 | 12.5K（琴桥）、10.4K（琴颈） | |
Fishman Fluence Modern Active 双线圈拾音器 2 件套 | 2K | |
Fender Deluxe Drive Stratocaster 单线圈 3 件套 | 12K（琴中部、琴桥）、10.6K（琴颈） | |
木吉他被动式拾音器 | 行业习惯不太公布 | |
图片来自于DiMarzio
数据来自于BEHRINGER调音台手册
从另外一方面来看:
565SD SM58话筒为何要做成低阻?
我个人理解是:
早期在市场上调音台无法大幅度修改输入阻抗(600Ω变压器)的情况下
话筒厂家反向透过高质量的变压器来降低阻值
相对简单!
另辟蹊径以应对正在萌芽的长距离/大型演出的市场需求,并且意外的创造了畅销的新产品
因此我们应该说:
1.非平衡输出的阻抗比较多样! 从有源的低阻到无源的高阻都有
但是正确的”对应” 低阻发高阻收 才能让信号有效流动
也能避免失真
2.非平衡的缺点具体而言是:拾取到的干扰没有电路可以排除, 引入的噪音大
但同时我们也损失一个可用的传输路径
误区７: 非平衡转成平衡插头硬改没用 |
平衡的两点一线
只要有一个环节是非平衡就不是平衡
因此非平衡即使一端焊接为
平衡式也不见得是平衡
图片来自于网络
但是!如果两端设备屏蔽没有接通
那就有机会进行类似阻抗平衡的接法
我们看到RANE NOTE 110 当中提到 13 14 接法
就是体现了IEC 602689-3:2001对于平衡音频的叙述:
“只有驱动器、线路和接收器的共模阻抗平衡在噪声或干扰抑制中起作用。这种噪声或干扰抑制特性与所需差分信号的存在无关。”.
图片引用自 RANE NOTE 110
具体做法是:
平衡热取得非平衡热端
平衡冷取得非平衡地端
平衡屏蔽在非平衡端悬空
此时平衡端有一个电位差可供相减
线缆上也能受等量干扰
惟这样的线缆需要特别制作与标示
也需要接受端的阻抗能”对应“ 才好实施
所以一般演出用户大多使用TS对TS 再透过DI盒方式转接
来实践平衡式传输/以及阻抗的快速管理
结束语:
对于音频应用想要有正确的叙述与表达
需要理解+组织语言
涉猎正确与更新知识
加上实践思考才能正确理解
组织语言则需要不断的锻炼
两者都非一蹴可及
透过理解同业的表达
其实可以让我们发现行业当中
一些没有说透的冷知识
这是非常值得做的工作
欢迎广大用户读者持续提问,谢谢!
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