Разъёмы [ править | править код ]
В настоящее время наиболее часто используются 3-контактные разъёмы XLR, также часто используются четвертьдюймовые (¼» или 6.35 мм) разъёмы TRS (tip-ring-sleeve). Существуют различные переходники из XLR в TRS и обратно. Также, в стационарной аппаратуре используются винтовые клеммные колодки и разъёмы.
На сколько я понял из найденного в сети – устройство балансного подключения простое до безобразия – идет два одинаковых сигнала, но один со знаком плюс, второй минус. В конце минус инвертируется и добавляется к плюсу. Таким образом шумы плюса и минуса компенсируют друг друга, а сигнал в итоге удваивается.
Так что ни соединение с землей не должно мешать (плюс добавится к нулю) ни висячий провод (плюс по сути останется сам по себе). Просто сигнал будет не удвоенный, а одинарный.
Мне вот интересно услышать от тех, кто в курсе, не ошибаюсь ли я где-то, и будет ли всё работать как предполагается. Колонки не самые дешевые, разобраться бы перед покупкой.
Коаксиальный цифровой выход S/PDIF. Разъем RCA и TOSLINK
По мере развития индустрии звукозаписи, перед инженерами по-прежнему стоял вопрос по возможным способам минимизации акустических искажений и помех. Так был найден коаксиальный способ передачи данных S/PDIF. S – компания Sony, P – компания Philips, принявшие участие при разработке данного стандарта; DIF – digital interface (в переводе с англ. «цифровой интерфейс»).
Главная особенность коаксиального цифрового выхода заключается в отсутствии необходимости преобразовывать звук из цифрового в аналоговый, что и позволяет сохранить исходное качество сигнала с минимально возможным уровнем потерь.
Самым популярным цифровым выходом принято считать RCA – «тюльпан», созданный еще в 40-х годах прошлого века. Еще одним вариантом реализации S/PDIF считается оптический кабель и порт формата TOSLINK, преобразующий электрический сигнал в оптический. Затем оптический луч передается по экранированной оболочке кабеля. Особенность оптической передачи сигнала заключается в том, что он не поддается никаким электромагнитным помехам. При поступлении к источнику воспроизведения, оптический сигнал вновь преобразуется в электрический.
Как слушается: Оптика требует тонкого подхода и любит дорогие аксессуары. Приготовьтесь повозиться с подбором оригинального качественного кабеля, но результат оправдает себя с лихвой. Вариант с цифровым подключением исключает лишний виток преобразований, что также положительно сказывается на качестве звука.
Плееры Astell&Kern:
Чем старше в классе модель от корейского производителя, тем лучше он звучит. Для Astell&Kern это аксиома. От простенькой модели Astell&Kern AK Jr с единственным джеком, до симбиоза оптики и TRS с дополнительным балансным входом в моделях AK240 и AK380.
Astell&Kern AK380: TRS-джек, оптический 3,5 мм, балансный выход (4-пиновый 2,5 мм, требует подключения усилителя);
Astell&Kern AK240: TRS-джек, оптический 3,5 мм, балансный выход (4-пиновый 2,5 мм, требует подключения усилителя);
Astell&Kern AK120 II: TRS-джек, оптический 3,5 мм, балансный выход (4-пиновый 2,5 мм, требует подключения усилителя);
Astell&Kern AK100 II: TRS-джек, оптический 3,5 мм, балансный выход (4-пиновый 2,5 мм, требует подключения усилителя);
Astell&Kern AK Jr: TRS-джек.
Плееры Colorfly:
«Made in China» – это вердикт качеству каким мы привыкли его воспринимать при виде данной надписи. Когда речь заходит о Hi-End, китайские инженеры не могут позволить себе «сделать плохо». Плееры от Colorfly отличаются стильным дизайном и наличием хорошего арсенала портов (особенно в модели Colorfly C4 Pro).
Colorfly C4 Pro: TRS-джек 3,5 и TRS-джек 6,3 мм (работают синхронно); S/PDIF.
Colorfly C10: TRS-джек, балансный выход (3,5 мм джек);
Colorfly C3: TRS-джек.
Плееры HiFiMAN:
Широкий ассортимент моделей от американского производителя HiFiMAN позволяет подобрать плеер по вкусу даже в том случае, если вы руководствуетесь исключительно его внешним видом. Оригинальное решение производителя – наличие переключателя с обычного на балансный порт TRS 3,5 мм.
HiFiMAN HM-901s: TRS-джек, балансный выход (3,5 мм джек);
HiFiMAN HM-901: TRS-джек/балансный выход (4-пиновый порт, комплектуется переходником; предусмотрен переключатель);
HiFiMAN HM-802: TRS-джек/балансный выход (4-пиновый порт, комплектуется переходником; предусмотрен переключатель);
HiFiMAN HM-700: TRS-джек/балансный выход (4-пиновый порт, комплектуется переходником; предусмотрен переключатель);
HiFiMAN HM-650: TRS-джек, балансный выход (3,5 мм джек);
HiFiMAN HM-603: TRS-джек, балансный выход (3,5 мм джек);
HiFiMAN HM-601 Slim: TRS-джек, балансный выход (3,5 мм джек).
О портах, штекерах и типе передачи сигнала можно говорить бесконечно долго. Единственно верным же советчиком могут стать ваши собственные уши. Любая из представленных в рамках этого материала моделей звучит на порядок лучше смартфона и бюджетной флешки с поддержкой MP3. Это и есть Hi-End.
iPhones.ru
В чем разница и чем радуют Hi-End-плееры? Мечты о том, что когда нибудь инженерная мысль сольется воедино и на мир сойдет единый универсальный порт, который будет лишен недостатков, будет подходить под любые цели в любой отрасли, так и остаются мечтами. Оптический, коаксиальный, джек, S/PDIF… От этого разнообразия голова идет кругом. Сегодня мы разберемся с основными…
Небалансные кабели
Достаточно счистить слой изоляции небалансного кабеля, и первое, что бросится в глаза — это экранирующая металлическая оплетка. По английски она называется «BraidedShield». Её основное назначение заключается в подавлении поступающих извне помех, проявляющихся в виде шумов на выходе. Экранирующая оболочка выполнена в виде сетки из медной и тонкой проволоки, покрывающей сигнальный провод поверх изоляции. Существует 3 основных вида оплетки — однослойная, двухслойная и так называемая французская. В зависимости от вида экранирующей оплетки отличается и степень подавления поступающих помех.
Если небалансный кабель был поврежден, то его легко отремонтировать. Для этого нужно вскрыть внешнюю изоляцию и извлечь провод из-под слоя металлической оплетки. Затем соединить оборванные концы сигнального провода и снова заизолировать. Однако по эффективности подавление помех небалансный аудиокабель никогда не сравнится с балансным.
Четыре контакта
О балансных наушниках мы знаем два факта. Первый — балансными могут стать обычные наушники, если к ним подключить специальный кабель. Более того, даже наушники изначально не заявленные производителем как балансные, превращаются в таковые при использовании соответствующего кабеля стороннего производителя. Как правило, речь идет о внутриканальных наушниках или полноразмерных с Y-образным подключением кабеля, у которых динамики левого и правого каналов не связаны общим «минусовым» кабелем. Примеров тому может быть масса, начиная от High-End наушников типа Audeze и Astell&Kern AK T5p, включая добротные модели Hi-Fi вроде Sennheiser HD660 и заканчивая копеечными «затычками» QKZ с Aliexpress.
Вот так (буквально) подается сигнал на правый и левый канал наушников при балансном подключении. Для передачи сигнала используются по два контакта из трех Второй факт — балансный кабель и выход балансного усилителя имеют не три, а четыре контакта. Причина все та же — у каналов нет и не должно быть общих проводов. И вновь, можно найти немало примеров и среди техники High-End, и среди бюджетного китайского Hi-Fi. В качестве примеров можно привести усилители Bryston BHA-1F как High-End решение, хорошим примером среднебюджетного Hi-Fi является Musical Fidelity MX-HPA, а ультрабюджетный класс вполне можно оценить по SMSL SAP-10.
Преимущества и недостатки подключения
Балансное подключение вследствие технических особенностей имеет пару преимуществ.
- Передача спутникового сигнала без малейших помех, искажений на достаточно большие расстояния. Достигается это по следующей причине: разность потенциалов инверсионного и прямого балансовых сигналов вдвое больше сравнительно с разностью потенциалов единственного сигнала и «земли» в линии небалансной. В последнем варианте на выходе получается чистое звучание без значительных помех и искажений на расстояниях порядка 15-20 м, в то время как при балансовом подключении спутниковая линия фактически достигает длины в 200 и более метров.
- Второе преимущество – более высокая устойчивость к искажениям, достигаемая несколькими обстоятельствами. Аудиоданные транспортируются противофазным сигналом, вследствие чего синфазные помехи, образованные наружными наводками, гасятся. Кроме этого, присутствующий 3-ий проводник способствует контролю разницы инверсионного и прямого импульсов; детектированию искажений, образовывающихся в одной из 2-х медийных линий; снижению разными вариантами давления на полезные импульсы (к примеру, за счет смешения входящих инверсионного и прямого импульсов). Наконец, еще один несомненный плюс – бо́льшее расхождение потенциалов между инверсионным и прямым дифференциальными проводниками, по сравнению с расхождением потенциалов между одним сигналом и «землей» небалансной линии, дает более стойкий к ослабеванию аналогового сигнала с бо́льшим соотношением «сигнал-звук».
Недостаток балансового подключения – наличие вспомогательного передатчика и более сложного воспроизведения передающего и принимающего оборудования.
Между двумя мирами
Принцип работы балансного предусилителя применительно к Hi-Fi-системе в целом понятен. В XLR разъем приходят три сигнальных проводника «плюс», «минус» и «земля». Сигнал попадает в симметричный тракт и после усиления оказывается на выходе с тем же самым трехконтактным разъемом. Все выглядит логично, но что происходит в начале и в конце звукового тракта? К балансному усилителю мощности класса Hi-Fi подключаются колонки с двумя, а не тремя контактами. У балансных наушников также используется по два, а не по три контакта на каждый канал. Источник сигнала тоже не обязательно будет балансным. Как работает балансная схема в этом случае?
Каждый выходной усилитель усиливает одну полуволну сигнала, а складываются они в динамике наушников
Схемотехника оконечного балансного усилителя в целом аналогична остальным, только в финале акустика или наушники подключаются к «плюсовому» и «минусовому» выходам, а «земля» попросту не используется. Соответственно, один канал балансного усилителя мощности — это эквивалент двух каналов в небалансном включении. Более того, схема подключения нагрузки получается точно такая же, как при работе усилителя в мостовом режиме.
Две симметричных зоны позади разъемов — это не два стерео-канала, а два балансных канала. Почувствуйте разницу!
В качестве примера реализации входов балансного усилителя рассмотрим опциональные модули апгрейда, которые можно интегрировать в балансную схемотехнику усилителя Jotunheim. Один из них — USB-ЦАП, и глядя на плату нетрудно заметить, что его схемотехника также полностью балансная.
Два ЦАПа и два симметричных канала после них
В нем используются две микросхемы ЦАПа, каждая из которых воспроизводит «плюсовое» и «минусовое» плечо одного канала, а далее следует узнаваемый симметричный аналоговый тракт. Второй опциональный модуль — фонокорректор, и тут уже возникают вопросы. Фонокорректор по умолчанию имеет небалансные входы, но на плате фонокорректора мы видим симметричный балансный тракт. Как это происходит?
Небалансный вход с помощью операционных усилителей превращается в балансный, далее по той же схеме
Подобно тому как балансный сигнал можно превратить в небалансный, используя лишь «плюсовое» плечо сигнала, можно создать виртуальную среднюю точку между «плюсом» и «землей» небалансного сигнала, и тем самым дать начало балансному тракту.
Что такое балансный и небалансный вход
Балансный вход представляет собой симметричную трансляцию сигнала по паре кабелей от одного устройства к другому. Один провод транслирует сигнал в противофазе относительно второго кабеля. Также присутствует 2-ий проводник симметричной связующей линии – нейтральный кабель, называемый «землей» сигнальной. Преимущество представленного соединения, относительно несимметричных лучей – сверхвысокая помехоустойчивость.
Стало возможно получать устойчивый сигнал связи без каких-либо помех в случае, если активная звукозаписывающая аппаратура находится на удаленном расстоянии. Так, можно отдалить устройство на несколько десятков метров и качество акустики при этом останется высоким. Балансовые линии незаменимы в профессиональной музыкальной сфере (концертные сцены, звукозаписывающие помещения), когда необходимо обеспечить безупречное качество звучания.
схема балансных и не балансных входов
Следующее преимущество такого входа, как принято считать – стандартизированное определение выходных/входных характеристик устройств, например, уровней электросигналов, сведенных к 0 дБ, сопротивления. Эти параметры имеют большое значение также в профессиональной сфере, например, при замене аппаратуры разных производителей. В обычной ситуации требуется корректировка сигнальных уровней, при балансном входе этого делать не нужно.
Если на распределительном оборудовании находятся XLR-разъемы, это указывает на симметричное соединение. А вот «сквозная» это симметрия или она образуется посредством специальных схемных разрешений, точно определить нельзя. «Сквозной» подход (от источника сигнала до выходного каскада аудиоусилителя симметрия элементов подключенного оборудования сохранена) встречается редко. Как правило, он присущ дорогой аппаратуре известных брендов.
При небалансовом входе используется 2 проводника – по одному сигнал передается, по другому кабелю ток возвращается в обратном направлении. Необходимо помнить, что ток может циркулировать только по замкнутому кругу, значит, требуется создать своеобразный виток (источник-приемник), однако при этом не исключены помехи. В одной ситуации, когда, например, к усилителю подключаются колонки, сопротивление и приемника, и источника сравнительно небольшое. Здесь будет слышна только очень сильная, мощная помеха.
Если кабель коротковат (межблочник), к тому же он экранирован («земля» проходит по кабельной оплетке), лишние шумы также обычно отсутствуют. А вот при наличии очень длинного микрофонного провода, в котором амплитуда сигнала измеряется в милливольтах, уровень наводки равен уровню сигнала, искаженного звучания не избежать.
Поговорим об экранировании
Все кабели имеют экранирование самых разных типов — тут больше зависит от производителя кабеля.
Экранирование предназначено для защиты сигнала от помех — радиочастотных или электромагнитных.
Как правило, чем лучше экранирование у кабеля, тем он дороже. Ввиду наличия большого объема оплетки кабель может плохо гнуться (например, при наличии экрана из фольги). Однако есть и достаточно гибкие модели, рекомендуем взглянуть на коаксиальный кабель, который хоть и имеет хорошее экранирование, но при этом не обладает достаточной гибкостью.
О других кабелях и разъемах
Всего существует три типа разъемов:
XLR-«папа» (3 штыря) подключается к входу оборудования. XLR-«мама» (3 гнезда) подключается к выходу оборудования и микрофону. TRS — или jack (кончик, кольцо и гильза) подключается и ко входу, и к выходу.
Все вышеперечисленные разъемы имеют по 3 контакта — плюс, минус и земля.
Небалансный кабель (он же моно-кабель) имеет два контакта.
Принципиальное отличие в конструкции представим ниже:
Тестовые стенды
Для того чтобы проверить все наблюдения и теоретические выкладки на практике я отправился в шоурум Schiit Audio, где есть возможность послушать балансные устройства различного класса как с наушниками, так и с акустикой. Последнее было необходимым условием для выяснения, какой же способ подключения наушников дает звучание, наиболее близкое к тому, что мы слышим при прослушивании стереосистемы. Из имеющегося набора аппаратуры я выбрал усилитель Schiit Audio Jotunheim со встроеным ЦАПом и связку из ЦАПа Schiit Audio Yggdrasil и усилителя Schiit Audio Ragnarok, работающую как с наушниками, так и с акустикой Sonus Faber Olympica III. В роли проигрывателя и источника контента выступил мой ноутбук с Windows 10 и приложением Foobar2000.
В рамках одного производителя выстроить балансный тракт проще всего Наушники ОРРО РМ-1 подключались фирменными кабелями — балансным и небалансным. Внешне они идентичны и отличаются только разъемом подключения к усилителю: привычный трехконтактный jack у небалансного и четырехконтактный XLR у балансного кабеля.
Разъем TRS – «джек»
Стандарт TRS является одним из старейших и проверенных временем, поскольку впервые применялся еще на заре проектирования телефонных коммутаторов в XIX веке. Изначально TRS-разъем имел упрощенную TS-конструкцию (отсутствовал дополнительный канал-кольцо). Суть же самой аббревиатуры заключается в следующем:
- T = tip – в переводе с английского «кончик»;
- R = ring – в переводе с английского «кольцо»;
- S = sleeve – в переводе с английского «гильза»;
Конструкция TRS-штекера полностью оправдывает его составные части: остроконечная гильза с пластиковыми перегородками-изоляцией, разделяющими каналы. Общепринятым стандартом TRS-штекера и, соответственно, порта, является традиционный стерео-джек, предусматривающий три контакта: левый и правый каналы + земля.
С появлением смартфонов, TRS претерпел незначительные изменения, получив дополнительное кольцо, отвечающее за микрофонную гарнитуру (формат TRRS). Дальше всех пошла компания Sony, представившая серию смартфонов Xperia Z, гарнитура которых имеет пятиконтактный джек (TRRRS) на два кольца которого запитаны два микрофона: один для записи речи, другой – для шумоподавления.
Существует три типоразмера аудиоразъемов TRS:
- 6,3 мм джек (1/4 дюйма). Используется в профессиональном музыкальном оборудовании: от микшеров и звуковых карт, до микрофонов и музыкальных электроинструментов.
- 3,5 мм джек. Универсальный аудиовыход, который используется в потребительской электронике и портативной технике любого уровня.
- 2,5 мм джек. Стандарт, который постепенно уходит в прошлое. Сфера применения: портативная техника, тюнеры, порты подключения чашек наушников со съемными шнурами.
Как слушается: Подключение посредством TRS является самым простым: под любой размер порта и штекера несложно подобрать соответствующий переходник, но главным врагом дешевизны остается физика. От TRS не ждите «сверхзвука» и лавр «эталонного винила».
Ценность баланса
Разницу между балансным и небалансным подключением я услышал с первых же нот. Балансное подключение звучит громче, оно дает более широкую звуковую сцену, больше «воздуха» и лучшую детализацию. Бас становится существенно более четким, упругим и собранным. На его фоне небалансное звучит более кучно, тональный баланс темнее, главным образом, за счет уменьшения количества и прозрачности верхних частот. Басовый диапазон менее разборчив и контролируется не так хорошо.
Балансный усилитель дорогого стоит!
Разница в ширине сцены и ощущении пространства такова, что на некоторых записях с не сильно выраженными стереофоническими эффектами возникает ощущение, что небалансное подключение дает монофонический звук. Столь же ощутима разница в детальности. В целом смена типа подключения дает впечатление, будто ЦАП поменяли на один класс выше.
Но можно и недорого…
При использовании Schiit Audio Jotunheim у меня сложилось ощущение, что в балансном подключении сцена уж очень широка, а в центре недостает плотности и телесности. Такое же ощущение возникает, когда акустика стоит слишком широко. Справедливо предположить, что такой эффект может возникать вследствие специфики взаимодействия наушников и усилителя. На связке ЦАПа Schiit Audio Yggdrasil и усилителя Schiit Audio Ragnarok этот эффект оказался менее выражен.
И золотая середина в этом жанре имеется
Тем не менее, меня посетила мысль о том, что разделение каналов, которое так хорошо проявляет себя в системе с акустикой, далеко не всегда актуально при работе с наушниками. Поэтому ответ на вопрос о полезности полностью балансного тракта я, пожалуй, оставлю открытым.
Когда нужен балансный, а когда небалансный кабель?
Для работы с гитарами, подключения инструментов в линию и соединения аудиовоспроизводящих устройств между собой вполне подойдут небалансные кабели, чья длина не превышает 6 метров. Сигналы, передающиеся от музыкальных инструментов и динамиков, довольно мощны, при этом чем короче дистанция передачи сигнала, тем меньше вероятность возникновения внешних помех на выходе. Тем не менее не стоит играть рядом с радиовышками и радиоточками, а также не стоит класть удлинители и прочие источники электропитания на сигнальные кабели.
Чем длиннее кабель, тем больше вероятность возникновения помех. Длинные кабели часто используются для подключения микрофонов, чей сигнал довольно слаб и неустойчив к внешним раздражителям. Именно поэтому стоит отдать предпочтение балансному кабелю при подключении микрофонов.
На вышеприведенных изображениях балансный кабель имеет два слоя экранирования. Не стоит думать, что этот кабель более эффективен в вопросах борьбы с шумами и попросту лучше небалансного. Во-первых, все зависит от конкретных задач, а значит решать, какой кабель купить — балансный или небалансный — нужно с учетом требований к предстоящей работе. Во-вторых, дороже и навороченнее — не значит лучше.
Какой кабель выбрать?
Ориентируемся на цель и условия применения кабеля. Если вам необходимо подключить гитару, инструменты и другие устройства в линию и на небольшие расстояния (до 6 метров), то небалансные кабели вас вполне устроят. Помните главное правило: чем короче кабель – тем лучше, так как он менее подвержен наводкам. Но это не значит, что используя короткий кабель, вы можете играть рядом с радиоточкой и другими источниками электропиния, держитесь от них подальше, если хотите получить чистый сигнал на выходе.
Кабели длиной более 6 метров очень подвержены внешним наводкам, поэтому при такой длине используют только балансные кабели, которые обычно нужны для подключения микрофона. Именно микрофонный сигнал особо чувствителен к внешним помехам, поэтому сделайте свой выбор в пользу балансного подключения.
Нет универсального совета: балансный кабель лучше небалансного. Это не совсем так, и защищает не более эффективно от внешних помех. Просто всё зависит от задач подключения. Поэтому делать выбор в пользу того или иного типа кабеля нужно с учетом требований к предстоящей работе.
Близость к истине
В ходе тестирования я нашел песню, которая идеально подходит демонстрации этой разницы в звучании: «Everything» – Wasis Diop из саундтрека фильма «Афера Томаса Крауна». Моменты, где бэк-вокалисты выдают нечто вроде «оу-оу-о» в левом и правом канале перекликались с основным вокалом.
Без переходников обладателю балансных наушников никак не обойтись На балансном подключении громкость, слышимость и разборчивость основного и бэк-вокала практически равнозначны, а бэк-вокалисты располагались широко
На небалансном внимание фокусируется на основном вокале, который звучит четче, бэк-вокалисты находятся ближе к центру и растворяются где-то в общем музыкальном фоне
Фирменный кабель от наушников Sennheiser. Чтобы вы не подумали, что балансные наушники — удел твикеров, самодельщиков и прочих энтузиастов Определить, какой из двух вариантов больше соответствует истине помогла референсная система из ЦАП Schiit Audio Yggdrasil, усилителя Schiit Audio Ragnarok и акустики Sonus Faber Olympica III. На совершенно различных по характеру записи треках звуковая сцена, которая выстраивалась при балансном подключении наушников, максимально близка к той, которую я слышал при прослушивании музыки с помощью акустики.
DMX терминатор
Правильная распайка DMX кабеля не всегда гарантирует безупречную работу подключенного к нему светового оборудования. Сбои в виде нежелательных вспышек могут быть вызваны влиянием внешних факторов, таких как наводки от радиоэлектронной аппаратуры и силовых кабелей. Чтобы не допустить проявления подобных проблем, в линию необходимо включить DMX терминатор. Он представляет собой DMX разъём штыревого типа с запаянным внутри резистором на 120 Ом. Использование DMX терминатора рекомендуется в следующих случаях:
- в одной цепочке подключено более 10 световых приборов;
- длина кабельной трассы между двумя ближайшими приборами близка к 100 метрам;
- в непосредственной близости от DMX провода находится источник радиопомех или электромагнитного излучения.
DMX терминатор изготавливается в виде заглушки и устанавливается в разъём «DMX OUT» последнего светильника. В таком случае его называют концевой терминатор. Некоторые модели приборов имеют встроенный терминатор и дополнительно оснащены кнопкой для активации режима «Termination». Проверить наличие резистора внутри прибора можно с помощью мультиметра, измерив сопротивление между PIN2 и PIN3 XLR разъёма.
При отсутствии встроенного резистора, изготовить терминатор-заглушку можно своими руками. Для этого понадобится штыревой XLR разъём (папа) и резистор номиналом от 100 до 150 Ом. Разъём разбирают и на контакты 2 и 3, предназначенные для соединения с DMX кабелем, припаивают резистор. Если купить разъём не представляется возможным, то допускается распайка резистора внутри любого имеющегося разъёма, параллельно проводам.
Полная симметрия
А теперь предлагаю заглянуть внутрь балансного устройства. В качестве испытуемого возьмем уже знакомый нам Schiit Audio Jotunheim, который является полностью балансным предварительным усилителем, балансным усилителем мощности и имеет дополнительные модули в виде балансных ЦАПа и фонокорректора. Таким образом, мы можем наблюдать все возможные варианты балансного тракта.
Начнем с простого. Подключение к балансному усилителю происходит при помощи трехконтактных входов и выходов на разъемах XLR. Схема балансного соединения подразумевает наличие трех сигнальных проводников: «плюс», «минус» и «земля» (расположена посередине). Фактически мы видим удвоенную небалансную схемотехнику.
Как видите — у левого и правого каналов в балансном включении мало общего, а при небалансном они были бы связаны «земляным» проводом В небалансной схеме полезный сигнал проходит между «плюсом» и «землей», а в балансном появляется еще одна сигнальная линия между «минусом» и «землей» —зеркальное отражение «плюсового» сигнала. Таким образом, удваивается амплитуда сигнала. Однако главный положительный эффект возникает благодаря тому, что различного рода помехи, проникающие в звуковой тракт извне, являются однополярными. Поэтому когда помеха приходит на «плюсовое» плечо в фазе, то в «минусовом» плече она оказывается в противофазе, и в итоге мы получаем взаимное погашение.
Вся суть балансной схемотехники: ведем параллельно положительные и отрицательные ветви сигнала и полностью устраняем все помехи при сложении сигналов на выходе С точки зрения схемотехники один канал в балансном усилителе по сути своей представляет два обычных небалансных канала. Вместо одного транзистора или операционного усилителя, работающего между «плюсом» и «землей», используются симметричные пары транзисторов или операционных усилителей, один из которых работает в «плюсовом», другой в «минусовом» плече, а земля является средней точкой между ними. Условно говоря, мы можем взять один стереофонический усилитель и сделать из него монофонический балансный, усиливая «минусовое» плечо, скажем, левым каналом и «плюсовое» правым.
В цифровой балансной схеме используются два ЦАПа, оба канала одного заняты левым, а другого — правым каналом Соответственно, заглянув внутрь балансного устройства, мы увидим два звуковых тракта с симметричным расположением элементов. Важный момент: в балансной схеме каждый канал имеет свою «землю», которая не связана с «землей» другого канала, в то время как в небалансной схеме «земля» общая и очень часто усиление обоих каналов происходит в одной микросхеме или одной лампе.
Особенности балансной схемы
Для понимания сути балансной схемы можно взять усилитель, имеющий дополнительные модули фонокорректора, ЦАПа. То есть, такой, где представлен полный тракт. Заглянув вовнутрь устройства, можно понять, что стыковка с усилителем осуществляется за счет 3-х контактных аудиовходов/аудиовыходов в разъемах XLR. В схеме присутствуют 3 импульсных проводника:
- «минус»;
- «плюс»;
- централизованная «земля».
Сигнал в небалансовой схеме пропускают через себя только «плюс» с «землей», а в балансной присутствует еще луч – своеобразный отклик «плюсового» импульса. Амплитуда сигнала повышается вдвое, полезный эффект получается в результате того, что врывающиеся в звуковой тракт шумовые искажения однополярны. Когда наводка попадает на «плюсовое» плечо в фазе, то в противофазе она объявляется в «минусовом» плече. Происходит взаимное гашение постороннего шума, и звук остается чистым.
В усилителе балансового типа, если верить схемотехнике, единый канал идентичен двум каналам противоположного типа. Вместо единственного операционного транзистора, функционирующих промеж «земли» и «плюса», применяются симметричные пары таких устройств. Один из них функционирует в «плюсовом» плече, другой преобладает в «минусовом», а «земля» – срединная точка среди них.
Говоря простым языком, можно превратить один усилитель стереофонический в монофонический посредством усиления «минусового» плеча положительным правым либо левым каналом. Таким образом, внутри устройства находится пара звуковых трактов с симметрично рассредоточенными компонентами.
Принцип действия [ править | править код ]
Небалансный (несимметричный, линейный) сигнал передаётся по двум проводникам: один проводник — информационный, другой — земля. Это обязательное и достаточное условие для протекания электрического тока по замкнутой цепи. Данный способ передачи сигналов отличается исключительной простотой реализации, однако не способен противостоять помехам на физическом уровне (в качестве одного из немногих практических решений применяют экранирование таких линий).
Балансный сигнал использует для передачи три проводника: два информационных (прямой и инверсный) и одну землю. Электрический импеданс информационных проводников по отношению к земле сбалансирован (то есть равен), что нашло отражение в названии. Сигналы по двум информационным проводникам балансной линии передаются в противофазе с равной амплитудой относительно земли.
Приёмник балансного сигнала вычитает из прямого сигнала инверсный, в результате помехи, синфазно наведённые на такую линию, вычитаются, а полезный сигнал увеличивается по амплитуде в два раза. Существенное отличие балансной линии от обычной дифференциальной пары — в обязательном наличии земляного проводника и соблюдении равных импедансов пар «плюс—земля» и «минус—земля», что, во-первых, сохраняет равные амплитуды прямого и инверсного сигнала на всём протяжении линии и на входе приёмника, во-вторых, позволяет применять дополнительные методы контроля и исправлений искажений сигнала.
