器材同轴与平衡接驳大家谈

中庸无为

原帖由 abinghome 于 2011-5-15 22:26 发表
平衡设计之初，是为了专业的长距离传输之所需，并不是为了民用HIFI的目的去设计的。这点，可以说，注定了平衡并非任何时候、任何条件下一定比RCA更好的。

我认为还有一点就是也降低了对线材的要求。

abinghome

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中庸所说到的那位老烧，说到欧洲器材，这个似乎太笼统了，因为德系与英系的声音截然不同。所以他的结论还是再细分一下就完美了。总的来说，那位老烧，的确是位高烧[s:20]

子弹飞

西门町老人

原帖由 中庸无为 于 2011-5-15 22:22 发表


这里有个“多个香炉多只鬼”，平衡模块不可能完全对称，合成后声音相位特性会变差。即RCA如单端，平衡如推挽或并联。

建议加强学习~~~~~

西门町老人

转个05年的帖子
作者：Purer


  (1)关于数字音频接口的基本知识

“数字音频接口”是用来定义两个数字音频设备之间的数字接口协议的界标准格式，它分为家用的.专业的,电脑的三种格式：

  ①家用的标准：S/PDIF(索尼/飞利浦数字接口格式),EIAJ CP-340 IEC-958 同轴或光缆,属不平衡式。其标准的输出电平是0.5Vpp(发送器负载75Ω),输入和输出阻抗为75Ω(0.7-3MHz频宽)。常用的有光纤.RCA和BNC。我们常见的是RCA插头作同轴输出,但是用RCA作同轴输出是个错误的做法,正确的做法是用BNC作同轴输出,因为BNC头的阻抗是75Ω,刚刚好适合S/PDIF的格式标准,但由于历史的原因,在一般的家用机上用的是RCA作同轴输出。

  ②专业的标准：AES/EBU(美国音频工程协会/欧洲广播联盟数字格式),AES3-1992,平衡XLR电缆，属平衡式结构。输出电压是2.7Vpp(发送器负载110Ω),输入和输出阻抗为110Ω(0.1-6MHz频宽)。

  ③电脑的标准:AT﹠T(美国电话电报公司)。

  (2)关于各种接口的优点与缺点

   从单纯的技术的角度来说,光纤电缆是导体传输速度最快的,是一个极好的数据传输的接线,但是由于它需要光纤发射口和接收口,问题就是出在这里,光纤发射口和接收口的光电转换需要用光电二极管,由于光纤和光电二极管不可能有紧密的接触,从而产生数字抖动(Jitter)类的失真而这个失真是叠加的,因它有两个口(发射口和接收口)。再加上在光电转换过程中的失真，使它是几种数字电缆中最差的。从下图1可看出。但奇怪的是日本的机十分喜欢用光纤电缆，可能生产成本比同轴便宜。





图1

    同轴电缆是欧洲机喜欢用的，你可从Philips的机种上可以看出，凡是有数字输出的都有同轴输出。从上图可以看出同轴传输比光纤的数字抖动少一个数量级，但从我的实际上的经验发现其数字接口的重要性并不亚于光纤发射口和接收口。同轴输入和输出的传输方法有几种：（1）用74HCU04作缓冲.放大和整形在输入和输出一样。（2）用74HCU04作缓冲.放大和整形在输入和输出一样，但在输入和输出端加上脉冲变压器，防止数字音源通过共模噪声抑的屏蔽线输入机内，输入和输出配接脉冲变压器，内外的“地”完全隔离。如图2所示。（3）采用电脑系统用的Rss422系统作输入和输出。大部分的解码器的数字音频接口如Meridian 203等等的同轴数码输入端是用一枚74HCU04作缓冲.放大和整形。但是Monarchy Audio的Model 20的解码器输入端采用正规化的电脑资信传输专用的Rss422系统，在用HCU04作缓冲.放大和整形后输出端发现在输出时的“蛇形扭曲”没有发生变化，而采用Rss422系统的Monarchy Audio的Model 20的解码器放大后的“蛇形扭曲”大大减少，从上的实验证明了Rss422系统作接收比74HCU04作接收好得多。


左图的XLR输出是专业的标准：AES/EBU输出。下图是同轴输出。

    RSS422发送.接收系统的集成电路是用UA9637 UA9638 MAX1487……等等。大家可从各种资料可查到它的参数。

   AES/EBU输入和输出是用平衡插座来进行连接的，太家都知道平衡传输的好处，由于采用了平衡传输使数字信号的干扰降低了许多，使信号更加纯净，从而听感比同轴传输好。好的表现在动态凌厉和背景更静。但发烧友自装AES/EBU输入和输出时,它的信号线比较难找,因它的信号线要求的阻抗是110Ω而且是平衡线,不象同轴线随便找一条75Ω的电视电缆就可。

   AT﹠T传输我没有什么资料和没有听过几次亦没有进行试验过，所以在这里不准备说长道短。

音频工作站最重要的是还设有AES/EBU以及SPDIF等数字接口，用来进行数字音频信号的输入和输出。另外，一些高档产品还为使用者提供了YAMAHA.PD等其它更多格式的专用接口，这些都是采用ASIC技术开发的；更有甚者，有的厂商甚至在一块芯片上集成了8种协议格式的接口。另外，数字音频工作站通常还设有MIDI接口、SMPTE时间码接口等。在系统同步方面，几乎所有的产品都有SMPTE时间码发生以及读出电路。最安全的还有VITC、LTC、YV帧等多种时码链锁，这些都是相当成熟的技术。

下面，我们就简单讨论一下这些接口格式。
　　一 接口分类
　　计算机与音响设备的接口类型多种多样，但究根寻源，按照其所传输信号的种类划分，无外乎两大类：音频信号接口与同步信号接口。
　　1. 音频信号接口
　　(1) 按传输信号的类型可分为模拟接口与数字接口。
　　(a) 模拟接口
　　模拟接口在音频领域中占有很大的比重。常见的模拟输入、输出接口如：大/小三芯插头、RCA唱机型(莲花型)插头、XLR卡侬式插头等，因为这类接口我们平常用得比较多，也较为熟悉，在此就不再多说。
　　(b) 数字接口
　　专业的数字音频系统和某些民用系统均有符合某种标准协议的数字接口，利用它可以将多个通道的数字音频数据在两个设备间传送，而不会产生音质的损失。只要误码能够被完全纠正，那么不论进行多少代数字复制，都不会影响最后一代的声音质量，从而就可以进行真正的数字域无损复制。
　　(2) 按接线方法可分为平衡类接口与不平衡类接口。
　　(a) 平衡类接口
　　专业音响和广播设备中大部分都具有平衡的输入/输出电路接口。输入和输出端一般为XLR卡侬式插座，插座上有三个端子：+、－、地。其+(－)的意义是指输出信号与输入端的+信号同相(或反相)。平衡式接法的输入/输出设备抗噪声能力较强，因为串进电缆或设备内的噪声一般同时出现在正负输入端，对地电压大小相等而相位相同，也就是我们通常所说的共模噪声。但是接在后面的平衡输入电路仅传输正负两端信号的差，能够抑制共模噪声。
　　(b) 不平衡类接口
　　该接口常用于民用的音频设备，其输入/输出端对机架为热端，接头一般为RCA唱机型接头。不平衡接法的抗噪声能力较弱，此连接方式一般用于1m左右的短线连接且噪声较小的环境，或低阻高输出信号的连接，如功放与扬声器之间。

　　2. 同步信号接口
　　与模拟音频信号不同，数字音频信号有严格的时间结构。因为一个采样信号要同其它采样进一步构成有一定时间长度的帧和块。如果数字音频设备打算彼此间进行通信，或者数字信号要以某种方式进行组合，那么它们就需与共用的参考信号取得同步，以使设备的采样频率完全一致，并且不会产生彼此间采样频率的漂移。因此，为专业应用设计的数字音频工作站常常提供多种同步输入接口。在同步的起始点，记录和重放要锁定到SMPTE/EBU或MIDI时间码(MTC)源上，或者锁定到外部的采样率时钟、视频同步或数字音频同步标准上。在内同步方式中，系统锁定在其自身的晶体振荡器上，如果它符合AES的应用场合(AES-1984)，那么在专业的设备中应该有±10ppm的精确度(民用设备的精确度要比此低得多)。在外同步方式中，系统锁定到它的某一个同步输入上。典型的同步输入是字时钟(WCLK)，它通常是采样的方波TTL的电平信号(0~5V)，一般采用BNC型接口端子，并且在设备上普遍使用Sony接口(SDIF)。在所有情况中，某一个机器或源必须被确认为"主机"(master)，由它作为整个系统的同步参考，而其它机器为"从机"(slave)。

　　二 数字接口类型
　　在数字音频设备之间传输信号的方法有两大类。
　　(1) 用电缆传输电信号；
　　(2) 用光缆将"0"、"1"信号以光的灭、亮形式来传输。
　　无论哪种形式的数字传输，其信号格式均如图1所示。
现有的电缆传输数字接口的种类很多，详见表1。这些数字接口都能传送至少16b分辨率的数字信号，并且能够工作于44.1kHz和48kHz的标准采样频率之下；如果必要的话，还能工作在32kHz，并带有一定的容限范围，以便进行变速操作。大多数标准只是针对某个或双通道的，但其中也有多通道的接口，这就是所谓的多通道数字接口(Multichannel Audio Interface, MADI)。

　　1. AES/EBU接口(AES3-1992)
　　对于AES/EBU接口，在AES3-1992、IEC958(类型1)、CCIR Rec647和EBU Tech3250E中所述基本上是一致的，它可以通过一个平衡接口来串行传送两通道的数字声频信号(A和B)。它采用平衡的驱动器和接收器，与用于RS422数字传输的标准类似，其输出电平为2~7V，如图2所示。这种接口允许的两通道声频信号转送的距离可以达到100m，更长的距离则需要采用相应的线缆、均衡和端口。一般使用标准的XLR-3接口，并标有DI(数字输入)和DO(数字输出)。

　　每个音频采样包含在"子帧"中(如图3所示)，而每个子帧以三种同步型中的一种来开始。这样，便标志出采样是A通道还是B通道的，亦标志出新通道状态块的开始(如图4所示)。另外的附加数据也包含在子帧中，它是一个4b的辅助数据，此外在每个子帧中还有一个有效比特(V)、一个用户比特(U)、一个通道状态比特(C)和一个奇偶校验比特(P)，它们共同组成了一个32b的子帧和一个64b的帧。一帧(包含了两个声音采样)的数据在一个音频采样周期内被传送出去，所以数据率是随采样率变化的。C在接收器上被组合在一起，每192b构成一个24B字，这个字中的每个比特均与接口工作的特定功能相关联。

　　双相位标志通道编码与通道编码相同，用于SMPTE/EBU时间码的编码。这种编码方式为了保证数据能够自锁定，带宽有限、无直流成分和无极性相关性。如图5示，接口必须能够适应各种线材和所推荐的标称110W的特性阻抗。最初(AES3-1985)有多达4台具有标称输入阻抗为250W的接收器，能够通过一根专业接口电缆连接起来，但最近对推荐标准进行了修订，对于每个发送器只有一个单独接收器的用法，其接收器的标准输入阻抗为100W。

　　2. 标准型民用接口(IEC958，类型2)
　　民用型接口(其历史与SPDIF-Sony/Philips数字接口有关)与专业的AES/EBU接口非常相似，它采用特性阻抗为75W的同轴电缆来进行不平衡的电气连接，如图6所示。这种接口常用于准专业级或民用级数字音频设备的技术规格中，比如CD放音机和DAT机。通常其端口采用的是RCA型唱机接口。实用中通常使用格式转换器来将民用格式的信号转换为专业格式的信号，或反过来进行，并且可以在电气和光格式间进行转换。

　　民用接口的子帧数据格式与专业接口所用的完全一样，但是通道状态的实现却几乎完全不同。民用接口通道状态的第二个字节已经留给了"种类码"的指示，它们是被设定成表示民用应用的种类的。目前，所定义的种类码有：一般种类(00000000)、CD类(10000000)和DAT类(11000000)。一旦种类码确定下来，接收器便可以根据种类码的情况以不同方式对通道状态的某些比特进行译码处理。例如，在使用CD时，来自CD的"Q"通道子码的4个控制比特被输入到通道状态块的头4个控制比特中。在民用接口设备中，它按照串行复制管理系统(Serial Copy Management System, SCMS)的规定也被用来进行复制保护。

　　民用接口的用户比特常常被用来传送由记录的子码产生的信息，比如轨号和提示点数据。

西门町老人

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理论上，光纤用来传输数位讯号是最好的，它的信号强度衰减较少、电磁波干扰及屏蔽的问题也少，同时本身不会释放电磁波，一般说来传输频宽也较宽。同轴数位线则有阻抗匹配、电容量、信号衰减、电磁波干扰与频宽的问题，所以不同品牌的同轴线会产生不一样的声音表现。目前长距离的通信，大多使用FC型（富士开发的连接器）或SC型（NEC开发的连接器）单模光纤连接器，具有安装容易稳定性高的优点；少於20公里的中距离传输，常用ST（Lucent在八○年代中期所设计）、SMA与FDDI等多模光纤系统。家用音响与自动控制、短距离通信，一般使用成本最低的塑胶光纤连接器，像是AMP-DNP、DAIP、HP等，Toshiba开发的Toslink也是其中之一。新一代数位器材几乎是日本人天下，偏偏他们对ST光纤与AES/EBU不太有兴趣（或者是成本较高？），音响迷是不是该对Toslink光纤重新有一番省思呢？

在理论上占上风，实际上Toslink也有一些问题。Toslink过去为人诟病的地方，是塑胶接头不够紧密受限于成本因此光纤材质与制造品质也不太讲究，所以耳朵精一点的人马上就能分辨其不足之处。制造光纤时，光纤本身的外径、同心度是否均匀一致、端点加工方式（有球型抛光与平面抛光二种方式，以前者为佳），以及接头的精密度，都会对光讯号的散逸、反射损失等造成影响。光纤另一个关键是将「电」与「光」形式互换的发射与接收模组，通常都使用Toshiba产品，少数采用Sharp模组，它们的良莠直接关系到声音表现，但用家却无力改变。

贝尔实验室率先发展出来的AT&T光纤，原来是用在通信传输，由於它的损耗率低，不须像传统电缆一样设立很多中继站，而且品质稳定、容量超大，目前已经是公认的明日通信主流。用在音响上的AT&T光纤（也可以称为ST玻璃光纤）又分成多模态与单模态两种，多模态的线径较粗，接头地方的精密度要求没那麼严谨；单模态光纤目前只有Theta列入选购配备，它的线径很细，光线行进时反射干扰极低，接头的紧密度也提高许多，应该是接近理想的传输工具。但是AT&T的问题却出在转盘与D/A的光电转换装置（也就是发射与接收元件），如果是品质不够优秀稳定的元件，其时基误差可能高达2000ps，这时再好的光纤都没有用了。另外光纤接头是否紧密，光纤制造时的切断面是否完整，以及光纤有否沾染油污或受过弯折，均会对声音造成致命性影响。

世界上生产光纤的主要厂商，包括美国AMP、PHI(通用汽车的子公司）、瑞士Diamond SA、3M、Lucent、Sieco（德国西门子的一员）、US Conec（Sieco与日本NTT电话、Fujikura合资的公司），加上日本的古河、Sumitomo、Fujikura。他们的产品从军事用途、工业网路到家用市场几乎全包了，不管你买哪一个Hi-End品牌的光纤线，都离不开这几家公司的影响。

AES/EBU使用专业的XLR平衡头传输，标准阻抗是110Ω，电压是5V。由於AES/EBU的电压比同轴高出十倍，XLR头的接触性也很好，经过+/-端的相加还能把外来杂讯干扰抵销掉，适合长距离的传输工作，除了频宽略窄之外，并无太大缺点。但是使用AES/EBU介面也要注意，各厂牌所使用的输出脉冲变压器情况不一，而我们通常都不知道其阻抗特性，平衡线也是一样，并不是声音用的平衡线阻抗就一定是110Ω。

同轴是最早的数位传输规格，标准阻抗为75Ω，输出电压0.5V。不过早期由於常见於仪器上的BNC头不普及，所以厂商多以单端的RCA头代替，这就埋下了一个道现代还争论不休的问题。RCA头本身是没有阻抗特性的，随著使用情况不同，它的阻抗时高时低，因此不同品牌的数位线换上去都有声音差异，以上的因素占了一大部分。後来有厂家认清这个事实，在机器上开始装设BNC接头，但制线的工厂配合度却很低，於是BNC-RCA转换头应运而生，但那确实是笑话。制线工厂不愿生产BNC线的原因，一是不容易让线材保持75Ω阻抗，二是BNC头不能用焊接，它有一套复杂的夹线程序，而这些会让他们赖以卖钱的神秘感消失殆尽。

美国Krell在KPS20i CD唱盘白皮书中清楚的写道，他们认为AT&T光纤的传输速度最快，频宽规格也高达50MHz，是目前最佳的数位传输模式。如果不想用AT&T光纤，AES/EBU（美国工程师协会与欧洲广播联盟的简称，他们代表了专业器材的最高标准）的XLR传输也可以接受，至於常见的RCA同轴是不得以时才用的方式。

瑞士的Ensemble却认为，所有传输介面中以75Ω的BNC最佳，因为它的时基误差（Jitter）最少。排名第二的仍是AES/EBU的XLR接线，但是这时时基误差的可能性已经高了十倍，AT&T光纤更惨，时基误差高达二十倍。所以在Ensemble的Dichrono Drive转盘上只有BNC与AES/EBU两种数位输出，为了鼓励你使用BNC同轴介面，他们甚至还附赠一条Ensemble DIGIFLUX 75Ω BNC线。但究竟谁的说法才正确呢？

个人的看法，如果用在短距离传输，又不想花大钱者，石英制成的Toslink光纤或一般同轴数位线已经能满足需求了，他们也许有些误差，但是最容易当成调整音色的工具。传输距离超过一米以上，还是建议用AT&T或AES/EBU，AT&T似乎比较精确，但缺少一点人味，AES/EBU则同样会受线材影响而改变声音。至於BNC方式，如果你能找到美国军规的75Ω通信用线材，可以试试不一样的效果哈

bebear

据说平衡传输是为了百米级的传输设计的，比如早期的麦克风之流，那时候不兴无线。
据说由于差分，抗干扰能力很强。

bebear

我想XLR最重要的用途是麦克风信号传输？麦克风传输的信号本来就弱，长距离下对干扰极为敏感，一方面原信号因电阻衰减，二方面线长接收的干扰也大。
其他的用途估计都是顺手派生出来，必要性不太大，已经用运放增益了的信号，怕个啥干扰。

[ 本帖最后由 bebear 于 2011-5-16 01:36 编辑 ]

中庸无为

原帖由 西门町老人 于 2011-5-16 01:01 发表
理论上，光纤用来传输数位讯号是最好的，它的信号强度衰减较少、电磁波干扰及屏蔽的问题也少，同时本身不会释放电磁波，一般说来传输频宽也较宽。同轴数位线则有阻抗匹配、电容量、信号衰减、电磁波干扰与频宽的问题 ...

谢谢，难得的学习材料。

风吹柳花

前些天接到中庸兄短信，无奈出差，今天才得空。
常见的同轴和平衡线，从其电磁场的传播特性说，前者是封闭的，后者是开放的。同轴线的外皮是冷端一般都是接地的，是等电位体，中心导体是信号端，信号传输的时候其电磁波动是被局限在外层的等电位体内的。平衡线则两根都是热端，只是在幅度上彼此以地为镜像，平衡线是电磁开放的，理论上其传输会波及到全宇宙。。。
电磁的开放与封闭是双向的，就像手机能打出去那就一定可以进来那样。同轴是克制自己保护自己，尽量不干扰人家也不受人家干扰，但是确实不能保证百分百，一旦被干扰了那就很难修正回来。平衡传输是开放的，会干扰人家也容易受人干扰，但严格的平衡传输都有个前提，就是使用差分放大器，一差分就把共模干扰给剔除了。
所以传输线本身来说同轴是有优势的，而平衡的好处则受惠于处理信号的放大器。如果说线前面的源和后面的放大器都是极端理想的好，那么还是同轴线来得有优势。
但事实上在音响上的好听不好听，许多时候未必是纯技术上的优势决定的，就像胆机石机的比较，很多情况下实际是人为地玩某种或某些失真。


饭饭去，晚点再谈些听感。[s:21]

中庸无为

原帖由 风吹柳花 于 2011-5-16 08:07 发表
前些天接到中庸兄短信，无奈出差，今天才得空。
常见的同轴和平衡线，从其电磁场的传播特性说，前者是封闭的，后者是开放的。同轴线的外皮是冷端一般都是接地的，是等电位体，中心导体是信号端，信号传输的时候其电 .所以传输线本身来说同轴是有优势的，而平衡的好处则受惠于处理信号的放大器。如果说线前面的源和后面的放大器都是极端理想的好，那么还是同轴线来得有优势。
..

愿闻其详[s:21] [s:21]

中庸无为

原帖由 风吹柳花 于 2011-5-16 08:07 发表
前些天接到中庸兄短信，无奈出差，今天才得空。
常见的同轴和平衡线，从其电磁场的传播特性说，前者是封闭的，后者是开放的。同轴线的外皮是冷端一般都是接地的，是等电位体，中心导体是信号端，信号传输的时候其电 ...

像高文是不主张平衡传输的。[s:6]

HI-FI音响

[s:8] [s:8] [s:13] [s:13] 音响器材输出、输入连接的

  平衡与非平衡接驳端口问题


           线路电平的信号线可以划分为平衡和不平衡两大类，平衡信号线可由其3芯的XLR插头来加以辨认，而不平衡的信号线则往往端接以RCA插头。



    1、平衡信号线的使用


       那么为何在音响器材中使用这两种互不兼容的信号线呢？曾经有过一阵，所有的民用音响器材皆使用不平衡的输入与输出方式；而所有的专业用音响器材则一律采用平衡的输入与输出方式。实际上，平衡输入又往往称为“专业器材输入”，以有别于民用的不平衡输入插座。当时认为，没有必要将造价相当昂贵的平衡连接方式用在民用音响器材上。


       然而，后来出现了High-End的音响，原先的想法便发生了变化。High-End的音响便不再采用原先的那些便宜的不平衡的连接方式而改用性能更好些的平衡连接方式。在那些档次较高的音响器材上，除设有不平衡的连接方式外，还至少设有几种平衡连接的方式。此外，现已有越来越多的音响制造厂家开始在其产品上采用了平衡连接的方式。因此，便在音响器材上采用了两种标准——平衡和不平衡的连接方式。原先为专业音响器材所采用的在技术上先进些而在声重放效果方面更好些的平衡式连接方式，已逐渐在家庭用音响器材中获得了日益增多的应用。


        那么，平衡接线又是怎么回事呢？它同标准的RCA插头和插座又有些什么不同呢？


       在不平衡接线中，音频信号是接在RCA插头和中心接线上，而外面的一些则为接地屏蔽层。也有些不平衡的信号线带有二根信号线和一个屏蔽层而将屏蔽层不用。如果将这种不平衡的信号线放在有着起伏变化的磁场附近，比方说，放在交流电源引线的附近，磁场便会在信号线中感应出噪声信号，让人们听到音箱中发出的交流哼声。


       对专业应用说来，这种交流淳声和噪声以及蜂音皆是不能容许的。因此，人们便研究出一种没有这些噪声干扰的平衡连接方法。平衡连接方式使用了三根导线，其中两根用于传送信号，另一根则用做屏蔽。两个信号完全相同但在相位上却相差1800。当其中一根导线中传送的信号为正的峰值时，在另一根导线中传送的信号便刚好为负的峰值，而第3根导线则为地线。也有些平衡式的信号线采用了三根导线而另外加一个屏蔽层。



    在将平衡线中传送的两个完全相同而极性刚好相反的信号加到音响器材中负责接收信号的差分放大器时，信号线中的所有噪声便会被抑制。原因是，差分放大器只负责放大两个信号之间的差值（见图)。如果在线路中串入了噪声，则在两根导线中便会有相同的噪声，而差分放大器便会将噪声予以抑止。这种在平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模抑止（common-mode rejection）。根据差分放大器输入端对噪声的抑制情况，还专门用共模抑止比（CMRR）来予以表征。注意平衡信号线并不会让附加有噪声的信号变得干干净净。平衡信号线只不过能够抑止信号线中所增加的一些附加的噪声。如果在平衡信号线中的两半皆有共同的噪声，共模抑止便会将这些噪声给抑制掉。



    专业应用时，间或还用一只变压器来起到差分放大器的作用，也即通过两根导线中的信号之差，去抑制对两根导线说来为共有的信号。民用音响器材则只用差分放大器而不用变压器。但是工作原理还是一样的。


    2、正确的接法


    在终端接以XLR接头的平衡信号线中，针脚1倒是始终被用做地线的。然而，对究竟该用哪根导线去传送未经倒相的信号和用哪一根去传送已经倒相的信号，则未曾明确地规定。通常，将传送未经倒相的信号的导线称为“热”线，而将传送已倒相的信号的导线称为“冷”线。就这么随意地使用了几十年。不过，近来美国音频工程协会（AES）却宣布，采纳北美的传统作法，即将针脚2作为传送未经倒相的信号线（热线），而将针脚3作为传送已倒盯的信号线（冷线）。


    可以通过音响系统中绝对极性的是否倒相来判断平衡接线中的连接方式，即针脚2还是针脚3应接“热线”（关于绝对极性请参阅本书附录A1）。如果音响系统未曾被倒相，也即LP密纹唱片或CD唱片上的正极性信号在音箱的输入也为正极性的信号，则只需将平衡信号线加给功率放大器的针脚3的“热”信号变换为针脚2的“热”信号，便会让系统倒相。在替换那些平衡的音响器材，例如数字处理器、前置放大器或功率放大器时，便应先弄清这些新的音响器材上的XLR插座的接法是否跟原有的器材的接法一样。虽然也可以通过改变平衡信号线上的针脚3和针脚2的接法去改变音响系统的绝对极性。但是，改变音响系统的绝对极性的最为简单的办法还是去掉换一下音箱线的一红一黑的两根接线。如果将信号线的一端的插针2和插针3加以随意的改接，便有可能会让其他的系统不能正常地工作或是在不想改变极性时让极性也有了改变。


    3、认真地区分


    除了可抵消噪声外，平衡边境方式在重放音质方面也往往比不平衡的连接方式要好。但是，用平衡信号线连接的有些音响系统，却往往在重放音质方面反而比用不平衡方式连接的音响系统要差些。假设手头有这么一只数字处理器，它系由数字/模拟（D/A）变换器芯片输入不平衡的信号，然后再将之变换为平衡信号。因之，还被制造厂家标榜为“平衡输出”的数字处理器。在数字处理器内，不平衡信号是经过将一种极性的信号变换为另一种极性相反的信号的分相器来变换为平衡信号的。分相器不得不让不平衡的信号通过附加的有源级（晶体管或运放），并在信号行程中添加了更多的电路。这种平衡式数字处理器的输出随即加到平衡式前置放大器的输入端。由于除了最好的平衡式前置放大器外，为了适应前置放大器内部的增益级，皆系在前置放大器的输入级中将平衡输入信号先变换为不平衡信号的。因此，便会在信号的行程中添加一级有源级。不平衡的信号在前置放大器中经放大后，又再用一个分相器去将之变换为平衡的信号。


    随后，前置放大器的平衡输出便加到功率放大器的平衡输入端，并再次用一级有源级来将之变换为不平衡的信号。由于反复经过不平衡/平衡/不平衡/平衡/不平衡的变换，所以便不可避免会地在信号的行程中增加好些不希望有的电路。这也就是为何平衡的音响器材并非先天便会比不平衡的音响器材会更出靓声的原因。


    然而，又确实还真的有些音响器材是真正的平衡式的而不需去用什么分相器之类的电路。举例来说，数字处理器便可以在数字域内产生平衡信号，不仅不会让声音受到损害而且还会获得些好处。此外，更可利用4个数字/模拟（D/A）变换器和模拟输出级（+及-左通道和+及-右通道）来将平衡信号变换为模拟信号。同亲，有些前置放大器也是用两魇同样电路去分别处理已倒相信号和未经倒相信号的真正平衡式前置放大器。可以根据音量控制的数目来判断是否为真正平衡的前置放大器。那些在内部对非平衡信号进行处理的前置放大器，将只具有两个音量控制器件，左和右通道各一个；而完全平衡的前置放大器，则将会具有四个音量控制器：正负左通道和正负右通道。因此，从数字处理器内的数字/模拟（D/A）变换器之前开始到功率放大器的末级，信号皆始终保持为平衡的状态。


    和音响器材中的全部情况一样，最好的验证方法便是去通过聆听和试听。因此，到音响商店中去选购音响器材时，便应当对平衡和不平衡两种状态都加以试听。让自己的耳朵去判断究竟是按照平衡方式连接还是按照不平衡方式连接时的音响效果要更好些。

       4、阻抗与平衡

在涉及各种接口时，有两个问题是不得不考虑的：阻抗和平衡。这些概念对理解如何发挥设备效用时具有非常重要的作用。

      一、阻抗

阻抗也叫电阻，即电子器件本身对交流电源的阻力。换句话说，所有电子线路对电的自然流动都有一种固有的阻力，就好像跑步时感受到风的阻力一样。低阻抗音频信号比高阻抗信号跟强，因为它所受到阻力小。

在实际应用中各种器材的阻抗都应该相符。如果连接一个输出时，是从高阻抗输入到低阻抗输入，就有可能出现问题。因为传送的电流过大。举个例子，一个低阻抗话筒应该输入到低阻抗调音台的输入端子。如果需要连接两个不同阻抗的设备，应该使用匹配的变压器，改变其中的一个设备的阻抗，使两者相符。

阻抗类型

高阻抗：阻抗率为1，000欧姆以上的电路

低阻抗：阻抗率为600欧姆以下的电路

      二、平衡与非平衡

概括的说，音频设备的输入端和输出端或是平衡，或是非平衡。平衡电缆用辅助线作屏蔽阻止由于线长所造成电阻中的噪音。一般的大二芯电缆和莲花型电缆是非平衡型的；卡侬或立体声大三芯电缆是平衡型（有三个连接脚，不是两个）。

每件器材都有平衡或非平衡输入输出口。如果您将平衡输出连接到平衡输入端，应该用平衡电缆。

·非平衡输入输出连接到非平衡输入输出，可以使用非平衡电缆；如果使用平衡电缆不会造成什么损害，只是不能使用辅加线，也不会有任何收益。

·非平衡输入/输出连接至平衡输入输出，同上

·平衡输入/输出连接至平衡输入输出，应使用平衡电缆，如果使用非平衡电缆的话，则容易引起连线噪音，特别是长度在3-5米或长的电缆中更容易产生噪音。

需要注意的是，平衡与非平衡插头不完全与阻抗有关。如卡侬电缆几乎都是低阻抗的，而1/4inch电缆可以是平衡也可以是非平衡，可以是低阻抗也可以是高阻抗。

而且，如果您用一根很长的电缆（3-5米以上）将平衡输出端连接到非平衡输入端。那么整个电缆使用平衡电缆，并在连接非平衡输入之前使用接线盒或匹配的变压器，都是好办法。这样可以利用平衡电缆的很强的防止噪音的特点。

    1、平衡线路

音频线路有三种线：高、低以及一个接地屏蔽。高频线路和低频线路接到地面时的电压相同。这种设计有助于防止较长电缆中的噪音干扰。

    2、非平衡线路

音频线路有两种线：高和低。高频线传载信号，低频线接地。地面导体对其它导体起着屏蔽作用。由于高频线路和低频线路到地面的电压不同，所以叫做非平衡。


         详解平衡非平衡的音频接口本质特征

         平衡与非平衡是音频信号的两种传输方式，分别对应两种线型。

       平衡式为三线制，即两条信号线（以高、低表示）和一条地线，信号电压为信号线高、低端的电压。平衡式的优点在于当外界电磁干扰作用在两条信号线上时，感应的电势是相同的，即共模干扰，因而在信号传输终端表征信号的电参数————电压（电势差）不变，未受干扰影响，因而可以有效抑制噪声入侵。对音响效果要求高的专业设备音频接口多是平衡输入输出的，如常用的卡侬头。



     非平衡式为两线制，即一条信号线、一条地线，信号电压为信号线和地线间电压，在接地良好的情况下，共模干扰作用于地线上的部分会随接地化为无形，而作用于信号线上的部分则会保留下来，最终形成干扰，但由于其接头相对简单、小巧，所以常用于非专业场合，如莲花头。

       总结一下：由两条线路传递一路信号，即一条为地线一条为信号线的称为非平衡方式，以三条线路传递一路信号的，一条为地线，另外两条传送反相的信号称为平衡方式，采用平衡方式可减少噪声的干扰，平衡用的是差分电平信号驱动，用一般的非屏蔽多芯双绞电缆，RJ系列的接口非平衡用的是单相电平信号，为防止共模干扰使用同轴电缆，外皮是地中间芯是信号线，BNC接口。

对E1 接口，一般使用的是G.703接口。它一般分为75欧姆非平衡和120欧姆平衡。

75欧姆非平衡接口是一对BNC 接口，一条为发送，另一条为接收。

120欧姆平衡接口是RJ-48，与RJ45 形状一样，但使用的是1－6。1、2好像是发送，4、5

是接收，3、6是地。

       说的就是E1接口的两种不同的接口方式了！75的是同轴电缆，120的是双绞线。具体的参数可以看规范ITU-TG.703，物理上，75欧非平衡的接口一般是BNC头的，120欧平衡的接口是RJ45水晶头。2种接口都可以通过转换器来转换的。平衡电路用双绞线、屏蔽线传输信号都可以，非平衡电路用屏蔽线（和平衡电路的接法不同）

      平衡信号和非平衡信号声波转变成电信号后，如果直接传送就是非平衡信号，如果把信号反相（中间差一个Pi），然后同时传送反相的信号和原始信号，就叫做平衡信号，平衡信号送入差动放大器，原信号和反相位信号相减，得到加强的原始信号，由于在传送中，两条线路受到的干扰差不多，在相减的过程中，减掉了一样的干扰信号，因此更加抗干扰。这种在平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模抑制。所以平衡线路只需要在输入输出信号增加一个差动放大器就可以实现。

　　非平衡用的是单相电平信号，为防止共模干扰使用同轴电缆，外皮是地中间芯是信号线，BNC接口。

　　说的就是E1接口的两种不同的接口方式了！75的是同轴电缆，120的是双绞线。具体的参数可以看规范ITU-TG.703，物理上，75欧非平衡的接口一般是BNC头的，120欧平衡的接口是RJ45水晶头。2种接口都可以通过转换器来转换的。

平衡电路用双绞线、屏蔽线传输信号都可以，非平衡电路用屏蔽线（和平衡电路的接法不同）。声音的一个首要因素是信号电平。

　　如果你将一个+4dBu的信号输入到一个为-10dBu设计的输入口中，那么信号就会过强，如果信号没有经过一个用于衰减的按钮、开关或旋钮就进入其它电路，那么肯定会造成失真。相反，如果一个-10dBu的信号输入到一个为+4dBu设计的输入口中，则同样会出现相反的问题：由于信号太弱，需要一种装置对它进行提升，但这样会同时增加背景噪音。

　　具备+4dB专业电平的信号经常是通过XLR型卡侬接口（三芯连线）传输的，常应用于平衡的音频信号系统。从电子学的角度来说，这种三根电缆的平衡信号比非平衡信号的抗噪能力要强。非平衡信号一般都通过两芯的1/4英寸插头或RAC莲花插头传送。有些时候，平衡信号还通过TRS规格的立体声插头（三芯，1/4英寸）传输，传输线的三根电缆分别连接在插头的Tip头-Ring环-Sleeve套三个部分。尽管使用的是立体声插头，这种TRS信号并不是立体声的。从字面上很容易猜到TRS是Tip-Ring-Sleeve的缩写。

　　非平衡信号的连接电缆通常也是屏蔽的，这就使得和信号端（HOT）连接的中心电缆周围有一圈金属网，并且金属网是和插头的地端相连接的。屏蔽电缆可以有效地防止噪音混入音频信号。对于非平衡电缆，我们称之为ZIP电缆，常用于功放和音箱间的连接。这是因为功放送到音箱的信号是经过放大的，电平很高，使噪音对其不足以产生影响。

　　要获得最佳的声音效果，要尽量使用品质好的电缆和插头，电缆越短越好，并且要避免信号线和电源线过近地靠在一起。一个音频线就相当于一个收音机的天线，如果将过长的信号线盘起来就等于是增强了这种天线的功能。如果你的信号线实在避不开电源线，那么也要将这两种线以一定的角度摆放，而不要将它们平行放置。

　　现在我们要说一下接地的问题：现在很多合成器、音源等设备都提供了一个三相的带接地端的电源插头，使用时，不要用“三相—两相”的转换器将其转换成两相插头。要获得理想的音响效果，最好将你音乐制作系统的所有设备都连接在一个电源盒上，这样就能保证系统中的所有设备都为一个共同的接地点，从而避免了接地循环所造成的交流声。如果你不能确定电源插座是否是三相接地电源，则可以到商店购买专门的设备进行测量。测量后如果确定你墙上的电源插座不是真正接地的三相电源，你可以咨询一下专业人士或到图书馆找一本能读懂的相关书籍，你得到的答案很可能就是：使用非接地电源相对来说比较安全，而使用不良的接地电源则也可能减少设备的寿命。

　　声波转变成电信号后，如果直接传送就是非平衡信号，如果把信号反相（中间差一个Pi），然后同时传送反相的信号和原始信号，就叫做平衡信号，平衡信号送入差动放大器，原信号和反相位信号相减，得到加强的原始信号，由于在传送中，两条线路受到的干扰差不多，在相减的过程中，减掉了一样的干扰信号，因此更加抗干扰。这种在平衡式信号线中抑制两极导线中所共同有的噪声的现象便称为共模抑制。所以平衡线路只需要在输入输出信号增加一个差动放大器就可以实现。

HI-FI音响

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中庸无为

原帖由 HI-FI音响 于 2011-5-16 10:29 发表
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