音响线材——平衡和不平衡接线

FLARE · 发表于 2017-5-20 22:07:21

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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插头来加以辩认，而不平衡的信号线则往往端接以RCA插头。
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。

FLARE · 发表于 2017-5-20 22:07:47

平衡和不平衡接线
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。
　　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。
　　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。

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