Âm thanh cân bằng có tín hiệu trên một dây dẫn và tín hiệu đảo ngược trên một dây dẫn khác.
SAI .
Âm thanh cân bằng có hai dây dẫn tín hiệu và một phần ba cho mặt đất.
SAI .
Một trong những điều này có thể đúng, nhưng cũng không phải là điều làm cho âm thanh cân bằng . Các mạng điện thoại cho đến gần đây hoàn toàn tương tự và chỉ có hai dây trên mỗi mạch. Không có mặt bằng. Tuy nhiên, họ đã cố gắng duy trì một kết nối tương đối không có tiếng ồn trong khoảng cách rất dài. Chỉ có hai dây dẫn được yêu cầu cho âm thanh cân bằng.
Một máy thu âm thanh cân bằng lý tưởng là một bộ khuếch đại vi sai. Nó hoạt động bằng cách đo sự khác biệt giữa hai đầu vào của nó và gọi sự khác biệt đó là tín hiệu. "Mặt đất" là hoàn toàn không liên quan. Một đầu vào không cần phải là một bản sao đảo ngược của đầu vào khác. Làm thế nào có thể có vấn đề, nếu một bộ khuếch đại vi sai chỉ nhìn vào sự khác biệt giữa hai đầu vào của nó? Làm thế nào nó có thể biết rằng một đầu vào là "tín hiệu đảo ngược"?
Tại sao sau đó, không chỉ đơn giản là kết nối một trong những đầu vào với mặt đất? Điều này có nghĩa là chúng ta có thể biến bất kỳ âm thanh không cân bằng nào thành âm thanh cân bằng chỉ bằng cách sử dụng bộ khuếch đại vi sai ở đầu thu?
mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab
Khi điều đó xảy ra, không, chúng ta không thể làm điều đó và để hiểu tại sao phải hiểu âm thanh cân bằng thực sự có nghĩa là gì. Đây không phải là về việc có hai kết nối âm thanh một đầu, mà là một kết nối ngược. Đó là về việc tín hiệu được mang trên hai dây dẫn có trở kháng bằng nhau .
Đây là lý do: mục tiêu chính trong việc sử dụng âm thanh cân bằng là giảm tiếng ồn. Nhiễu này được thu nhận bởi độ tự cảm và điện dung lẫn nhau với các vật liệu khác (thường là: dây chính) gần tín hiệu âm thanh. Nếu độ tự cảm hoặc điện dung lẫn nhau đối với nguồn nhiễu này bằng nhau đối với hai dây dẫn của chúng ta, thì điện áp và dòng điện bằng nhau sẽ được cảm ứng trên mỗi dây dẫn. Đó là, sự khác biệt của họ sẽ không thay đổi . Do đó, nguồn nhiễu, từ quan điểm của bộ khuếch đại vi sai của chúng tôi, chỉ nhìn vào sự khác biệt này, không tồn tại. Xem xét:
mô phỏng mạch này
Sản lượng ở đây là gì? Trong phạm vi mà U1 là một bộ khuếch đại vi sai lý tưởng, đầu ra chính xác là 0V DC. Một số nhiễu (từ V1) kết hợp với các đầu vào thông qua C1 và C2, nhưng vì C1 = C2 và R1 = R2, nó kết hợp thành từng phần bằng nhau và do đó không thể thay đổi sự khác biệt giữa hai, do đó không thể thay đổi ảnh hưởng đến đầu ra của bộ khuếch đại vi sai.
Nhưng điều gì xảy ra nếu R1 không bằng R2? Giờ đây, R1 và C1 tạo thành một bộ chia điện áp khác với R2 và C2, dẫn đến việc ghép các điện áp không bằng nhau vào các đầu vào của bộ khuếch đại. Bây giờ có là một sự khác biệt, và V1, đến một mức độ nào, được tìm thấy trong đầu ra. Vấn đề tương tự tồn tại nếu các điện trở bằng nhau nhưng các tụ điện thì không.
Lái xe chỉ là một trong những đầu vào không thay đổi bất cứ điều gì. Xem xét:
mô phỏng mạch này
Này không cân bằng! Nhưng nó hoàn toàn cân bằng. Tiếng ồn vẫn thấy trở kháng bằng nhau cho mỗi đầu vào. Tiếng ồn vẫn kết hợp như nhau vào mỗi đầu vào, do đó không thay đổi sự khác biệt. Vì vậy, nó vẫn bị từ chối.
Có hai lý do kết nối âm thanh điển hình của bạn như được tìm thấy trên iPod hoặc VCR không cân bằng. Đầu tiên là hình học cáp. Thông thường chúng sử dụng cáp đồng trục, với mặt đất là tấm chắn và tín hiệu tham chiếu mặt đất bên trong nó. Bởi vì hình dạng của các dây dẫn thậm chí không giống nhau từ xa, chúng có thể có trở kháng tương đương với môi trường xung quanh. Xét về các ví dụ trước, C1 và C2 không bằng nhau.
Thứ hai là làm thế nào những dòng này thường được điều khiển. Chúng thường trông giống như thế này:
mô phỏng mạch này
Nếu U1 là một bộ đệm lý tưởng, điều này sẽ được cân bằng. Nhưng không phải vậy: U1 thường là một loại op-amp có trở kháng đầu ra nhỏ. Mặc dù nó nhỏ, nhưng nó không nhỏ bằng kết nối trực tiếp với mặt đất mà nửa kia của cáp nhìn thấy. Trở kháng đầu ra của op-amp có thể cũng thay đổi đáng kể theo tần số.
Một giải pháp rất rẻ và rất hiệu quả cho vấn đề này là đặt trở kháng đầu ra với thứ gì đó dễ điều khiển hơn, như điện trở. Chúng ta có thể đặt một điện trở theo thứ tự 100 ohms nối tiếp mà không làm suy giảm đáng kể tín hiệu. Một triển khai thực tế trông như thế này:
Đây là từ một bài viết tuyệt vời của Rod Elliott (ESP) / Uwe Beis . R2 và R3 thực hiện hầu hết việc cân bằng: các điện trở này có thể được mua hoặc cắt để có điện trở rất bằng nhau. Vì chúng lớn hơn đáng kể so với trở kháng đầu ra của op-amp, nên trở kháng đầu ra của op-amp tương đối không đáng kể.
R4 và C1 phục vụ để tiếp tục hiển thị op-amp không đáng kể ở tần số cao hơn. Các op-ampe thực có trở kháng đầu ra ngày càng tăng với tần số, sẽ phục vụ cho việc mất cân bằng mạch ở tần số cao. Tuy nhiên, trở kháng đầu ra của op-amp trở nên ít quan trọng hơn ở tần số cao hơn khi R4 và C1 tách hai nửa lại với nhau.
Cấu trúc liên kết này không phải là không có một vài nhược điểm. Thứ nhất, vì nó không thể lái cả hai dòng, nó có một nửa dải động so với thiết kế có thể lái cả hai dòng. Thứ hai, nó điều khiển hai đường tín hiệu với điện áp ở chế độ chung bằng một nửa so với tín hiệu đầu vào. Do đó, người lái xe phải lái điện dung của hai đường tín hiệu đến môi trường xung quanh, giống như tấm chắn trong cáp âm thanh thông thường. Tuy nhiên, đối với độ dài cáp vừa phải thì đây không phải là vấn đề.
Ưu điểm là giảm số lượng bộ phận. Ngoài ra, nếu đây là trên đầu nối TRS được đưa vào đầu vào không cân bằng, thì không có gì xấu xảy ra, vì vòng, thường là "tín hiệu đảo ngược", không được kết nối với bất kỳ thiết bị điện tử hoạt động nào.
Quan trọng hơn, nó xua tan một sự hiểu lầm phổ biến về cách âm thanh cân bằng hoạt động.