Điều gì làm cho một tín hiệu âm thanh cân bằng tinh ranh


22

Âm thanh "cân bằng" chính xác là gì và tại sao nó hữu ích? Tôi đã đọc rằng nó có nghĩa là có hai điện áp, với một là nghịch đảo của điện áp kia. Một máy thu âm thanh cân bằng nhìn vào sự khác biệt giữa những thứ này và gọi đó là "tín hiệu". Nhiễu sẽ ảnh hưởng đến cả hai nửa của tín hiệu cân bằng như nhau, vì vậy máy thu không nên xem nhiễu là tín hiệu, vì nó không làm thay đổi sự khác biệt giữa hai nửa.

Nhưng điều này không có nghĩa gì cả. Không phải tín hiệu âm thanh không cân bằng cũng là một sự khác biệt: sự khác biệt giữa điện áp đất và tín hiệu? Tại sao chúng ta không thể đưa tín hiệu âm thanh không cân bằng vào máy thu âm thanh cân bằng và gọi nó là cân bằng?

Và làm thế nào để làm cho một điện áp thứ hai, đảo ngược thay đổi bất cứ điều gì cả? Nếu chúng ta không làm điều này, tiếng ồn vẫn sẽ ảnh hưởng đến cả hai nửa và vẫn bị người nhận từ chối?


Chỉ là một suy nghĩ, không phải là một câu trả lời: Tôi cho rằng nó không chỉ đơn thuần là về một dạng sóng đảo ngược được thêm vào: Để lấy một ví dụ tầm thường, bất kỳ dạng sóng nào có phần dương và phần âm không đối xứng của chu kỳ, chẳng hạn như đầu ra triac-dimmer, sẽ không cho vay đơn giản V + | (-V) | Điều trị, tôi tin.
Anindo Ghosh

Câu trả lời:


19

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?

sơ đồ

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:

sơ đồ

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 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:

sơ đồ

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:

sơ đồ

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:

trình điều khiển dòng âm thanh cân bằng

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.


Tôi làm theo hầu hết những điều này, nhưng tại sao bạn lại nói dòng điện qua C1 và C2 bằng nhau khi R1 / R2 không bằng nhau. Làm sao có thể?
dext0rb

@ dext0rb thực sự, đó là lời giải thích sai. Tốt hơn với chỉnh sửa?
Phil Frost

Vâng, điều đó sẽ xóa nó lên :)
dext0rb

Chính xác nhưng lý do tôi không đồng ý với câu hỏi khác đó là op đã yêu cầu đầu ra khác biệt. +1
Andy aka

Cảm ơn cho một bài viết xuất sắc về một chủ đề thường bị hiểu lầm. +1
JYelton

6

Mặc dù đã có câu trả lời ở đây, câu chuyện vẫn chưa hoàn thành.

Tín hiệu âm thanh cân bằng hoàn toàn được kết nối

  • từ một trình điều khiển cân bằng,
  • thông qua một cáp cân bằng,
  • đến một người nhận cân bằng,

và mỗi phần phải được xem xét riêng.

Một số mạch được mô tả cho đến nay sẽ hoạt động với nhau trong một số trường hợp, nhưng hầu hết sẽ thất bại trong thử nghiệm này hoặc thử nghiệm khác.

Cáp cân bằng.

Một cáp cân bằng có hai dây dẫn ("chân") có trở kháng bằng nhau và tiếp xúc với các trường bên ngoài bằng nhau, thường đạt được bằng cách xoắn hai dây dẫn với nhau. Thỉnh thoảng mỗi chân tự nó là một cặp nên có 4 dây dẫn xen kẽ và xoắn chặt trong cấu hình star-quad.

Việc tiếp xúc như nhau với các trường bên ngoài có nghĩa là bất kỳ khớp nối tĩnh điện nào từ nguồn nhiễu vào cáp sẽ tạo ra cùng một điện áp trên mỗi chân và bất kỳ khớp nối từ tính nào cũng sẽ truyền cùng một dòng điện vào mỗi chân.

Không cần kết nối mặt đất cho tín hiệu cân bằng mặc dù màn hình có thể giảm nhiễu từ tín hiệu bên ngoài cũng như nhiễu bức xạ sang các tín hiệu khác. Nếu có màn hình, nó thường được kết nối ở một đầu chỉ để loại bỏ các vòng trên mặt đất. Ở cấp độ hệ thống thường sẽ có kết nối mặt đất với thiết bị ở mỗi đầu của tín hiệu, mặc dù nó có thể được chia sẻ giữa 2, 50 hoặc vài trăm tín hiệu cân bằng.

Máy thu cân bằng.

Máy thu cân bằng không chỉ đơn thuần là một bộ khuếch đại vi sai. Nó cũng phải duy trì trở kháng tương tự với mặt đất từ ​​mỗi chân.

Bộ khuếch đại vi sai đảm bảo rằng mọi điện áp gây nhiễu đến trên cả hai chân sẽ triệt tiêu lẫn nhau (tức là mức tăng chế độ chung = 0). Điều này bao gồm không chỉ bất kỳ sự can thiệp nào, mà còn bất kỳ sự khác biệt nào giữa các tiềm năng "mặt đất" ở mỗi đầu.

Các trở kháng bằng nhau trên mỗi chân đảm bảo rằng bất kỳ dòng điện gây nhiễu nào được bơm vào cả hai chân sẽ phát triển cùng một điện áp trên mỗi chân, sau đó có thể bị từ chối bởi bộ khuếch đại vi sai. Một bộ khuếch đại vi sai đơn giản sẽ thất bại bài kiểm tra này.

Lái xe cân bằng.

Trình điều khiển cân bằng có ba nhiệm vụ:

  1. Tạo cả hai đầu ra "đúng" và đảo ngược ở cùng biên độ.
  2. Có cùng trở kháng nối đất trên mỗi đầu ra
  3. Chuyển bất kỳ điện áp gây nhiễu trên một chân sang chân kia

1) Các đầu ra "Cân bằng" điều khiển một chân nhưng gian lận bằng cách lái 0V trên chân kia sẽ thất bại trong lần kiểm tra đầu tiên: điện áp đầu ra chế độ chung là một nửa tín hiệu ban đầu; điều này sẽ phát ra nhiễu cho bất kỳ tín hiệu nào khác được mang trên các cặp liền kề! Không phải thứ bạn muốn trong cáp 50 cặp có chiều dài của Nhà phát sóng! (và ngày đó cho tôi ...) Một đầu ra cân bằng tốt sẽ giảm thiểu nhiễu với các tín hiệu khác, cũng như duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu của chính nó.

Nếu các cặp khác là tín hiệu cân bằng tốt , nhiễu có thể không nghiêm trọng vì nó phải là chế độ chung, nhưng toàn bộ vấn đề là giảm suy giảm tín hiệu càng nhiều càng tốt.

Các trình điều khiển được gọi là "cân bằng" này có các ứng dụng trong phòng thu âm tiêu dùng cao cấp hoặc phòng thu nhỏ để chúng ở xung quanh, nhưng ... được cảnh báo.

2) Trở kháng tương tự với mặt đất trên mỗi chân rất quan trọng, như trong các máy thu, để chuyển đổi dòng điện cảm ứng ở chế độ chung sang điện áp ở chế độ chung.

3) Truyền điện áp gây nhiễu ở một chân sang chân kia, tạo ra điện áp ở chế độ chung từ điện áp khác, (tức là nhiễu ảnh hưởng đến một chân nhiều hơn chân kia) cải thiện khả năng loại bỏ của nó tại máy thu. Một trình điều khiển khác biệt đơn giản sẽ thất bại bài kiểm tra này . Nó cũng có một tính năng là nếu một chân bị chập xuống đất, biên độ của chân kia tăng gấp đôi, do đó điện áp vi sai (tín hiệu mong muốn) không bị ảnh hưởng. Một trình điều khiển khác biệt sẽ * thực sự thất bại trong bài kiểm tra này ...

Với các tín hiệu âm thanh được cân bằng chính xác, các kỹ sư phát sóng đã biết đưa tín hiệu ở chế độ chung vào một tín hiệu cân bằng và bổ sung cho tín hiệu đó trong một giây; do đó tạo ra một "mạch ảo" thứ ba không can thiệp vào một trong hai nạn nhân của nó ...


Nếu bạn không cắt tấm khiên, thì vẫn có thể lái chỉ một trong các dây dẫn tín hiệu và không có dòng điện ở chế độ chung, bởi vì tấm chắn có thể mang dòng trở lại. Giống như một đường dẫn ăng ten, các trường điện sẽ được chứa hoàn toàn trong tấm chắn. Tất nhiên mọi người thích phá vỡ dây cáp của họ hơn là sửa chữa thiết bị của họ để giải quyết tiếng ồn, và bạn có thể phải sử dụng một cuộn cảm để khuyến khích dòng điện trở lại thực sự sử dụng tấm khiên thay vì một số kết nối mặt đất khác, nhưng dù sao đi nữa - điều đó là có thể.
Phil Frost

ITYM ... "không có dòng điện chế độ chung, trong trường hợp không có từ trường gây nhiễu"
Brian Drumond

Thật. Và dòng điện từ các từ trường gây nhiễu, nếu có, lưu thông hoàn toàn trong tấm chắn (miễn là nó không bị cắt), nếu thiết bị được thiết kế đúng cách, không liên quan đến tín hiệu. Điểm đơn giản là: khiên hoạt động tốt hơn nếu chúng không bị cắt và khiên có thể cung cấp thêm sự cô lập, nhưng không bắt buộc phải tạo kết nối "cân bằng".
Phil Frost

Đồng ý, lá chắn hoạt động tốt hơn nếu không cắt. Tuy nhiên, nếu họ hoàn thành một vòng lặp mặt đất, điều đó có thể gây ra vấn đề - không phải trên chính kết nối cân bằng - mà là ở thiết bị ở hai đầu. Cắt khiên là một câu trả lời: liệu nó là tốt nhất hay khác (nâng mặt đất ở một nơi khác) là một chủ đề khác ...
Brian Drumond

Vâng, có một giải pháp thứ ba: thiết kế thiết bị không nhạy cảm với dòng chảy trên mặt đất, mặc dù tôi thừa nhận phá vỡ vòng lặp mặt đất thường dễ hơn là săn lùng và làm hại những người thiết kế thiết bị hỏng.
Phil Frost

5

Vấn đề là, như bạn nói, trong một tín hiệu cân bằng, giá trị tín hiệu thực tế là sự khác biệt giữa hai tín hiệu được điều khiển ngược nhau. Trong một tín hiệu kết thúc đơn, vẫn có một sự khác biệt, nhưng sự khác biệt là liên quan đến mặt đất, cũng là tham chiếu cho tất cả các loại tín hiệu khác.

Nếu bạn có một thiết bị hoàn toàn nổi, như loa có bộ khuếch đại chạy bằng pin được tích hợp trong hộp, thì không có sự khác biệt giữa tín hiệu cân bằng và tín hiệu kết thúc đơn. Cả hai đều cung cấp hai dây và tín hiệu bạn muốn là sự khác biệt giữa chúng.

Tuy nhiên, hiếm khi chúng ta nhận được các thiết bị có thể thực sự nổi ở điện áp tùy ý. Vấn đề là với một tín hiệu tham chiếu mặt đất, theo nghĩa thực tế là không thể đối xử bình đẳng với cả hai dòng. Nhiễu bên ngoài sẽ không kết hợp giống nhau trên một đường tín hiệu vì nó sẽ là một đường được sử dụng làm mặt đất bởi các bộ phận của hệ thống. Điều này một phần vì mặt đất được sử dụng làm tham chiếu cho hầu hết các tín hiệu, do đó theo định nghĩa không thay đổi.

Ngay cả trong ví dụ về amp loa hoạt động bằng pin nổi, cần phải cẩn thận để không đối xử với hai dòng đầu vào khác nhau. Điều này khó hơn nó có thể xuất hiện. Ví dụ: nếu bạn buộc một trong các đường dây với mặt đất cục bộ của mình và được kết nối với khung hoặc mặt phẳng mạch của mạch, thì nhiễu bên ngoài sẽ ghép vào tín hiệu đó dễ dàng hơn vì nó có điện dung cao hơn ở bên ngoài. Vì amp sử dụng làm tham chiếu, nó không thể nhìn thấy nhiễu trên đường dây trên mặt đất, nhưng sự thu nhận tiếng ồn không đồng đều của hai đường sẽ hiển thị dưới dạng tín hiệu vi sai, sẽ được phát hiện và khuếch đại.

Vì vậy, về tổng thể, nó không chỉ là về việc mã hóa tín hiệu như là một sự khác biệt giữa hai dòng. Như bạn nói, đó luôn là trường hợp. Đó là về việc thiết lập hệ thống để hai dòng đó có thể được đối xử bình đẳng, và do đó thu được tiếng ồn tương đương từ thế giới bên ngoài. Sau đó, mã hóa tín hiệu bằng nhau nhưng có cực tính ngược nhau trên cả hai dòng, máy thu có thể có sự khác biệt, theo lý thuyết sẽ loại bỏ bất kỳ nhiễu nào được thu bằng nhau bởi hai dòng.

Do đó, tín hiệu âm thanh "cân bằng" là ba dòng. Hai đường tín hiệu có trở kháng bằng nhau, đường truyền bằng nhau trong cáp và được điều khiển ngược chiều với tín hiệu và một đường mặt đất riêng biệt là tham chiếu 0 cho mọi thứ. Trong cáp âm thanh cân bằng chất lượng cao, hai đường tín hiệu là một cặp xoắn được bao quanh bởi một lá chắn nối với mặt đất. Tấm khiên chặn điện thu từ bên ngoài và bằng cách xoắn hai đường tín hiệu xung quanh nhau, chúng sẽ có khớp nối với bên ngoài trung bình bằng nhau trong khoảng cách tương đối ngắn.

Đã thêm vào để phản hồi một số ý kiến:

Đầu tiên, nó cho ấn tượng sai khi gọi một trong các dòng vi phân là "nóng" và "lạnh" khác. Cả hai đều mang một tín hiệu như nhau, chỉ là những tín hiệu đó được đảo ngược với nhau. Do đó, nóng và lạnh là những cái tên xấu thể hiện một quan niệm sai lầm, hoặc có thể dẫn người khác đến một.

Thứ hai, không, các đường tín hiệu và mặt đất KHÔNG có cùng trở kháng. Đó chính là vấn đề. Do sự mất cân bằng trong trở kháng, một dòng sẽ thu được nhiều tiếng ồn bên ngoài hơn dòng kia. Chính xác điều này đang được nhấn mạnh bằng cách gọi "cân bằng" này là "vi sai". Với hệ thống 3 đường, bạn có thể có cả hai đường tín hiệu bằng nhau và có trở kháng hợp lý cho tín hiệu trong khi vẫn có tham chiếu mặt đất.

Bạn phải giả định nhiễu sẽ ghép thành bất kỳ tín hiệu nào. Âm thanh cân bằng có khả năng chống nhiễu tốt vì hai đặc điểm: Cả hai đường tín hiệu đều được xử lý như nhau, vì vậy cả hai đều thu được cùng một tạp âm và tín hiệu ngược nhau. Khi máy thu nhận chênh lệch, nhiễu sẽ bị loại bỏ và chỉ còn lại tín hiệu. Trong một hệ thống một đầu, cả hai dòng KHÔNG bằng nhau, do đó, một dòng sẽ thu nhiễu khác với dòng kia. Sự khác biệt giữa mặt đất và đường tín hiệu sau đó sẽ bao gồm sự khác biệt này trong thu nhiễu.


Tại sao đường "lạnh" phải được đảo ngược? Nếu nó chỉ được kết nối với mặt đất, nhưng thông qua cùng trở kháng như đường "nóng", thì tín hiệu vẫn không phải là sự khác biệt giữa "nóng" và "lạnh", và chúng ta vẫn không bị từ chối chế độ chung như mong muốn chứ?
Phil Frost

1
Tại chỗ trên! Dòng "tham chiếu" thứ ba đó chính xác là tất cả những gì về nó!
Anindo Ghosh

1
@MattYoung tại sao không? Nếu lạnh là 0V, và nóng là 1V, đối với tôi có vẻ như là chênh lệch 1V. Không khác gì nếu lạnh là -0,5V, và nóng là 0,5V.
Phil Frost

2
@Phil: Có sự khác biệt giữa sự khác biệt và sự khác biệt của hai sự khác biệt!
RedGrittyBrick

1
@OlinLathrop Tôi vẫn không thấy lý do tại sao các tín hiệu cần phải ngược lại để nhiễu bị hủy. Nó là đủ để các tín hiệu có trở kháng bằng nhau. Đây là điểm tôi đang cố gắng minh họa bằng cách đặt câu hỏi này.
Phil Frost

3

Tôi sẽ sử dụng hình ảnh từ hướng dẫn này

Các dây âm thanh cân bằng truyền cùng một tín hiệu nhưng chênh lệch 180 độ giữa chúng.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Khi nhiễu được đưa vào cáp, nó được đưa vào bằng nhau cho cả tín hiệu gốc và tín hiệu đảo ngược vì chúng có cùng trở kháng. Sau đó, máy thu sẽ đảo một trong các tín hiệu và kết quả là hai tín hiệu pha có chứa âm thanh gốc và hai tín hiệu nhiễu với độ lệch 180 độ giữa chúng. Khi các tín hiệu này được tổng hợp, kết quả là tín hiệu âm thanh thuần với nhiễu đã được loại bỏ (đã hủy).

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Khi sử dụng một dây kết thúc duy nhất để truyền tín hiệu thì một dây sẽ truyền tín hiệu và dây còn lại tự nối đất để bạn không thể thực hiện theo quy trình tương tự như với các tín hiệu cân bằng để loại bỏ nhiễu.


"vì vậy bạn không thể làm theo quy trình tương tự như với các tín hiệu cân bằng để loại bỏ nhiễu." Tại sao không? Có tiếng ồn nhìn thấy dây cáp và nhận ra, "oh chờ đã, cái này được dán nhãn GND, vì vậy tôi sẽ không ảnh hưởng đến cái này như nhau?" Có tiếng ồn thấy rằng bạn đã đảo ngược dòng lạnh? Bằng cách nào đó tôi không nghĩ tiếng ồn là thông minh.
Phil Frost

@PhilFrost Bản thân một tín hiệu không có ý nghĩa gì, nó cần một điểm tham chiếu (là nền tảng trong trường hợp này) vậy làm thế nào chính xác bạn có thể đảo ngược điểm tham chiếu? Trong quan hệ để làm gì?
alexan_e

Đo lường sự khác biệt giữa hai thứ tương đương với việc đảo ngược một thứ và thêm nó vào một thứ khác. Tại sao không đo sự khác biệt giữa mặt đất và tín hiệu âm thanh một đầu? Làm thế nào để tạo ra một tín hiệu lạnh đó là tín hiệu đảo ngược thay đổi bất cứ điều gì?
Phil Frost

@Phil Tôi có thể sai, nhưng tôi nghĩ từ những ý kiến ​​này cho rằng ý tưởng bạn thiếu là tiếng ồn ảnh hưởng đến tất cả các dây dẫn (với trở kháng cho trước) như nhau, thêm một mức tăng (hoặc mất) cho mỗi mức bằng nhau. Khi một trong các tín hiệu được đảo ngược, nó sẽ loại bỏ nhiễu gần như giống hệt nhau ở phía bên kia. Vì vậy, hãy tưởng tượng + 1V trên "nóng" và -1V trên "lạnh" đại diện cho tín hiệu mong muốn. Khi "lạnh" được đảo ngược, kết quả là giá trị + 2V. Nếu một nhiễu tăng thêm + 0,05V cho cả hai tín hiệu, thì bạn có +1,05 ở mức "nóng" và -0,95 khi "lạnh". 1,05 cộng với -0,95 ngược là 2V một lần nữa và nhiễu được loại bỏ.
JYelton

@JYelton vấn đề là nó không phải là "đảo ngược" để loại bỏ tiếng ồn: nó nhìn vào sự khác biệt giữa hai kết nối trở kháng bằng nhau . Mạng điện thoại tương tự chỉ có hai dây và không có mặt đất, vì vậy bạn không thể "đảo ngược" một trong số chúng. Bạn chỉ có thể nhìn vào sự khác biệt.
Phil Frost

2

Âm thanh "cân bằng" chính xác là gì và tại sao nó hữu ích?

Âm thanh cân bằng đề cập đến việc truyền dữ liệu âm thanh dưới dạng tín hiệu điện qua đường cân bằng. Thông thường tín hiệu điện là tín hiệu tương tự, nhưng có một số tiêu chuẩn để truyền âm thanh kỹ thuật số qua đường cân bằng (ví dụ AES-EBU ).

Tôi đã đọc rằng nó có nghĩa là có hai điện áp, với một là nghịch đảo của điện áp kia. Một máy thu âm thanh cân bằng nhìn vào sự khác biệt giữa những thứ này và gọi đó là "tín hiệu".

Về cơ bản, có. Nói đúng ra, nó giả định rằng sự khác biệt tỷ lệ thuận với tín hiệu ban đầu.

Nhiễu sẽ ảnh hưởng đến cả hai nửa của tín hiệu cân bằng như nhau,

Rất gần như nhau, vâng.

vì vậy máy thu không nên xem nhiễu là tín hiệu, vì nó không thay đổi sự khác biệt giữa hai nửa.

Về cơ bản, có.

Nhưng điều này không có nghĩa gì cả.

Vâng, nó làm. Nó rất hiệu quả và được sử dụng rộng rãi.

Không phải tín hiệu âm thanh không cân bằng cũng là một sự khác biệt: sự khác biệt giữa điện áp đất và tín hiệu?

Không phải tất cả các tín hiệu âm thanh được truyền với tham chiếu đến mặt đất, nhưng trong trường hợp chúng là, thì câu trả lời là "có".

Tại sao chúng ta không thể đưa tín hiệu âm thanh không cân bằng vào máy thu âm thanh cân bằng và gọi nó là cân bằng?

Bạn có thể, nhưng nó sẽ không được cân bằng.

Cáp của bạn mang tín hiệu âm thanh "không cân bằng" sẽ có một hoặc hai dây dẫn được sử dụng:

  • Tín hiệu : chắc chắn (cộng với bất kỳ tiếng ồn). Thường được thực hiện thông qua một lõi dẫn;
  • Trả về : tùy chọn (cộng với bất kỳ tiếng ồn). Thường được mang qua một lá chắn dẫn có trở kháng khác và kích thước khác với lõi dẫn; thường được kết nối với khung thiết bị (nối đất) ở một hoặc cả hai đầu.

Dưới đây là hai khả năng phổ biến nhất và kết quả của chúng:

  1. Một lá chắn (nối đất) được sử dụng để tiến hành "trả lại" (tức là tham chiếu). Sự khác biệt về trở kháng và kích thước của hai dây dẫn có nghĩa là nhiễu sẽ không ảnh hưởng đến chúng như nhau, do đó sự khác biệt giữa chúng sẽ bao gồm một số nhiễu.
  2. Không có đường trở về điện trở thấp nào tồn tại (ví dụ trong trường hợp cáp được bảo vệ lõi đơn với đường cắt che chắn ở một đầu để tránh các vòng trên mặt đất). Do đó, bất kỳ nhiễu gây ra trong dây dẫn tín hiệu sẽ vẫn tồn tại.

Ngược lại, máy phát và máy thu âm thanh cân bằng của bạn có ba dây dẫn:

  • Nóng : tức là tín hiệu (cộng với bất kỳ nhiễu). Thường được kết nối bởi một lõi của cáp đôi lõi được bảo vệ.
  • Lạnh : tức là tín hiệu đảo ngược (cộng với bất kỳ nhiễu nào). Thường được kết nối bởi lõi khác của cáp hai lõi được bảo vệ.
  • Khiên : thường được nối đất tại một số điểm trong toàn bộ hệ thống. Thường được kết nối bằng lá chắn của cáp hai lõi được bảo vệ.

Nếu bạn kết nối tín hiệu của đường "không cân bằng" của mình với chân nóng của máy thu, thì hiệu ứng sẽ giống như trường hợp 1. hoặc 2. ở trên, cộng với biên độ tín hiệu của bạn thể bị ảnh hưởng tùy thuộc vào mạch của máy thu. Thay vào đó, nếu bạn kết nối nó với pin lạnh, thì hiệu ứng sẽ giống như trường hợp 1. hoặc 2. ở trên, cộng với biên độ tín hiệu của bạn thể bị ảnh hưởng tùy thuộc vào mạch của máy thu bạn sẽ đảo ngược pha tín hiệu.

Và làm thế nào để làm cho một điện áp thứ hai, đảo ngược thay đổi bất cứ điều gì cả?

Điều khá quan trọng là điện áp thứ hai này được thực hiện bởi một hoặc nhiều dây dẫn có kích thước gần giống nhau và trở kháng và vị trí đối với một hoặc nhiều dây dẫn mang điện áp không đảo. Đó là lý do tại sao hầu hết các cáp âm thanh cân bằng sử dụng một cặp dây dẫn xoắn , thường với một số vật liệu đóng gói (sợi bông; ống nhựa mịn, v.v.) để ngăn không cho cặp tách ra. Đây là một minh họa từ Canford :

Bản vẽ bùng nổ của cáp âm thanh Canford Helical Screened Twin

Một số cáp âm thanh cân bằng, như StarQuad , sử dụng một cặp xoắn : hai lõi cho nóng, hai cho lạnh.

Bằng cách tạo đường dẫn cho tín hiệu lạnh có trở kháng và kích thước và vị trí rất gần bằng nhau như đường dẫn cho tín hiệu nóng, nó giảm thiểu sự khác biệt giữa nhiễu gây ra trong tín hiệu nóng và nhiễu gây ra trong tín hiệu lạnh, mang lại rất cao từ chối tiếng ồn đó.

Nếu chúng ta không làm điều này, tiếng ồn vẫn sẽ ảnh hưởng đến cả hai nửa và vẫn bị người nhận từ chối?

Không; hoặc ít nhất, không để bất cứ điều gì như cùng một mức độ.


Tạo một đường dẫn trở lại với trở kháng bằng nhau là một điều. Yêu cầu "lạnh" để có điện áp ngược lại đối với mặt đất vì "nóng" là khác. Đó là cái gì
Phil Frost

IIUC, cả hai! Cái trước nói đúng, và cái sau theo quy ước. Hãy hỏi một kỹ sư âm thanh tại phòng thu âm hoặc địa điểm âm thanh trực tiếp để cung cấp cho bạn mức cân bằng âm lượng và (anh ấy) thường sẽ tạo ra một XLR nam (hoặc cặp âm thanh nổi, v.v.) khi bị lạnh lệch pha nóng và cả hai trở kháng rất gần. Tuy nhiên, vì nhận xét của bạn cho thấy bạn có thể không quan tâm đến các quy ước, nên có thể bạn quan tâm đến câu trả lời của SuperUser về việc sử dụng cặp xoắn Cat5 (tức là không được che chở) cho âm thanh.
sampablokuper

1

Bạn không cần màn hình hoặc dây thứ ba để có cân bằng âm thanh - Tôi nghĩ tôi chỉ cần đưa ý kiến ​​của mình vào và đồng ý với những gì tôi nghĩ Phil đang phản đối. Những gì tôi đã vẽ dưới đây là cách tôi cảm nhận một tình huống cân bằng (kịch bản 3): -

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Một ưu điểm khác của kịch bản 3 là các nguồn nhiễu gây nhiễu bên ngoài trở nên "cân bằng" trên đường dây vì trình điều khiển vi sai "chiếu" một trở kháng giống hệt nhau trên cả hai đường tức là tại bất kỳ điểm nào trên cáp, cả hai dây đều có cùng trở kháng với cục bộ hay nói cách khác.

Xoắn và sàng lọc là không cần thiết cho câu hỏi tôi tin, nhưng, giúp rất nhiều như chúng ta biết !!

Tôi không nói kịch bản 3 có các dòng đầu ra được điều khiển trong antiphase, nhưng, do trình điều khiển có tất cả các mạch để tạo ra một đầu ra "trung tính" cân bằng, sau đó, theo quan điểm tín hiệu / nhiễu, để lái cả hai dòng antiphase.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.