Что такое балансное подключение наушников

Балансным подключением называют метод стыковки акустического оборудования посредством балансной линии. Соединение зачастую применяется на концертных платформах, в звукозаписывающих студиях – там, где необходимы длинные провода, поглощающие входящие помехи. Чем отличается «балансный выход» от небалансного, в чем особенности каждого из них?

наушники с балансным подключением

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
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.

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».
балансное соединение

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.

Важная особенность: в схеме каждый канал обладает собственной «землей», не стянутой с заземлением чужого канала. Напротив, в небалансовой схеме «земля» является всеобщей и усиление всех каналов осуществляется в одной микросхеме/лампе.

Преимущества и недостатки подключения

Балансное подключение вследствие технических особенностей имеет пару преимуществ.

  1. 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.
  2. 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.

В чем отличие балансного и небалансного подключения

Между балансным и небалансовым подключениями существует несколько значимых различий. Так, первое имеет следующие плюсы:

  • наличие дополнительного проводника, способствующего контролю разницы между инверсионным и прямым сигналами, преобразованию торможений в одной из медийных линий и снижению их воздействия на положительный импульс;
  • подавление синфазных помех, образованных внешними шумами, посредством транспортировки информации дифференциальным сигналом;
  • разность зарядов между инверсионным и прямым проводниками, гораздо бо́льшая сравнительно разницы потенциалов одного сигнала и «земли» небалансной линии, в результате дает устойчивый к гашению аналоговый сигнал (соотношение «сигнал-звук» больше).

Небалансовое подключение имеет более простую реализацию передающего и принимающего устройств, не работает на больших расстояниях (не более 6 м). Оно чаще используется при подключении гитарного усилителя, гитары.

Оба метода подключения разделяются по способу использования:

  • небалансное подключение применимо при межблочных связках в радиусе единственной стойки аппаратуры;
  • балансное подключение используется на внушительные расстояния, к примеру, от пульта звукорежиссера к усилителям мониторных динамиков.
  • эксплуатация балансного подключения, например, в концертном оснащении, где используются довольно длинные аудиолинии, проходящие сквозь насыщенную помехами среду.

Как сделать балансные наушники из обычных

Существует 2 факта о балансных наушниках:

  1. Обычные наушники, которые можно купить в любом маркете аудиоаппаратуры, можно легко превратить в балансовые. Даже если производитель заявил, что выпущенные им наушники не являются балансными, они становятся такими при присоединении хорошего кабеля другого изготовителя. Это относится к внутриканальным наушникам либо оснащенным Y-образным подключением провода – здесь канальные динамики не стянуты «минусовым» проводом.
  2. Аудиовыход балансного усилителя и аналогичный кабель обладают 4-мя контактами. Каналы не сочленены общими проводами. Массу примеров можно найти среди обзоров оборудования High-End, китайского Hi-Fi.

Плеер с балансным выходом требует подключения наушников аналогичного типа, с которыми в комплекте обычно идут 2 кабеля. При подключении к нему простейших наушников звук может обернуться монофоническим, однако если некачественно сделана распайка. Производители пока не нашли универсальный вариант распиновки балансового выхода, поэтому, например, к плееру могут не подойти балансные наушники. Кроме этого, выход плеера может рассчитываться на «джек» в 2,5 мм, а наушники могут иметь «jack» в 3,5 мм.

При подключении Hi-Fi-оборудования и студийной аппаратуры используется симметричная передача аудиосигнала и интерфейс, защищенный от помех. Такое подключение требует использования кабелей trs или xlr, оснащенными по 3 токопроводящих кабеля для каждого канала. Для балансного подключения применяется по 2 провода на каждый канал.

разновидности разьемов
разъёмы «джек» (TRS, TRRS)

Балансовые кабели для наушников оснащены 4-мя контактами каждый. Это позволяет присоединять один наушник к выходу балансного усилителя независимо от другого наушника. При индивидуальном подключении наушников правого и левого каналов оборудование становится балансным, однако необходимо использовать специальный кабель. На вход усилителя можно подавать балансный и несимметричный сигнал.

Для балансового подключения наушников необходимы:

  • наушники с раздельным подключением каналов;
  • провод балансный, оборудованный специальными разъемами;
  • усилитель балансовый;
  • если усилитель оснащен специальными входами, можно добавить балансный источник.

Во время аудиозаписи через микрофон не обойтись без наушников – они позволяют контролировать весь процесс. Подавляющее большинство звуковых карт оснащено специальным разъемом или несколькими разъемами для наушников. Подключение к аудиоинтерфейсу не составляет труда – следует состыковать наушники с оборудованием через гнездо формата jack 6,3. Если в наушниках нет такого штекера, можно использовать переходник.

Вывод

Балансное подключение – это масса преимуществ перед другими типами соединения аудиоустройств. Благодаря ему достигается высокое качество звучания. Даже если наушники низкочувствительны, через них получается хороший звук благодаря балансовому подключению.

Ян Алаев

Инженер-электроник (по первому высшему образованию). Автор действующего российский радиотехнического форума forum.alaev.club. Стаж меломана - более 20 лет.

Добавить комментарий

  1. Аватар
    Галина

    Интересная статья. Очень полезная информация. Большое спасибо за статью.

    Ответить