傳輸的平衡與非平衡
信號有兩種傳輸方式,即對地平衡式與非平衡(單端接地)式。
平衡式的信號傳輸線路不易受外界的如交流聲,其他串音,電器設備噪聲等干擾。
非平衡式則易受干擾,所以在專業領域一般都采用平衡式傳輸。在工程中考慮到成本問題,也會相對選用一些民用級設備,他們大多都采用非平衡式傳輸。選設備時應盡量使用平衡式傳輸。
平衡
平衡與非平衡是指音頻信號傳輸的兩種不同類型。
平衡式輸入、輸出端口都是使用三個腳位的連接插件,如:卡儂或大三芯(圖一)它是利用相位抵消的原理,將音頻信號傳輸過程中所受的其他干擾降至最低。在較長距離的信號傳輸中有比較明顯的優勢。
非平衡
非平衡式的輸入輸出端口一般都使用兩個腳位大兩芯連接插件,它只有兩個端——信號端和接地端。這種連接常用于電子樂器、電吉他等設備。
平衡與非平衡端口之間通常需要轉換器來連接。但在某些要求不十分嚴謹的場合,平衡與非平衡之間也可以直接連接,連接方法如上所示。
平衡式傳輸是完美音質的一部分,而后端的電路也需要采用平衡電路設計才能完美配合平衡式傳輸,兩者缺一不可。
一個真正的平衡式電路設計,是將波形的正負半波分別用一組線路進行放大,然后耦合成為完整的波形,因此從成本上考慮,每聲道需要2組完全對稱的零部件。成本比非平衡方式高出許多。
平衡輸入/輸出方式
平衡傳輸線里有三芯,一芯傳輸正半波訊號,一芯傳輸的是負半波訊號,最后一芯是地線。一般串進電纜或設備的噪聲會出現在正、負兩端,對地電壓和相位完全一樣,這樣的噪音被稱為共模噪音。
而平衡傳輸由于傳輸的是波形兩端的信號差(也就是電壓的差異),能夠很好地抑制共模噪音。因此平衡傳輸具有非平衡方式不可比擬的抗干擾性能。
什么是XLR平衡插頭?
在Cannon(XLR)頭的結構上,它具有一個金屬或塑膠成的外殼,有一個卡榫或是供卡榫鉤住的洞,使得公母頭在結合后不會脫落;它的接點可以從二個一直到七個之多,而一般音響器材會用到的Canon(XLR)接頭,絕大部份都是三個接點。而Cannon頭與RCA頭不一樣的地方在于:RCA頭一定是公頭,而座一定是母座(箭頭所指)。
但是Cannon接頭則不論是頭或者是座都有公母之分。在此另外說明;所謂頭指的是接在訊號線上可以活動的接頭;而所謂公的,就是信號接觸是呈棒狀的,同理,母的就是指接觸點是孔狀的。一般言之,訊號的輸出端是公頭或公座,而輸入端是母頭或母座,在自己裝制平衡式擴大機,或者焊制平衡式訊號線時不可不慎,以免發生同性相斥的窘境?! ?/p>
在XLR的三個接點中,接線是有一定規則;你可以發現在插頭或插座上這三個接點會有1,2,3的編號標示,1號一定是地線。XLR母頭或母座的1號孔內的金屬接觸片來得比其他2、3號孔內的長。這是為了在連接的時候,地線會比信號先完成接觸;分離時地線會比信號晚分離,確保開機狀態中插撥訊號線時不會發生意外的碰聲或擊毀喇叭。2,3腳則分別連接著火線和地線?! ?/p>
有一點必須特別注意;歐規(含日規)和美規系統的接法是相反的,美規第2腳是火線,歐日規則第3腳是火線。如果沒有注意到這一點,則不同廠牌器材搭配之后,可能到最后整個系統出來的聲音是相反的?! ?/p>
所以在開聲前最好看看說明書,因為每一部帶有平衡式端子的音響器材,一定會詳細說明那一腳是火線,那一腳是水線,只要仔細看說明加以推演即可;萬一從訊號一路搭到后級卻發現輸出是反相時,最簡單的方法就是將喇叭線正負反接就可以了。
音視頻連接線
視頻連接線,簡稱視頻線,由視頻電纜和連接頭兩部分組成,其中:視頻電纜是特征阻抗為75Ω(歐)的同軸屏蔽電纜,常見的規格按線徑分為-3和-5兩種,按芯線分有單芯線和多芯線兩種,連接頭的常見的規格按電纜端連接方式分有壓接頭和焊接頭兩種,按設備端連接方式分有BNC(俗稱卡頭),RCA(俗稱蓮花頭)兩種。
音頻連接線,簡稱音頻線,由音頻電纜和連接頭兩部分組成,其中:音頻電纜一般為雙芯屏蔽電纜,連接頭常見的有RCA(俗稱蓮花頭)、XLR(俗稱卡儂頭)、TRS JACKS(俗稱插筆頭)。
視頻連接線
視頻線是電視播控機房視頻系統的重要組成部分,制作質量的好壞直接影響視頻通道的技術指標,質量差視頻線有可能造成信號反白、信號嚴重衰減,設備不同步,甚至信號中斷。在視頻系統中除少量控制信號線外,節目信號、同步信號、鍵控信號等信號都是由視頻線傳輸,因而視頻線發生問題是造成設備和系統故障常見的故障源之一?! ?/p>
在制作視頻線的過程中,首先,必須選擇正確的視頻電纜和連接頭。選擇電纜首先應注意其標稱的阻抗,有一種特征阻抗為50Ω的電纜在外觀上和視頻電纜很接近,切不可混淆。另外,應注意電纜或連接頭有沒有發生氧化的情況,該電纜或連接頭應當報廢或者視情況進行處理,否則,氧化物將造成焊點虛焊,導致信號嚴重衰減,甚至中斷。市場有個別廠商偷工減料,生產的視頻線不符合規格,如:屏蔽層稀疏,線徑不標準等等,購買時也要注意。在連接頭的選擇上盡量符合設備需要,避免使用轉換頭,規格應按電纜的規格對應使用?! ?/p>
其次、必須保證良好的壓接質量或焊接質量。使用壓接方式的接頭,對電纜的各層線徑和壓接的工藝要求很嚴格,表面上制作起來較省事,但稍不注意,就可能虛接,如果經常拔插,可靠性就更低,應盡量避免使用這種類型的接頭,不得已要使用時,最好壓接后,再加焊一下,同時在拔插時,避免在電纜上用力。相對而言,焊接型的接頭對工藝要求就低一些,但仍然需要注意接頭的規格要和電纜規格一致,焊接要求和焊接普通電子電路板的要求相同,焊點要光滑,平整,沒有虛焊。
最后,必須檢查是否有開路或短路的情況。每當做好一條視頻線,無論是什么接頭,長度多少,都要用萬用表進行一次檢查,確定沒有開路或短路的情況后,才算完成。
音頻連接線
音頻線相對視頻線要復雜一些,除了以上三個方面的注意事項外,還有一個平衡和不平衡接法的問題?! ?/p>
所謂平衡接法就是用兩條信號線傳送一對平衡的信號的連接方法,由于兩條信號線受的干擾大小相同,相位相反,最后將使干擾被抵消。由于音頻的頻率范圍較低,在長距離的傳輸情況下,容易受到干擾,因此,平衡接法作為一種抗干擾的連接方法,在專業設備的音頻連接中最為常見。在家用電器的連接線中也有用兩芯屏蔽線作音頻連接線的,但是,它傳輸的是左右聲道,是兩個信號,不屬于平衡接法。
而不平衡接法就是僅用一條信號線傳送信號的連接方法,由于這種接法容易受到干擾,所以只一般在家用電器上或一些要求較低的情況下使用?! ?/p>
具體的接法以XLR接頭為例:1、平衡接法:1腳接屏蔽,2腳接+端(又稱熱端),3腳接—端(又稱冷端);2、不平衡接法:1腳和3腳相連接屏蔽,2腳接+端(信號端)?! ?/p>
選擇什么接法一般根據設備對接口的具體要求而定,能使用平衡接法的盡量使用平衡接法,進行連接時務必先看清面板上的說明,最好先閱讀使用說明書上的有關說明和要求。在一些場合還可能遇到一端的設備接口是平衡接口,另一端的設備是不平衡接口的情況,在要求不很嚴格的情況,只需在平衡端使用平衡接法,不平衡使用不平衡接法,注意各腳對應就可以了。在要求嚴格的情況,就必須使用轉換電路將平衡轉為不平衡,或將不平衡轉為平衡。
線碼
在一個播控機房中,各路信號的視音頻連接線匯集在一起的數目是相當大的,同時,由于位置十分集中,如果不對每一條連接線進行編碼,將會對日后的維護帶來極大的不便。做法很簡單,在制作接頭前,先在視音頻電纜的兩端按預先編好的編號套上線碼即可。編碼的原則是簡單、直觀。過于復雜或過于抽象的編碼,同樣不便于維護?! ?/p>
建議采用字母和數字混合的編碼,如:VD101代表視頻(V)分配器(D)一號機(1)的第一個輸出口(01)。通過這樣一組編碼說明了:1、信號性質:視頻信號;2、信號來源:視頻分配器;3設備編號:一號機;4、端口位置:一號輸出口?! ?/p>
字母可以選擇常用的英文縮寫,漢語拼音或其它容易理解的字母組合。下面列舉了常見的英文縮寫,以供參考。
縮寫原文含義
V--VIDEO視頻
A--AUDIO音頻
BB--BLACK BURST黑場(同步信號)
P--PLAYER放機
R--RECORDER錄機
D-DISTRIBUTER分配器
M-MONITOR監視器
C-G--CHARACTER GENERATOR字幕機
OOPTICAL RECEIVER光接收機
TTBC時基校正器
信號有兩種傳輸方式,即對地平衡式與非平衡(單端接地)式。平衡式的信號傳輸線路不易受外界的如交流聲,其他串音,電器設備噪聲等干擾。非平衡式則易受干擾,所以在專業領域一般都采用平衡式傳輸。在工程中考慮到成本問題,也會相對選用一些民用級設備,他們大多都采用非平衡式傳輸。選設備時應盡量使用平衡式傳輸。