音頻信號連接方式及轉(zhuǎn)換應(yīng)用

　　目前廣播音頻設(shè)備連接系統(tǒng)為電壓源互連系統(tǒng)，是指具有較低的信號源阻抗設(shè)備與較高的輸入阻抗設(shè)備互相連接，通常稱為跨接方式連接，此時信號源設(shè)備驅(qū)動功率較低，因而發(fā)熱少，工作效率高，輸出級失真小和互相連接線路拾取的噪聲較低。系統(tǒng)設(shè)備之聞連接方式有平衡和非平衡兩種。

　　1 平衡、非平衡信號傳輸?shù)脑砗蛥^(qū)別

　　為了減少在信號傳輸中的感應(yīng)噪聲和它們之間的信號互串，音頻設(shè)備之間采用平衡連接。平衡式信號傳輸?shù)脑硎前岩纛l信號分為正相信號（熱端）和反相信號（冷端）傳輸，兩者對地阻抗相同而極性相反。平衡信號的熱端和冷端在傳輸過程中，外界的干擾信號對它們來說是同相的，這樣可以在傳輸電纜線的終端，利用接收音頻信號設(shè)備的輸入級的差分放大器來抑制和抵消傳輸過程中由各種電磁、電源、濕度造成的外界噪聲或內(nèi)部噪聲干擾。

　　非平衡音頻信號只有熱端和接地，傳輸音頻信號的幅度比平衡式傳輸?shù)姆刃?，此結(jié)果可以通過以下實驗得出。用音頻測試儀輸出1 kHz正弦波信號進行自環(huán)測試，信號源傳輸為平衡傳輸時，測試得如圖1所示；將XLR接頭的冷端去掉，測得如圖2所示。

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　　比較兩圖，在非平衡傳輸信號時，幅度減小了一半，電平減少了6dB。在音頻連接系統(tǒng)運行時，往往會遇到傳輸中音頻信號減小的情況，可能就是連接頭松動或接觸不良引起的。

　　常見的音頻設(shè)備平衡式方式采用3芯的XLR插頭／座，大3芯TRS插頭／座等；而非平衡方式采用RCA(俗稱蓮花插頭)插頭/座，大2芯TS插頭／座等。XLR插頭／座有三個針腳，針腳“1”是始終被用作地線的，通常將連接正相信號的針腳稱為“熱端”，將連接反相信號的針腳稱為“冷端”，即將針腳“2”作為“熱端+”，將針腳“3”作為“冷端，”；大3芯TRS插頭的“TIP”為熱端，“RING”為冷端，“SLEEVE”端接地。RCA插頭／座只有一個針腳，始終被用作“正端+”，而周圍的四瓣（或二瓣）腳則被作為“負(fù)端-”大2芯TS插頭的“TIP”為熱端，“SLEEVE”端接地。

　　如采用兩芯屏蔽線，假設(shè)內(nèi)芯為紅、白兩種顏色線，制作連接前端設(shè)備的RCA插頭時，將紅色芯線與RCA插頭的“正端+”相連，白色芯線與屏蔽線并聯(lián)起來接RCA插頭的“負(fù)端一”；制作連接設(shè)備的XLR插頭時，將針腳“1”“地線”與屏蔽線相連，針腳“2"‘熱端+”與紅色芯線相連，將針腳“3”“冷端-”與白色芯線相連。

　　2 平衡與非平衡信號傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換

　　平衡式音頻信號轉(zhuǎn)換成不平衡式音頻信號或者不平衡式音頻信號轉(zhuǎn)換成平衡式音頻信號，可以通過專門的轉(zhuǎn)換電路或設(shè)備來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)阻抗、電平的完全匹配。設(shè)備的平衡輸出電路有兩種方式，變壓器輸出或差動電路輸出。

　　在設(shè)備連接時，會出現(xiàn)二芯插頭和三芯插頭的使用混淆情況，因為它們的外形尺寸是一致的，二芯插頭可以插入三芯的插座，三芯的插頭也可以插入二芯的插座。對于信號輸入，將二芯插頭插入三芯插座一般可以自動實現(xiàn)不平衡一平衡的連接，此時二芯插頭將三芯插座內(nèi)信號冷端與地相連；對于信號輸出端，則要先明確內(nèi)部電路形式，才可將二芯插頭插入三芯插座。當(dāng)設(shè)備平衡輸出為變壓器輸出時，將二芯插頭插入三芯的輸出插座即可實現(xiàn)平衡一不平衡轉(zhuǎn)換，此時將變壓器的輸出冷端接地；對于采用差動電路進行平衡輸出的情況，一般不能用二芯插頭三芯插座的方法來實現(xiàn)平衡一不平衡轉(zhuǎn)換，將二芯插頭插入三芯的輸出插座，將造成平衡輸出的冷端對地短路，對輸出放大器有損害，同時輸出電壓也減小一半，輸出電平會下降6dB。

　　需要進行平衡與不平衡轉(zhuǎn)換時，最好使用轉(zhuǎn)換器。目前常用的轉(zhuǎn)換器有兩種：變壓器轉(zhuǎn)換器和差動轉(zhuǎn)換器，其線路圖如圖3所示。

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