Балансное и небалансное соединения

Беспроводные аудиотехнологии постоянно совершенствуются, но для соединения устройств в аудиосистемах нам все еще нужны кабели. Они в свою очередь делятся на 2 класса - балансные и небалансные. Часто их называют по типу разъемов, которые устанавливают изготовители. В общем случае для небалансных кабелей это будет RCA, а для балансных — XLR. Разницу между ними мы рассмотрим ниже.

Немного теории

Цель любого кабеля в аудиосистеме - передать сигнал от источника к приемнику без каких-либо изменений. Другими словами, кабель не должен влиять на передаваемый сигнал. Это могло бы иметь место в идеальном мире, но в реальности такого не бывает.

Другое дело, что степень этого влияния будет зависеть от множества факторов. В первую очередь - это материалы из которого изготовлен соединитель. В кабеле используются металл в качестве проводника и диэлектрик в качестве изолятора. Их выбор напрямую будет влиять на электрические характеристики кабеля, а значит и на то, каким образом соединитель будет влиять на передаваемый сигнал. Важное значение имеют также геометрия проводников, способ монтажа разъемов и многое другое. Однако давайте пока оставим все эти факторы в стороне и сосредоточимся на том, какие внешние силы влияют на работу межблочного кабеля в аудиосистеме.

Небалансные аудиокабели

Любой электрический кабель работает как антенна и прекрасно улавливает различные электрические помехи. И чем антенна (кабель) длиннее, тем она эффективнее. В современном доме или квартире электрических помех очень много! Все они воздействуют на кабель и передаваемый по нему сигнал. ТВ и радиотрансляции, Wi-Fi, Bluetooth, сотовые телефоны — все эти и многие другие домашние устройства излучают и принимают сигналы, которые нужны нам, но не аудиокабелю. И их наличие в сигнале абсолютно нежелательно.

1.jpg
Кабель для сабвуфера TAGA Harmony TAVC-SY

Небалансные кабели в защите от внешних помех могут рассчитывать только на собственное экранирование. Оно скрыто под внешней оболочкой и может представлять собой оплетку из очень тонкого провода, фольги или даже быть многослойным. Экран окружает сигнальный проводник со всех сторон и его задача — принять на себя помехи, не дав им попасть в передаваемый сигнал. Однако абсолютной защиты экран дать не может и какая-то часть помех все-таки окажется в сигнале.

Небалансные кабели могут иметь различную конструкцию, но суть ее всегда будет одинаковой. В них один проводник используется для передачи сигнала, а другой используется в качестве «общего провода» или «земли». При этом последний может одновременно выполнять роль экрана, защищающего сигнальный провод от внешних помех (это коаксиальная конструкция). Иногда изготовители разделяют общий провод и экран в небалансном кабеле. В этом случае такой небалансный кабель называют псевдо или полубалансным. Почему? Тогда давайте сначала разберемся, как устроен балансный кабель.

Балансные аудиокабели

Если в небалансном кабеле сигнальный проводник один, то в балансном их два. По одному из них передается обычный сигнал и такой проводник называется «положительным». По другому проводнику в балансном кабеле передается тот же самый сигнал, но инвертированный по фазе. Это «отрицательный» проводник. В балансном кабеле имеется и третий провод - «общий» - он и определил трехконтактую конструкцию разъемов XLR (балансное подключение). Упомянутый выше термин «полубалансный» в отношении небалансного кабеля означает, что хотя у него и два проводника (кроме экрана), сигнальный из них все равно только один.

3.jpeg

Но вернемся к нашей балансной конструкции. После прихода в приемник инвертированный отрицательный сигнал инвертируется еще раз и оказывается в фазе с положительным. Оба сигнала суммируются, при этом амплитуда получившегося суммарного сигнала возрастает. Но электрические помехи наводятся на оба проводника в одинаковой фазе, и, когда происходит переворот фазы инвертированного сигнала, помехи в нем также инвертируются. В результате после сложения двух сигналов помехи в них взаимно гасят друг друга.

Кстати, три контакта в XLR-разъеме иногда вводят в заблуждение начинающих меломанов, которые могут решить, что он используется для двух каналов. На самом деле это не так. У стереофонического устройства с возможностью балансного подключения будут раздельные XLR-разъемы для каждого канала.

В результате балансное соединение оказывается гораздо лучше защищенным от помех, чем небалансное. Однако при одном условии. Необходимо, чтобы и источник сигнала (например, фонокорректор или ЦАП) и приемник (усилитель) также имели настоящие балансные схемы.

4.jpg
Фонокорректор Pro-Ject PhonoBox S3 B имеет полностью балансную схемотехнику

Их реализация довольно сложна, так как обычно требует удвоения используемых компонентов — в самом лучшем варианте это построение отдельных схем для положительного (неинвертированного) и отрицательного (инвертированного) сигналов. Отсюда следует вывод, что Hi-Fi компоненты с настоящей балансной схемотехникой не могут быть дешевыми. К сожалению, в настоящее время на рынке присутствуют недорогие модели, в которых используется та или иная имитация балансных схем, также с использованием XLR-разъемов. Это необходимо учитывать при выборе конкретного устройства.

Преимущества балансного соединения

Балансное соединение обеспечивает очень хорошую защиту от помех, но проявляется это при значительных длинах кабелей, например, в несколько метров. Именно поэтому изначально оно было придумано для студийного звукового оборудования, которое требует соединителей именно такой длины. Теоретически, балансное соединение может дать лучший (по сравнению с небалансным) звук и в домашней Hi-Fi системе, где длина кабелей обычно составляет не более метра. Однако здесь все будет зависеть от класса соединяемых компонентов, акустики комнаты, качества музыкального материала и опыта слушателя. В принципе, балансную схемотехнику можно считать характерной чертой аудиоустройств класса High End, где говорить об экономии уже не принято. Но в любом случае окончательный выбор в пользу того или иного способа соединения компонентов систему остается за меломаном.


Поделиться: