Zrozumienie zbalansowanych i niezbalansowanych połączeń audio może pomóc w nagrywaniu lepszego dźwięku. Jako młodzieniec uwielbiałem chodzić do cyrku. Widoki i dźwięki big-topu zafascynowały mnie zwłaszcza linoskoczków. Byli to ludzie, którzy ryzykowali życiem i zdrowiem, balansując wysoko nad tłumem, dzieląc je tylko cienkim drutem i pewnym niebezpieczeństwem. Ta fascynacja towarzyszyła mi przez lata i kiedy zacząłem zajmować się sprzętem audio, zdałem sobie sprawę, że jest lekcja do zastosowania z dzieciństwa.
W tym artykule przyjrzymy się różnicy między zbalansowanymi i niezbalansowanymi połączeniami audio, gdzie są używane i jakie korzyści przynoszą producentowi wideo.
Chodzenie po przewodzie
Rozważ nieustraszonego linoskoczka. Wspina się na drut i zaczyna chodzić po wyciągniętych ramionach, aby zachować równowagę. Potem nadchodzi podmuch wiatru i wieje mu prosto w twarz, ale dzięki wyciągniętym rękom wiatr działa na niego równomiernie. Jego podróż jest nieco trudniejsza, ale wiatr nie wytrąca go z równowagi. Teraz wyobraź sobie, że wiążemy jedną rękę za jego plecami na następną podróż przez drut. Znowu wieje wiatr, tyle że teraz ma tylko jedną rękę do utrzymania równowagi. Zgadłeś, tym razem upada, bo wiatr napierał na jego jedną rękę, wytrącając go z równowagi (nie martw się, wszystko jest w porządku – to był drucik treningowy i tylko kilka stóp nad ziemią).
Ale zastosujmy tę analogię do połączeń audio. Zbalansowany sygnał audio, taki jak nasz linoskoczek, przemieszcza się wzdłuż przewodu z równą ilością sygnału po obu stronach wyobrażonej linii. W symetrycznym połączeniu audio znajdują się trzy przewody (rysunek 1B):uziemienie, przewód gorący (lub dodatni) i zimny (lub ujemny). Przewód uziemiający działa jak lina, a dodatnia i ujemna część sygnału audio służą jako wyciągnięte ramiona. W tej konfiguracji sygnał audio może przebyć setki metrów, praktycznie niewrażliwy na zakłócenia lub utratę sygnału. Czemu? Ponieważ wszelkie zakłócenia, które mogą zaszkodzić sygnałowi, są w równym stopniu stosowane. Na odbierającym końcu kabla (mikser lub kamera) obwód audio rozpoznaje korelację dodatniej i ujemnej części sygnału z przewodem uziemiającym. Ponieważ każda część sygnału jest odrębna, wszelkie zewnętrzne szumy lub zakłócenia są uważane za obce i są anulowane.
Sygnały zakłócające
Zakłócenia przybierają wiele form, ale dzielą się na dwie główne kategorie:RFI (zakłócenia częstotliwości radiowych) i EMI (zakłócenia elektromagnetyczne). RFI pochodzi ze wszystkiego, co generuje fale radiowe, stacje telewizyjne, telefony komórkowe, domofony itp. Oczywiście wszystkie te elementy mają legalne zastosowania, ale kiedy energia radiowa zakłóca sygnał audio, staje się to zakłóceniem. EMI pochodzi od rzeczy, które generują pole magnetyczne za pomocą środków elektrycznych; Zasilacze kamer/laptopów i monitory komputerowe są z tego powodu notorycznie. Możesz zminimalizować skutki zakłóceń, trzymając kable audio i połączenia z dala od tych generatorów szumów.
Kable niesymetryczne wykorzystują do przesyłania sygnałów tylko jeden przewód uziemiający (Rysunek 1A). W rezultacie cała aktywność dźwiękowa odbywa się po jednej stronie liny, że tak powiem (rysunek 2A). Pozwala to na łatwe zniekształcenie sygnału przez zakłócenia ze względu na brak możliwości anulowania szumów na odbierającym końcu kabla. Oczywiście połączenia niezbalansowane nadal mają swoje zastosowania. Sygnał mikrofonu może zwykle przetrwać do 25 stóp długości kabla, zanim ryzyko zakłóceń będzie zbyt duże. Niezbalansowane sygnały na poziomie liniowym działają na długości 50 stóp lub więcej w wielu aplikacjach. Twoje wyniki będą się różnić w zależności od tego, ile potencjalnych zakłóceń występuje w miejscu nagrywania. Zdalna sesja zdjęciowa u podstawy wieży radiowej to zły pomysł.
Złącza
W świecie wideo napotkasz szeroką gamę złączy audio (patrz zdjęcie). Profesjonalne mikrofony wykorzystują zbalansowane złącza trójstykowe, ogólnie określane jako „XLR”. Niektóre mikrofony i miksery używają złącza 1/4 cala do połączeń audio (zwanej również „wtyczką telefoniczną” od ich pochodzenia w centralach telefonicznych). Złącza te są dostępne w wersjach z dwoma i trzema przewodnikami do zastosowań niezbalansowanych i zbalansowanych. Młodszym bratem złącza 1/4 cala jest złącze 1/8 cala lub miniwtyk. Ten typ wtyczki jest często jedynym sposobem na doprowadzenie zewnętrznego dźwięku do kamery. Nowoczesne aparaty cyfrowe wykorzystują wersję trzyprzewodową do odtwarzania dźwięku stereo, ale nie należy mylić trzech przewodów ze zbalansowanym połączeniem. Ta aplikacja zapewnia dwa niesymetryczne wejścia w jednym złączu. Wreszcie jest złącze RCA lub wtyk gramofonowy – klasyczne niezbalansowane złącze używane do prostych połączeń audio i wideo.
Aplikacja jest wszystkim
Zbalansowane połączenia audio zapewniają niski poziom szumów, wysoką jakość sygnału i działają na duże odległości. Zawsze przewyższają niezrównoważoną alternatywę. Dlaczego więc nie wszystko ich używa? Odpowiedź jest prosta. Niezbalansowane połączenia audio działają dobrze na krótkich dystansach w warunkach niskich zakłóceń i są tanie w produkcji. Z drugiej strony, zbalansowane połączenia wymagają lepszych przewodów, drogich złączy, większej liczby obwodów wewnątrz sprzętu i większej ilości złączy na zewnątrz. Wszystko to przekłada się na większe koszty dla konsumenta. Co więcej, zbalansowane połączenia audio są uważane za opcję profesjonalną. Właśnie dlatego opcje zrównoważonego dźwięku można znaleźć tylko w kamerach, których cena przekracza 2000 USD.
Czy to oznacza, że nie możesz używać zbalansowanego dźwięku w kamerze za 500 USD? Oczywiście nie. Oto, czego potrzebujesz, aby czerpać korzyści ze zbalansowanego dźwięku. Po pierwsze, kamera musi mieć wejście mikrofonowe; większość to odmiana 1/8 cala. Następnie potrzebujesz zbalansowanego źródła dźwięku. Zakwalifikuje się wiele mikrofonów ręcznych, niektóre mikrofony bezprzewodowe i wszystkie miksery audio. Na koniec potrzebujesz kabli i złączy, aby przejść od zbalansowanego wyjścia do wejścia kamery. Skąd wiesz na pewno, że masz zbalansowane źródło dźwięku? Jeśli złącze to XLR, to 99,9 procent pewności. Jeśli połączenie ma rozmiar 1/4 cala, należy zapoznać się z instrukcją obsługi urządzenia. Jeśli połączenie jest 1/8 cala lub RCA, nie masz szczęścia.
Przystosowanie okablowania symetrycznego do wejścia niesymetrycznego kamery wymaga wizyty w lokalnym sklepie z częściami elektronicznymi. Pierwszy na liście jest zbalansowany wtyk XLR na niezbalansowany adapter wtyku 1/4 cala. Następnie musisz zamienić męski wtyk 1/4 cala na żeński jack 1/4 cala. Następnie zamień żeńskie gniazdo 1/4 cala na dwa żeńskie gniazda RCA. Ostatni na liście to długi kabel, który ma dwie męskie wtyczki RCA na jednym końcu i 1/8-calową wtyczkę stereo na drugim, idealną do podłączenia do kamery. Dlaczego wszystkie adaptery? Nie ma prostego, niedrogiego sposobu na zamianę zbalansowanych, profesjonalnych połączeń na niezbalansowane. Ta konfiguracja ma dwie główne zalety. Konfiguracja adaptera jest zaprojektowana do przyjmowania dwóch symetrycznych sygnałów stereo; po prostu dodaj kolejny adapter zbalansowany na niezbalansowany. Inną zaletą tej konfiguracji jest to, że koniec kamery jest prostym kablem, a nie ciężką kombinacją adapterów i złączy, która może potencjalnie zerwać się w aparacie. Możesz położyć ciężkie rzeczy na podłodze lub przymocować je do statywu.
Ale czy naprawdę istnieje korzyść z używania zbalansowanego dźwięku na 15 metrach, tylko po to, aby przekonwertować go na niezbalansowany przez ostatnie 6 stóp? Tak, oto dlaczego. Nawet przy mniejszych odległościach zrównoważony układ w naturalny sposób odrzuca szumy i zakłócenia, zapewniając czystszy dźwięk. Jeśli nie mieszkasz w cieniu stacji radiowej AM z czystym kanałem, krótka, niezrównoważona część okablowania będzie nieistotna.
Odwiedź Big Top
W swojej następnej produkcji pamiętaj o lekcji linoskoczka i wypróbuj niektóre z omówionych przez nas zrównoważonych alternatyw audio. Zyskasz kilka kreatywnych opcji, a jakość Twojego dźwięku zabłyśnie jak nigdy wcześniej. Gdzie jest ten sprzedawca hot dogów?
Pasek boczny:ekranowanie
Niezależnie od tego, czy są zbalansowane, czy niesymetryczne, wszystkie kable audio i wideo są ekranowane, aby pomóc wyeliminować zakłócenia. Ekranowanie kabla przybiera kilka form:zwijanej, plecionej i foliowej. Owijanie spiralne to najprostszy rodzaj. Warstwa gołych miedzianych skrętek owija się wokół środkowego przewodu (przewodów) i zapewnia pokrycie od 60 do 75 procent powierzchni. Ekranowanie plecione jest oparte na splocie koszowym w celu ochrony przewodów sygnałowych i zazwyczaj zapewnia pokrycie 90-procentowe. Ekranowanie foliowe to po prostu folia aluminiowa przymocowana do plastikowego podkładu i zapewnia 100-procentowe pokrycie przewodów sygnałowych. Chociaż folia wydaje się najlepszą metodą pod względem procentowym, kable te są zwykle mniej elastyczne niż ich kuzyni z miedzi. Ponadto ekranowanie miedziane zapewnia większą odporność na zakłócenia elektromagnetyczne niż folia aluminiowa.
Pasek boczny:jaki jest mój poziom?
Sygnały audio mają różne poziomy lub głośności. Dwa, z którymi będziesz mieć do czynienia regularnie, to poziom mikrofonu i poziom linii. Poziom mikrofonu to tylko to, co mówi, poziom sygnału elektrycznego, który pochodzi z typowego mikrofonu. Jest to bardzo mały sygnał i łatwo go zalewają zakłócenia zewnętrzne. Poziom linii jest znacznie wyższy i jako taki jest mniej podatny na korupcję. Typowe urządzenia liniowe to wyjścia audio odtwarzaczy CD, magnetowidów i kamer. Tylko nie pomyl tych dwóch. Mikrofon podłączony do wejścia liniowego nie zarejestruje żadnego dźwięku. Urządzenie liniowe podłączone do wejścia mikrofonowego będzie brzmiało niewyraźnie i zniekształcone.