Audio seimbang memiliki sinyal pada satu konduktor, dan sinyal terbalik pada konduktor lain.
SALAH .
Audio seimbang memiliki dua konduktor sinyal, dan yang ketiga untuk ground.
SALAH .
Salah satu dari hal-hal ini mungkin benar, tetapi tidak pula yang membuat audio seimbang . Jaringan telepon hingga saat ini sepenuhnya analog, dan hanya memiliki dua kabel per sirkuit. Tidak ada dasar. Namun, mereka berhasil mempertahankan koneksi yang relatif bebas noise dari jarak yang sangat jauh. Hanya dua konduktor yang diperlukan untuk audio seimbang.
Penerima audio seimbang yang ideal adalah penguat diferensial. Ia bekerja dengan mengukur perbedaan antara dua inputnya, dan menyebut perbedaan itu sinyal. "Ground" sama sekali tidak relevan. Satu input tidak harus berupa salinan terbalik dari input lainnya. Bagaimana bisa menjadi masalah, jika penguat diferensial hanya melihat perbedaan antara dua inputnya? Bagaimana ia bisa tahu bahwa satu input adalah "sinyal terbalik"?
Lalu mengapa, tidak hanya menghubungkan salah satu input ke ground? Bukankah ini berarti kita dapat membuat audio yang tidak seimbang menjadi audio seimbang hanya dengan menggunakan penguat diferensial di sisi penerima?
mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab
Seperti yang terjadi, tidak, kita tidak bisa melakukan itu, dan untuk memahami mengapa harus memahami apa arti audio seimbang. Ini bukan tentang memiliki dua koneksi audio tunggal, tetapi dengan satu terbalik. Ini tentang memiliki sinyal dilakukan pada dua konduktor dengan impedansi yang sama .
Inilah alasannya: tujuan utama dalam menggunakan audio seimbang adalah untuk mengurangi noise. Kebisingan ini ditangkap oleh induktansi timbal balik dan kapasitansi dengan hal-hal lain (sering kali: kabel listrik) di dekat sinyal audio. Jika induktansi atau kapasitansi timbal balik ke sumber kebisingan ini sama untuk dua konduktor kami, maka tegangan dan arus yang sama akan diinduksi pada masing-masing konduktor. Artinya, perbedaan mereka tidak akan berubah . Jadi sumber kebisingan, dari perspektif penguat diferensial kami yang hanya melihat perbedaan ini, tidak ada. Mempertimbangkan:
mensimulasikan rangkaian ini
Apa hasilnya di sini? Sejauh U1 adalah penguat diferensial yang ideal, outputnya persis 0V DC. Beberapa noise (dari V1) berpasangan ke input melalui C1 dan C2, tetapi karena C1 = C2, dan R1 = R2, pasangan ke masing-masing sama, dan dengan demikian tidak dapat mengubah perbedaan antara keduanya, jadi tidak bisa mengubah perbedaan antara keduanya. mempengaruhi output dari penguat diferensial.
Tetapi apa yang terjadi jika R1 tidak sama dengan R2? R1 dan C1 sekarang membentuk pembagi tegangan yang berbeda dari yang dilakukan R2 dan C2, menghasilkan tegangan yang tidak sama dengan input amplifier. Sekarang ada adalah perbedaan, dan V1, sampai batas tertentu, ditemukan dalam output. Masalah yang sama ada jika resistor sama tetapi kapasitor tidak.
Mengemudi hanya satu input tidak mengubah apa pun. Mempertimbangkan:
mensimulasikan rangkaian ini
Hei, itu tidak seimbang! Tapi itu benar-benar seimbang. Kebisingan masih melihat impedansi yang sama untuk masing-masing input. Kebisingan masih berpasangan secara merata ke setiap input, sehingga tidak mengubah perbedaan. Jadi, masih ditolak.
Ada dua alasan koneksi audio khas Anda seperti yang ditemukan di iPod atau VCR tidak seimbang. Yang pertama adalah geometri kabel. Biasanya ini menggunakan kabel koaksial, dengan ground sebagai pelindung, dan sinyal ground-referenced di dalamnya. Karena bentuk konduktor bahkan tidak jauh mirip, mereka tidak mungkin memiliki impedansi yang sama dengan lingkungan mereka. Dalam hal contoh sebelumnya, C1 dan C2 tidak sama.
Yang kedua adalah bagaimana garis-garis ini biasanya didorong. Mereka biasanya terlihat seperti ini:
mensimulasikan rangkaian ini
Jika U1 adalah buffer ideal, ini akan menjadi seimbang. Tapi tidak: U1 biasanya semacam op-amp dengan impedansi keluaran kecil. Meskipun kecil, namun tidak sekecil koneksi langsung ke ground yang dilihat oleh separuh kabel lainnya. Impedansi keluaran op-amp mungkin juga bervariasi secara signifikan dengan frekuensi.
Solusi yang sangat murah, dan sangat efektif untuk masalah ini adalah mengatur impedansi keluaran dengan sesuatu yang lebih dapat dikontrol, seperti resistor. Kita bisa meletakkan resistor pada urutan 100 ohm secara seri tanpa secara signifikan melemahkan sinyal. Implementasi praktis terlihat seperti ini:
Ini dari artikel hebat oleh Rod Elliott (ESP) / Uwe Beis . R2 dan R3 melakukan sebagian besar penyeimbangan: resistor ini dapat dibeli atau dipangkas untuk memiliki resistensi yang sangat sama. Karena mereka secara signifikan lebih besar dari impedansi keluaran op-amp, impedansi keluaran op-amp relatif tidak signifikan.
R4 dan C1 berfungsi untuk semakin membuat op-amp tidak signifikan pada frekuensi yang lebih tinggi. Op-amp nyata memiliki peningkatan impedansi keluaran dengan frekuensi, yang akan berfungsi untuk menyeimbangkan rangkaian pada frekuensi tinggi. Namun, impedansi keluaran op-amp menjadi kurang signifikan pada frekuensi yang lebih tinggi karena R4 dan C1 memisahkan kedua bagian tersebut.
Topologi ini bukan tanpa kekurangan. Pertama, karena tidak dapat menggerakkan kedua garis, ia memiliki setengah rentang dinamis dibandingkan dengan desain yang dapat menggerakkan kedua garis. Kedua, ia menggerakkan dua saluran sinyal dengan tegangan mode-umum setengah dari sinyal input. Pengemudi dengan demikian harus mendorong kapasitansi dari dua saluran sinyal ke sekelilingnya, seperti perisai pada kabel audio biasa. Namun, untuk panjang kabel sedang ini tidak mungkin menjadi masalah.
Keuntungannya adalah berkurangnya jumlah bagian. Juga, jika ini pada konektor TRS yang didorong ke input yang tidak seimbang, tidak ada hal buruk yang dapat terjadi, karena cincin, yang biasanya "sinyal terbalik", tidak terhubung ke elektronik aktif apa pun.
Lebih penting lagi, ini menghilangkan kesalahpahaman umum tentang cara kerja audio yang seimbang.