เสียงที่สมดุลจะมีสัญญาณต่อตัวนำหนึ่งและสัญญาณกลับหัวของตัวนำอื่น
ผิด
เสียงที่สมดุลมีตัวนำสัญญาณสองตัวและตัวที่สามสำหรับกราวด์
ผิด
ไม่ว่าสิ่งเหล่านี้อาจจะเป็นจริง แต่ไม่เป็นสิ่งที่ทำให้เสียงที่สมดุล เครือข่ายโทรศัพท์จนกระทั่งค่อนข้างเร็วเป็นแบบอะนาล็อกทั้งหมดและมีเพียงสองสายต่อวงจร ไม่มีพื้นดิน กระนั้นพวกเขาก็สามารถรักษาการเชื่อมต่อที่ปราศจากเสียงรบกวนได้ในระยะทางไกล ๆ ต้องการตัวนำตัวนำสองตัวเท่านั้นสำหรับเสียงที่สมดุล
ตัวรับสัญญาณเสียงที่สมดุลที่เหมาะสมที่สุดคือเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกัน มันทำงานได้โดยการวัดความแตกต่างระหว่างอินพุตทั้งสองและการเรียกสัญญาณที่แตกต่างนั้น "กราวด์" ไม่เกี่ยวข้องทั้งหมด อินพุตหนึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นสำเนากลับด้านของอินพุตอื่น มันจะมีความสำคัญอย่างไรถ้าแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนซ์มองแค่ความแตกต่างระหว่างอินพุตสองตัวเท่านั้น จะทราบได้อย่างไรว่าอินพุตหนึ่ง "สัญญาณกลับหัว"?
ทำไมไม่เชื่อมต่อหนึ่งในอินพุตกับกราวด์? นี่ไม่ได้หมายความว่าเราสามารถสร้างเสียงที่ไม่สมดุลให้เป็นเสียงที่สมดุลโดยใช้แอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกันในตอนท้ายที่ได้รับ
จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab
เมื่อมันเกิดขึ้นเราไม่สามารถทำเช่นนั้นและเข้าใจว่าทำไมต้องเข้าใจว่าเสียงที่สมดุลจริงๆหมายถึงอะไร มันไม่ได้เกี่ยวกับการเชื่อมต่อระบบเสียงแบบสิ้นเดียวสองจุด แต่มีการเชื่อมต่อแบบกลับด้าน มันเป็นเรื่องเกี่ยวกับการมีสัญญาณจะดำเนินการในสองตัวนำที่มีความต้านทานที่เท่าเทียมกัน
นี่คือเหตุผล: วัตถุประสงค์หลักในการใช้เสียงที่สมดุลคือการลดเสียงรบกวน เสียงนี้เกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำและความจุร่วมกับสิ่งอื่น ๆ (บ่อยครั้ง: การเดินสายไฟ) ใกล้กับสัญญาณเสียง หากการเหนี่ยวนำหรือความจุร่วมกันกับแหล่งกำเนิดเสียงนี้เท่ากันสำหรับตัวนำสองตัวของเราแรงดันไฟฟ้าและกระแสเท่ากันจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในตัวนำแต่ละตัว นั่นคือความแตกต่างของพวกเขาจะไม่เปลี่ยน ดังนั้นแหล่งกำเนิดเสียงจากมุมมองของแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลของเราซึ่งดูเฉพาะความแตกต่างนี้ไม่มีอยู่จริง พิจารณา:
จำลองวงจรนี้
เอาท์พุทที่นี่คืออะไร? ในระดับที่ U1 เป็นแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลเอาท์พุทคือ 0V DC เสียงรบกวนบางส่วน (จาก V1) เข้าสู่อินพุตถึง C1 และ C2 แต่เนื่องจาก C1 = C2 และ R1 = R2 มันเข้าคู่กันอย่างเท่าเทียมกันดังนั้นจึงไม่สามารถเปลี่ยนความแตกต่างระหว่างทั้งสองได้ดังนั้นจึงไม่สามารถ ส่งผลกระทบต่อการส่งออกของเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกัน
แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้า R1 ไม่เท่ากับ R2 ตอนนี้ R1 และ C1 เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างจาก R2 และ C2 ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เท่ากันในการเชื่อมต่อกับอินพุตของเครื่องขยายเสียง ขณะนี้มีเป็นความแตกต่างและ V1, บางส่วนที่พบในการส่งออก ปัญหาเดียวกันนี้เกิดขึ้นถ้าตัวต้านทานมีค่าเท่ากัน แต่ตัวเก็บประจุไม่ได้
การขับขี่เพียงหนึ่งในอินพุตจะไม่เปลี่ยนแปลงอะไรเลย พิจารณา:
จำลองวงจรนี้
เฮ้นั่นไม่สมดุล! แต่มันก็มีความสมดุลโดยสิ้นเชิง เสียงยังคงเห็นอิมพีแดนซ์ที่เท่ากันสำหรับอินพุตแต่ละตัว เสียงยังคงคู่อย่างเท่าเทียมกันในแต่ละอินพุตดังนั้นจึงไม่เปลี่ยนแปลงความแตกต่าง ดังนั้นจึงยังคงถูกปฏิเสธ
มีสองเหตุผลที่การเชื่อมต่อเสียงทั่วไปของคุณเช่นที่พบใน iPod หรือ VCR ไม่สมดุลกัน อย่างแรกคือเรขาคณิตของสายเคเบิล โดยทั่วไปจะใช้สายโคแอกเซียลโดยมีกราวด์เป็นตัวป้องกันและมีสัญญาณอ้างอิงภาคพื้นอยู่ภายใน เนื่องจากรูปร่างของตัวนำไม่เหมือนกันจากระยะไกลจึงไม่สามารถมีความต้านทานเท่ากับสภาพแวดล้อมของพวกเขา ในแง่ของตัวอย่างก่อนหน้านี้ C1 และ C2 ไม่เท่ากัน
ประการที่สองคือวิธีขับรถตามสายเหล่านี้ พวกเขามักจะมีลักษณะเช่นนี้:
จำลองวงจรนี้
ถ้า U1 เป็นบัฟเฟอร์ในอุดมคติมันจะสมดุล แต่ไม่ใช่: U1 มักเป็น op-amp บางประเภทที่มีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตเล็กน้อย แม้ว่าจะมีขนาดเล็ก แต่ก็ไม่เล็กเท่ากับการเชื่อมต่อโดยตรงกับสายดินที่สายเคเบิลอีกครึ่งมองเห็น ความต้านทานเอาต์พุตของแอมป์อาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญกับความถี่
วิธีแก้ปัญหาที่ราคาถูกและมีประสิทธิภาพมากสำหรับปัญหานี้คือการตั้งค่าอิมพิแดนซ์เอาท์พุทด้วยสิ่งที่สามารถควบคุมได้มากกว่าเช่นตัวต้านทาน เราสามารถใส่ตัวต้านทานตามลำดับ 100 โอห์มเป็นอนุกรมโดยไม่ลดทอนสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญ การติดตั้งใช้งานจริงมีลักษณะดังนี้:
นี่คือจากบทความที่ดีโดยร็อดเอลเลียต (ESP) / Uwe Beis R2 และ R3 ทำสมดุลส่วนใหญ่: ตัวต้านทานเหล่านี้สามารถซื้อหรือตัดแต่งเพื่อให้มีความต้านทานเท่ากัน เนื่องจากมีขนาดใหญ่กว่าความต้านทานเอาต์พุตของ op-amp ความต้านทานเอาต์พุตของ op-amp นั้นค่อนข้างไม่มีนัยสำคัญ
R4 และ C1 ทำหน้าที่ในการแสดง op-amp ที่ไม่มีนัยสำคัญที่ความถี่สูงขึ้น op-amps จริงมีการเพิ่มความต้านทานเอาต์พุตด้วยความถี่ซึ่งจะทำหน้าที่ปรับสมดุลของวงจรที่ความถี่สูง อย่างไรก็ตามความต้านทานเอาต์พุตของ op-amp มีความสำคัญน้อยกว่าที่ความถี่สูงกว่าเนื่องจาก R4 และ C1 แบ่งทั้งสองส่วนเข้าด้วยกัน
โทโพโลยีนี้ไม่ได้มีข้อเสียเล็กน้อย ประการแรกเนื่องจากมันไม่สามารถขับทั้งสองสายได้จึงมีช่วงไดนามิกครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับการออกแบบที่สามารถขับทั้งสองสายได้ ประการที่สองมันขับเคลื่อนสองสายสัญญาณด้วยแรงดันไฟฟ้าโหมดทั่วไปครึ่งหนึ่งของสัญญาณอินพุต ดังนั้นผู้ขับขี่จะต้องขับความจุของสายสัญญาณทั้งสองไปยังสภาพแวดล้อมเช่นเกราะในสายสัญญาณเสียงทั่วไป อย่างไรก็ตามสำหรับความยาวสายเคเบิลปานกลางไม่น่าเป็นปัญหา
ข้อดีคือลดจำนวนชิ้นส่วน นอกจากนี้หากสิ่งนี้อยู่บนตัวเชื่อมต่อ TRS ที่ถูกผลักเข้าสู่การป้อนข้อมูลที่ไม่สมดุลกันจะไม่มีอะไรเลวร้ายเกิดขึ้นเนื่องจากแหวนซึ่งปกติแล้วเป็น "สัญญาณกลับหัว" จะไม่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานอยู่
ที่สำคัญกว่านั้นยังขจัดความเข้าใจผิดทั่วไปเกี่ยวกับการทำงานของเสียงที่สมดุล
