84

E

Essttrraaddaa ii S

Sttuuddiioo •• cczzeerrw

wiieecc 22000077

TECHNOLOGIA

Analogowe połączenia audio

Tomasz Wróblewski

Technika ppo³¹czeñ aanalogowych nnie
zmienia³a ssiê ttak sszybko jjak w

w przy-

padku ppo³¹czeñ ccyfrowych, aale nna
prze³omie kkilku oostatnich ddziesiêcio-
leci ttak¿e m

mieliœmy ddo cczynienia

z wieloma rrewolucjami. O

Od jjakiegoœ

czasu ssytuacja uuleg³a sstabilizacji
i w zasadzie m

mo¿emy m

mówiæ oo trzech

podstawowych ttypach ppo³¹czeñ aana-
logowych. A

Ale tto ttylko w

wierzcho³ek

góry llodowej...

Do napisania tego artykułu zachęcił

mnie e-mail od jednego z naszych Czytelni-
ków. Fragment e-maila brzmiał tak: „Czy-
tam was regularnie, ale przyznaję, że nie-
które zwroty stosowane w waszych artyku-
łach brzmią dla mnie dość tajemniczo,
przypominając raczej kryptonimy szpie-
gowskie. Nie do końca rozumiem różnicę
pomiędzy TRS 1/4” a TS 1/4” (czyżby re-
daktorowi uciekła jakaś literka?). Dziwi
mnie też enigmatyczne sformułowanie ‘po-
ziom liniowy’. Czy oznacza to poziom nie-
zmienny w czasie, czy po prostu przypisa-
ny do jakiejś konkretnej wartości? Nie
wiem też czym jest wyjście symetryzowa-
ne, a już w ogóle nie mam pojęcia co to ta-
kiego symetryzacja elektroniczna”. Podob-
nych pytań w liście znalazłem dużo więcej
i z ręką na sercu muszę przyznać, że
znam osoby nawet nieźle zorientowane
w temacie, które podobnych wątpliwości
mają znacznie więcej. Choć obecnie domi-
nuje technika cyfrowa, to jednak wciąż
mamy do czynienia z wieloma połącze-
niami w domenie analogowej i można
mieć niezachwianą pewność, że ten stan
jeszcze długo nie ulegnie zmianie.

Typy po³¹czeñ

W technologii estradowej i scenicznej

mamy do czynienia z kilkoma podstawo-
wymi typami złączy: XLR, TRS 1/4”,
TS 1/4”, TRS 1/8”, TS 1/8” oraz RCA. Poję-
cie złącza obejmuje wtyczkę i gniazdko,
zatem każde z wymienionych typów złą-
czy występuje pod postacią męską (wtycz-
ką – ang. male) lub żeńską (gniazdkiem
– ang. female). Wtyczki występują głównie
w postaci nakablowej (czyli montowanej
jako zakończenie kabla), a gniazda są do-

stępne jako gniazda stacjonarne (montowa-
ne na panelach przyłączeniowych w urzą-
dzeniach) oraz jako gniazda nakablowe
(montowane jako zakończenie kabla).

XLR

Wśród wymienionych wyżej typów po-

łączeń jako najbardziej profesjonalne
uznawane jest złącze typu XLR, niekiedy
zwane też Cannonem. Nazwa Cannon nie
jest tutaj bezpodstawna, gdyż właśnie
firma o tej nazwie opracowała ten typ złą-
cza, określając go symbolem X. W proce-
sie rozwoju złącze te zostało wzbogacone
o zatrzask (Latch) oraz gumową izolację

(Rubber). Stąd właśnie wziął się skrót
XLR oznaczający wtyk typu X z zatrza-
skiem zabezpieczającym oraz gumowym
pierścieniem izolacyjnym.

Historia złącza XLR w profesjonalnym

audio nie jest taka długa, gdyż zaczęto go
powszechnie używać w mikrofonach do-
piero pod koniec lat siedemdziesiątych
minionego stulecia (tam właśnie zastoso-
wanie znalazł zatrzask uniemożliwiający
wysuwanie się złącza z korpusu mikrofo-
nu). Format XLR został oficjalnie uznany
jako standard w 1992 roku i jako taki pre-
cyzyjnie opisany przez Audio Engineering
Society (AES).

Analogowe ppo³¹czenia aaudio

ZZ³³¹¹cczzaa,, ppoozziioom

myy ii rrooddzzaajjee ttrraannssm

miissjjii

Wtyk oraz nakablowe

gniazdo XLR przed

monta¿em. Wykona-

nie wysokiej klasy

z³¹cza wymaga stoso-

wania zaawansowa-

nej technologii mate-

ria³owej i obróbczej,

dlatego dobre z³¹cza

nie nale¿¹ do najtañ-

szych.

85

E

Essttrraaddaa ii S

Sttuuddiioo •• cczzeerrw

wiieecc 22000077

Analogowe połączenia audio

TECHNOLOGIA

Złącze XLR w technice analogowej

audio służy głównie do dokonywania po-
łączeń symetrycznych bazujących na ka-
blach wyposażonych w dwie żyły w ekra-
nie i posiada trzy styki oznaczone cyframi
1, 2 i 3. Do styku 1 przyporządkowano
ekran kabla, do styku 2 tzw. połączenie
gorące (+), a do styku 3 połączenie zimne
(–). Dla zabezpieczenia przed możliwością
przypadkowego dotknięcia styków i wy-
wołania głośnego przydźwięku ustalono,
że wyjście sygnału zawsze będzie realizo-
wane na złączu męskim XLR, a wejście
na złączu żeńskim. Sprawdźcie to: mikro-
fony zawsze mają wtyki, a wejścia mikro-
fonowe w mikserach czy przedwzmacnia-
czach wyposażone są w gniazda.

Pod względem jakości połączeń i solid-

ności wykonania złącza typu XLR są bez
wątpienia najlepszymi złączami niskona-
pięciowymi stosowanymi w przemyśle
audio. Oceniając jakość złącza należy brać
pod uwagę takie czynniki jak czynna po-
wierzchnia styku, wrażliwość na udary me-
chaniczne, zabezpieczenie przed wyciąg-
nięciem kabla z wtyku czy ekranowanie
połączenia. Tutaj nie ma wątpliwości
– XLR jest zdecydowanie najlepszy, pod
warunkiem wszakże, że został wykonany
z dobrej jakości materiałów i z zachowa-
niem odpowiednich parametrów pasowa-
nia ruchomych elementów. Wbrew pozo-
rom wykonanie dobrego złącza wymaga
zastosowania bardzo zaawansowanej
technologii produkcji, dlatego na rynku
jest raptem kilka firm oferujących złącza
XLR spełniające wymagania profesjonali-
stów. Tanie wtyczki i gniazdka XLR, po-
wszechnie dostępne na bazarach i w skle-
pach z elektroniką, choć kuszą swą niską
ceną okazują się być produktem, który
w warunkach intensywnego użytkowania
może być przyczyną bardzo poważnych

zakłóceń, a nawet przerw w transmisji sy-
gnału.

TRS i TS

W niektórych zastosowaniach alterna-

tywą dla złączy XLR mogą być złącza TRS
1/4”. Wyjaśnijmy przy okazji różnicę mię-
dzy złączami TRS, a złączami TS. Oba
typy złącz wzięły swą nazwę od skrótu.
W przypadku TRS jest to Tip, Ring i Sle-
eve, czyli końcówka, pierścień i rękaw.
Nazwy te opisują po prostu elementy
wtyku, z których Tip jest połączeniem go-
rącym (+), Ring połączeniem zimnym (–),
a Sleeve to ekran, połączony jednocześnie
z korpusem wtyku.

Złącze TS ma dwa styki (Tip i Sleeve

– końcówka i rękaw) i pozbawione jest po-
łączenia zimnego (Ring). Z tego też wzglę-
du nie nadaje się do realizowania syme-
trycznej transmisji sygnału audio.
W ogromnym skrócie oznacza to, że za po-
mocą złączy TS nie można przesyłać sy-
gnału na większe odległości, oraz że jest
on narażony na większe zakłócenia niż
ma to miejsce w przypadku transmisji sy-
gnału symetrycznego. Połączenia złączami
TS 1/4” stosowane są najczęściej w sprzę-
cie gitarowym, instrumentach klawiszo-
wych oraz amatorskim sprzęcie audio
(mikserach, systemach bezprzewodowych,
wzmacniaczach, tanich procesorach, itp.).

Jak już wspomniano, złącza TRS są za-

zwyczaj tańszą alternatywą dla połączeń
XLR, ale mają też zastosowania profesjo-
nalne. Zadomowiły się między innymi
jako wejścia liniowe i wyjścia pomocnicze
(Aux) w mikserach, są używane jako złą-
cza do wpięcia insertów, są też chętnie
stosowane w budżetowych panelach kro-
sowniczych audio. Choć złącze TRS 1/4”
jest wykorzystywane zwykle do przesyła-
nia sygnałów symetrycznych, wykorzy-

stuje się je także do transmisji sygnałów
stereo. W takim przypadku końcówka
wtyku przypisana jest do kanału lewego,
a pierścień do kanału prawego. Masa obu
kanałów jest wspólna i wyprowadzona na
rękawie wtyku.

Złącza typu TRS 1/4” i TS 1/4” w prostej

linii pochodzą od wtyków i gniazd wyko-
rzystywanych w pierwszych, obsługiwa-
nych ręcznie centralach telefonicznych,
zatem pod względem historycznym są
znacznie starsze niż stosunkowo nowocze-
sne złącza XLR. Połączenie między abo-
nentami wymagało wówczas przekroso-
wania między jednym gniazdem a drugim
(a często między kilkoma gniazdami
w tym samym czasie), przy czym od tego
typu połączeń wymagano dużej niezawod-
ności i łatwości obsługi, która w praktyce
przekładała się na mały opór przy wkłada-
niu wtyku w gniazdo. Złącza ćwierćcalowe
(czyli 1/4”) różnią się konstrukcją od złą-
czy stosowanych w telekomunikacji, po-
nieważ musiały się wykazać większą niż
one odpornością na przypadkowe wyciąg-
nięcie wtyku z gniazda. Stąd inny kształt
końcówki – głównego elementu stabilizu-
jącego pod względem mechanicznym połą-
czenie między wtykiem a gniazdem.

Złącza TRS 1/4” i TS 1/4” mają swoje

miniaturowe odpowiedniki w postaci złą-
czy TRS i TS 1/8”. Za wyjątkiem kształtu
końcówki mają podobną konstrukcję, ale
są dwukrotnie mniejsze (średnica części
stykowej wtyku wynosi 3,5mm). Małe
wtyki mają zastosowanie głównie w prze-
nośnym sprzęcie audio (walkmany, radio-
odbiorniki, odtwarzacze MP3), w urządze-
niach amatorskich oraz w najtańszych kar-
tach dźwiękowych. Złącza 1/8” mają sym-
boliczną powierzchnię styku, słabą stabil-
ność mechaniczną połączenia i zazwyczaj
kiepską wytrzymałość mechaniczną. Z tych
względów nie są stosowane w profesjonal-
nym sprzęcie audio, a jeśli już, to tylko jako
złącze pomocnicze służące do współpracy
z urządzeniami konsumenckimi.

Z³¹cza w formacie

XLR jako jedyne

z omawianych w tym

artykule maj¹ me-

chaniczn¹ blokadê

zabezpieczaj¹c¹

przed przypadkowym

roz³¹czeniem. W z³¹-

czu ¿eñskim wystêpu-

je specjalny zatrzask,

a we wtyku niewi-

doczne na tym zdjê-

ciu frezowanie w we-

wnêtrznej powierzch-

ni tulei. ¯eñskie z³¹-

cza nakablowe wypo-

sa¿one s¹ tak¿e w gu-

mowy pierœcieñ sta-

bilizuj¹cy po³¹czenie.

Pod wzglêdem jako-

œci i pewnoœci po³¹-

czenia z³¹cza XLR s¹

obecnie najlepszymi

z³¹czami jednokana-

³owymi stosowanymi

w po³¹czeniach ana-

logowych oraz cyfro-

wych (AES/EBU).

Ró¿nica miêdzy wty-

kami TS a TRS jest za-

uwa¿alna natych-

miast. Ten drugi ma

dodatkowy styk,

który w po³¹czeniach

symetrycznych odpo-

wiada za przesy³ sy-

gna³u zimnego,

a w po³¹czeniach

stereo za przesy³ ka-

na³u prawego. Jeœli

z³¹cze TRS stosowane

jest jako wtyk inser-

towy, wówczas wyj-

œcie sygna³u wypro-

wadzone jest na koñ-

cówce (T), a powrót

na pierœcieniu (R).

86

E

Essttrraaddaa ii S

Sttuuddiioo •• cczzeerrw

wiieecc 22000077

TECHNOLOGIA

Analogowe połączenia audio

Złącza TRS/TS 1/4” i 1/8” dorobiły się

też polskich nazw, pod którymi często
funkcjonują nawet w literaturze fachowej
zbliżonej tematycznie do kręgów audiofil-
skich. Zgodnie z tą nieoficjalną nomenkla-
turą złącze TS 1/4” to „duży jack mono”,
a złącze TRS 1/4” to „duży jack stereo”.
Analogicznie TS 1/8” to „mały jack mono”,
a TRS 1/8” to „mały jack stereo”. A jeśli
już chcemy stosować stuprocentowo po-
prawne nazewnictwo, wówczas przy skró-
tach TS i TRS należy wyeliminować wiel-
kości podane w calach i przejść na jednost-
ki metryczne – 6,35mm oraz 3,5mm.

RCA

Ostatnim już typem złącza, o którym

chciałem wspomnieć w tym artykule, jest
RCA, znany także jako cinch. Jest to jedno
z najstarszych złączy stosowanych obec-
nie w przemyśle audio. Zostało ono opra-
cowane przez amerykańską firmę RCA
i wprowadzone do użytku w 1942 roku.
Potrzebowano bowiem złącza, z pomocą
którego można by było połączyć gramo-
fon z odbiornikiem radiowym wyposażo-
nym we wzmacniacz (z tego względu
pełna nazwa tego złącza to „RCA Phono
Plug”). RCA w praktycznie niezmienionej
formie znajduje się na rynku już 65 lat,
choć uwielbiający standaryzację Niemcy
poważnie zagrozili pozycji tych złączy
wprowadzając pod koniec lat pięćdziesią-
tych trzy- i pięciobolcowe złącza DIN.
Znajdziemy je w każdym europejskim
sprzęcie konsumenckim (ale i pro audio)
produkowanym w latach sześćdziesiątych
i siedemdziesiątych; później znów wróco-
no do złączy typu RCA z uwagi na ich
dużą uniwersalność, wysoką wytrzyma-
łość i sporą powierzchnię styku.

Złącze RCA jest typem złącza współ-

osiowego, w którym wewnętrzny przewod-
nik (styk gorący) otoczony jest pierście-
niem stanowiącym styk masy. Złącze RCA
jest stabilne i zapewnia dobry styk, choć
z punktu widzenia pro-audio ma dwie
wady: brak mechanicznego zabezpiecze-
nia przed wyciągnięciem wtyku ze złącza
oraz brak możliwości dokonywania połą-
czeń symetrycznych. Złącza RCA stosowa-

ne są jednak w profesjonalnym sprzęcie
studyjnym i estradowym do połączeń
z urządzeniami konsumenckimi i półprofe-
sjonalnymi. Znaleziono też inne zastoso-
wanie tego złącza – do transmisji sygnału
cyfrowego w formacie S/PDIF (Sony/Philips
Digital InterFace).

Korzystając ze złącza RCA należy pa-

miętać, by używać wysokiej jakości wty-
ków i gniazd tylko renomowanych produ-
centów. Tanie złącza potrafią być wyjąt-
kowo złośliwe. W przypadku gniazd lubią
się wyłamywać sprężynki kontaktowe
styku gorącego, a w przypadku wtyków
normą jest wyrwanie kabla czy ułamanie
kontaktów wewnątrz obudowy.

Poziom mikrofonowy

W technologii przesyłu sygnału analo-

gowego audio mamy do czynienia z kilko-
ma typami nominalnego poziomu. Najniż-
szym stosowanym poziomem sygnału jest
sygnał mikrofonowy, który swą nazwę
wziął stąd, iż standardowo występuje na
wyjściu mikrofonu. Oczywiste jest, że sy-
gnał ten potrafi przyjmować różne pozio-
my – od mikrowoltów (czyli milionowych
części wolta) nawet do pojedynczych wol-
tów. Wszystko zależy od typu mikrofonu,
odległości tegoż mikrofonu od źródła sy-
gnału akustycznego oraz od głośności sa-
mego źródła, która może przyjmować

skrajne wielkości. Inny jest bowiem sygnał
wyjściowy z mikrofonu, którym nagrywa-
my śpiew ptaków, a jeszcze inny sygnał
z mikrofonu umieszczonego tuż przy gło-
śniku ekstremalnie rozkręconego wzmac-
niacza gitarowego. Z tego właśnie powodu
urządzenia przeznaczone do współpracy
z mikrofonami są wyposażone w regulato-
ry czułości pozwalające dopasować sto-
pień wzmocnienia układu przedwzmac-
niacza mikrofonowego do sygnału z mi-
krofonu. Niekiedy przedwzmacniacze wy-
posażone są w załączany tłumik pozwala-
jący zmniejszyć czułość o 10 lub 20dB
w sytuacji, gdy poziom sygnału z mikrofo-
nu jest zbyt duży nawet przy czułości
ustawionej na minimum.

Mimo tego, co napisałem powyżej, przy-

jęło się jako standardowy poziom mikro-
fonowy traktować sygnał 2,5mV RMS.
Skrót RMS oznacza Root Mean Square,
czyli wielkość średnią kwadratową. Bez
zagłębiania się w szczegóły natury mate-
matycznej wystarczy nam wiedza, że jest

Od czasu swego wy-

nalezienia w 1942

roku z³¹cze RCA prze-

sz³o szereg zmian

technologicznych,

ale jego idea i pod-

stawowe wymiary po-

zosta³y takie same.

Niektórzy producenci do³¹czaj¹ do instrukcji obs³ugi swoich mikserów tzw. mapê poziomów. Jest to wykres, który na osi odciê-

tych prezentuje kolejne punkty miksera od wejœcia do wyjœcia, a na osi rzêdnych poziomu nominalne i maksymalne, jakie wystê-

puj¹ w danych punktach toru sygna³owego.

W latach szeϾdzie-

si¹tych i siedemdzie-

si¹tych piêciobolco-

we (i podobne do

nich trzybolcowe)

wtyki DIN by³y szero-

ko stosowane w Euro-

pie nie tylko w pro-

duktach konsumenc-

kich, ale i wielu urz¹-

dzeniach do u¿ytku

profesjonalnego.

Obecnie s¹ u¿ywane

niemal wy³¹czenie do

po³¹czeñ MIDI.

to poziom uśredniony, gdyż poziom sygnału
z mikrofonu z natury rzeczy ma wielkość zmie-
niającą się w czasie.

Bez decybeli nie da rady

Czytając o sygnale wyjściowym z mikrofonów

zapewne zauważyliście, jak wielkie potrafią być
różnice między najniższym (rzędu mikrowol-
tów), a najwyższym poziomem (rzędu kilku wol-
tów). Tak wielka rozpiętość poziomów sprawia,
że w technologii audio znacznie wygodniejsze
jest posługiwanie się jednostkami logarytmicz-
nymi. Trzeba było jednak wprowadzić punkt od-
niesienia i za taki przyjęto poziom 0,775V RMS
oznaczając go jako 0dBu. Owe „u” oznacza
unterminated, czyli bez obciążenia danego połą-
czenia impedancją 600W, przyjętą jako standar-
dową w czasach, gdy większość układów była
lampowa, a połączeń pomiędzy poszczególnymi
urządzeniami i obwodami dokonywano za po-
mocą transformatorów. Niektórzy tłumaczą też
ową literkę „u” koniecznością odróżnienia ozna-
czenia poziomu z uwzględnieniem punktu od-
niesienia 0,775V RMS od innych poziomów.

Profesjonalne i konsumenckie

Wyjaśniwszy sobie kwestię decybeli wróćmy

znów do poziomów. 0dBu jest poziomem przyję-
tym jako standardowy poziom liniowy w syste-
mach radiowych. Przez pewien czas, a mówię tu
o latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych
minionego stulecia owe 0,775V, czyli 0dBu było
standardowym poziomem liniowym w technice
nagłośnieniowej. Taką czułość nominalną (czyli
poziom wejściowy, przy którym wzmacniacz uzy-
skiwał pełną moc bez przesterowania) posiadała
wówczas zdecydowana większość produkowa-
nych wtedy wzmacniaczy mocy. Do dziś niektóre
wzmacniacze instalacyjne mają możliwość prze-
łączenia czułości na 0dBu, jednak przyjętym
współcześnie poziomem nominalnym większości
profesjonalnych urządzeń audio jest +4dBu, czyli
1,223V RMS. Dla odmiany urządzenia określane
jako konsumenckie lub półprofesjonalne pracują
z poziomem nominalnym -10dBV. Proszę zwrócić
uwagę, że po oznaczeniu decybeli literkę „u” za-
stąpiła literka „V”. Oznacza to, że punktem od-
niesienia nie jest 0,775V, ale 1V. Wychodzi nam
więc, że -10dBV to 0,316V RMS. Warto zauwa-
żyć, że różnica między -10dBV a +4dBu to nie
jest 14dB (tu już bez literki, gdyż w przypadku
różnicy nie potrzebujemy żadnego punktu odnie-
sienia, wszak mamy już dwa...). Różnica ta wy-
nosi około 12dB, czyli poziom -10dBV jest blisko
4-krotnie mniejszy niż poziom +4dBu. Z tego
właśnie powodu nie zaleca się łączenia ze sobą
dwóch urządzeń, z których jedno pracuje z pozio-
mem nominalnym -10dBV (tzw. konsumenckim),
a drugie z poziomem +4dBu (tzw. profesjonal-
nym). Efektem takiego połączenia może być nie-
optymalne wysterowanie, a w konsekwencji zbyt
duży poziom szumów w sygnale lub wręcz od-
wrotnie – przesterowanie wejścia.

Rozwa¿ania na temat symetrii

Wróćmy na chwilę do tematu, o którym

wspomniałem przy okazji omawiania złączy,
czyli do kwestii połączeń symetrycznych i niesy-
metrycznych. Ogólnie rzecz biorąc do połączenia
symetrycznego stosuje się kabel zawierający
dwie żyły w ekranie, a do połączenia niesyme-
trycznego kabel z jedną żyłą w ekranie. Ekran
w połączeniu niesymetrycznym jest elementem
wiodącym sygnał, zatem od jego jakości bardzo
wiele zależy. Sytuacja staje się szczególnie kry-
tyczna, gdy kabel jest dość długi, a impedancja
wyjściowa i wejściowa łączonych urządzeń wy-
soka (np. w przypadku połączenia gitary elek-
trycznej ze wzmacniaczem). W połączeniach sy-
metrycznych ekran kabla stanowi jedynie osło-
nę mechaniczną i elektryczną, dlatego dopusz-
czalne są sytuacje, gdy podczas połączenia
dwóch urządzeń z jednej strony w ogóle go
odłączamy dla uniknięcia pętli mas.

O ile sam kabel i złącza realizujące połączenie

symetryczne to sprawa prosta, o tyle nie jest to
już takie proste w przypadku urządzeń wyposa-
żonych w wejście lub wyjście symetryczne.
Z samej idei transmisji sygnału symetrycznego
wynika, że są to dwa takie same sygnały o fazie
odwróconej względem siebie. Oznacza to, że
kiedy napięcie na złączu gorącym narasta,
w tym samym czasie napięcie na złączu zim-
nym maleje. Implementacja symetrii za pomocą
transformatorów jest bardzo prosta. Po prostu
sygnał gorący pobiera się z jednego końca
uzwojenia, a sygnał zimny z drugiego. W cza-
sach lampowych oraz „wczesnotranzystoro-
wych” wszystkie połączenia symetryczne reali-
zowano za pomocą transformatorów. Jednak
transformator jako element bądź co bądź nieli-
niowy oraz przez ideę swojego działania podat-
ny na zakłócenia elektromagnetyczne nie jest
rozwiązaniem do końca idealnym. Konstrukto-
rzy zaczęli rozglądać się za innym rozwiąza-
niem i zrealizowali symetryzację na bazie ukła-
dów elektronicznych. W przypadku urządzenia
wysyłającego sygnał jest on wprowadzany na
dwa równolegle działające obwody, z których
jeden odwraca sygnał, a drugi nie. Wyjście
pierwszego podłączone jest do zacisku zimnego,
a wyjście drugiego do zacisku gorącego. Po stro-
nie odbiorczej rzecz wygląda podobnie.

Sygnał symetryczny trafia na wejście układu

różnicowego, który zgodnie ze swą nazwą odej-
muje jeden sygnał od drugiego, by na swoim
wyjściu wygenerować użyteczny sygnał audio,
teoretycznie bez żadnych zakłóceń, które wyin-
dukowały się w kablu połączeniowym. Dlaczego
teoretycznie? Otóż przyjęło się mówić, że głów-
nym czynnikiem odpowiedzialnym za elimino-
wanie zakłóceń w połączeniu symetrycznym
jest zachowanie idealnej symetrii sygnałów
przesyłanych połączeniem gorącym i zimnym.
Najnowsze publikacje prasowe (w tym także
w siostrzanym piśmie Live Sound Polska) coraz
częściej eksponują fakt, że linia symetryczna

E

Essttrraaddaa ii S

Sttuuddiioo •• cczzeerrw

wiieecc 22000077

88

E

Essttrraaddaa ii S

Sttuuddiioo •• cczzeerrw

wiieecc 22000077

TECHNOLOGIA

Analogowe połączenia audio

wywodzi się od mostka Wheatstone’a.
Dla zminimalizowania zakłóceń induku-
jących się w kablu niezbędne jest zatem
zachowanie identycznej impedancji obu
przewodów, gorącego i zimnego, wzglę-
dem masy. Jeśli do tego odległość między
tymi przewodami będzie na tyle mała, że
indukowane w nich zakłócenia będą takie
same, wówczas odbiornik różnicowy bę-
dzie je „widział” jako sygnał wspólny,
czyli o takiej samej amplitudzie i polary-
zacji. Z zasady działania odbiornika róż-
nicowego wynika, że odejmuje on od sie-
bie sygnały podawane na wejście odwra-
cające i nieodwracające, zatem sygnał
wspólny (w tym wypadku zakłócenia) zo-
stanie całkowicie usunięty, a sygnał uży-
teczny pozostanie niezmieniony.

Symetria niesymetryczna

Rozpatrzmy teraz sytuację, w której sy-

gnał przesyłany jest tylko jednym przewo-
dem kabla symetrycznego. Taki układ
wciąż będzie działał jak połączenie syme-
tryczne. Co więcej – zgodnie z zasadą
mostka Wheatstone’a, jeśli przewód, któ-
rym nie będziemy transmitować sygnału,
będzie miał taką samą impedancję w sto-
sunku do masy jak przewód, którym jest
transmitowany sygnał, wówczas tak
skonstruowany układ będzie miał takie
same właściwości eliminacji zakłóceń jak
w przypadku „pełnej” symetrii. Wiedzę tę
wykorzystano przy tworzeniu wyjść z tzw.
kompensacją masy. W praktyce są one re-
alizowane poprzez włączenie między wyj-
ściem zimnym a masą rezystora o rezy-
stancji równej rezystancji na wyjściu gorą-
cym. Jest to rozwiązanie znacznie tańsze
i prostsze niż w przypadku układu reali-
zującego pełną symetrię i jest często sto-
sowane w tańszych mikserach czy przed-
wzmacniaczach, głównie do współpracy
z urządzeniami wyposażonymi w niesy-
metryczne wejścia.

Konstruktorzy budują układy z kom-

pensacją masy w taki sposób, by sygnał
przez nie wytwarzany był o 6dB większy
niż w przypadku pojedynczej gałęzi wyj-
ścia symetrycznego. To rozwiązanie po-
zwala uzyskać taki sam poziom sygnału
w odbiorniku wysterowanym przez oba
typy wyjść. Ale jest coś więcej. Otóż jeśli
wyjście w pełni symetryczne podłączymy
do wejścia niesymetrycznego, wówczas

„tracimy” jedną połówkę sygnału (jedna
z gałęzi symetrii po prostu zostaje zwarta
do masy) i sygnał finalny jest o 6dB mniej-
szy niż w przypadku podłączenia do wej-
ścia symetrycznego. W przypadku układu
z kompensacją masy sygnał się nie zmie-
nia, ponieważ już z samej zasady działa-
nia tego obwodu wynika, że jeden prze-
wód ma potencjał masy. Stąd wniosek, że
jeśli dane urządzenie ma współpracować
z odbiornikiem o wejściu niesymetrycz-
nym (np. mikser lub przedwzmacniacz mi-
krofonowy będzie podłączony do karty
dźwiękowej z wejściem niesymetrycznym),
wówczas najlepiej jest, gdy urządzenie to
ma wyjście z kompensacją masy.

Poziom liniowy?

Pozostaje jeszcze do wyjaśnienia kwe-

stia zasygnalizowanego na wstępie w li-
ście od Czytelnika „sygnału o poziomie
liniowym”. Trzeba przyznać, że jest to po-
jęcie mocno nieostre i oznaczające zarów-
no sygnał z wyjścia odtwarzacza CD jak
i sygnał kierowany na wejście procesora
efektowego. Za sygnał liniowy można też
uznać sygnał wyjściowy z elektronicznego
instrumentu klawiszowego lub samplera.
Niektórzy za sygnał liniowy uważają sy-
gnał o poziomach +4dBu oraz -10dBV.

Już na przykładzie mikrofonów zdążyli-

śmy się zorientować, że poziom sygnału
może mieć skrajnie różne wartości i trud-
no jest go jednoznacznie określić. Z sy-
gnałem liniowym jest podobnie. W różne-
go typu definicjach sygnału liniowego
spotykamy się z różnymi poziomami: po-
wyżej 0,5V, 1-2V, 310mV, 100mV-5V itp.
Dlatego uważam, że jeśli już podjąć się
definicji „sygnału liniowego” to najlepiej
przyjąć, że jest to sygnał wzmocniony
w przeznaczonych do tego układach, osią-
gający wartość większą niż średni sygnał
mikrofonowy, a mniejszą niż średni sy-
gnał zdolny zasilić głośniki.

Dobra jakoϾ przede wszystkim

W przypadku połączeń cyfrowych nie-

pewne działanie złącza skutkuje zazwyczaj
brakiem sygnału w urządzeniu odbior-
czym. W przypadku sygnału analogowego
sytuacja jest bardziej skomplikowana, gdyż
mogą pojawiać się trudne do zidentyfiko-
wania zakłócenia, zawężenie pasma, okre-
sowe bądź ciągłe występowanie przydźwię-

ku, interferencje z sygnałem radiowym
i cała masa różnego typu pseudoatrakcji
brzmieniowych. Z mojej praktyki wynika,
że grubo ponad trzy czwarte wszystkich
problemów w analogowych systemach
audio powodują połączenia między urzą-
dzeniami. Stosowanie kabli wysokiej jako-
ści oraz markowych złączy plus popraw-
ność montażu wtyków wpływa na znaczne
obniżenie ryzyka wystąpienia problemów
z dźwiękiem. Równie istotne jest odpo-
wiednie dopasowanie poziomów i zadba-
nie o to, by łączyć ze sobą wejścia i wyjścia
zgodne konstrukcyjnie. Podanie sygnału
z symetrycznego wyjścia XLR o poziomie
nominalnym +4dB na niesymetryczne
wejście RCA -10dBV, choć technicznie moż-
liwe do realizacji, z całą pewnością nie
sprzyja zachowaniu dobrego brzmienia.
Podobnie rzecz się ma z sytuacją odwrotną,
kiedy to z wyjścia niesymetrycznego
-10dBV próbujemy wysterować sprzęt
z wejściem symetrycznym XLR +4dBu.

Zwracajmy większą uwagę na kable

i analogowe połączenia audio w naszym
systemie nagłośnieniowym i naszym stu-
diu, a z całą pewnością unikniemy wielu
kłopotów i zapewnimy sobie spokojną,
bezstresową pracę.

E

i

i

S

Wtyk TRS 1/8” (tzw.

ma³y jack stereo)

ró¿ni siê od wtyku

TRS 1/4” nie tylko

wymiarami, ale pro-

porcjami styków

i kszta³tem koñców-

ki. S³usznie uwa¿ane

za ma³o stabilne

i niepewne z³¹cze

TRS 1/8” nie znajduje

raczej zastosowania

w profesjonalnych

urz¹dzeniach audio.

Czêsto natomiast sto-

sowany jest do pod³¹-

czenia s³uchawek

i wówczas wymaga

stosowania tzw.

przejœciówek na z³¹-

cze TRS 1/4”. Zasto-

sowanie z³¹cza przej-

œciowego przy sygna-

³ach o poziomie s³u-

chawkowym jest do-

puszczalne, ale przy

sygna³ach o mniej-

szym poziomie nale¿y

siê tego zdecydowa-

nie wystrzegaæ.

Zwracajmy wiêksz¹ uwagê na kable i analogowe po³¹czenia

audio w naszym systemie nag³oœnieniowym i naszym stu-

diu, a z ca³¹ pewnoœci¹ unikniemy wielu k³opotów i zapew-

nimy sobie spokojn¹, bezstresow¹ pracê.