音频信号的平衡传输与非平衡传输

   音频信号有两种传输方式，即对地平衡式与非平衡（单端接地）式。平衡式的信号传输线路不易受外界的如交流声，其他串音，电器设备噪声等干扰。非平衡式则易受干扰，所以在专业领域一般都采用平衡式传输。在工程中考虑到成本问题，也会相对选用一些民用级设备，他们大多都采用非平衡式传输。选设备时应尽量使用平衡式传输。

一、信号的平衡传输 

   平衡传输是一种应用非常广泛的音频信号传输方式。它是利用相位抵消的原理将音频信号传输过程中所受的其他干扰降至最低。它需要并列的三根导线来实现，即接地、热端、冷端。所以平衡输入、输出插件必须具有3个脚位，

如卡农(XLR)

或大三芯(TRS)插口

传输线当然也得是2芯1屏蔽层的线，由于热端信号线和冷端信号线在同一屏蔽层内相对距离很近，所以在传输过程中受到的其他干扰信号也几乎相同。然而被传输的热端信号和冷端信号的相位却相反（如图），所以在下一级设备的输入端把热端信号和冷端信号相减，相同的干扰信号被抵消，被传输信号由于相位相反而不会损失。所以在专业的场合和传输距离比较远的时候通常使用平衡传输方法,如果一些专业的声卡提供的是平衡接口，那么线材最好选用平衡线输出，音质和噪音控制相对会好一些。

                      

下面是一些常用平衡接口及接线图:

二、信号的非平衡传输

   非平衡传输只有两个端子信号端与接地端，在要求不高和近距离信号传输的场合使用，如大二芯（TS）

或莲花（RCA）

一般家庭音响系统使用非平衡传输方式，这种连接也常用于电子乐器、电吉他等设备。非平衡线的长度最好为3-5米，太长会影响信号质量同时加大噪音。

 

三、平衡与非平衡转换对音频信号的影响

 

   事实上，平衡接口的设计都遵循这样的原则：在两根信号线上采用尽可能相同的振幅来防止信号的串扰。其本质在于，可使用差分输入来抵御外来信号的干扰，当然这两根信号线对屏蔽线的阻抗（地线）必须完全一致。在接地补偿输出中，通常热端传输音频信号，而冷端通过专用的电阻器接地。这里的电阻器要保证冷端和热端的接地阻抗一致。非平衡和平衡之间可转换，但会有损失，当专业设备需要连接非平衡接口的输入时，采用两芯的接地补偿输出所得到的信号是没有损失的。而如果用三芯的平衡接口输出，则得到的信号音量会比正常低6dB。因为三芯平衡接口把信号平分给了信号线的冷端和热端。同样，在平衡和非平衡之间转换一样是会有损失的。因此可得出以下结论。 

    (l)从平衡口，用正确焊接的平衡线，发送到不平衡输入，信号振幅会损失一半。模拟信号大小会损失6dB。 

    (2)从平衡口，用不平衡线，发送到不平衡输入，信号的振幅也损失一半，信号大小损失6dB。

    (3)从平衡口，用焊反了的平衡线，冷信号（一）和热信号(+)接反，发送到不平衡输入，信号振幅损失一半并且倒向，信号大小损失6dB。

    (4)从不平衡口，用正确焊接的平衡线，发送到平衡输入，信号大小不变。

    (5)从不平衡口，用不平衡线，发送到平衡输入，信号大小不变。

    (6)从不平衡口，用焊反了的平衡线，发送到平衡输入，会导致反向波形抵消，可能会出现无声的结果。 

    因此，对于平衡接口无论是对称的还是相反的一组信号结果都是一样的。关键在于地线和两根信号线采用相同的阻抗，任何干扰信号都会被微分接收器当作“公共模式”信号，即在两根信号线上拥有相同的极性和振幅。微分接收器f无论是无源变压器还是有源的电子输入设备）本身就会抵制公共模式信号即能过滤干扰，同时允许任何微分信号通过，就是得到了想要的声音。在完全对称的信号中，两根线携带着相同但反向的信号，所以输出信号的振幅是任意一根线信号的两倍。这就是传统的平衡接口工作模式。但也有特殊情况，如果用两根信号线中的一根来传递音频信息，系统仍然会正常工作。这种连接方式通常被称作“接地补偿输出”。平衡输入接口时会损失掉冷端的信号，而两芯平衡方式不会损失。