深入剖析基础音频特性及连接方法
摘要：音频信号的的连接电缆，被称为音频线，有专业的音频电缆以及音频接头两部分组成。音频线作为电台的重要基础组成部分，有着不可替代的作用和意义；音频线的材料、类型、接法、屏蔽做法等直接决定音频的音质，关系到音频的传输质量。了解音频线的这些特性，使技术人员更直观的了解音频在介质中的特性，使工作能更加得心应手。
中国论文
关键词：模拟信号 数字信号 平衡接法 非平衡接法
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00
1关于怎样区分模拟音频线和数字音频线
传输模拟信号的音频线叫模拟音频线；
模拟信号的定义：依照电流（I）的大小和电压（V）的高低表达的连续的信号。突出特点是：其幅度模拟着他所代表的物理量的变化情况，一般情况下表现为其连续性，这里所说的连续性有两层含义：一是时间上是连续的，即每个时刻都存在一个信号幅度与之对应（包括零轴上的振幅）；二就是振幅上也是连续的，也就是说信号振幅在其可真懂得范围内的每个振动幅度上都可能存在。通常把时间和幅度都连续的信号称为模拟信号，并用电平的高低来模拟所传输的物理量，如信号的大小以电压V、mV、μV等方式表示。
优缺点：具有连续性，但是抗干扰能力差，容易受到外界和系统内部各种噪声干扰并且信号和噪声难以分离就有了平衡和非平衡的接法。
传输数字信号的音频线叫做数字音频线；
数字音频简单定义：依照I的有无和V的高低来表示的离散的信号。
最大特点：具有数字的性质，既具有离散型（或者成为非连续性、间断性）。所谓间断性也有两层含义：首先是它的不连续性在时间轴上，是间隔的一段段的，即离散的，在每个单位时间内仅仅存在着有限的数据（即样值）；二是震动幅度波动也不是连续不断的，也就是被间隔断开的，即是离散的，每个样值大小只能是有限个值（称量化等级）。通常把时间和幅度都离散的信号称为数字信号，并用一系列数据来表示所传输的物理量。 优缺点：抗干扰能力强，利用电子线路去衡量输入电压，只有达到电压的某个幅度，电路才能输出并自动生成整齐的脉冲。
2模拟音频线与数字音频线的电气特性
首先，数字音频在双绞线电缆上的特性阻抗指标的很大程度上和模拟电缆的特性阻抗指标不同。
模拟信号通过后的特性为频带为20Hz到20kHz，音频电缆上所使用的插头有RCA，TSR，TS，XLR接插头，其中XLR卡农头是专业级别的插头；显而易见，带有这种XLR专业连接插头的双绞线屏蔽电缆就成为数字音频信号传输的首选。
数字音频接口AES/EBU标准因为带宽非常大，特性阻抗的数据值能从从88Ω到132Ω；这一指标对于特性阻抗为45Ω到70Ω的标准模拟音频电缆来说就非常有优势了。如果使用了相对来说小的模拟音频电缆线传输数字音频信号，那会因为阻抗的不匹配，引起一连串的信号反射与抖动，接收端必然会产生误码，基于这个原因，使用100Ω到120Ω的屏蔽双绞线专业电缆用于数字音频传送（特别注意线缆的阻抗不是直流阻抗，而是高频信号下的交流阻抗，万用表是无法测量的）。数字信号穿过平衡屏蔽的双绞线电缆从一个发送终端传输到另一个接收终端的距离可达100m。
3信号的两种传输方式平衡传输和非平衡传输
首先是运用非常普遍的一种传输方式平衡传输，利用相位波形相互抵消的原理将信号中的杂质排除掉。需要三根电缆来实现，接地线、热端电缆、冷端电缆。那么平衡输入、输出接头插件就具有3个脚位，如XLR卡农或TSR大三芯插头，它们所需要的传输线需要一层屏蔽线包裹两根信号线，这两根信号线自然是热端信号和冷端信号，因为它们被包裹在屏蔽线内，所以受到的外界影响微乎其微，正因为它们被包裹在一起，但是相位却不同，就利用了相位相抵的原理把传输信号中的杂质抵消排除，在其中传输的信号就不会损失。所以当传输距离比较远，而且很专业的用途时，我们就使用平衡传输的方法。
其次就是民用比较普遍的非平衡传输：非平衡传输相对比较简单，只有接地端和两个端子信号端，比较近的距离和要求不高的民用级别场地使用。
4 Balance平衡和Unbalance非平衡的区别
在调音台上非常常见的两种标识Balance和Unbalance，这就对应平衡线和非平衡线，在做法上三芯线可以做成平衡线也可以做非平衡线，但是在经济上就会增加成本。
平衡线的接法，是一个声道（左或者右声道）由一个三芯插头负责。左右两个声道需要两个三芯插头，在经济上平衡线是非平衡线的一倍，定义是否是平衡和非平衡不是看是否是三芯，前面说了，三芯也可以做成非平衡，只不过成本增加，而是看这根电缆负责几个声道，负责一个声道，就是平衡，负责两个声道就是非平衡。
一根三芯的电缆线可以是平衡的也可以是非平衡的，它本身是否平衡取决于做法的不同，左右声道两个声道用两根三芯电缆传输那就是平衡用法，而一根线缆就能承揽立体声双声道传输，那就显而易见是非平衡的了，也有比较容易犯错的时候，有的机器也是两根线，但是端子插头是莲花头或者是TS大二芯头，不是三芯的，所以不能误认为是平衡线，依然是非平衡接法，成本增加却并非平衡接法，这种比较特殊。
5平衡和非平衡之间连接
在平衡和不平衡口之间连接时简述：以卡农XLR平衡口对接TS大二芯不平衡口为例：
音频信号有一半损失的有三种接法：
（1）从卡侬头XLR输出发送信号到大二芯TS输入，焊接方式是一地、二热、三冷（卡农头端子上有标识123）。
（2）从卡侬头XLR输入发送信号到大二芯TS，焊接方式是一三并联、二热。
（3）从卡侬头XLR输入发送信号到大二芯TS，焊接方式是一地、二冷、三热，不但会损失信号，而且会反向。
而从不平衡口TS大二芯发出的信号不管是用平衡新还是不平衡线，只要发送到XLR卡侬头平衡输入，信号是保持不变的；但如果用焊接反向的平衡线发送到XLR卡侬头，那么就会没有声音。
6结语
万事万物都有其固有的规律性，懂得了规律，事情就简单明了很多了，线材和插头是设备与设备之间信号传递的载体，理解信号的种类，传输的原理，那么对于平衡和非平衡就不难理解了，那么我们就能更好的保证音质的纯净，少一分噪音多一份悦耳。
收稿日期：2015-08-10
作者简介：王庆华（1979―），男（汉族），山东滨州人，职称：程师，学士学位，研究方向：广电工程。