Symetria i Balans – Wpis Gościnny

Dzisiejszy wpis będzie inny niż wszystkie dotychczasowe. Po pierwsze, nie będzie dotyczył tematyki bezpośrednio związanej z nagrywaniem i miksowaniem utworów czy wyborem mikrofonu do studia. Zamiast tego, zwiedzimy i zgłębimy trochę tajników techniczno – elektronicznych, które pozwolą nam lepiej zrozumieć połączenia spotykane na co dzień w studiu nagrań (i nie tylko tam).

Po drugie, poniższy artykuł jest autorstwa jednego z czytelników tego bloga – Jakuba Jackiewicza, ukrywającego się dotychczas pod nickiem „xchomik”.

Kuba podzieli się z nami swoją niemałą wiedzą i rozprawi z pewną błędną terminologią. Jestem mu niezmiernie wdzięczny za wyprowadzenie mnie z błędu, w którym sam tkwiłem i za napisanie tego artykułu – lektura obowiązkowa!

Kuba, oddaję Ci głos.

„Nadszedł czas, kiedy i ja poczułem potrzebę podzielenia się z Wami odrobiną wiedzy na tematy mniej lub bardziej studyjne/akustyczne/realizatorskie, a ponieważ mój zapał do tego typu wynurzeń w przeszłości bywał słomiany, to tym bardziej cieszę się z możliwości jaką stworzył mi Igor, zachęcając mnie do spłodzenia kilku zdań z w/w zakresu naszych wspólnych zainteresowań. Czasem będę pojawiał się tutaj z własnym tekstem dotyczącym zagadnień technicznych, realizatorskich lub czysto filozoficznych, ale nadal tyczących się dziedziny szeroko określanej jako akustyka. Tyle tytułem wstępu i przywitania, przejdźmy więc do dzisiejszego wpisu:

Interfejs zbalansowany kontra interfejs symetryczny

Zacznijmy od wyjaśnienia, czym jest „interfejs”. Nie chodzi mi tu bynajmniej o urządzenie typu karta dźwiękowa do komputera. Interfejsem, w tym przypadku, nazywam połączenie pomiędzy dwoma urządzeniami, na które składa się, najogólniej rzecz biorąc – nadajnik z jednej strony (np. mikrofon), linia transmisyjna (kabel mikrofonowy) i odbiornik z drugiej strony (przedwzmacniacz mikrofonowy).

Czym więc jest balans, a czym symetria?

Żeby wyjaśnić znaczenie sygnału symetrycznego, trzeba tak naprawdę określić, względem czego miałby on być symetryczny. W elektronice zazwyczaj „osią symetrii” dla sygnałów jest napięcie równe 0V. Najprościej i najogólniej mówiąc jest to potencjał uziemienia. W przypadku interfejsów symetrycznych, z jakimi najczęściej się spotykamy, czyli kabli mikrofonowych, jest to potencjał oplotu kabla czy inaczej, pinu pierwszego złącza XLR (lub też styku S w złączu TRS). To jest nasz punkt odniesienia dla sygnału płynącego z mikrofonu do przedwzmacniacza. Względem tego punktu zmienia się napięcie na pinach 2. i 3. I tu dochodzimy do sedna. Potencjał pinu 3. jest dokładne przeciwny względem pinu 1. niż pinu 2. Czyli, jeżeli byśmy zmierzyli napięcie pomiędzy pinem 1. i 2. i wyniosłoby ono np. 1V i w tym samym momencie zmierzyli również napięcie pomiędzy pinem 1. i 3., to wyniosłoby ono -1V. Łatwiej jest to sobie wyobrazić patrząc na wykres przebiegu napięcia w czasie.

Dlaczego tak się robi?

Interfejsy symetryczne (nie tylko w przypadku mikrofonów, ale też we wszystkich innych układach) stosuje się, aby przesłać sygnał na stosunkowo dużą odległość z maksymalną odpornością na zakłócenia przychodzące z zewnątrz kabla.

W jaki sposób uzyskuje się tę odporność na zakłócenia?

Tajemnica tkwi nie w samym kablu, który zawiera dwa przewody otoczone ekranem (który również spełnia swoją rolę w izolowaniu sygnału od zakłóceń), ale w odbiorniku, do którego sygnał trafia. Najczęściej jest to wzmacniacz operacyjny z dwoma wejściami (pinami nr 2 i 3 z gniazda XLR) – odwracającym i nieodwracającym. Tu należy przypomnieć wpis Igora na temat fazy. Jak wiemy, odwrócenie polaryzacji kopii sygnału i zsumowanie jej z sygnałem oryginalnym skutkuje całkowitym wyzerowaniem sygnału.

Dokładnie taka sytuacja zachodzi w przedwzmacniaczu mikrofonowym. Jeden z przychodzących sygnałów jest lustrzanym odbiciem drugiego (względem potencjału pinu 1.) i trafia na wejście odwracające, jego polaryzacja jest zmieniana na przeciwną i jest sumowany z sygnałem z wejścia nieodwracającego. Efekt – napięcie rośnie dwukrotnie!

No dobrze, ale gdzie tu odporność na zakłócenia?

Rozwiązanie leży tak samo w polaryzacji samego sygnału zakłócającego. Dodaje się on do sygnału użytecznego w takim samym stopniu zarówno do dodatniej jak i ujemnej żyły w kablu. I w dodatku do obu w tej samej fazie! Więc po odwróceniu „zainfekowanego” sygnału, jego składowa użyteczna dodaje się do potrzebnej nam składowej z drugiej żyły, a składowa szumowa odejmuje od odwróconej już składowej szumowej przychodzącej drugą żyłą. Czyli w ostatecznym rozrachunku sygnał rośnie dwukrotnie, a szumy prawie kompletnie się anihilują! Stąd wynika przewaga interfejsów symetrycznych nad niesymetrycznymi.

Co to jest interfejs zbalansowany?

Wbrew temu, co się zwykło myśleć w momencie usłyszenia tego określenia, nie ma ono absolutnie NIC wspólnego z symetrią sygnału czy też interfejsu, którym jest on przesyłany. Zbalansowanie oznacza, że zarówno nadajnik, linia transmisyjna i odbiornik sygnału, w tym wypadku wzmacniacz różnicowy, MAJĄ IDENTYCZNĄ IMPEDANCJĘ w stosunku do punktu odniesienia czyli potencjału 0V. Nie ma znaczenia jaki sygnał jest przesyłany przez obie linie. Niezależnie czy będą to lustrzane odbicia tego samego sygnału, czy jedna z linii będzie uziemiona lub w ogóle do niczego nie podłączona.

Jaka jest różnica między interfejsem zbalansowanym a niezbalansowanym?

Rozpatrzmy to na przykładzie poziomu szumu przedwzmacniacza mikrofonowego.

Zapewne ci z Was, którzy mają wykształcenie elektroniczne, słyszeli o takim narzędziu, jak mostek Wheatstone’a. Jako narzędzie laboratoryjne, jest to bardzo czuły układ do mierzenia rezystancji oporników. W stanie zrównoważenia pomiędzy dwiema głównymi gałęziami (odpowiednikami linii gorącej i zimnej w kablu mikrofonowym) nie ma różnicy napięć, co jest wskazywane przez umieszczony tam woltomierz. Impedancja wyjściowa nadajnika sygnału (mikrofon, wyjście keyboardu, etc.) i wejściowa wzmacniacza mikrofonowego w konsolecie tworzą taki właśnie mostek. Do jego zrównoważenia wymagana jest sytuacja, w której odpowiadające sobie impedancje obu stron interfejsu były sobie równe.

Niestety w realnym świecie trudno jest zapewnić taką sytuację, gdyż producent np. konsolety czy przedwzmacniacza mikrofonowego nie może przewidzieć, co użytkownik podłączy do jego produktu. Niezbalansowanie mostka powoduje powstanie różnicy napięć pomiędzy jego gałęziami. W naszym świecie jest to napięcie zaindukowane z zakłóceń zewnętrznych np. fal radiowych.

Nierówne impedancje wejściowe i wyjściowe preampu i np. wyjścia z di-boxa powodują jakby nierówne „infekowanie” sygnału użytecznego zakłóceniami, a w konsekwencji – ich niecałkowitą kancelację (znoszenie) w przedwzmacniaczu mikrofonowym.

Jak więc producenci bronią się przed taką sytuacją?

    • Po pierwsze, stosują zbalansowane połączenia, czyli o równych impedancjach obu końcówek względem masy.
    • Po drugie, projektując układ, starają się stworzyć jak największe impedancje, gdyż mostek Wheatstone’a łatwiej jest utrzymać we względnej równowadze, jeśli jedna z par impedancji (wyjściowa nadajnika lub wejściowa odbiornika) jest wielokrotnie większa niż druga. Dlaczego dąży się do zwiększania akurat wejściowej impedancji? Znowu, dlatego, że nie można przewidzieć wszelkich możliwych urządzeń jakie podłączy użytkownik do wejścia urządzenia.
    • Po trzecie, zaleca się stosowanie dobrej klasy kabli, czyli takich, których przewody gorący i zimny są ze sobą skręcone. Statystycznie rzecz biorąc, taka właśnie konstrukcja powoduje, że na odpowiednio długim odcinku kabla, zewnętrzne pole elektromagnetyczne wywoła zaszumienie równe w obu żyłach, albo przynajmniej o naprawdę niewielkiej różnicy.

Alternatywą dla zbalansowanych wejść układów przedwzmacniaczy mikrofonowych opartych o tranzystory czy układy scalone, są wejścia transformatorowe. Daje to niewiarygodnie większą impedancję wejściową i praktycznie eliminuje problem szumów przenikających do układu ze świata zewnętrznego.

Mam nadzieję, że chociaż trochę przybliżyłem Wam tematy balansu i symetrii. Jeśli coś nadal będzie dla Was niejasne, proszę piszcie w komentarzach, a postaram się w miarę moich możliwości wyjaśnić trudne kwestie.”

Jakub Jackiewicz

Sprostowanie…

Ja od siebie jeszcze dodam, żeby koniecznie zajrzeć w sekcję komentarzy, bo tam, z uwagi na pewne nieścisłości, różnice zdań czy rozbieżności – zostało jeszcze kilka rzeczy rozjaśnionych.

Zostawić komentarz ?

32 Komentarze.

  1. ciekawy wpis. co prawda musiałem 2 razy przeczytać, żeby załapać dokładnie o co chodzi 🙂
    pozdrowienia.

  2. To dobrze, znaczy się zmusza i przede wszystkim zachęca do zastanowienia się, dzięki :).

    • Czołem Panowie (i Panie? :),

      ma przyjemnośc pisać tutaj po raz pierwszy, więc krótko się przedstawię: inżynier (PW, wydz. Elektryczny, spec. informatyczna), wcześniej techn. elektroniczne M. Kasprzaka, od około 27 lat gram na gitarze i kręcę różnymi gałkami 🙂 /ostatnio gram charytatywnie dla ludzi chorych i cierpiących/. Tyle w skrócie. Bardzo dziękuję Igorowi za pomysł i kawal dobrej roboty, Wam dziękuję za wkład i pomoc w tworzeniu bloga.

      Do rzeczy. Xchomik zrobił tutaj kawał dobrej roboty (dzięki!) ale jest do poprawy :). W sensie, jeśli założymy, że ten blog jest głównie dla producentów sprzętu i kabli, to generalnie wpis może (nawet 🙂 pozostać bez zmian. Jeśli natomiast założymy, że tutaj spotykają się ludzie korzystający z JUŻ wyprodukowanego sprzętu (realizatorzy) to ten wpis koniecznie trzeba poprawić. Dlaczego? Myślę, że wpis jest bardzo wartościowy a pewnie niewiele osób dotrze do samego końca – tzn. do komentarzy – i w głowie pozostanie im trochę mylne wrażenie.

      W dwóch punktach napiszę jak to wg mnie powinno wyglądać:

      1). symetryczny = balanced, niesymetryczny = unbalanced (koniec i kropka, Igor się nie myli, inni, którzy myślą podobnie też się nie mylą). Prosty przykład:

      RME Babyface kabelek XLR XLR firmy proel mikrofon shure SM81

      Żeby się upewnić sprawdziłem dokuemntację powyższych prostych klocków. W każdej z nich znalazłem informację: “balanced” (w sensie RME Babyface ma wejście XLR “balanced”, kabelek jest “balanced” oraz mikrofon ma w dokumentacji informację “balanced”). Bez problemu znajdziecie te dokumentacje w sieci. Wniosek – w każdej z tych dokumentacji pisza o BALANCED = SYMETRYCZNY. Nie ma tam mowy o impedancjach, bo to w ogóle nie ten temat.
      —- koniec pkt 1)

      2). Istnieje w elektronice termin “IMPEDANCE BALANCED” i pewnie Xchomik chciał o tym napisać. Jednak dla nas, którzy realizują na JUŻ wyprodukuwanym i istniejącym sprzęcie 🙂 ten termin to abstrakcja… Tzn. dobrze wiedzieć, że producenci pocą się żeby sprzęt określonej kategorii był dopasowany impedancyjnie ale nic poza tym.

      O co w ogóle chodzi? Chyba najprostszy przykład to antena telewizyjna (pamiętacie takie anteny tzw. “kratki” lub te jeszcze starsze?). Taka antena musi mieć odpowiednią impedancję np. 75Ohm żeby się “dopasować” z odbiornikiem TV (z wejściem jego głowicy). Oczywiście, każdy kto brykał 🙂 na zajęcie do technikum czy na studia elektroniczne/elektryczne doskonale wie, że mostek (np. Wheastone’a) jak najbardziej kojarzy się z dopasowaniem lub niedopasowaniem – tak działają mostki i w warunkach laboratoryjnych są niezbędne. Jednak.. czy wiedzę o “IMPEDANCE BALANCED” może jakoś wykorzystać realizator dźwięku?

      Przykład:
      a). kupiłem interfejs RME Babyface, patrzę w instrukję i tam jest informacja: “Input impedance 2 kOhm” (w sieci jest PDF z tą instrukcją).
      Dalej pytanie do Xchomika:
      b). teraz idę po kabelek i co? Pytam producenta jaką ma impedancję? 🙂 A jaką powinien mieć? 🙂
      c). teraz idę po preamp mikrofonowy i co? Pytam producenta jaką ma impedancę wyjściową żeby się dopasował do mojego RME Babyface… Wg mnie abstrakcja… To znaczy warto wiedzieć że coś takiego jak “IMPEDANCE BALANCED” w elektronice występuje (i na pewno oprócz wspomnianej anteny TV czy mostka Wh. będzie więcej przykładów) ale dla przeciętnego czytelnika tego forum może to być bardzo mylące. Ktoś przeczyta wpis, spojrzy w instrukcję swojego interfejsu, zobaczy “balanced” i co? Będzie kombinował z impedancją swojego preampa i poleci do sklepu po mostek Wheatstonea? 🙂 🙂 🙂 Please, poprawcie ten wpis lub naprostujcie mnie.

      ——- koniec pkt 2)

      Ważną informację jest jednak to “balanced” = symetryczny. Np. w instrukcji do Babyface piszą:
      “The electronic output stage does not operate servo-balanced! When connecting unbalanced equipment, make sure pin 3 of the XLR output is not connected. A connection to ground will cause higher THD (distortion)!”

      Jak widzicie, powyższe (a jest to przecież interfejs szanującej się firmy RME) tylko potwierdza to, co piszę. Nie piszą np. tak: “uważaj na impedancję na wyjściu bo masz sprzęt ‘balanced'” itp., tylko piszą: “jeśli podłączasz sprzęd niezbalansowany to upewnij się że pin 3 na złączu XLR nie jest podłączony, podłączenie tego pinu do ziemii spowoduje wyższe zniekształcenia”. Innymi słowy, piszą o kabelkach w złączu.

      Ok. Myślę, że wpis Xchomika jest bardzo cenny ale dobrze by było go sprostować/uzupełnić.

      pozdrawiam serdecznie
      Tomek22

    • Dodałem po prostu krótką notkę na końcu tekstu.

  3. Anonymous

    hmm nie wiem czy tego dotyczy akurat moj problem 🙂 no ale sie zapytam 🙂 posiadam mikrofon pojemnosciowy, czasami podlaczam go do komputera stacjonarnego jesli chce nagrac swoj pomysl ktory moze mi uleciec, i wlasnie wtedy przy nagrywaniu pojawia sie szum, nie jest to szum ktory zgarnia mikrofon np (wiatraka lub czegos innego) tylko stałe kilka Hz szumu, Kabel jest firmowy i sadze ze jest dobrej jakosci. jakies propozycje co to moze byc?

  4. Powodów może być wiele. Jakiego interfejsu audio używasz, jakiego przedwzmacniacza? Szum często się bierze z braku uziemienia, lub niedostatecznego uziemienia układu, z niskiej jakości przetworników A/D w karcie dźwiękowej, z niskiej jakości kostek w przedwzmacniaczu itd… Ciężko powiedzieć po tak małej ilości danych, co u Ciebie szumi…

    Co do artykułu, to bardzo fajnie, że pojawił się taki typowo techniczny wpis. Na pewno przyda się na przyszłość 🙂

  5. Twój problem dotyczy dwóch rzeczy. Po pierwsze, chcąc cokolwiek nagrywać, nie podłączaj mikrofonu bezpośrednio do komputera (a tym bardziej pojemnościowego). Potrzebujesz interfejsu audio. Po drugie, mylisz chyba bloga z jakimś forum… Jak możesz pod artykułem na konkretny temat zadawać pytanie nie związane z artykułem, gdzie Twoje maniery? 🙂

  6. W ogóle sorry Igor, za podłapanie tematu… Przypadłość z forum 😀

  7. Ja to wszystko rozumiem, rozny – luz 🙂
    Co do samego wpisu, to dla mnie w ogóle bomba, mogę powiedzieć, że się czegoś nauczyłem!

  8. Cieszy mnie to :). Wreszcie na coś się przydałem ;).

  9. Jak dla mnie artykuł ma jeden duży minus. Na wstępie nie napisałeś jakiego problemu on dotyczy i jakie zagadnienie masz zamiar opisać. Zrobiłeś jednak kawał dobrej roboty i to Cię usprawiedliwia 😀

    Każda wiedza się przyda !
    Pozdrawiam.

    P.S. Igor, pochwal się w jakim błędzie tkwiłeś tyle czasu ;).

  10. Pierwszy akapit to właśnie wyjaśnienie czego dotyczy. Ale jeśli jest jeszcze trochę mgliste to przepraszam i proszę o info, postaram się wyjaśnić jeszcze lepiej.

  11. Robert, ja byłem przekonany, że angielskie "balanced" oznacza 'symetryczny', więc automatycznie założyłem, że można używać wymiennie 'symetryczny' ze 'zbalansowany'. A tu klops, to dwie inne sprawy 🙂

  12. do Roznego , bardzo mozliwe , że masz problem z zasilaniem , podłącz wtyczkę od kompa do gniazdka bez bolca, praktykuję taką opcję kiedy nagrywam w sali prób ale mam wtedy podlaczony mikser i komp pod jedno źródło i wtedy własnie muszę kompa podłaczyć bez uziemnienia poniewaz inaczej jest tragedia totalna … pozdr

    • bociek, przy każdym nagłówku komentarza po prawej stronie, masz guzik ‘Reply’, dzięki któremu możesz odpowiedzieć na konkretny komentarz 🙂 A nawiasem mówiąc, to chyba anonim miał problem, a nie ‘rozny’ 😀

    • Boćku, nie wiem jak dobrze Anonimowy ocenił częstotliwość, ale zakładam, że tych “kilku Hz” nie jest w stanie usłyszeć praktycznie na żadnym sprzęcie, więc zgadzam się z Tobą co do tego, że może to być przydźwięk z sieci. Co do tego podłączania kompa bez bolca to jest to częsta metoda na ratowanie się z opresji, ale jest to najbardziej niebezpieczna metoda. Między innymi o tym będzie kolejny wpis gościnny mojego autorstwa, nad którym niedługo zacznę prace. Zgadzam się, że odcięcie masy pomaga, ale jest to metoda wyjątkowo niebezpieczna dla urzytkownika w razie przebicia fazy na obudowę, co w komputerze może się zdarzyć ze względu na fakt, że większość obudów współczesnych komputerów jest metalowa. Ja miałem swego czasu przez brak uziemienia problem z klawiaturą mojego iMaca. Jest aluminiowa. Kiedy dotykałem nogami do bardzo wygodnie przebiegającej pod biurkiem rury od kaloryfera to klawiatura częstowała mnie 80V napięcia (zmierzone!!) ;]. Czysta przyjemność.

    • Często sobie taką przyjemność fundowałeś?
      Masochista… 🙂

    • Zawsze wtedy kiedy już zdążyłem zapomnieć, że kaloryfer to w dużym przybliżeniu uziemienie ;]. Chociaż też nie do końca.

    • znam ten smak :D:D:D

    • No nie :D. Sama przyjemność ;].

  13. Cześć.
    Mam pytanie do xchomika, albo innych zazanjomych z elektroniką.
    Chicałbym wymienić lampę w efekcie (przesterze) gitarowym, podłogowym, która wydaje się być zużyta. Rozkręciłem kostkę i wyjąłem lampę, odczyrtałem symbol- TAD ECC83 Selected – no i w wynikach wyszukiwania w necie mam pierdylion opcji, a jestem laikiem w kwestii elektroniki. Dodam, że przester(Tube King – H&K) był kupiony jako używany i nie wiem czy lampa, którą wyjąłem jest oryginalna, czy dedykowana chociażby. Na tej np stronie
    http://amptone.pl/c/13/12ax7-ecc83-lampy-elektronowe.html
    mam do wyboru różne zamienniki, ale niektóre z nich są opisane jako zbalansowane – czy to ma znaczenie w przypadku lampowych przesterów? Ma być zbalansowana czy nie koniecznie? Czym mam się sugerować w wyborze lampy?
    Z góry dziękuję za odpowiedź.
    Pozdrawiam trwórcę bloga i wszystkich dobrowolnych ‘pomagaczy’.
    MB

    • Witaj Macieju :).
      Powiem tak, nie mam w zasadzie żadnego doświadczenia jeśli chodzi o lampy, natomiast co do samego egzemplarza, który posiadasz to co Ci sugeruje, że to akurat lampa jest zużyta? Owszem, lampy się wygrzewają, co jakiś czas muszą być wymieniane, ale to nie jest zawsze ich wina jeśli coś nie działa, bądź działa nie tak jak się tego spodziewamy.

      Odnośnie zamiennika to czytając opisy na stronie, którą podałeś wyciągam wniosek, że zbalansowana nie jest Ci do niczego potrzebna. To jest tylko egzemplarz który został bardzo dokładnie zmierzony i przypisany do jakiegoś drugiego egzemplarza, rónie dokładnie zmierzonego i posiadającego prawie identyczne parametry, żeby mogły pracować w układach symetrycznych. Podobnie robi się z tranzystorami najwyższej jakości. Ty jeżeli masz całą jedną taką lampę w układzie to czy weźmiesz taką czy inną nie zauważysz różnicy, a wydasz ekstra ile tam… 10 zł??? za to, że ktoś nie będzie miał drugiej do pary :D.

    • Dzięki za odpowiedź.
      Powyżej 3/4 skali potencjometru Output w sygnale, pojawia się zakłócenie – jakby drugi, równoległy przesterowany sygnał, brzmiący nieciekawie i którego głośność jest stała, niezależnie od manipulacji pokrętłem. Nie jest to wina wzmaka, więc padło na lampę – czytałem, że wymienia się je co parę lat, a mam to urzadzenie od ponad 4 lat, poza tym nie wiem ile czasu lampa pracowała zanim kupiłem przester. Nie mam oczywiśćie pewności co do winy lampy (wygląda dobrze na moje oko laika), ale za 60 zł chyba mogę poeksperymentować.
      Dzięki jesze raz za informację co do zbalansowania.

  14. Witam.
    Mam pytanko niezbyt związane z tematem, ale ponieważ poprzednio uzyskałem tu odpowiedź, postanowiłem spórbowac ponownie.
    Jeżeli Igorze masz coś przeciwko proszę daj znać.

    Mam taki układ urządzeń:
    gitara el.> efekt gitarowy 1> efekt gitarowy 2> wzmacniacz gitarowy

    i jeżeli w tym układzie:

    efekt git. 1 ma “maximum output level” (wyrażony np w dBu) większy niż “minimum input level” w efekcie nr 2, to czy przy niezwracaniu uwagi na te poziomy podczas grania i kręcenia gałkami potencjometrów, można w praktyce uszkodzić coś w efekcie nr 2?

    Pytam bo niedawno usłyszałem pewien niepokojący mnie defekt w jednym z efektów i nie wiem, czy mogłem coś uszkodzić ( i ew. jak), czy jest to wada nadająca się do reklamacji.

    Pozdrawiam.

    • Nie wydaje mi się.
      Jeśli wpiąłbyś te kostki w pętlę efektów we wzmacniaczu, to wtedy mogłoby dojść do usmażenia kostek, ale jak lecisz gitara->efekt(czy dwa)->wzmacniacz to uszkodzenie nie powinno mieć miejsca.

    • Dzięki.
      Dlaczego w takim razie są okeślane te paramatry – max/min input/output – czy chodzi tu o określenie przedziału między minimalnym poziomem sygnału (napięcia), który odbierany jest przez dane urządzenie, a przesterowaniem sygnału wychodzącego z tego urządzenia?

    • Mniej więcej. Określony dla urządzenia poziom minimalny na wejściu to taki, powyżej którego działa ono optymalnie. Poniżej tego poziomu wprowadzisz więcej szumów. Max Output określa najwyższy poziom, jaki może dane urządzenie wygenerować (co nie oznacza, że bezustannie to robi, to jest po prostu jego granica). Max Input będzie się toczyło poziomu, jaki urządzenie może przyjąć zanim zacznie przesterowywać.

    • Dzięki wielkie.
      W takim razie muszę przyczyn szukać gdzie indziej.
      Przy okazji posiada ktoś z czytelników forum może Moogerfoogera MF-102 ringmodulator? Bo to jest właśnie urządzenie, w którym niedawno odkryłem dziwne zakłócenia i nie wiem, czy jest to defekt, czy po prostu mf-102 tak ma, a w sklepach w mojej okolicy nie ma tego urzadzenia, abym mógł sprawdzić na innym egzemplarzu.

  15. Troche mnie tutaj ostatnio nie bylo, powstalo kilka ciekawych wpisów Igora (za ktore wielkie dzieki! bo jak zwykle, bardzo dobrze sie je czyta i czegos nowego mozna sie dowiedziec lub uśwadomić sobie ”oczywistą-oczywistość” co często bardzo pomaga), ale z racji tego, że ”zjadłem zęby” na elektronice audio to dzis mą uwage przykuł goscinny wpis kolegi xchomik… ale do rzeczy: o ile kolega moim zdaniem dobrze i obrazowo wyjasnił kwestie połączeń symetrycznych i po co w ogole sie je stosuje, to jesli chodzi o pojęcia ”zbalansowany” i ”niezbalansowany” impedancje wejsciowe wyjsciowe, itd to….kosmos… to co kolega napisał przeczy samemu sobie i nie ma mało wspolnego z rzeczywistoscią… dzis juz troche dla mnie za późno na dłuższy wywód objasniający dlaczego nie jest tak jak pisze xchomik, moze jutro wieczorem bede miał chwilke.
    Puki co, podsumowując: Igor, dobrze myslałeś: BALANCED oznacza po polsku SYMETRYCZNY a UNBALANCED – NIESYMETRYCZNY, i prosze Was wszystkich o niespolszczanie tych pojęć bo takie sposzczenia mają sie nijak w znaczeniu do naszych, polskich symetryczny/niesymetryczny.

    • DawidZ: Witaj, z niecierpliwością czekam na Twoje dokładniejsze wyjaśnienie o co konkretnie chodzi. Ten tekst pisałem już jakiś czas temu. Dzisiaj jak do niego wracam jestem w stanie zauważyć nie tyle mijanie się z prawdą, co niedoprecyzowanie pewnych rzeczy. Chętnie podyskutuję na temat konkretnych zarzutów.
      Natomiast nie zgodzę się z uproszczeniem polegającym na wrzuceniu do jednego worka pojęć zbalansowania i symetrii. Symetria jest cechą fizycznej konstrucji interfejsu (podkreślam, że rozpatrujemy tu kabel) natomiast zbalansowanie to cecha elektryczna całego połączenia. Bardzo gorąco zachęcam to zapoznania się z materiałami autorstwa pana Billa Whitlock’a, szefa Jensen Transformers, bo to w dużej mierze dzięki niemu i na podstawie jego materiałów powstał ten tekst. Jeszcze raz zaznaczam, dziś widzę pewne niedoprecyzowania w opisie zjawiska, ale koniec końcu walka o jak największą odporność torów na zakłócenia ze strony producentów sprzętu sprowadza się do zapewnienia jak największej impedancji wejściowej urządzeń oraz w przypadku stosowania połączeń symetrycznych typu XLR czy TRS, na zapewnieniu możliwie identycznej impedancji wejścia odwracającego i nieodwracającego względem masy sygnału. I to widać, wystarczy wziąć dowolną instrukcję obsługi dowolnego urządzenia klasy profesjonalnej i poczytać parametry techniczne urządzenia. Impedancje sięgają 20kOhm i więcej, a wejścia bardzo często są oznaczane jako BALANCED (czasem z dopiskiej ELECTRONICALY).

  16. Witam, najłatwiej chyba mi bedzie komentowac ”po kawałku” Twój wpis:
    AKAPIT: ”Co to jest interfejs zbalansowany?”
    -Jesli chodzi o audio każde wejscie/wyjście trój-pinowe (gorący, zimny, i masa) jest symetryczne a to oznacza, że sygnały w obu żyłach zawsze są
    takie same a jedynie odwrocone w fazie wzglądem siebie i co za tym idzie impedancje gorący-masa i zimny-masa muszą być takie same. Jesli jest inaczej to nie ma mowy o symetrycznym połaczeniu dwuch urządzeń i pozbyciu sie zakłucen (tak przy okazji: wyzej napisałes nieprecyzyjnie, ze połączenia symetryczne likwidują szumy… mniemam, że miałes na mysli ogolnie zakłucenia, a jak wiadomo jednym z objawów indukowania sie zakłócen w kablu łaczącym dwa urzadzenia audio moze byc szum). Zmierzam do tego, że zupełnie niepotrzebnie wprowadziłes pojęce zbalansowany/niezbalansowany -według tego co napisałeś, w audio występują tylko połączenia/interfejsy – zwał jak zwał- zbalansowane, gdzie wystepuja identyczne sygnały w przeciwfazie w obydwu żyłach.
    AKAPIT:”Jaka jest różnica między interfejsem zbalansowanym a niezbalansowanym?”
    Nie trafione przykłady, to co napisałes w tym akapicie nie ma nic wspolnego redukowanim zakłócen poprzez zastosowanie we/wy i kabli symetrycznych.
    Szum przedwzmacniacz mikrofonowego nie ma nic wspolnego z symetrią lub niesymetrią jego wejscia, szum zależy w glownej mierze od jakosci elementów z jakich jest zbudowany jakie rozwiązania układowe zastosowano, ”jakosci” układu zasilania, itd. oraz od tego jaka jest impedancja podłaczonego do niego mikrofonu – im nizsza tym nizsze szumy. Zupełnie niepotrzebnie pisałes o mostku Wheatstone’a….ale, że poruszyłes tez te kwestie to musze sprostowac pare rzeczy… W połaczeniach sygnałowych urzadzeń audio wcale nie musi wystepowac dopasowanie impedancji we/wy poniewaz takie połączenia nie przenoszą mocy, zatem w ogole nie intersuje nas prąd (ścislej: natęzenie prądu) a JEDYNIE napięcie czyli powszechnie w audio nazywany sygnał. Impedancje wyjsciowe urzadzen audio mają przewaznie po kilkaset omów, a wejsciowe po 10/20kOchm. Oznacza to, ze np, urzadzenie o imp. wyjsciowej np. 600ohm moze zostać ”obciązone” wejsciem kolejnego urzadzenia o imp. wejsciowej 600 Ohm lub wiecej. Napięcie wyjciowe (czyli ogolnie mowiąc – sygnał) na wejsciu nastepnego urzadzenia bedzie identyczne niezaleznie od tego czy bedzie miało 600 ochm, 20k Ohm czy 2000M Ochm. Gorzej jest, gdy takie wyjscie 600 Ohmowe ”obciązysz” kolejnym urządzeniem o imp. NIZSZEJ niz nasze przykladowe 600 Ohm (np słuchawki 32 ohm). Wtedy urządzenie zacznie poprostu ”nie wyrabiać” prądowo, objawem czego bedzie sygnał o coraz niższym poziomie i pojawiające sie coraz wieksze zniekształcenia wraz
    obciazaniem o coraz to nizszej impedancji.
    Producenci sprzetu wcale nie projektuja urządzen o jak najwiekszej impedancji po to zeby zminimalizowac zakłucenia. Raz to, że impedancje są raczej ustandaryzowane, dwa to ze wejscie o wiekszej impedancji jesli podłaczysz do niego sam ”goły” kabel bedzie zbierac wiecej zakłucen (wiecej np. brumu) niz wejscie o niższej impedancji (dlatego np piec gitarowy z wpiętym samym kablem ”brumi” – imp. rzędu setek kOhm). Wejscie o wyzszej impedancji jedynie poprostu mniej ”obciąza” żródło sygnału, dzieki temu np do jednego wyjscia miksera mozesz podłaczyc kilka koncowek mocy, Przykład: wyj. miksera ma 600 ochm a wej. jednej koncowki mocy 20k Ohm wiec jesli podłączysz 8szt takich koncowek mocy to mikser sobie ”poradzi” bo sumarycznie bedzie obciązony imp. 2,5 k Ohm a wiec wiecej niz 600 ohm.
    Teraz cytat:
    ”Nierówne impedancje wejściowe i wyjściowe preampu i np. wyjścia z di-boxa powodują jakby nierówne „infekowanie” sygnału użytecznego zakłóceniami, a w konsekwencji – ich niecałkowitą kancelację (znoszenie) w przedwzmacniaczu mikrofonowym.” To zdanie to niewiem nawet jak skomentowac bo tutaj to juz nic – przepraszam za wyrażenie – ”nie trzyma sie kupy”
    AKAPIT:”Jak więc producenci bronią się przed taką sytuacją?”
    Producenci przed niczym sie nie bronią: stosują połączenia symetryczne (we/wy, kable), dla zminimalizowania zakłócen ktore moga pjawic sie na kablach sygnałowych. Stosują wieksze imp. wejsciowe a nizsze wyjsciowe JEDYNIE z powodów o ktorych pisałem wyzej.
    Odnośnie wpływu samych kabli na zakłucenia to ich wysoka jakosc (głównie chodzi o oplot) jest bardziej poządana jeśli łaczymy urządzenia niesymetrycznie (jedna żyła i masa) dodatkowo mające duże imp. we/wy (np, gitara-piec albo wkładka gramofonu-preamp gramofonowy/mikser) bo w takim wypadku jedyną ochroną przed zakłóceniami jest oplot. Co do połączeń symetrycznych wymagane jest od kabla żeby…. był 😉 i miał dwie żyły fizycznie blisko siebie, najlepiej skręcone, nawet dobrego oplotu moze nie miec… Zaręczam, że nie odczujesz róznicy łacząc symetrycznie np, mikser z koncówką mocy jakimś mega-hiper-wypasionym kablem za ciężkie pieniądze a kablem typu…. dwie wtyczki połączone jedną parą z tzw ”skrętki komputerowej” – mowie tutaj jedynie o poziomie zakłucen i ”brzmieniu” takiego kabla (jak wiadomo kabel nie może ”brzmiec”, ale to jeszcze inna kwestia)
    Podsumowując: kolego xchomik, niechciałem Ciebie w jakikolwiek sposób ”zaatakowac” (co czesto zdaza sie na forach) tym komentarzem a ”rozprostowac” temat, ktory poruszyłeś, tak by inni odwiedzający tego bloga nie wchłaniali błędnych informacji.
    Gdy bede miał chwilke napewno zapoznam sie z materiałami Pana Billa Whitlock’a. Wierze, ze przygotowując swój artykuł kożystałeś z Jego materiałów, jednak obawiam sie, niewłaściwie je zinterpretowałeś czego dowodem są gruuube nieścisłości w tym artykule, co mam nadzieje udało mi sie ”rozprostowac”.
    Pozdrawiam.
    P.S. Sorki za błędy literówki – pisane na szybko.

  17. Dobrze, w takim razie doprecyzuję jak ja rozumiem te pojęcia.
    Nie zgodzę się z twierdzeniem jakie wyraziłeś w pierwszym podpunkcie swojej wypowiedzi, jakoby impedancje żył (umownie nazwijmy je dodatnią i ujemną na potrzeby tylko tych rozważań) były równe względem masy NA SKUTEK samego faktu, że połączenie jest realizowane za pomocą 3-pinowych złączy (dowolnego typu, czy to XLR czy TRS). Sam kabel nie jest nawet symetryczny co doświadczalnie zbadał i publicznie oświadczył przywoływany już pan Bill Witlock podczas konwencji AES w 2009 roku w Monachium. Różnice są minimalne ale istnieją i wynikają z różnic w składzie chemicznym izolacji poszczególnych żył w kablu, a co za tym idzie i ich kolorów. Co prawda w realnych zastosowaniach te parametry są pomijalnie małe, ale jeśli chcemy być super precyzyjni to jest to do zmierzenia.
    Pod pojęciem “szumy” mam na myśli wszystkie składowe sygnału, które nie pochodzą ze źródła a dodały się podczas transmisji sygnału przez medium transmisyjne, w tym wypadku kabel.
    W audio nie występują jedynie interfejsy symetryczne, czego dowodem jest chociażby podłączenie gitary ze wzmacniaczem gitarowym, które jest praktycznie zawsze niesymetryczne, a ze względu na dużą impedancję przetworników gitary i słaby sygnał, bardzo podatne na zakłócenia. Drugi przykład to wszelkiej maści keyboardy, etc. Praktycznie wszystko co wymaga di-boxa śle sygnał niesymetryczny.
    Twój akapit na temat impedancji jest bardzo dobrym wyjaśnieniem i rozwinięciem tego czego ja prawdopodobnie nie wyjaśniłem dość dobrze. Co prawda co do mostka to nie uważam, żeby to był przykład czy wyjaśnienie nietrafione, no bo przecież na tym to właśnie polega, tyle, że trzeba na to spojrzeć od drugiej strony. Laboratoryjne mostki pokazują nam kiedy impedancje są nierówne parami w poszczególnych ramionach, w przypadku stosowania analogii mostka do interfejsów należy rozumieć to w ten sposób, że “szum” (czyli wszelkie zakłócenia dochodzące do toru transmisyjnego z zewnątrz) rozregulowują balans panujący w mostku w warunkach idealnych. Dlatego właśnie im większa impedancja wejściowa elementu kolejnego tym łatwiej sobie radzić z tym co przychodzi po kablu. Nie będę teraz rozpisywał wzorów na ten mostek, zresztą to i tak najlepiej widać w laboratorium podczas doświadczeń. Dlatego właśnie napisałem, że to przede wszystkim porównanie dla osób zaznajomionych z elektroniką. Ja oczywiście zdaję sobie sprawę z tego, że w audio walczymy o napięcie, a nie prąd, a dopasowanie impedancyjne to pozostałość po erze linii telegraficznych, kiedy był to warunek w ogóle dotarcia informacji do odbiorcy.
    Odnośnie zdania o nierównym “infekowaniu”… no cóż, to też jest moje niedoprecyzowanie. Co miałem na myśli… w sytuacji już w/w mostka, kiedy w gałęziach (obrazowo to ujmując) po lewej jego stronie, czyli powiedzmy po stronie nadajnika sygnału, siedzą impedancje o nierównych sobie wartościach, jak również po stronie odbiornika jeśli impedancje jdnego i drugiego wejścia nie są sobie równe to zdolność takiego układu do eliminacji zakłóceń spada. Tylko o to mi chodzi, ale możliwe jest, że źle to wyjaśniłem.
    Odnośnie połączeń symetrycznych, niesymetrzycznych i roli oplotu. Oplot jest nie tylko ochoroną przed zakłóceniami indukowanymi z np równolegle biegnących kabli prądowych przenoszących duże obciążenia. To także zabezpieczenie przed zakłóceniami o częstotliwościach radiowych, a tak zwany pełny płaszcz w porównaniu z np plecionkami nie osłaniającymi pełnej powierzchni żył sygnałowych, jest jednak lepszą ochroną przed tego typu problemami. To, że da się połączyć wzmacniacz z mikserem kablem bez oplotu i nie będzie zauważalnej różnicy to ja doskonale wiem. Zresztą sporo wzmacniaczy ma odcięcie masy sygnałowej jako zwykły przełącznik na obudowie, to jest spowodowane dbałością o nie tworzenie pętli mas. Poza tym sygnały lecące od miksera do wzmacniacza mają tak zwany poziom liniowy, a nie mikrofonowy, czyli często nawet do kilkunastu voltów amplitury międzyszczytowej, a taki sygnał naprawdę trudno jest zakłócić. Gorzej sytuacja wygląda w przypadku sygnałów mikrofonowych, gdzie napięcie często jest w okolicach kilkunastu mV.
    Nie jestem fanem pogoni za kablem za grube pieniądze. Wystarczają mi zwykłe kable za powiedzmy 6zł za metr. Natomiast co do tak zwanego “brzmienia” kabla to różnie mówią. Jestem w stanie uwierzyć w mierzalność różnic między np kablem głośnikowym a kablem elektrycznym, który wielu z moich znajomych z branży używa (niestety) do budowania instalacji typu 100V. Jednak trzeba pamiętać, że przy produkcji kabla elektrycznego raczej nie bierze się pod uwagę pasma sygnału, który będzie przez niego przesyłany, tam jest 50Hz i koniec. A tu jednak trzeba dać tą możliwość żeby te przynajmniej 15kHz przechodziło bez jakichś większych strat. Osobiście akurat do takich zastosowań używam kabli głośnikowych ze względu na ich mniejszą stratę (na dużych odcinkach) w górnym paśmie częstotliwości.
    Podsumowując. Przyjmuję krytykę, zdaję sobie sprawę, że nie wszystko wyjaśniłem dość klarownie, ale myślę, że wspólnymi siłami możemy to wyklarować. W końcu jesteśmy tu żeby się dzielić tym co wiemy i wzajemnie od siebie uczyć ;).

Zostaw komentarz