在弱電(diàn)系統集成的工(gōng)作中(zhōng),涉及到各種各樣的音頻(pín)接口,這些音頻(pín)接口有着各自的特點,在不同的音響系統中(zhōng)應用。今天小(xiǎo)編帶大(dà)家一(yī)起認識一(yī)下(xià),在音響弱電(diàn)集成中(zhōng)常用的音頻(pín)接口都有哪些?
卡侬接口 XLR 3-Pin
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卡侬接口是最常見的音頻(pín)接口之一(yī),在會議室的音響集成中(zhōng)廣泛應用。接頭分(fēn)爲公頭和母頭,在選擇設備連線時要注意接口的兼容性。
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在會議室集成中(zhōng),我(wǒ)(wǒ)們經常可以在麥克風、調音台等設備上看到卡侬接口。最常用的卡侬接口是3芯,根據需求的不同有的設備會用到4芯、5芯、6芯和7芯的。
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蓮花頭 RCA
RCA又(yòu)叫AV端子,也稱AV 接口,幾乎所有的電(diàn)視機、影碟機類産品都有這個接口。RCA接頭是最爲常見的一(yī)種音/視頻(pín)接線端子。
RCA端子采用同軸傳輸信号的方式,中(zhōng)軸用來傳輸信号,外(wài)沿一(yī)圈的接觸層用來接地,可以用來傳輸數字音頻(pín)信号和模拟視頻(pín)信号。
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同樣RCA蓮花頭接口也分(fēn)爲公頭和母頭,在會議室音響集成中(zhōng)應用非常廣泛。在DVD、電(diàn)腦音箱、電(diàn)視機上我(wǒ)(wǒ)們都可以看到這種蓮花頭接口。
TS接口 Phone Connector
TS接口也叫Phone Connector 這與我(wǒ)(wǒ)們早期的電(diàn)話(huà)有關,我(wǒ)(wǒ)們都看到過早期的人工(gōng)電(diàn)話(huà)交換機,需要話(huà)務員(yuán)将你的電(diàn)話(huà)與被叫接通,在電(diàn)話(huà)單交換機上使用的就是這種音頻(pín)接口。大(dà)家不要與今天的電(diàn)話(huà)接口,Telephone Connector搞混淆了。小(xiǎo)編後續會專門爲大(dà)家介紹電(diàn)話(huà)通信接口。
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TS接口我(wǒ)(wǒ)們最常見的就是電(diàn)腦、手機上應用的3.5mm TS接口。
但是細心的人們可能會發現,我(wǒ)(wǒ)們平時用的手機、電(diàn)腦耳機并不太一(yī)樣,它們的接口結數是不同的。實際上,不同結數的TS接口,命名方式也是不同的。
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TS接口的命名規則也是非常簡單,每增加一(yī)結不在TS之間加一(yī)個R。比如3結耳機插口就是TRS、4結接口就是TRRS。
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在音響系統的集成項目中(zhōng),我(wǒ)(wǒ)們更多的會用到另外(wài)一(yī)種TS接口。6.35mm的TS接口,也就是我(wǒ)(wǒ)們常說的大(dà)二芯。在調音台、麥克風系統中(zhōng)應用的非常廣泛。
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同樣6.35mm的TS接口一(yī)樣有TRS的模式,所以在音響系統集成中(zhōng)一(yī)定要注意,使用的是TS還是TRS,以免發生(shēng)音頻(pín)無法接通的情況。
歐姆頭 Speakon connector
歐姆頭,又(yòu)叫貝爾頭,塞克頭,音響接頭等,各地叫法不一(yī),但是它的作用是一(yī)樣的,是音箱中(zhōng)主要的接頭,一(yī)般大(dà)型的音箱中(zhōng)都帶有歐姆頭接口。
因歐姆頭接法比較簡單,而且比較穩定、不易松動等重要特點,因此歐姆頭常見于音箱設備中(zhōng)。
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最常見的歐姆頭是四芯接頭,在一(yī)些專業功放(fàng),音箱設備中(zhōng)常使用,在音頻(pín)集成項目中(zhōng),要注意接口的匹配。
鳳凰頭 Phoenix Contact
鳳凰接頭是菲尼克斯電(diàn)器生(shēng)産的一(yī)種多功能連接器件,在各種領域應用非常廣泛。在音頻(pín)系統集成項目中(zhōng)也被廣泛應用。在很多音響設備、功放(fàng)、音頻(pín)處理器、轉接器上都有使用這種鳳凰頭,其特點是占用空間小(xiǎo),可以讓設備做的很小(xiǎo),連接也非常簡單。
在系統集成項目中(zhōng),涉及到的接口多種多樣,小(xiǎo)編陸續會爲大(dà)家介紹各種類型的接頭,方便大(dà)家一(yī)起交流學習。
音頻(pín)接口簡介
1.前言
不同的音頻(pín)應用領域,往往會有不同的接口,随着技術的進步,接口的種類也在不斷的發展、增多。限于篇幅與個人水平,本文不可能囊括所有的接口。在此,僅對常用的接口做一(yī)個簡單的介紹,普及基本的接口知(zhī)識,以做抛磚引玉之用。
首先,明确兩個概念的涵義及關系:接口(interface)和連接器(或叫做接頭,connecctor)。不同的音頻(pín)标準都需要定義各自的的硬件接口标準,硬件接口定義了電(diàn)子設備之間連接的物(wù)理特性,包括傳輸的信号頻(pín)率、強度,以及相應連線的類型、數量,還包括插頭、插座的機械結構設計。簡而言之,連接器是接口在物(wù)理上的實現,是實現電(diàn)路互連的裝置。
人們習慣于将接頭分(fēn)成兩類:“公頭”(或 “陽頭”)和“母頭”(或 “陰頭”),一(yī)言以蔽之,即插頭(英文:Male connector、plug)和插座(英文:Female connector、socket)。在實際應用中(zhōng),由于習慣,人們經常将接口(interface)和接頭(connector)二者不加區分(fēn)的通用,因此,本文在文字上也不做嚴格的區分(fēn),相信讀者可根據上下(xià)文的内容心領神會。
接下(xià)來,按照技術發展的曆史,首先來介紹模拟音頻(pín)接口。
2.模拟音頻(pín)接口
2.1 TRS接頭
TRS接頭是一(yī)種常見的音頻(pín)接頭。TRS 的含義是 Tip(signal)、Ring(signal)、Sleeve(ground)。分(fēn)别代表了該接頭的 3 個接觸點。TRS 插頭爲圓柱體(tǐ)形狀,觸點之間,用絕緣的材料隔開(kāi)。爲了适應不同的設備需求,TRS 有三種尺寸(符号&表示英寸):1/4& (6.3 mm) ,1/8& (3.5mm), 3/32& (2.5mm), 如下(xià)圖。
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2.5mm 接頭在手機類便攜輕薄型産品上比較常見,因爲接口可以做的很小(xiǎo);3.5mm 接頭在 PC 類産品以及家用設備上比較常見,也是我(wǒ)(wǒ)們最常見到的接口類型;6.3mm 接頭是爲了提高接觸面以及耐用度設計的模拟接頭,常見于監聽(tīng)等專業音頻(pín)設備上。
接下(xià)來,爲大(dà)家分(fēn)别介紹 3.5mm 和 6.3mm 兩種規格的 TRS 接頭。
2.1.1
1/8 (3.5mm)TRS 接頭(俗稱:小(xiǎo)三芯)
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3.5mm TRS接頭又(yòu)叫做小(xiǎo)三芯或者立體(tǐ)聲接頭,這是我(wǒ)(wǒ)們目前看到的最主要的聲卡接口,除此之外(wài),包括絕大(dà)部分(fēn)MP3播放(fàng)器,MP4播放(fàng)器和部分(fēn)音樂手機的耳機輸出輸出接口也使用這種接頭。
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3.5mm 接頭提供了立體(tǐ)聲(即雙聲道:左聲道和右聲道)的輸入輸出功能,因此,一(yī)般來說支持 5.1的聲卡(6 聲道)或音箱來說,就需要3個3.5mm立體(tǐ)聲接頭來連接模拟音箱(3×2 聲道=6 聲道);7.1 聲卡或音箱就需要4個3.5mm立體(tǐ)聲接頭(4×2 聲道=8 聲道),以此類推。
如前所述,這種接口有三個導體(tǐ)接觸點。下(xià)圖是小(xiǎo)三芯插座的機械結構尺寸,與插頭相對應,插座也有三個觸點,彼此之間用絕緣材料隔開(kāi)。
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根據實際使用需要,我(wǒ)(wǒ)們還能看到有4芯甚至5芯的這種接頭。筆者接觸的4芯3.5mm接頭是在松下(xià)的磁帶随身聽(tīng)上看到的,多出來的一(yī)根線是傳送線控信号用的,再比如手機上常見的4芯2.5mm TRRS接頭,多出來的那個芯是用來與頭戴式耳機的麥克風相連,用來傳送由語音信号經麥克風轉換後的電(diàn)信号。另外(wài),芯數也能減少,譬如卡拉ok話(huà)筒與功放(fàng)相連的插頭,即爲卡侬頭(卡侬頭将在後文介紹)轉2芯6.3mmTS接頭,可以用來傳送非平衡的單聲道音頻(pín)信号。
2.1.2
1/4″(6.3mm) TRS 接頭(俗稱:大(dà)三芯)
關于大(dà)三芯插頭的定義,如下(xià)圖:
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它是一(yī)種常見的音頻(pín)設備連接插頭,一(yī)般用于平衡信号的傳輸或者非平衡立體(tǐ)聲信号的傳輸,用作平衡信号的傳輸時候,功能與卡侬頭一(yī)樣。(注:将在後文對平衡信号和非平衡信号進行介紹)。
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1/4″ TRS 平衡接頭能提供平衡輸入/輸出。除了具有耐磨損的優點外(wài),還具有平衡接頭獨有的高信噪比,抗幹擾能力強等特點。對于一(yī)個真正的 1/4″TRS 平衡接頭來說,其成本将是非平衡的 2 倍多。因此采用 1/4″ TRS 平衡接頭的設備一(yī)般是高檔設備,隻有在2000元以上的專業卡上才可以看到。
2.2 RCA 模拟音頻(pín)接頭
RCA 接頭就是常說的蓮花頭,利用 RCA 線纜傳輸模拟信号是目前最普遍的音頻(pín)連接方式。名稱“RCA”是以發明這種接頭的公司來命名的,即美國無線電(diàn)公司,英文:Radio Corporation of America, 這個公司在 20 世紀 40 年代将這種接頭引入市場,用它來連接留聲機和揚聲器。
下(xià)圖即爲 RCA 插頭轉 3.5mmTRS 插頭。
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每一(yī)根 RCA 線纜負責傳輸一(yī)個聲道的音頻(pín)信号,所以立體(tǐ)聲信号,需要使用一(yī)對線纜。對于多聲道系統,就要根據實際的聲道數量配以相同數量的線纜。立體(tǐ)聲RCA音頻(pín)接頭,一(yī)般将右聲道用紅色标注,左聲道則用藍(lán)色或者白(bái)色标注。
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一(yī)些雙聲道專用聲卡上我(wǒ)(wǒ)們常可以見到 RCA 接頭,上圖是一(yī)塊聲卡産品,采用了RCA 模拟輸出。與 3.5mm 接頭一(yī)樣,這樣的接頭同樣能夠傳輸數字信号,我(wǒ)(wǒ)會在後文對其進行介紹。
2.3 XLR 接頭
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XLR接頭,又(yòu)被稱做卡侬頭,之所以被稱做卡侬頭(英文:cannon plug or cannon connector)是因爲James H. Cannon先生(shēng)(Cannon Electric的創立者,現在該公司已經被并入ITT Corporation)是卡侬頭最初的生(shēng)産制造商(shāng)。最早的産品是 “Cannon X” 系列, 後來,對産品進行了改進,增加了一(yī)個插銷(插銷的英文:Latch,其實是一(yī)個鎖定裝置),産品系列更名爲:”Cannon XL”, 然後又(yòu)圍繞着接頭的金屬觸點,增加了橡膠封口膠(Rubber compound),最後人們就把這三個單詞的頭一(yī)個字母拼在一(yī)起,稱作” XLR Connector”, 即XLR接頭。這裏需要提醒的是,XLR接頭可以是3腳的,也可以是2腳、4腳、5腳、6腳。當然,我(wǒ)(wǒ)們使用最普遍的接頭,如上圖所示,是3腳的卡侬頭,即:XLR3。
由于采用了鎖定裝置,XLR 連接相當牢靠。XLR 接頭通常在麥克風、電(diàn)吉他等設備上能看到。下(xià)圖是卡侬頭在平衡式連接時,各個針腳的定義。
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下(xià)圖是 R&S®UPV 音頻(pín)分(fēn)析儀的模拟音頻(pín)接頭 XLR3。左邊是輸出接頭,右邊是輸入接頭。
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需要提醒大(dà)家的是,卡侬頭不僅可以做模拟音頻(pín)信号的接頭,也可以做數字音頻(pín)信号的接頭。
3.平衡信号和非平衡信号
音頻(pín)接頭是音頻(pín)信号的載體(tǐ), 所傳輸的信号種類不同,接頭也有所不同。在音頻(pín)設備間傳輸的音頻(pín)信号,可大(dà)緻分(fēn)成兩類,平衡信号和非平衡信号。聲波轉變成電(diàn)信号後,如果直接傳送就是非平衡信号,如果把原始信号反相(相位差爲 180 度),然後同時傳送反相的信号和原始信号,就叫做平衡信号。與之相對應的是音頻(pín)信号的平衡傳輸與非平衡傳輸。平衡傳輸是一(yī)種應用廣泛的音頻(pín)信号傳輸方式。它是利用相位抵消的原理将音頻(pín)信号傳輸過程中(zhōng)所受的其他幹擾降至最低,即:平衡信号送入差動放(fàng)大(dà)器,原信号和反相位信号相減,得到加強的原始信号,由于在傳送中(zhōng),兩條線路受到的幹擾幾乎一(yī)樣,在相減的過程中(zhōng),減掉了幹擾信号,因此抗幹擾能力更強。所以,平衡傳輸一(yī)般出現在專業音頻(pín)設備上,以及傳輸距離(lí)較遠的場合。這種在平衡式信号線中(zhōng)抑制兩極導線中(zhōng)所共同有的噪聲的現象便稱爲共模抑制。
實現平衡傳輸,需要并列的三根導線來實現,即接地線、熱端線、冷端線。因此,平衡輸入、輸出接頭,必須具有三個腳位,如卡侬頭,大(dà)三芯接頭。非平衡傳輸隻有兩個端子,即:信号端與接地端。對于這種單相信号,爲防止共模幹擾使用同軸電(diàn)纜,外(wài)皮是地,中(zhōng)間的芯是信号線。常見的接頭,如BNC接頭,RCA接頭等。這種傳輸方式,通常在要求不高和近距離(lí)信号傳輸的場合使用,如家庭音響系統。這樣連接也常用于電(diàn)子樂器、電(diàn)吉他等設備。這裏有一(yī)點要提醒讀者注意:平衡信号需要用平衡接頭來傳輸,那麽反過來,看到平衡接頭,如大(dà)三芯 TRS 接頭或者 XLR3 接頭,電(diàn)路中(zhōng)傳輸的一(yī)定是平衡信号嗎(ma)?答案是否定的。比如,當大(dà)三芯 TRS 接頭用來傳輸立體(tǐ)聲信号的時候,Tip 腳傳輸左聲道信号,Ring 腳傳輸右聲道信号,Sleeve 腳接地,那麽它此時傳輸的是兩路不同的信号,即不是平衡信号。而平衡信号本質上是一(yī)路信号,隻不過将其反相後,兩路同時傳輸而已。鑒于此,讀者在實際應用中(zhōng),當結合實際電(diàn)路,細心分(fēn)辨。
4. 數字音頻(pín)接口
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上圖是 R&S®UPV 音頻(pín)分(fēn)析儀前面闆的數字音頻(pín)接頭,上面三個是輸出接頭,下(xià)面三個是輸入接頭。分(fēn)别是 BNC 同軸數字接頭,OPTICAL 光學接頭和 XLR3 卡侬頭接頭。下(xià)文會分(fēn)予以介紹。
4.1 S/PDIF
S/PDIF(Sony/Philips Digital Interface,索尼和飛利浦數字接口)是由 SONY 公司與 PHILIPS 公司聯合制定的一(yī)種數字音頻(pín)輸出接口。該接口廣泛應用在 CD 播放(fàng)機、聲卡及家用電(diàn)器等設備上,能改善 CD 的音質,給我(wǒ)(wǒ)們更純正的聽(tīng)覺效果。該接口傳輸的是數字信号,所以不會像模拟信号那樣受到幹擾而降低音頻(pín)質量。需要注意的是,S/PDIF 接口是一(yī)種标準,同軸數字接頭和光纖接口都屬于 S/PDIF 接口的範疇,下(xià)文将對兩種接頭分(fēn)别進行介紹。
4.1.1 數字同軸接頭
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同軸音頻(pín)接頭(Coaxial),标準爲 SPDIF(Sony / Philips Digital InterFace),是由索尼公司與飛利浦公司聯合制定的,在視聽(tīng)器材的背闆上有Coaxial作标識(如下(xià)圖所示),主要是提供數字音頻(pín)信号的傳輸。它的接頭分(fēn)爲 RCA 和 BNC 兩種。同軸線纜有兩個同心導體(tǐ),導體(tǐ)和屏蔽層共用同一(yī)軸心。同軸線纜是由絕緣材料隔離(lí)的銅線導體(tǐ),阻抗爲75歐姆,在裏層絕緣材料的外(wài)部是另一(yī)層環形導體(tǐ)及其絕緣體(tǐ),整個電(diàn)纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護套包住。其優點是阻抗恒定,傳輸頻(pín)帶較寬,優質的同軸電(diàn)纜頻(pín)寬可達幾百兆赫。同軸數字傳輸線标準接頭采用BNC頭,其阻抗是75C,與75C的同軸電(diàn)纜配合,可保證阻抗恒定,确保信号傳輸正确。傳輸帶寬高,保證了音頻(pín)的質量。雖然同軸數字線纜的标準接頭爲BNC接頭,但市面上的同軸數字線材多采用RCA接頭。
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4.1.2 光纖接頭TOSLINK
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上圖便是光纖接頭。TOSLINK 全名 Toshiba Link。這是日本東芝(TOSHIBA)公司較早開(kāi)發并制定的技術标準,它是以 Toshiba+link 命名的,在器材的背闆上 OPTICAL作标識。現在幾乎所有的數字影音設備都具備這種格式的接頭。TOSLINK 光纖曾大(dà)量應用在普通的中(zhōng)低檔 CD 播放(fàng)器、MD 播放(fàng)器、DVD 機及組合音響上。
光纖(Optical)以光脈沖的形式來傳輸數字信号,支持 PCM 數字音頻(pín)信号、Dolby以及 DTS 音頻(pín)信号。制造光纖常用的材料有塑料、石英、玻璃等,以玻璃或有機玻璃爲主。
光纖同樣采用 S/PDIF 接口輸出,TOSLINK 使用光纖傳送 SPDIF 數字音頻(pín)信号,分(fēn)兩種類型,一(yī)般家用的設備都是用标準的接頭,而便攜式的器材如 CD 随身聽(tīng)等,則是用與耳機接頭差不多大(dà)小(xiǎo)的迷你光纖接頭 mini-Toslink。光纖連接可以實現電(diàn)氣隔離(lí),阻止數字噪音通過地線傳輸,有利于提高 DAC 的信噪比。但是,時基誤差是影響音質的重要因素,所以衡量數字音響設備傳輸接口性能的好壞,應以引起時基誤差的大(dà)小(xiǎo)爲标準。由于光纖連接的信号要經過發射器和接收器的兩次轉換,會産生(shēng)嚴重影響音質的時基抖動誤差(Jitter),因此這類光纖接口音質雖然較爲透明,但數碼味較濃,缺乏生(shēng)氣,顯得缺乏韻味。
在市面較爲常見的光纖發送器和接收器中(zhōng)日本品牌居多,常見的有TOSHIBA、SONY和SHARP等、它們相互間電(diàn)氣性能是一(yī)緻的,可以通過光纖線互相連接。如果你的CD播放(fàng)器或DVD機提供SPDIF的同軸數字輸出,而你的MD隻有光纖輸入,那你就需要一(yī)個數碼接頭轉換器DFT(Digital Format Translator,這是由Core Sound公司開(kāi)發的,另外(wài)Audio-Technica也有出類似的産品),通過這種轉換器,你可将同軸SPDIF 輸出轉成光纖(TOSLINK)。
4.1.3 平衡數字接頭
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上圖是常見的兩類平衡接頭 TRS接頭和XLR3接頭,也可以用于數字傳輸,這和RCA接頭類似。不過這樣的用法也隻有在專業領域比較常見,普通家用或PC聲卡上比較少見。
4.2 I2S接口
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上圖是 R&S®UPV 音頻(pín)分(fēn)析儀後面闆的 I2S 接口,爲 25 針 D-sub 接頭。I2S(Inter-IC Sound Bus)是飛利浦公司爲數字音頻(pín)設備之間的音頻(pín)數據傳輸而制定的一(yī)種總線标準。在飛利浦公司的 I2S 标準中(zhōng),既規定了硬件接口規範,也規定了數字音頻(pín)數據的格式。該總線專責于音頻(pín)設備之間的數據傳輸,廣泛應用于各種多媒體(tǐ)系統。它采用了沿獨立的導線傳輸時鍾與數據信号的設計,通過将數據和時鍾信号分(fēn)離(lí),避免了因時差誘發的失真,爲用戶節省了購買抵抗音頻(pín)抖動的專業設備的費(fèi)用。具體(tǐ)細節,讀者可自行查閱相關資(zī)料。
4.3 通用串行接口(Universal serial interface)
然目前大(dà)量的數字音頻(pín)應用使用雙通道的進行數據傳輸,但是發展的趨勢卻是:數字音頻(pín)的格式朝着多通道(通道數大(dà)于二)的方向發展,與此同時,許多新的數據格式正在不斷湧現出來。爲了适應這樣的應用,R&S公司的通用串行接口選件(R&S®UPV-B42 option)應運而生(shēng)。R&S®UPV音頻(pín)分(fēn)析儀的後面闆有兩個擴展插槽,它可以被安裝在其中(zhōng)任意一(yī)個插槽之中(zhōng)。R&S公司開(kāi)發的通用串行接口選件(R&S®UPV-B42 option),是一(yī)個通用的數字音頻(pín)接口。利用這個接口,可以連接任意的常見音頻(pín)芯片或電(diàn)路。如下(xià)圖所示。
接口所定義的接頭爲 26 針,接口有四個信号線,在時分(fēn)多路傳輸模式下(xià),這四個信号線最多容納 256 個音頻(pín)數據包/每幀。它支持的音頻(pín)比特深度(audio bit depht)最多可以達到 32 bit,對數據進行處理的采樣率從 1kHz 到 400kHz。另外(wài),支持所有常見的邏輯電(diàn)平。接口詳情請查閱 R&S 公司的相關資(zī)料。
4.4 R&S®UPV 音頻(pín)分(fēn)析儀的音頻(pín)接口
最後,用一(yī)張圖片和一(yī)個表格,來簡單明了的總結一(yī)下(xià) R&S 公司的音頻(pín)信号分(fēn)析R&S®UPV 的音頻(pín)接口。
下(xià)圖概括了 UPV 的模拟和數字音頻(pín)接口,以及 R&S®UPV 如何通過接口與被測設備或者芯片進行連接。
下(xià)表概括了針對模拟音頻(pín)和數字音頻(pín),R&S®UPV 所對應的接口、接頭,以及相應的選件:
常見的音頻(pín)接口有哪些?
這裏需要說明的是,我(wǒ)(wǒ)們所讨論的接口其實包括對“接口”(interface)和“連接器”(connector)這兩個方面的讨論,“連接器”我(wǒ)(wǒ)們通常也稱之爲“接頭”或“插頭”。“接口”定義了電(diàn)子設備之間連接的物(wù)理特性,包括傳輸的信号頻(pín)率、強度,以及相應連線的類型、數量,還包括插頭、插座的結構設計;而“連接器”則是在物(wù)理上實現設備之間連接的裝置。
模拟音頻(pín)接口之TRS接口
說到TRS接口,一(yī)般人初聽(tīng)可能不知(zhī)道它是什麽,不過隻要把實物(wù)放(fàng)在面前,大(dà)家就都知(zhī)道它是什麽了。其實日常生(shēng)活中(zhōng)我(wǒ)(wǒ)們見得最多的就是TRS接口,它的接頭外(wài)觀是圓柱體(tǐ)形狀,通常有三種尺寸1/4″(6.3mm)、1/8″(3.5mm)、3/32″(2.5mm),我(wǒ)(wǒ)們最常見的是3.5mm尺寸的接頭。
不同尺寸的TRS接頭
2.5mm的TRS接頭以前在手機耳機上比較流行,但現在已經不多見了,耳機接口基本被3.5mm接口一(yī)統江湖。而6.3mm的接頭在很多專業設備和高檔耳機上比較常見,但現在有不少高檔耳機也逐漸開(kāi)始改用3.5mm接頭。TRS的含義是Tip(signal)、Ring(signal)、Sleeve(ground),分(fēn)别代表了這種接頭的3個觸點,我(wǒ)(wǒ)們看到的就是被兩段絕緣材料隔離(lí)開(kāi)的三段金屬柱。因此,3.5mm接頭和6.3mm接頭也被人稱爲“小(xiǎo)三芯”和“大(dà)三芯”。
“大(dà)三芯”的構造
TRS接口就是一(yī)個圓孔,其内部與接頭對應,也有三個觸點,彼此之間也被絕緣材料隔開(kāi)。有的人說不還有四芯的插頭嗎(ma)?沒錯,我(wǒ)(wǒ)們在耳機或随身聽(tīng)上見到的四芯插頭,多出來的那一(yī)芯是用來傳送語音信号或控制信号。此外(wài),還有一(yī)種用于耳機的四芯3.5mm插頭則是用來傳輸平衡信号的。6.3mm的“大(dà)三芯”插頭可用來傳輸平衡信号或非平衡立體(tǐ)聲信号,也就是說它可以和我(wǒ)(wǒ)們後面要講的XLR平衡接口一(yī)樣,能夠傳輸平衡信号,但因制作這樣的平衡線成本比較高,所以一(yī)般隻用在高檔專業音頻(pín)設備上。
二芯6.3mm TRS電(diàn)吉他線
當然,既然能加芯,那也可以減芯。二芯的TRS接頭可以用來傳送非平衡的單聲道音頻(pín)信号,比如電(diàn)吉他用的線就是二芯的TRS線。所以,單從TRS接口外(wài)觀來看,我(wǒ)(wǒ)們不會知(zhī)道它是否支持平衡傳輸;單從芯數來看,我(wǒ)(wǒ)們也不能确定四芯及以上的TRS接頭是否支持平衡傳輸,具體(tǐ)情況需要看設備。
模拟音頻(pín)接口之RCA接口
RCA接口在我(wǒ)(wǒ)們日常生(shēng)活中(zhōng)也非常常見,音箱、電(diàn)視、功放(fàng)、DVD機等設備上基本都有。它得名于美國無線電(diàn)公司的英文縮寫(Radio Corporation of America),上世紀40年代的時候,該公司将這種接口引入市場,用它來連接留聲機和揚聲器,也因此,它在歐州又(yòu)稱爲PHONO接口。我(wǒ)(wǒ)們對它更熟悉的接頭稱呼則是“蓮花頭”。
RCA接口在我(wǒ)(wǒ)們日常生(shēng)活中(zhōng)非常常見
被稱爲“蓮花頭”的RCA接頭
RCA接口采用同軸傳輸信号的方式,中(zhōng)軸用來傳輸信号,外(wài)沿一(yī)圈的接觸層用來接地。每一(yī)根RCA線纜負責傳輸一(yī)個聲道的音頻(pín)信号,因此,可以根據對聲道的實際需要,使用與之數量相匹配的RCA線纜。比如要組雙聲道立體(tǐ)聲就需要兩根RCA線纜。
模拟音頻(pín)接口之XLR接口
XLR接口又(yòu)被稱爲“卡農口”,這是因爲James H. Cannon創立的Cannon Electric公司是它最初的生(shēng)産商(shāng)。它們最早的産品是“cannon X”系列,後來改進産品增加了一(yī)個鎖定裝置(Latch),于是在“X”後面增加了一(yī)個“L”;再後來又(yòu)圍繞着接頭的金屬觸點增加了橡膠封口(Rubber compound),于是又(yòu)在“L”後面增加了一(yī)個“R”。人們就把三個大(dà)寫字母組合在一(yī)起,稱這種接頭爲“XLR connector”。
比較常見的三芯XLR接口
有的耳放(fàng)上面會提供四芯平衡XLR耳機接口
我(wǒ)(wǒ)們通常見到的XLR插頭是3腳的,當然也有2腳、4腳、5腳、6腳的,比如在一(yī)些高檔耳機線上,我(wǒ)(wǒ)們也會看到四芯XLR平衡接頭。XLR接口與“大(dà)三芯”TRS接口一(yī)樣,可以用來傳輸音頻(pín)平衡信号。這裏我(wǒ)(wǒ)們簡單說一(yī)下(xià)平衡信号與非平衡信号。聲波轉換成電(diàn)信号後,如果直接傳送就是非平衡信号,如果把原始信号反相180度,然後同時傳送原始信号和反相信号,這就是平衡信号。平衡傳輸就是利用相位抵消原理,将音頻(pín)信号傳輸過程中(zhōng)受到的其他幹擾降至最低。當然,XLR接口也跟“大(dà)三芯”TRS接口一(yī)樣,可以傳輸非平衡信号,因此光從接口看,我(wǒ)(wǒ)們是看不出來它到底傳輸的是哪種信号。
數字音頻(pín)接口之AES/EBU接口
數字音頻(pín)接口方面,我(wǒ)(wǒ)們其實講的更多的是傳輸協議或标準。在接口的物(wù)理外(wài)觀上看,你很難看出它是哪類型的接口。我(wǒ)(wǒ)們首先說一(yī)下(xià)AES/EBU。
AES/EBU是Audio Engineering Society/European Broadcast Union(音頻(pín)工(gōng)程師協會/歐洲廣播聯盟)的縮寫,是現在較爲流行的專業數字音頻(pín)标準。它是基于單根絞合線對來傳輸數字音頻(pín)數據的串行位傳輸協議。無須均衡即可在長達100米的距離(lí)上傳輸數據,如果均衡,可以傳輸更遠距離(lí)。
最常見的采用三芯XLR接口的AES/EBU物(wù)理接口
AES/EBU提供兩個信道的音頻(pín)數據(最高24比特量化),信道是自動計時和自同步的。它也提供了傳輸控制的方法和狀态信息的表示(channel status bit)和一(yī)些誤碼的檢測能力。它的時鍾信息是由傳輸端控制,來自AES/EBU的位流。它的三個标準采樣率是32kHz、44.1kHz、48kHz,當然許多接口能夠工(gōng)作在其它不同的采樣率上。
AES/EBU的物(wù)理接口有多種,最常見的就是三芯XLR接口,用來進行平衡或差分(fēn)連接;此外(wài)還有後面要講的使用RCA插頭的音頻(pín)同軸接口,用來進行單端非平衡連接;以及使用光纖連接器,進行光學連接。
數字音頻(pín)接口之S/PDIF接口
S/PDIF是Sony/Philips Digital Interconnect Format的縮寫,它是索尼與飛利浦公司合作開(kāi)發的一(yī)種民用數字音頻(pín)接口協議。由于被廣泛采用,它成爲事實上的民用數字音頻(pín)格式标準。S/PDIF和AES/EBU有略微不同的結構。音頻(pín)信息在數據流中(zhōng)占有相同位置,使得兩種格式在原理上是兼容的。在某些情況下(xià)AES/EBU的專業設備和S/PDIF的用戶設備可以直接連接,但是并不推薦這種做法,因爲在電(diàn)氣技術規範和信道狀态位中(zhōng)存在非常重要的差别,當混用協議時可能産生(shēng)無法預知(zhī)的後果。
采用RCA同軸和光纖接口的S/PDIF接口
S/PDIF接口一(yī)般有三種,一(yī)種是RCA同軸接口,另一(yī)種是BNC同軸接口,還有一(yī)種是TOSLINK光纖接口。在國際标準中(zhōng),S/PDIF需要BNC接口75歐姆電(diàn)纜傳輸,然而很多廠商(shāng)由于各種原因,頻(pín)頻(pín)使用RCA接口甚至使用3.5mm的小(xiǎo)型立體(tǐ)聲接口進行S/PDIF傳輸,久而久之,RCA和3.5mm接口就成爲了一(yī)個“民間标準”。後面我(wǒ)(wǒ)們會具體(tǐ)講到同軸接口和光纖接口。
數字音頻(pín)接口之同軸接口
同軸接口分(fēn)爲兩種,一(yī)種是RCA同軸接口,另一(yī)種是BNC同軸接口。前者的外(wài)觀跟模拟RCA接口沒有任何區别,而後者則與我(wǒ)(wǒ)們在電(diàn)視機上常見的信号接口有點類似,而且加了鎖緊設計。同軸線纜接頭有兩個同心導體(tǐ),導體(tǐ)和屏蔽層共用同一(yī)軸心,線的阻抗是75歐姆。
BNC同軸接口的同軸線
同軸傳輸阻抗恒定,傳輸帶寬高,因此能夠保證音頻(pín)的質量。不過雖然RCA同軸接口的外(wài)觀與RCA模拟接口相同,但線最好不要混用,由于RCA同軸線是固定75歐姆阻抗,因此混用線會造成聲音傳輸的不穩定,使音質下(xià)降。
數字音頻(pín)接口之光纖接口
光纖接口的英文名字爲TOSLINK,來源于東芝(TOSHIBA)制定的技術标準,器材上一(yī)般标爲“Optical”。它的物(wù)理接口分(fēn)爲兩種類型,一(yī)種是标準方頭,另一(yī)種是在便攜設備上常見的外(wài)觀與3.5mm TRS接頭類似的圓頭。由于它是以光脈沖的形式來傳輸數字信号,因此單從技術角度來說,它是傳輸速度最快的。
方頭和圓頭的光纖接頭
光纖連接可以實現電(diàn)氣隔離(lí),阻止數字噪音通過地線傳輸,有利于提高DAC的信噪比。然而由于它需要光線發射口和接收口,而這兩個口的光電(diàn)轉換需要用光電(diàn)二極管,光纖和光電(diàn)二極管之間不可能有緊密接觸,從而會産生(shēng)數字抖動類的失真,而且這個失真是疊加的。再加上在光電(diàn)轉換過程中(zhōng)的失真,它在數字抖動方面比同軸差了很多。也因此,現在光纖接口也開(kāi)始逐漸淡出人們的視野。