Разъяснения об отличиях балансного и небалансного кабеля самым простым и наглядным образом.
Балансный и небалансный кабель хотя бы раз в жизни ставили каждого из нас в затруднительное положение, особенно когда речь касалась выбора первого XLR или Jack-кабеля.
Все без исключения музыканты, композиторы, продюсеры и люди связанные с музыкой хотя бы раз в жизни встречали определения «Балансный» и «Небалансный», когда речь заходила о выборе или покупке очередного XLR или Jack-кабеля. Тем не менее далеко не все знают и понимают, какая разница между балансным и небалансным кабелем и в чем принцип работы кабелей двух типов.
На эту тему написано огромное множество статей и справочных материалов. Так или иначе, мы решили раскрыть этот вопрос для начинающих музыкантов самым простым, понятным и наглядным образом.
В чем разница между балансным и небалансным кабелем?
Прежде чем мы начнем детальное изучение различий двух видов кабеля, стоит понять, что находится внутри каждого из них.
Небалансные кабели
Если снять с небалансного кабеля прорезиненную внешнюю защиту, то перед глазами предстанет экранирующая оплетка, в английском языке именуемая «Braided Shield». Экранирующая оплетка представляет собой сетку из тонких медных проволок, обернутую вокруг небольшого основного сигнального провода. Такая оплетка бывает разных видов: однослойная, двухслойная и французская. Каждый из видов экранирования оказывает различный эффект на поступающий шум, устраняя его сильнее или слабее.
Во время ремонтных работ поврежденного небалансного кабеля достаточно аккуратно размотать экранирование и отвести его в сторону, чтобы по окончанию ремонта замотать сигнальный провод обратно.
Балансные кабели
Под прорезиненной защитой балансного (линейного) кабеля скрывается куда больше внутренностей в отличие от небалансных проводов.
В зависимости от качества кабеля, внутри могут находиться или экранирующая оплетка (как у небалансных кабелей) или дополнительный слой защиты из фольги. Получается, что внутри кабеля находятся два проводника и земля.
Аккуратно размотав экранировку кабеля, перед нами предстают два сигнальных провода — Плюс (за рубежом именутся «Positive» или иногда «Hot») и Минус («Negative»). При этом не стоит думать, что два провода дают стереосигнал, как это происходит у RCA-кабелей. Плюс и Минус — это два небалансных провода (внутри все та же медная оплетка и сигнальный кабель), объединенных между собой и связанных с землей.
Оба вида — балансный и небалансный кабель — имеют экранирование, что позволяет им останавливать поступающий извне шум, появляющийся от взаимодействия с сигнальным или сигнальными проводами. Именно шум является той ложкой дегтя в бочке меда отличного аудиосигнала, к которому каждый из нас стремится.
Существует два вида шумов, возникающих во время работы с аудиосигналом и звукозаписи — радиочастотные помехи (Radio Frequency Interference или сокращенно RFI) и электромагнитные помехи (Electromagnetic Interference или EMI). Если доносящийся из динамиков шум состоит из высоких частот, то это радиочастотные помехи. Если из динамиков идет низкочастотный гул — перед нами электромагнитные помехи.
Когда нужен балансный, а когда небалансный кабель?
Для работы с гитарами, подключения инструментов в линию и соединения аудиовоспроизводящих устройств между собой вполне подойдут небалансные кабели, чья длина не превышает 6 метров. Сигналы, передающиеся от музыкальных инструментов и динамиков, довольно мощны, при этом чем короче дистанция передачи сигнала, тем меньше вероятность возникновения внешних помех на выходе. Тем не менее не стоит играть рядом с радиовышками и радиоточками, а также не стоит класть удлинители и прочие источники электропитания на сигнальные кабели.
Чем длиннее кабель, тем больше вероятность возникновения помех. Длинные кабели часто используются для подключения микрофонов, чей сигнал довольно слаб и неустойчив к внешним раздражителям. Именно поэтому стоит отдать предпочтение балансному кабелю при подключении микрофонов.
На вышеприведенных изображениях балансный кабель имеет два слоя экранирования. Не стоит думать, что этот кабель более эффективен в вопросах борьбы с шумами и попросту лучше небалансного. Во-первых, все зависит от конкретных задач, а значит решать, какой кабель купить — балансный или небалансный — нужно с учетом требований к предстоящей работе. Во-вторых, дороже и навороченнее — не значит лучше.
Суть балансных кабелей
Принцип работы балансного кабеля прост. Поступающий через балансный кабель сигнал проходит по двум сигнальным кабелям — плюсу и минусу. Через плюс проходит неизмененный сигнал, в то время как через минус проходит аудиосигнал с инвертированной фазой.
Допустим у нас имеются два кабеля. Через один из них (назовем его Канал 1) передается некий аудиосигнал с активной формой волны, как у большинства звуков, а второй кабель (Канал 2) передает полностью идентичный сигнал. Таким образом мы имеем ситуацию удвоения сигнала. Тем не менее, если мы возьмем Канал 2 и пустим по нему аудиосигнал с инвертированной фазой одновременно с нормальным сигналом в Канале 1, то на выходе мы не услышим ничего, кроме тишины. Тишина появится из-за исключения двух зеркально отраженных звуковых волн между собой и появлению ровной волны без всплесков (как у тишины).
Теперь рассмотрим подобную ситуацию в рамках прохождения сигнала через балансный кабель. Представим, что через оба сигнальных провода (Плюс-Канал 1 и Минус-Канал 2) поступает одинаковый сигнал. Сигналы находятся в противофазе, при этом инвертированный сигнал, проходящий через Минус-Канал 2, вычитается из основного сигнала, проходящего через Плюс-Канал 1. В дополнение к этому, полезный сигнал из кабеля Плюс-Канал 1 увеличивается по своей амплитуде вдвое.
Проходя через второй коннектор XLR, негативный сигнал инвертируется снова, попросту добавляясь к сигналу в Плюс-Канале 1. Помехи, возникшие в Минус-Канале 2 также инвертируются в этот момент. Хитрость заключается в том, что шум в Минусе полностью идентичен помехам в Плюсе, а значит они взаимоисключают друг друга из сигнала, создавая тишину, пока полезный сигнал проходит дальше.
Благодаря этому, помехи и шумы оказываются замкнуты внутри кабеля, что приведет к их исчезновению.