संतुलित ऑडियो
संतुलित ऑडियो संतुलित इंटरफेस का उपयोग करके ऑडियो उपकरण को आपस में जोड़ने की विधि है। ध्वनि रिकॉर्डिंग और उत्पादन में इस प्रकार का कनेक्शन बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के कारण बाहरी शोर की संवेदनशीलता को कम करते हुए लंबे केबलों के उपयोग की अनुमति देता है। संतुलित इंटरफ़ेस गारंटी देता है कि प्रेरित शोर रिसीवर पर सामान्य-मोड वोल्टेज के रूप में प्रकट होता है जिसे विभेदक डिवाइस द्वारा अस्वीकार किया जा सकता है।
संतुलित कनेक्शन आमतौर पर परिरक्षित मुड़-जोड़ी केबल और तीन-कंडक्टर कनेक्टर का उपयोग करते हैं। कनेक्टर आमतौर पर तीन-पिन XLR कनेक्टर या होते हैं 1⁄4 inch (6.35 mm) फ़ोन कनेक्टर (ऑडियो) कनेक्टर्स। जब इस तरीके से उपयोग किया जाता है, तो प्रत्येक केबल में चैनल होता है, इसलिए स्टीरियो ऑडियो (उदाहरण के लिए) उनमें से दो की आवश्यकता होगी।
अनुप्रयोग
कई माइक्रोफ़ोन कम वोल्टेज स्तर पर काम करते हैं और कुछ उच्च आउटपुट प्रतिबाधा (hi-Z) के साथ काम करते हैं, जो लंबे माइक्रोफोन केबल को विशेष रूप से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए अतिसंवेदनशील बनाता है। इसलिए माइक्रोफोन इंटरकनेक्शन संतुलित इंटरकनेक्शन के लिए सामान्य अनुप्रयोग है, जो रिसीवर को इस प्रेरित शोर को अस्वीकार करने की अनुमति देता है। यदि सार्वजनिक उद्घोषणा प्रणाली के शक्ति प्रवर्धक मिश्रण कंसोल से किसी भी दूरी पर स्थित हैं, तो मिक्सर से इन प्रवर्धकों के सिग्नल पथों के लिए संतुलित लाइनों का उपयोग करना भी सामान्य है। ग्राफिक तुल्यकारक और प्रभाव इकाइयों जैसे कई अन्य घटकों में इसे अनुमति देने के लिए संतुलित इनपुट और आउटपुट हैं। रिकॉर्डिंग में और शॉर्ट केबल रन के लिए सामान्य रूप से, संतुलित लाइनों द्वारा दी गई शोर में कमी और उनके द्वारा आवश्यक अतिरिक्त विद्युत सर्किट द्वारा शुरू की गई लागत के बीच समझौता आवश्यक है।
हस्तक्षेप में कमी
संतुलित ऑडियो कनेक्शन शोर कम करने के लिए कई तकनीकों का उपयोग करते हैं।
विशिष्ट संतुलित केबल में दो समान तार होते हैं, जो साथ मुड़ जाते हैं और फिर तीसरे कंडक्टर (फ़ॉइल या ब्रेड) के साथ लपेटे जाते हैं जो केबल सुरक्षित कर दी के रूप में कार्य करता है। दो तार सर्किट बनाते हैं जो ऑडियो संकेत ले जा सकता है।
संतुलित शब्द सर्किट में प्रत्येक तार के विद्युत प्रतिबाधा को संतुलित करने की विधि से आता है; लाइन और इससे सीधे जुड़े सभी सर्किट (जैसे ड्राइवर और रिसीवर) में कुछ संदर्भ बिंदु के संबंध में समान प्रतिबाधा होनी चाहिए। इसका मतलब यह है कि अधिकांश विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप प्रत्येक तार में समान शोर वोल्टेज उत्पन्न करेगा। चूंकि प्राप्त अंत में अंतर डिवाइस केवल दो सिग्नल लाइनों के बीच वोल्टेज में घटाव का जवाब देता है, शोर जो दोनों तारों पर समान होता है, खारिज कर दिया जाता है। इस पद्धति को अंतर एम्पलीफायर के साथ लागू किया जा सकता है। सक्रिय इनपुट चरण के बजाय ट्रांसफार्मर का भी उपयोग किया जा सकता है।
मुड़ी हुई जोड़ी कंडक्टरों के बीच लूप क्षेत्र को जितना संभव हो उतना छोटा बनाती है, और यह सुनिश्चित करती है कि चुंबकीय क्षेत्र जो आसन्न छोरों से समान रूप से गुजरता है, दोनों लाइनों पर शोर के समान स्तर को प्रेरित करेगा, जिसे रिसीवर में डिफरेंशियल डिवाइस द्वारा रद्द कर दिया जाता है। यदि शोर स्रोत केबल के बेहद करीब है, तो यह संभव है कि यह किसी लाइन पर दूसरे की तुलना में अधिक प्रेरित होगा, और इसे रद्द भी नहीं किया जाएगा, लेकिन रद्द करना अभी भी मात्रा की सीमा तक होगा शोर जो दोनों लाइनों पर बराबर है।
आमतौर पर संतुलित ऑडियो केबल में प्रदान की जाने वाली अलग ढाल भी असंतुलित दो-कंडक्टर व्यवस्था (जैसे सामान्य हाई-फाई में उपयोग की जाने वाली) पर शोर अस्वीकृति लाभ उत्पन्न करती है जहां शील्ड को सिग्नल रिटर्न वायर के रूप में भी कार्य करना चाहिए। इसलिए, संतुलित ऑडियो शील्ड में प्रेरित किसी भी शोर धारा को सीधे सिग्नल पर संशोधित नहीं किया जाएगा, जबकि दो कंडक्टर सिस्टम में वे होंगे। यह शील्ड/चेसिस को सिग्नल ग्राउंड से अलग करके ग्राउंड लूप (बिजली) की समस्याओं को भी रोकता है।
अंतर संकेतन
सिग्नल अक्सर डिफरेंशियल सिग्नलिंग का उपयोग करके संतुलित कनेक्शन पर प्रसारित होते हैं, जिसका अर्थ है कि तार ऐसे सिग्नल ले जाते हैं जो परिमाण में समान होते हैं लेकिन दूसरे के विपरीत विद्युत ध्रुवता के होते हैं (उदाहरण के लिए, XLR कनेक्टर में, पिन 2 सामान्य ध्रुवता के साथ सिग्नल को वहन करता है, और पिन 3 में उसी सिग्नल का उलटा संस्करण होता है)। लोकप्रिय धारणा के बावजूद, शोर अस्वीकृति के लिए यह व्यवस्था जरूरी नहीं है। जब तक प्रतिबाधा संतुलित होती है, तब तक शोर दो तारों में समान रूप से जोड़ेगा (और अंतर एम्पलीफायर द्वारा अस्वीकार कर दिया जाएगा), चाहे उन पर मौजूद सिग्नल के बावजूद।[1][2] संतुलित रेखा को चलाने का सरल तरीका ज्ञात स्रोत प्रतिबाधा के माध्यम से सिग्नल को गर्म तार में इंजेक्ट करना है, और समान प्रतिबाधा के माध्यम से ठंडे तार को सिग्नल के स्थानीय जमीनी संदर्भ से जोड़ना है। डिफरेंशियल सिग्नलिंग के बारे में आम गलतफहमी के कारण, इसे अक्सर अर्ध-संतुलित या प्रतिबाधा-संतुलित आउटपुट के रूप में संदर्भित किया जाता है, हालांकि यह वास्तव में पूरी तरह से संतुलित है और इसे अस्वीकार कर दिया जाएगा। सामान्य-मोड हस्तक्षेप।
हालांकि, पूरी तरह से भिन्न आउटपुट के साथ लाइन चलाने के कुछ मामूली लाभ हैं:
- हालांकि नाममात्र स्तर के मानकीकरण के कारण सिग्नल स्तर नहीं बदला जाएगा, अंतर चालकों से अधिकतम आउटपुट 6 डीबी अतिरिक्त हेडरूम (ऑडियो सिग्नल प्रोसेसिंग) देकर दो गुना ज्यादा है।[1]*लंबे समय तक केबल चलाने पर केबल कैपेसिटेंस बढ़ाने से सिग्नल स्तर कम हो जाता है जिस पर उच्च आवृत्तियों को क्षीण किया जाता है। यदि प्रत्येक तार पूरी तरह से अंतर आउटपुट के रूप में आधा सिग्नल वोल्टेज स्विंग करता है तो उच्च आवृत्तियों के नुकसान के बिना लंबे केबल रन का उपयोग किया जा सकता है।
- शोर जो दो एएमपीएस (उदाहरण के लिए अपूर्ण बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात से) के बीच सहसंबद्ध है, को रद्द कर दिया जाएगा।
- उच्च आवृत्तियों पर, आउटपुट एम्पलीफायर का आउटपुट प्रतिबाधा बदल सकता है, जिसके परिणामस्वरूप छोटा सा असंतुलन हो सकता है। जब दो समान एम्पलीफायरों द्वारा डिफरेंशियल मोड में संचालित किया जाता है, तो यह प्रतिबाधा परिवर्तन दोनों लाइनों के लिए समान होगा, और इस प्रकार रद्द हो जाएगा।[1]
आंतरिक रूप से संतुलित ऑडियो डिज़ाइन
पेशेवर ऑडियो उत्पाद (रिकॉर्डिंग, सार्वजनिक पता, आदि) आम तौर पर संतुलित इनपुट और आउटपुट प्रदान करते हैं, आमतौर पर एक्सएलआर कनेक्टर या फोन कनेक्टर (ऑडियो) के माध्यम से। हालांकि, ज्यादातर मामलों में, आंतरिक सर्किटरी पूरी तरह से असंतुलित होती है।
बहुत कम संख्या में ऑडियो उत्पादों को इनपुट से आउटपुट तक पूरी तरह से संतुलित सिग्नल पथ के साथ डिजाइन किया गया है; सर्किटरी पूरे उपकरण में प्रतिबाधा संतुलन बनाए रखता है। यह डिज़ाइन गर्म और ठंडे कंडक्टर दोनों के लिए समान (प्रतिबिंबित) आंतरिक सिग्नल पथ प्रदान करके प्राप्त किया जाता है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में, 100% संतुलित सर्किट डिज़ाइन फ्रंट-एंड असंतुलन और बैक-एंड रीबैलेंसिंग के लिए आवश्यक अतिरिक्त एम्पलीफायर चरणों या ट्रांसफॉर्मर से बचकर बेहतर सिग्नल अखंडता प्रदान कर सकता है।[3]
कनेक्टर्स
तीन-पिन XLR कनेक्टर्स और क्वार्टर-इंच (¼ या 6.35मिमी) फोन कनेक्टर (ऑडियो) आमतौर पर संतुलित ऑडियो इंटरफेस के लिए उपयोग किए जाते हैं। कई जैक अब XLR या TRS फोन प्लग लेने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। लंबी अवधि की स्थापना के लिए अभिप्रेत उपकरण कभी-कभी पेंच टर्मिनल या यूरोब्लॉक कनेक्टर्स का उपयोग करता है। कुछ संतुलित हेडफ़ोन कनेक्शन पेंटाकॉन 4.4 का भी उपयोग करते हैंमिमी टीआरआरआरएस कनेक्टर।
2.5, 3.5 and 6.35 mm TRS phone plugs
Three-pin XLR connectors, female on left and male on right
Three-pin XLR plus 6.35 mm TRS phone hybrid jack.
XLR कनेक्टर्स के साथ, पिन 1, 2, और 3 आमतौर पर क्रमशः ढाल (आदर्श रूप से चेसिस से जुड़े) और दो सिग्नल तारों के लिए उपयोग किए जाते हैं। (वाक्यांश ग्राउंड, लाइव, रिटर्न, ्स, एल, आर के अनुरूप, अक्सर मेमोरी सहायता के रूप में पेश किया जाता है, हालांकि दूसरा सिग्नल वायर डिफरेंशियल सिग्नलिंग के मामले में रिटर्न नहीं है) टीआरएस फोन प्लग पर, टिप सिग्नल है / नॉन-इनवर्टिंग, रिंग रिटर्न / इनवर्टिंग है, और स्लीव चेसिस ग्राउंड है।
यदि स्टीरियोफोनिक या अन्य बिनौरल रिकॉर्डिंग सिग्नल को ऐसे जैक में प्लग किया जाता है, तो चैनल (आमतौर पर दाएं) को दूसरे (आमतौर पर बाएं) से घटाया जाएगा, सामान्य मोनोरल के बजाय अनसुना एल - आर (बाएं माइनस राइट) सिग्नल छोड़ देगा। एल + आर (बाएं प्लस दाएं)। संतुलित ऑडियो सिस्टम में किसी अन्य बिंदु पर विद्युत ध्रुवीयता को उलटने से भी इस प्रभाव का परिणाम कुछ बिंदु पर होगा जब इसे बाद में इसके अन्य चैनल के साथ मिश्रित किया जाएगा।
टेलीफोन लाइनें भी संतुलित सर्किट्री के माध्यम से ऑडियो ले जाती हैं, हालांकि यह आम तौर पर अब स्थानीय लूप तक ही सीमित है। इसे ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि दो तार संतुलित लूप बनाते हैं जिसके माध्यम से धूरबाशा बुलावा के दोनों किनारे यात्रा करते हैं। चूंकि टेलीफ़ोन को संचालित करने के लिए डीसी पावर की आवश्यकता होती है और सरल चालू/बंद हुक पहचान की अनुमति देने के लिए, अतिरिक्त सर्किट्री विकसित की गई थी जहां एक्सचेंज पावर बस से सिग्नल वायर खिलाया जाता है, आमतौर पर -50 वोल्ट, और दूसरा ग्राउंडेड, दोनों समान मूल्य इंडक्टर्स के माध्यम से लगभग 400 ओम डीसी प्रतिरोध, वांछित एसी सिग्नल को शॉर्ट सर्किट से बचने और प्रतिबाधा संतुलन बनाए रखने के लिए।
पेशेवर वातावरण में डिजिटल ऑडियो कनेक्शन भी अक्सर संतुलित होते हैं, सामान्य रूप से AES3 (AES/EBU) मानक का पालन करते हुए। यह 110-ओम प्रतिबाधा के साथ XLR कनेक्टर्स और ट्विस्टेड-पेयर केबल का उपयोग करता है। इसके विपरीत, आमतौर पर उपभोक्ता उपकरणों पर देखा जाने वाला समाक्षीय S/PDIF इंटरफ़ेस असंतुलित होता है।
कन्वर्टर्स
संतुलित और असंतुलित सर्किटों को अक्सर DI इकाई (जिसे DI बॉक्स या डायरेक्ट बॉक्स भी कहा जाता है) के माध्यम से balun के उपयोग से जोड़ा जा सकता है।
अंतिम उपाय के रूप में संतुलित ऑडियो लाइन को असंतुलित इनपुट में डाला जा सकता है और इसके विपरीत जब तक कि आउटपुट चरण के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन को जाना जाता है। संतुलित आउटपुट से असंतुलित इनपुट के मामले में, नकारात्मक आउटपुट को जमीन से जोड़ा जा सकता है, लेकिन कुछ मामलों में नकारात्मक आउटपुट को डिस्कनेक्ट कर दिया जाना चाहिए।[4]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 Graham Blyth. "Audio Balancing Issues". White Papers. Soundcraft. Archived from the original on 4 December 2010. Retrieved 2010-12-30.
- ↑ "Part 3: Amplifiers". Sound system equipment (Third ed.). Geneva: International Electrotechnical Commission. 2000. p. 111. IEC 602689-3:2001.
Only the common-mode impedance balance of the driver, line, and receiver play a role in noise or interference rejection. This noise or interference rejection property is independent of the presence of a desired differential signal.
- ↑ Karki, James (2016) [2002]. "Texas Instruments Application Report SLOA054E: Fully-Differential Amplifiers" (PDF). Texas Instruments. Archived from the original on 5 November 2020. Retrieved 10 June 2021.
- ↑ Rane technical staff. "Sound System Interconnection". ranecommercial.com. Archived from the original on 2021-07-29. Retrieved 2021-12-29.
