RCA kontra XLR

[Krzemien]

Pisałem to już nie raz, ale powtórzę. Balansowanie linii nie ma nic do rzeczy z jej impedancją.

 

 

www.softer.co.uk

 

WHY 600 OHMS? There is a lot of history and some confusion here. The ideal impedance for driving an audio line is zero ohms and the ideal input impedance for connecting to it is infinity. The actual wire does not need to have any particular "characteristic impedance" nor does it need to be terminated like radio frequency cable. 600 ohms is a nominal value used to describe an environment.

In summary it could be said that a line driver should have an impedance no more than 600 ohms and a receiver should have an impedance no less than 600 ohms. If both driver and receiver were both 600 ohms however, half the signal would be lost in the driver. In a small system the designer may try to make the receiver impedance a factor of 5 greater than the driver but in a large or very noisy environment a factor of 10 might be attempted.

 

----

 

www.svconline.com

 

The first widespread users of balanced transmission lines were the early telephone companies. The earliest systems had no electronic amplification yet needed to deliver maximum audio power from one telephone to another up to 20 miles (32 km) away. It is well known that, with a signal source of a given impedance, maximum power will be delivered to a load with the same, or matched, impedance. As stated above, it is also well known that reflection and standing wave effects will occur in a transmission line unless both ends are terminated in its characteristic impedance. Note that, as implied in the definition by "distances comparable with the wavelength," these effects occur only at frequencies where the time it takes the signal to propagate from one end of the transmission line to the other is significant. Because propagation time through 20 miles of line is significant even at voice frequencies, equipment at each end had to match the line impedance to avoid severe frequency-response errors because of reflections and standing waves. Early Bell engineers knew this, but the system impedance of the earliest telephone systems was dictated by the miles of open wire pair transmission lines strung along poles, which already existed for telegraph use. These lines typically used AWG#6 wires spaced 12 inches (305 mm) apart, which made their characteristic impedance exactly 600 V. For those who are interested, the formula for the characteristic impedance of such an open two-wire transmission line in air is Z = 276 log (2D/d), where d is the diameter; D is the spacing of the wires (in same units of measure), and Z is in ohms. Therefore 600 V became the standard impedance for these balanced telephone lines and all early telephone equipment in general.

 

Interference, mostly from the AC power lines frequently running parallel to the phone lines for miles, was largely eliminated through balanced operation of the lines. Balanced (for noise rejection) and impedance-matched (for power transfer) transmission lines were clearly necessary for acceptable operationof the early telephone systems, which had no amplifiers. Later, as the telephone network grew, amplifiers, filters and "hybrid" transformers were added to enable long-distance transmission. Proper operation of these components depended critically on rather precise 600 V impedances. Because other audio systems were rare, telephone equipment and practices were adopted by radio broadcasters and, later, by recording studios and audio professionals in general. Passive filters and EQs, step attenuators and amps having 600 V input and output impedances were widely used well into the 1960s, and some of this equipment is still used today.

 

In modern professional audio, the goal of signal transmission systems is to deliver maximum voltage, not maximum power. Thus, devices need low output impedances and high input impedances. This practice is the subject of a 1978 I.E.C. standard requiring output impedances to be 50 V or less and input impedances to be 10 kV or more. Sometimes called "voltage matching," it minimizes the effects of cable capacitances and allows an output to drive multiple inputs simultaneously with minimal level losses.

 

Nor do modern systems need to terminate audio cables. For a 20 kHz audio signal in typical cable, a wavelength is about 40,000 feet (12,200 m). As I have said in a previous column on long lines, these effects begin to become significant only when the physical length of the line becomes about 10% of a wavelength at the highest frequency of interest. For audio signals in typical cable, this is about 4,000 feet (1,220 m). Therefore, with rare exceptions, such as telephone equipment interfaces, the use of matched 600 V sources and loads in professional audio is generally unnecessary and usually degrades performance.

 

First, driving a 600 V terminated input rather than a 20 kV (i.e., high-impedance or bridging) input to a level of +22 dBu requires an additional 23 mA of peak current from the line driver. Because the line driver IC may already be taxed near its limit driving cable capacitance (see S&VC, October 1999, page 78), the termination may cause high-frequency current limiting, making cymbal crashes sound ugly. Second, if the driving equipment actually has a 600 V output impedance, driving a 600 V load will throw away half the signal, reducing headroom and S/N ratio by 6 dB. The notion that impedance matching and termination are required for modern audio equipment and ordinary audio cabling is simply an old idea whose time has long past.

[AndrzejR]

Dzieki,ale uwazam z wlasnego doswiadczenia, ze w sprzecie dosc dobrej jakosci dzieja sie sprawy, ktorych fizyka jeszcze do konca nie wytlumaczyla."Ucho"ciagle jest na pierwszym miejscu.

[darkul]

Tjaaa?

No to niby dlaczego im mniejsza impedancja pracy linii zbalansowanej tym łatwiejsza mozliwość uzyskania szerszego i nie zniekrztałconego sygnału?Hm!?Już o zachowaniu potrzebnego poziomiu S/N nie wspomnę?!

Powiedzmy mamy zródełko :mikrofon o imp.wyjsciowej 20 Ohm i potrzebujemy popedzic sygnał np.5 czy wiecej mtr.... i mamy odbiorniki z impedancja wejśćiowa 47,100,600 Ohm i jeszce 10k,47k..no i 100k Ohm.

które bedzie szumiało bardziej... i które wniesie wiecej śmieci..a?

[Krzemien]

Ale - niestety! - pisząc o impedancyjnym dopasowaniu linii ktoś stara się tu fizykę bezmyślnie wpleść.

 

Dużo ważniejsze od tego w _typowych_ (nawet domowych) zastosowaniach (czyli jeśli dana linia nie staje się powoli linią długą) jest to, aby źródło było w stanie odpowiednio wysterować kolejny stopień, w gre wchodzą głównie ograniczenia natury częstotliwościowej (pojemność kabla).

 

A cała reszta w przypadku - co ważne: dźwięku analogowego - jest nieistotna.

[Krzemien]

Gdzie w domu pędzisz pięć metrów poziomem mikrofonowym?

 

Przecież piszemy - chyba? - o poziomie liniowym?

[darkul]

No właśnie!

Im mamy dłuzsza linię tym bardziej zmuszeni jestesmy pracować na niskich imedancjach [mniej są one podatne na smieci z zewnatrz!]...a co za tym idzie z odpowiednio wydajnymi stopniami sterującymi.Cos za coś.

W przypadku linii separowanych AC gdzie stosowane sa transformatory linii tez mamy do czynienia z niskimi impedancjami.

ciekawie by było jakby z Myśliwieckiej[PRIII] na Malczewskiego puszczali linie trafolami po np.47...czy 100kOhm... To by chłopy sie cieszyli..

[darkul]

Wiesz ja na codzień obcuję ze zbalansowanymi torami..m.inn.liniowymi.

Róznice są między 200,600,10kOhm!Oczywiśćie zależy to od impedancji zródła.

[darkul]

No jeszcze mamy zagadnienie dwuch pojęć:

A>impedancji dopasowania linni zbalansowanej,

B>impedancji nadpasowania linii zbalasowanej.

[Krzemien]

Podłączając mikrofon do kolejnego stopnia tworzysz dzielnik napięciowy w którym musisz uwzględnić impedancję mikrofonu. Ale nie tylko rezystancję jak to normalnie czynimy ale też jego reaktancję, ponieważ nagle się okazuje, że mikrofon ma swoją własną pojemność _porównywalną_ z pojemnością (np. kilku) metrów kabla. A tej jak na złość tu nie można pominąć.

 

No i wtedy faktycznie robi nam się kasza z dźwięku.

 

I wtedy przypominamy sobie o dopasowaniu impedancyjnym i faktycznie - wtedy dolegliwości reaktancyjne ulegają skasowaniu.

 

"It is well known that, with a signal source of a given impedance, maximum power will be delivered to a load with the same, or matched, impedance. As stated above, it is also well known that reflection and standing wave effects will occur in a transmission line unless both ends are terminated in its characteristic impedance"

 

Najlepszym wyjściem z tej sytuacji jest jednak podłączenie _od razu_ przedwzmacniacza i praca z poziomem liniowym.

[AndrzejR]

A jak nie ma tych "smieci z zewnatrz"?

[Krzemien]

Im mamy dłuzsza linię tym bardziej zmuszeni jestesmy pracować na niskich imedancjach [mniej są one podatne na smieci z zewnatrz!]

 

 

W domu też masz taką linię? Mówimy o audio domowym a nie przesyłaniu sygnału między ośrodkami RTV.

 

 

 

ciekawie by było jakby z Myśliwieckiej[PRIII] na Malczewskiego puszczali linie trafolami po np.47...czy 100kOhm... To by chłopy sie cieszyli..

 

 

Tak, ale oni mają kawałek (kilka km) z Malczewskiego na Myśliwiecką. A to zasadniczo zmienia postać rzeczy.

[darkul]

Standartem impedancji dla linii zbalansowanych dla ruchomego sprzętu audio i video[w tym półprofesjonalnego] są impedancje 600 Ohm i 10k Ohm.

[darkul]

Ja niezamierzam polemizowac z Tobą.

Róznice sa mierzalne i słyszalne dla 600 i 10 kOhm dla dług.np.1mtr[dla 0dB i np.+3dB]!Z zachowanie wszelkich zasad pędzenia sygnału.Oczywiście na dobrym sprzecie..są to niuanse..ale są...

[darkul]

Idę kimać...dobranoc!

[Krzemien]

Balansowanie to tylko noise rejection czyli najbardzie banalne wykorzystanie faktu, że szum i zakłócenia zewnętrzne dodają się obu linii sygnałowych które biegną w przeciwfazie.

A gdy u celu nastąpi zsumowanie z odwróceniem jednego kanału o 180 stopni (np. na wejściu trafa czy wzmacniacza operacyjnego) to się okaże, że pierwotny poziom sygnału (mierzony między jedną linią a masą) ulega wzmocnieniu o 6dB a szum się po prostu samoistnie kasuje.

 

Natomiast impedance matching to po prostu transmisja maksymalnej mocy sygnału, która pozwala uniknąć strat związanych z transmisją sygnału na duże odległości (linia długa).

Przy tym oczywiście pamiętamy z 'drutów', że tracimy 6dB na tej operacji, ponieważ mamy wtedy z dzielnikiem napięciowym o jednakowych rezystancjach źródła i odbiornika.

[darkul]

Teoretycznie to tak wygląda,zgadzam sie w 100%!

W praktyce dochodzi nam jeszcze wartośc szybkośći S/R[odzwierciedlenia odp.na impuls] i pojemność pasozytnicza kabli...

[darkul]

Suma sumarum linia zbalansowana [poprawniw wykonana]daje nam mniej zniekrztałcony sygnał...na krótkich jak i na długich połączeniach.Owszem sumator daje nam wyzszy poziom...łącznie z zniekrztałceniami..ale te potrafia sie "niwelowac" wzajemnie.

Kurde... stara woła... wiatrak w kompie sie zaciera i wyje...Cześć!

[Krzemien]

Róznice sa mierzalne i słyszalne dla 600 i 10 kOhm dla dług.np.1mtr[dla 0dB i np.+3dB]!

 

Heh, oczywiście że różnica istnieje.

 

Masz dzielnik

 

U2=U1x(R2/(R1+R2))

 

R1- rez. źródła

R2 - rez. odbiornika

U1 - napięcie źródła

U2 - napięcie na odbiorniku

 

Jeżeli R1=R2=600 om oraz U1=0,775V, to na R1 wydzieli się takie same napięcie jak na R2 i wyniesie ono 0,775V/2 czyli będziesz miał stratę pierwotnego poziomu o 6dB. Jeżeli pchasz dźwięk liią balansowaną to masz 'sprytny' system kompensacji i w rezultacie - jak napisałem wcześniej - jesteś 6dB do przodu. A zatem u odbiornika będziesz miał taki sam poziom sygnału jak przy źródle.

 

Natomiast jeżeli R1=50 R2=10 kom oraz U1=0,775V, to niemalże całe napięcie U1 wydzieli się na R2 czyli u źródła (dokłądnie 99,5%). Czyli w Twoim układzie nic się nie zmienia. Ale jeżeli znowu pchasz dźwięk liią balansowaną i masz 'sprytny' system kompensacji to w rezultacie - jak napisałem wcześniej - jesteś 6dB do przodu. A zatem u odbiornika będziesz o jakieś 5,97dB do przodu.

 

I to całe pieniądze.

[AndrzejR]

Sledzilem wszystko z uwaga.Zdam relacje memu "nadwornemu" konstruktorowi-ciekawe co powie.Dobranoc.

[R.u.s.t]

W jednym z numerów "Stereophile", z 1987 roku, był obszerny wywiad z Dieterem Burmesterem, na temat wpływu połaczenia XLR na dźwięk.

Ogólnie stwierdził, ze dalsza poprawa dźwięku przy pomocy klasycznych połaczeń (RCA), nie jest możliwa.

D. Burmester, twierdził, że najwiekszy wpływ XLRów można zauwazyć w przekazie mikroinformacji w zakresie wysokotonowym, także w zakresie średniotonowym, XLRy mają dobroczynny wpływ.

Również (według D. Burmestera), połaczenie urzadzeń audio, przy pomocy XLRów, odtwarza bardziej precyzyjnie scenę muzyczną i związane z nią mikroinformacje (pogłos, rozmieszczenie i separację instrumentów/wokali,...)

 

Nie posiadam sprzętu audio, firmy Burmester, ale słucham wzmacniaczy tej firmy od wielu lat (modele: 850 i 911, z prea 846 oraz direct - bez prea).

Powyższe urządzenia, nie preferują żadnego połaczenia:

grają dobrze na połaczeniach typu RCA, a także XLR (różne źródła, różne kolumny, z i bez zalecanych firmowych kabli Lila) :-)

 

Ciekawym urzadzeniem stosowanym w pro audio, jest dibox (ceny używanych od 40 - 50 zł/sztuka).

Male "pudełko" (z transformatorem i kilkoma częściami), posiadające wejścia XLR i RCA.

Stosując diboxy (w warunkach domowych), na razie nie usłyszalem różnic na korzyść połaczenia RCA czy XLR (w róznych systemach) :-)

 

Pozdrawiam

[inżynier]

->Zardzewiały ;)

 

Ten "dibox" to mnie zainteresował. W sklepie taki się kupi? Zapewne bywają różnej jakości, możesz jakieś dobre polecić? Myślałem o dorobieniu wejścia XLR do wzmacniacza słuchawkowego, żeby postawić go koło siebie, a daleko od CD.

[darkul]

Burmaister trafnie ocenił efekt brzmienia toru zbalansowanego.

Ja podobnie ztweirdziłem że dzwieki przybiera forme lepszej namacalności czy wręcz gradacji dzwieku.

Moje ulubione konstrukcje jakimi sa wzmacniacze mocy zbalansowane od we do wyj daja doznania czy wrecz "zobaczenia "dzwieków..śmiesznie to brzmi ale trzeba to raz usłyszec i .... człowiek juz łapie o co chodzi.

[wist]

Darkul: daj przykłady takich całościowo zbalansowanych klocków, ktore polecasz.

[R.u.s.t]

arkul

Zgadzam się, na w pełni zbalansowanych urządzeniach (połaczenia zarówno RCA, jak i XLR), można nie tylko "zobaczyć", poczuć "obecność", ale i odczuć dźwięk (dynamika mikro i makro).

Przeżycie wręcz metafizyczne :-)

 

Pozdrawiam

[Less]

Jeżeli rozwiązanie A jest lepsze od rozwiązania B pod każdym względem przy podobnych kosztach, to rozwiązanie B znika. Wejścia/wyjścia niesymetryczne nie znikają, z czego wniosek, że mają swoje atuty. Audio Note, Conrad Johnson i potężna większość konstrukcji single-ended nie ma wejść/wyść XLR. Gdyby to co pisze Darkul było prawdą, to już dawno powinny były zniknąć z rynku.

 

XLR i konstrukcji symentryczne mają sens tylko

1. Gdy źródło gra zdecydowanie lepiej na XLR

2. Przy długich odcinkach interkonektów (kilka i więcej metrów)

 

Z moich obserwacji wynika, że XLR i konstrukcje symetryczne preferują raczej konstruktorzy nastawieni technokratycznie i tworzący klocki chłodno brzmiące (ML, Krell itd). Ciepło, duże zróżnicowanie i nasycenie barwowe łatwiej znaleźć w konstrukcjach niesymetrycznych na chinchach. Dźwięk ze swojej natury jest niesymetryczny - nie składa się z dodatnich i ujemnych połówek.

[darkul]

>wist

Szcerze napisze jest ich tak mało i są tak cholernie drogie....

>Mua robię i mam do tego pełne przekonanie.

[darkul]

>Less

Pamietaj o tym że same gniazda XLR nic nie dają.

Sa rózne układy ....symetryzujące jak i desymetryzujące..i w pełni symetryczne.

Układów symetryzujących jest kilka typów i rozwiazan równiez.

Natomiast dla trybu analog/audio wszystkie tory musza byc z galwanicznym odseparowaniem czyli AC,co tez jest zaletą!

Jeżeli bedziesz miał mozliwośc to posłuchaj uczciwie zrobionego wzmaka zbalansowanego..samo mostkowanie stopni końcowych jeszcze nie daje pełnej radości z odsłuchu.

[darkul]

.Less

W torze w pełni zbalansowanym niema mowy o podobnych kosztach!!!Bo mamy juz do czynienia z 4 torami..a nie z dwoma.

[darkul]

Wkładka gramofonowa daje w pełni zbalansowany sygnał!W momencie jego desymetryzacji na postac RCA juz sporo tracisz.

[darkul]

Podam stary przykład..ze wzmacniaczami.

Kiedys za czasów mojej współpracxy z sound Project urodziłem wzmaka" Model 2." Ze zbalanoswanym/mostkowym wyjśćiem.Bylismy na zapowiedzi testu u M.Stryjeckiego.stryjek miał wtedy gryfona TABU i świerze ESY Continuum.Stryjek puscił nam płyte chyba DUX'a z taka kobitka co śpiwała jakies ludowe swojskie przyspiewajki.

Na Gryfonie niemogliśmy zrozumiec co kobita spiewa[co drugie słowo było nieczytelne]..a na naszym wzmaku usłyszeliśmy..stryjek sam to przyznał..z lekkim bóle co prawda..ale przyznał.zwalił problem na Esy..że świerze i jeszcze nie wygzanie..My byliśmy zadowoleni bo wiedzieliśmy o co biega.. ale tego po gryfonie sie niespodziewaliśmy.Osobiście jeszcze niesłyszałem wzmaka niezbalansowanego który by zagrał muzyke organowa tak jak wzmak ze zbalansowanym wyjściem... i to nawet na średnich głosnikach.Fakt faktem że zródło musi byc wtedy podobnie dobre.