Balanced_audio
バランスオーディオは、バランスラインを使用してオーディオ機器を相互接続する方法です。このタイプの接続は、電磁干渉によって引き起こされる外部ノイズの影響を受けにくくしながら、長いケーブルを使用できるため、録音および制作において非常に重要です。
平衡接続では通常、シールド付きツイストペアケーブルと3芯コネクタを使用します。コネクタは、通常、3ピンであるXLRまたは1 / 4インチ（6.35ミリメートル）電話TRSコネクタを。この方法で使用する場合、各ケーブルは1つのチャネルを伝送するため、ステレオオーディオ（たとえば）には2つのチャネルが必要になります。
コンテンツ
1 アプリケーション
2 干渉の低減
3 差動信号
4 内部バランスオーディオ設計
5 コネクタ
6 コンバーター
7 も参照してください
8 参考文献
9 外部リンク
アプリケーション
多くのマイクは低電圧レベルで動作し、一部は高出力インピーダンス（hi-Z）で動作するため、長いマイクケーブルは特に電磁干渉の影響を受けやすくなります。したがって、マイクの相互接続は、バランスの取れた相互接続の一般的なアプリケーションであり、この誘導ノイズのほとんどをキャンセルします。場合に電力増幅器のパブリックアドレスシステムはから任意の距離に配置されるミキシングコンソール、これらの増幅器にミキサからの信号経路のための平衡線路を使用することも通常です。グラフィックイコライザーやエフェクトユニットなど、他の多くのコンポーネントには、これを可能にするバランスの取れた入力と出力が録音および一般的な短いケーブル配線では、平衡ラインによってもたらされるノイズ低減と、それらが必要とする追加の回路によってもたらされるコストとの間で妥協が必要です。
干渉の低減
バランスオーディオ接続では、さまざまな手法を使用してノイズを低減します。
一般的な平衡ケーブルには、2本の同一のワイヤが含まれています。これらのワイヤは撚り合わされてから、シールドとして機能する3番目の導体（フォイルまたはブレード）で巻かれています。2本のワイヤーはオーディオ信号を運ぶことができる回路を形成します。
平衡という用語は、各ワイヤをソースと負荷で同じインピーダンスに接続する方法に由来します。これは、電磁干渉の多くが各ワイヤに等しいノイズ電圧を誘発することを意味します。受信側の増幅器は2つの信号線間の電圧差を測定するため、両方の線で同一のノイズは除去されます。この方法は、差動増幅器を使用して実装できます。バランはまた、代わりにアクティブ差動増幅器装置を用いてもよいです。
ツイスト・ペアは、可能な限り小さく、隣接するループを通して均等に通過する磁界は、差動増幅器によって相殺される両方のラインへのノイズの等しいレベルを誘導することを確実にするように導体間のループ領域を作ります。ノイズ源がケーブルに非常に近い場合、一方のラインでもう一方のラインよりも多くのノイズが発生する可能性があり、それもキャンセルされませんが、キャンセルは次の量の範囲で発生します。両方のラインで等しいノイズ。
バランスオーディオケーブルで一般的に提供される個別のシールドは、シールドが信号リターンワイヤとしても機能する必要がある不平衡2導体配置（一般的なホームステレオで使用されるような）よりもノイズ除去の利点をもたらします。したがって、バランスオーディオシールドに誘導されるノイズ電流は信号に直接変調されませんが、2導体システムでは変調されます。これはまた、シールド/シャーシを信号グランドから分離することにより、グランドループの問題を防ぎます。
差動信号
信号は、差動モードを使用して平衡接続を介して送信されることがよくつまり、ワイヤは大きさが等しいが互いに極性が反対の信号を伝送します（たとえば、XLRコネクタでは、ピン2は通常の極性で信号を伝送し、ピン3は同じ信号の反転バージョンを伝送します）。一般に信じられていることですが、この配置はノイズ除去には必要ありません。インピーダンスが平衡している限り、ノイズは2本のワイヤに等しく結合します（そして、差動アンプによって拒否されます）。それらに存在する信号に関係なく。 平衡ラインを駆動する簡単な方法は、既知のソースインピーダンスを介して信号を「ホット」ワイヤに注入し、同じインピーダンスを介して「コールド」ワイヤを信号のローカルグランドリファレンスに接続することです。差動信号に関する一般的な誤解により、これは準平衡またはインピーダンス平衡出力と呼ばれることがよくありますが、実際には完全に平衡化されており、コモンモード干渉を拒否します。
ただし、完全差動出力でラインを駆動することには、いくつかの小さな利点が
差動ラインの周囲の電磁界は理想的にはゼロであり、隣接するケーブルへのクロストーク を低減し、電話ペアに役立ちます。
公称レベルの標準化により信号レベルは変更されませんが、ディファレンシャルドライバーからの最大出力は2倍であり、6dBの余分なヘッドルームが
長いケーブル配線でケーブル容量を増やすと、高周波が減衰する信号レベルが低下します。各ワイヤが完全差動出力のように信号電圧振幅の半分を伝送する場合、高周波を失うことなく、より長いケーブルを使用できます。
2つのアンプ間で相関するノイズ（たとえば、不完全な電源除去など）はキャンセルされます。
より高い周波数では、出力アンプの出力インピーダンスが変化し、小さな不均衡が生じる可能性が2つの同一の増幅器によって差動モードで駆動される場合、このインピーダンスの変化は両方のラインで同じであるため、相殺されます。
ディファレンシャルドライバーは、ピン2を短絡することによって信号のバランスを崩す、誤って配線されたアダプターや機器に対してもより寛容です。
内部バランスオーディオ設計
ほとんどのオーディオ製品（録音、拡声装置など）は、通常XLRまたはTRSフォーンコネクタを介して、差動バランス入力および出力を提供します。ただし、ほとんどの場合、差動平衡入力信号は、トランスまたは電子増幅器を介して内部でシングルエンド信号に変換されます。内部処理後、シングルエンド信号は差動平衡信号に変換され、出力に供給されます。
少数のオーディオ製品は、入力から出力までの完全に差動の平衡信号パスで設計されています。オーディオ信号がアンバランスになることはありません。この設計は、「非反転」オーディオ信号と「反転」オーディオ信号の両方に同一の（ミラーリングされた）内部信号パスを提供することによって実現されます。重要なアプリケーションでは、100％差動平衡回路設計により、フロントエンドのアンバランスとバックエンドのリバランスに必要な余分なアンプ段やトランスを回避することで、シグナルインテグリティを向上させることができます。完全にバランスの取れた内部回路は、シングルエンド設計よりもコストが高くなりますが、ダイナミックレンジが3dB向上するように推進されています。
コネクタ
3ピンXLRコネクタと1/4インチ（¼ “または6.35 mm）TRSフォーンコネクタは、バランスオーディオ信号に一般的に使用されます。多くのジャックは、XLRまたはTRSフォーンプラグのいずれかを取るように設計されています。端子台またはEuroblockコネクタ。
2.5、3.5、および6.35 mmTRSフォーンプラグ
3ピンXLRコネクタ、左側がメス、右側がオス
3ピンXLRプラス6.35mmTRSフォーンハイブリッドジャック。
XLRコネクタでは、ピン1、2、および3は通常、シールド（理想的にはシャーシに接続されている）と2本の信号線にそれぞれ使用されます。（「X、L、R」に対応する「グラウンド、ライブ、リターン」というフレーズは、メモリの補助として提供されることがよくありますが、差動信号の場合、2番目の信号線は「リターン」ではありません）TRS電話の場合プラグ、チップは信号/非反転、リングはリターン/反転、スリーブはシャーシアースです。
ステレオまたは他のバイノーラル信号がそのようなジャックに接続されている場合、一方のチャネル（通常は右）がもう一方のチャネル（通常は左）から差し引かれ、通常のモノラルLの代わりに聞き取れないL − R（左から右）信号が残ります。+ R（左と右）。バランスオーディオシステムの他のポイントで極性を逆にすると、後で他のチャンネルとミックスダウンされたときに、この効果が発生します。
電話回線もバランスオーディオを伝送しますが、これは現在、一般的にローカルループに限定されています。これは、2本のワイヤがバランスの取れたループを形成し、電話の両側が通過するためです。電話回線はAC（オーディオ）信号に対して平衡化されていますが、実際にはDCで不平衡であることに注意してこれは、一方のワイヤが交換電源バス（通常は-50ボルト）から供給され、もう一方のワイヤが両方とも約400の等しい値のインダクタを介して接地されているためです。オームのDC抵抗。電話にDC電力を送信し、簡単なオン/オフフック検出を可能にする一方で、必要なAC信号の短絡を回避します。
プロフェッショナル環境でのデジタルオーディオ接続も頻繁にバランスが取られ、通常はAES3（AES / EBU）規格に準拠しています。これは、XLRコネクタと110オームのインピーダンスを持つツイストペアケーブルを使用します。対照的に、民生機器で一般的に見られる同軸S / PDIFインターフェースは不平衡信号です。
コンバーター
不平衡信号は、バランを使用して、多くの場合DIユニット（「DIボックス」または「ダイレクトボックス」とも呼ばれます）を介して平衡信号に変換できます。
平衡オーディオを不平衡接続に供給する必要がある場合は、平衡出力ステージに使用される電子設計を知っておく必要がほとんどの場合、負の出力はグランドに接続できますが、場合によっては負の出力を切断したままにしておく必要が
も参照してください
ディファレンシャルペア AES3 ファンタム電源
参考文献
^ 「バランスとアンバランスの違いは何ですか？」。Aviomブログ。2014-03-27 。
^ グラハム・ブライス。「オーディオバランシングの問題」。ホワイトペーパー。Soundcraft。
^ 「パート3：アンプ」。サウンドシステム機器（第3版）。ジュネーブ：国際電気標準会議。2000.p。111. IEC 602689-3：2001。ドライバ、ライン、およびレシーバのコモンモードインピーダンスバランスのみが、ノイズまたは干渉除去に影響を及ぼします。このノイズまたは干渉除去特性は、目的の差動信号の存在とは無関係です。
^ Karki、James（2016）。「TexasInstrumentsアプリケーションレポートSLOA054E：完全差動アンプ」（PDF）。テキサスインスツルメンツ。
^ マカティー、スティーブ。「オーディオデバイスの接地とシールド」。www.rane.com。
外部リンク
英国の音響および照明コミュニティ—平衡線に関する記事
Ray Rayburn：「バランスからアンバランスへ;それを正しく行う方法」
Aviomブログ-バランスオーディオとアンバランスオーディオの違い“