平衡耳机:你能听出区别吗?

文章作者:Brian Dipert

了解平衡和不平衡耳机的区别…

作为这篇文章的介绍,我想引用9月的部分内容先驱者的XDP-02U便携式音频播放器的实践回顾(粗体的重点是我的):

两种不平衡(完整的三个不同的增益设置选项为不同的耳机阻抗)和平衡模拟选项,以及可用的蓝牙配置文件包括(通过固件更新)更高质量的aptX。

我意识到在回顾中包含的艺术品我早些时候报道,没有“股票”的照片,我来自先锋上部的给了一个清晰的视图模拟音频输出连接,所以我拍摄自己的照片(在它,你也会注意,我现在已经收购了,多亏了一个海外朋友,单位的日本唯一的黑色皮套配件):

先锋XDP-02U数字音频播放器的音频端口照片

这个安排是为了让两个人同时听XDP-02U吗?猜得好,但是不行。进一步的线索来自两个插孔的标签不同,以及略有不同的维度。悬念够多了,答案来了。一靠近中心(另一边和电源按钮),明确标有一个耳机符号是一个标准的3.5毫米直径(也称为1/8”,尽管后者只是一维近似)TRS (tip-ring-sleeve)三芯连接插座,用于使用一组“立体声”耳机。

它旁边的那个是这篇文章的动力。标签上写着“bal”(平衡);相比之下,它的隔壁的传统对等物通常被称为不平衡,连同单端,原因月亮音频简洁地对比在一个出色的四部分写作主题(稍后我将进一步阐述这一区别):

为了便于讨论,从这里开始,我们将“不平衡”一词称为“单端”。这是因为,在一个平衡的连接中,你有一个正的和负的(极性)和接地线。在单端连接中,你只有一个单(极性)和接地线;因此才有了“单端”这个词。

先锋XDP-02U的平衡连接器是2.5毫米在TRRS(尖端-环-环套)装置中有四个触点。这是一个常用实现的数量平衡连接器概念;你会经常遇到的其他情况包括:

首先要澄清一点:您最熟悉的TRRS连接器可能是3.5毫米直径和钉在标准的左声道(尖端),右声道(环),共地(套筒)立体声耳机安排的麦克风拟接触。这不是我们要讨论的问题。在这种特殊情况下,四个触点处理正和负(即“正常”和镜像倒转)音频驱动信号,每个(左和右)通道从耳机放大器电路,至少在最全面的概念实现。

为了解释这一点,让我们从音频信号链的后面开始,从靠近每只耳朵的换能器开始(大多数耳机在每一边都使用一个全音域扬声器,但像我这样的更高级的设置Shure E5c入耳监测器(IEMs)利用多个扬声器结合交叉)。作为其中一个在线资源我在研究这篇文章时指出,“耳机换能器是平衡的设备。他们有两根电线。流入一根电线的电子必然从另一根电线流出。电流总是平衡的。”

的布线喂养每个扬声器(或集群)是不同耳机(和提供它们的放大器)之间实现差异的来源(但不一定结束)。引用另一个有用的在线资源我在Headphones.com上发现:

一个普通的耳机插头上有三个连接:顶端是左边,环是右边,套管是接地的。尖端连接到一根电线,该电线通向左耳机驱动器线圈的正(+)导线;该环连接到一根电线,该电线连接到右侧驱动器的正导线。套筒连接到驱动器线圈的两个负(-)端子的电线。这种电线通常有一个焊接点在“Y”或在耳机,地线从插头分裂成单独的电线,连接到驱动器线圈的负极。

在普通的耳机放大器中,最重要的是要注意的是,当放大器的左右通道驱动左右驱动器线圈时,驱动器的返回电流结合在一起,并在返回到放大器的音频地之前传播一段距离。

这种共同通路有一些来自接线、焊点、插头/插孔的接触电阻等的显著电阻,这导致在两个驱动器线圈的负端出现共同信号。这种常见的信号(左通道和右通道的低电平和)将在耳机演示中产生低电平串扰和谐波失真。只是“低电平”取决于整个耳机和放大器系统音频链的质量,但它总是作为一个混浊的因素-即背景噪音地板。

从概念上讲,你可以通过限制前面提到的“一些距离”来最小化这种特殊的信噪比和thd影响现象,在这个距离上,驱动器的返回电流被合并,也就是说,通过合并仅仅发生在放大器本身,通过整个耳机和相关的电缆保持回报的清晰。这种方法被称为平衡传输,在长距离电缆运行中最常见。再次引用Headphones.com的报道:

在许多专业音频应用中,信号通过平衡电缆从一个地方路由到另一个地方,以减少来自射频(RF)噪声源(如荧光灯和电机)的共模干扰。由于射频干扰在传输线上产生的电压在正常和反向信号导体上是相同的,而且由于平衡变压器只允许在信号相反的情况下电流流动,所以共同的干扰信号被抵消了。

然而,Headphones.com的报道继续指出,“这个问题通常不是一个问题,即使是单端耳机,因为功率放大器的低输出阻抗阻止了显著的射频干扰噪声电压的发展。”

嗯。所以我是说平衡耳机设置几乎没有什么比“蛇油”?一点也不,因为我还没讲完呢。更显著的好处是可以实现的,至少在理论上,当整个信号通路每个渠道都是平衡的,这一概念通常被称为“完全平衡”设计。本着“一图胜千言”的精神,这是一个即将到来的便携式DAC和耳机放大器的信号路径Qudelix-5K,看起来像在不平衡(即,单端)模式和平衡模式下运行:

不平衡模式下的DAC耳机放大器图平衡模式下的DAC耳机放大器图

在不平衡模式下,单个ESS Technology ES9218P SABRE DAC/放大器SoC(设计中的两个总数),每个通道有一个放大器,两个放大器通道的返回连接到一个共同的接地。另一方面,在平衡模式下,第二个ES9218P被投入使用,每个SoC中的两个放大器专门用于正向和负音频驱动信号每个通道.这类似于先锋XDP-02U文献中提到的“Twin ESS SABRE®ES9018C2M dac”和“Twin ESS SABRE ES9601K高输出放大器”。LG也将这一功能称为“四DAC,以及该公司的智能手机。

也许很明显,在不平衡的配置下,两个通道之间可能出现的任何共地串扰,对过程中的噪声底层产生不利影响,在完全平衡的设计中,理论上是消除的。更值得注意的是,再次引用了Headphones.com的报道:

由于有两个功率安培驱动每个扬声器线圈,每个安培有效驱动一半线圈,与虚拟地或零电压点一半进入线圈。由于每个安培只驱动一半的负载,在控制方面可以实现显著的改进,而且由于电压是相反的,与任一安培本身的正常转换速率相比,可以实现有效的翻倍的转换速率(安培可以摆动的伏特/秒)。

当然,由此产生的好处是依赖于实现的,并以增加的电路复杂性和成本为代价。因此,注意,例如,Massdrop目标2耳机Amp:桌面版我在2019年7月底提到过甚至没有提供平衡的耳机连接选项:

然后再一次,它所连接的Massdrop x Grace设计标准DAC也只支持不平衡(RCA)模拟音频互连,那么重点是什么?

实际上,放大器的每通道功率输出增加一倍,对于高阻抗耳机来说是最有价值的,但便携式播放器通常与低阻抗传感器配套,精确地减少所需的电池消耗,以达到特定的音量水平。而你在听觉上辨别较低的THD、改进的信噪比以及完全平衡方法的其他吹捧优势的能力取决于许多因素,例如:

  • 你使用的耳机质量,
  • 你所听的音乐的类型和特点(有损vs无损压缩或未压缩采样率,样本大小,等等),
  • 你的听力环境的环境特征,以及耳机的噪音抑制效果如何
  • 听觉系统的灵敏度、频率范围和其他属性。

尽管如此,我还是决定尝试平衡型耳机,这可能对许多长期读者来说并不奇怪。(低阻抗)Massdrop x Sennheiser HD 58X Jubilee和(高阻抗)Massdrop x Sennheiser HD 6XX耳机2019年7月中旬报道来标准的不平衡电缆,但用户可更换的平衡更换电缆为他们可以从下降和其他地方。就IEMs而言,我现有的Shure(之前提到的E5c)、Etymotic Research (我心爱的ER-4S套装),其他的则是不平衡的。所以(当然)我又花了一些钱去拍另一部片子,音特美的继任者ER4SR当时的售价为159.99美元建议零售价为299.95美元)支持平衡配置选项,配合单独cable-replacement补充

词源ER4SR耳机的照片

照片的词源ER4SR耳机更换电缆

那么结论是什么呢?例如,当我一边听音乐,一边用吸尘器打扫房间时,我当然分辨不出平衡与不平衡的区别。更普遍地说,尽管我日渐衰老的耳朵可能要对此负责,但我必须承认,我无法明确辨别THD、信噪比或其他类似因素的任何一致变化,即使当我在听最原始的内容变体从潮汐HiFi可用时。综上所述,平衡的设置肯定是大点声当你理解它们之间的电路实现差异时,这是一个不足为奇的结果。

最后一个音符结束。之前我提到过我有一堆不平衡的耳机。请(如Moon Audio也雄辩地指出不要尝试使用适配器将它们连接到耳机放大器的平衡输出!如果你不明智地尝试这个实验,你所做的就是把两个通道的返回时间缩短,或早或晚在这个过程中毁掉一个或两个放大器。也就是说,相反(利用一个适配器来连接平衡耳机一个不平衡音频输出)工作很好。例如,现在我已经把我的Sennheiser和Shure耳机电缆转换成平衡配置,我使用的是适配器DD(如下图所示)和Geekria(如下图所示)也可以方便地听来自标准3.5毫米系统的音乐或(结合另一个¼“TRS模拟音频输出。

照片的DD和Geekria耳机适配器与一便士的规模

近2000字;呵!该结束了。关于这个话题的更多内容将在以后的文章中发布,但现在,我期待着你在评论中给出的想法。

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