Công nghệ Âm thanh Cân bằng Giảm Tiếng Ồn trong Hệ thống Chuyên nghiệp

Bạn đã bao giờ cảm thấy bực mình vì tiếng ồn khó chịu khi kết nối thiết bị âm thanh chưa? Vấn đề này trở nên đặc biệt rõ rệt trong quá trình truyền tín hiệu âm thanh đường dài. Một hướng dẫn mới phát hành đi sâu vào công nghệ âm thanh cân bằng, cung cấp các giải pháp rõ ràng cho cả chuyên gia và những người đam mê. Bài viết này khám phá sự khác biệt giữa âm thanh cân bằng và không cân bằng, nguyên tắc hoạt động, ưu điểm và ứng dụng thực tế của chúng để giúp đạt được âm thanh trong trẻo và rõ ràng hơn.

Âm thanh cân bằng là một công nghệ kết nối được thiết kế để giảm thiểu tác động của tiếng ồn môi trường đến chất lượng tín hiệu âm thanh. So với âm thanh không cân bằng, âm thanh cân bằng mang lại những lợi thế riêng biệt khi truyền đường dài, vì cáp dài hơn có xu hướng gây ra nhiều tiếng ồn hơn. Cáp âm thanh cân bằng hoạt động tốt nhất khi được kết hợp với thiết bị cân bằng.

Chìa khóa để nhận biết cáp cân bằng nằm ở số lượng chân trên đầu nối. Thông thường, ba hoặc nhiều chân hơn cho biết kết nối cân bằng, trong khi hai chân biểu thị kết nối không cân bằng. Kết nối mono cân bằng yêu cầu ba chân (hai dây tín hiệu và một dây nối đất), trong khi kết nối stereo cân bằng cần năm chân (hai dây tín hiệu trên mỗi kênh cộng với một dây nối đất chung).

Các đầu nối âm thanh cân bằng phổ biến bao gồm:

• XLR 3 chân (mono cân bằng)
• XLR 4 chân (stereo cân bằng)
• Mini-XLR 3 chân (mono cân bằng)
• Mini-XLR 4 chân (stereo cân bằng)
• Pentaconn 4.4mm (stereo cân bằng)
• 3.5mm mono cân bằng (TRS)
• 3.5mm stereo cân bằng (TRRRS)
• 6.35mm (1/4") mono cân bằng (TRS)
• 6.35mm (1/4") stereo cân bằng (TRRRS)

"Đầu nối điện thoại" là một đầu nối âm thanh phổ biến, thường thấy nhất ở kích thước 3.5mm được sử dụng cho tai nghe. Các đầu nối này thường được mô tả bằng sự kết hợp của Tip (T), Ring (R) và Sleeve (S). Do đó, đầu nối điện thoại hai chân là "TS", trong khi đầu nối tai nghe stereo tiêu chuẩn với ba kênh (trái, phải và nối đất) là TRS. Vì stereo cân bằng yêu cầu năm chân, nên các đầu nối như vậy cần ba vòng ngoài đầu tip và sleeve, được mô tả là TRRRS.

Cáp cân bằng chứa hai "dây dẫn" giống hệt nhau truyền tín hiệu từ Thiết bị A đến Thiết bị B. Các tín hiệu này được gửi với cực tính ngược nhau. Cả hai dây dẫn đều không tránh khỏi việc thu nhiễu (RF, nhiễu điện, v.v.). Vì mỗi dây thu thập nhiễu giống hệt nhau, nên khi thiết bị thu đảo ngược cực tính trở lại, kết quả là tín hiệu đầu vào sạch, ít nhiễu.

1. Bước 1: Thiết bị đầu ra gửi hai tín hiệu giống hệt nhau với cực tính ngược nhau.
2. Bước 2: Trong quá trình truyền cáp, nhiễu không mong muốn được đưa vào. Vì các dây dẫn ở gần nhau nên chúng thu nhận nhiễu giống hệt nhau.
3. Bước 3: Mạch của thiết bị đầu vào đảo ngược cực tính của tín hiệu đã bị đảo ngược trước đó. Khi kết hợp, tiếng ồn bị triệt tiêu.

Công nghệ âm thanh cân bằng mang lại những cải tiến đáng kể về chất lượng âm thanh và hiệu quả truyền tải:

• Tín hiệu lớn hơn và khoảng không động lớn hơn: Cáp cân bằng ít bị tổn thất tín hiệu hơn trên khoảng cách xa, cho phép truyền âm thanh lớn hơn với dải động tốt hơn. Điều này có nghĩa là thiết bị không cần phải tăng âm lượng cao để đạt được mức âm lượng mong muốn trong khi vẫn giữ được độ động của nguồn.
• Loại bỏ méo hài: Các mạch đầu ra (như bộ khuếch đại loa) có thể tạo ra méo hài tinh tế. Kết nối cân bằng có thể triệt tiêu những biến dạng này, mang lại khả năng tái tạo âm thanh rõ ràng và chính xác hơn.
• Chi tiết và độ trong được bảo toàn: Âm thanh cân bằng duy trì chi tiết và độ trong của nguồn, loại bỏ các hiện vật để có âm thanh chính xác, chân thực và trung thực cao hơn.

Hầu hết các thiết bị âm thanh cấp tiêu dùng chỉ có đầu vào và đầu ra không cân bằng. Các thiết bị "Prosumer" có thể kết hợp các kết nối cân bằng và không cân bằng, trong khi các thiết bị chuyên nghiệp thường cung cấp các kết nối cân bằng—ngoại trừ bộ khuếch đại guitar, cáp nhạc cụ và cáp loa.

Việc kết hợp thiết bị cân bằng và không cân bằng thường dẫn đến kết nối không cân bằng. Mặc dù các kết nối không cân bằng sang không cân bằng và cân bằng sang cân bằng rất đơn giản, nhưng việc kết hợp hai loại này có thể làm phức tạp vấn đề. Hãy xem xét các tình huống sau:

1. Đầu ra không cân bằng sang đầu vào cân bằng: Nếu thiết bị đầu ra của bạn có đầu ra không cân bằng (ví dụ: giắc cắm 1/4" TS) và bạn đang kết nối với đầu vào cân bằng (ví dụ: giắc cắm 1/4" TRS), cáp TS/TS, TRS/TRS hoặc TS/TRS tiêu chuẩn sẽ hoạt động. Tuy nhiên, tín hiệu vẫn không cân bằng. Có thể có các cấu hình tùy chỉnh (ví dụ: TS hoặc RCA sang XLR) nhưng có thể yêu cầu cáp chuyên dụng.
2. Đầu ra cân bằng sang đầu vào không cân bằng: Điều này phụ thuộc vào thiết kế mạch đầu ra. Trong nhiều trường hợp, nó hoạt động, nhưng tín hiệu trở nên không cân bằng. Các vấn đề tiềm ẩn bao gồm biến dạng không mong muốn hoặc, trong những trường hợp cực đoan, làm hỏng thiết bị đầu ra. Luôn tham khảo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để biết khả năng tương thích.

Thuật ngữ "stereo" có thể gây nhầm lẫn khi mô tả cáp âm thanh cân bằng. Cáp cân bằng (ví dụ: XLR hoặc TRS) là mono—chúng mang một tín hiệu âm thanh độc lập với cực tính ngược nhau. Đối với các thiết bị có giắc cắm I/O cân bằng, cần có hai cáp cân bằng cho stereo (ví dụ: "đầu vào âm thanh trái và phải"). Ngoại lệ bao gồm giắc cắm tai nghe/aux 1/8" hoặc 1/4", có vẻ cân bằng nhưng không phải—chúng là đầu nối stereo mang tín hiệu trái/phải độc lập mà không có dây dẫn kép. Cáp stereo cân bằng thực sự về cơ bản là bó hai cáp cân bằng trong một vỏ bọc.