平衡音频信号线,更粗的导体并不见得能带来更好的效果

tongxiao

我们常常在标书当中看到一些规格,动不动就拿出0.5mm2出来作为优质的” 双绞线代表”.这样真的好吗? 这样真的好吗? 这样真的好吗?
　　其实这个问题,小编以前没仔细想过,觉得还算合理!可是又跟我已经知道的缩短绞距是背道而驰的!但是在拜读美国两大专业音频连接方案供货商之一PROCO SOUND的文章” CABLE ANATOMY I: UNDERSTANDING THEMICROPHONE CABLE.”之后,觉得非常在理当中最为关键,也就是今天要谈的一段是:
　　What gauge and stranding should the two conductors be?
　　两个导体应该是什么尺寸和绞合?
　　However, the sonic properties of the cable maybe compromised by using largeconductors.
　　然而，通过使用大导体可能损害电缆的声音特性。
　　Why are the two conductors twisted together?
　　为什么两根导体扭曲在一起?
　　As previously explained, theinterference-canceling common-mode rejection of the balanced line is based
　　on the premise that the unwanted external noiseis induced into both signal conductors equally. Minimizing
　　the distance between the two conductors bytwisting them together helps to equalize their reception of external
　　interference and improve the common-mode rejection ratio(CMRR) of the line.
　　The two conductors also form a sort of “loopantenna” for stray magnetic fields. The farther apart the two
　　conductors are the larger the “antenna”becomes, and the more interference it picks up from sources like
　　transformers, fluorescent lighting ballasts,SCR-chopped AC lines to stage lighting, etc. Minimizing the loop
　　area of the cable helps to reduce the unwanted humand buzz from this type of interference, which the cable’s
　　shieldis almost totally ineffective against.
　　如前所述，平衡线路是透过共模抑制将干扰消除这是基于将不需要的外部噪声”均匀地”感应到两个信号导体的前提。通过将两个导体之间的扭曲减小到最小限度，有助于使它们接收到外部干扰，并提高线路的共模抑制比(CMRR)。两根导体也形成一种用于杂散磁场的“环形天线”。两个导体之间的距离越远，当“天线”越大，从变压器，荧光灯照明镇流器，SCR切断的交流电线路到舞台照明等源所获得的干扰越大。　电缆的环路面积最小化有助于以减少不必要的嗡嗡声和嗡嗡声从这种类型的干扰。
　　不过!口说无凭!为何需要使用较细的导体呢?本文将整理一些证据,分享给各位!希望各位在今天这篇之后,能够大胆!而且在理的!跟过于夸张,不合理粗细的” 双绞线”说不!进入正题!今天我们要来讲:一个不必要,一个长绞距,一个大天线的三个大问题。
　　一、首先是” 一个不必要”?
　　当我们信号线,传输电声能量在线要负担多少电压与电流呢?我们要知道这是非常非常低的!
　　基于P=I*UU=I*R
　　即使当你给一个+16dBu接收端是600ohm
　　那就是4.89v(rms) =8.15*10-3 A
　　换言之就是8.15mA
　　那如果接收端是近代的晶体管或运放是3k或10kohm
　　那就更低了,是1.63*10-3A 0.489*10-3 A
　　换言之,电流量的需求非常非常低，接着有人说,那还有幻象电源呢!好的!请看:
　　Neumann无变压器麦克风为2-4mA，
　　Schoeps CMC(“Colette”)系列和约瑟夫逊(Josephson)麦克风为5mA，
　　大部分舒尔SHURE KSM系列麦克风，CAD Equityks为8 mA，
　　Earthworks为10 mA)。
　　IEC标准给出10 mA作为每个麦克风的最大允许电流。

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图片来自网络SWEETWATER　　
因此只需要给10mA 52V就能界定这一个线缆的粗细与绝缘这需要多粗呢?　　一般常见的 0.2mm2 美标24AWG导线就能通800mA　　
即使是0.08mm2美标28AWG导线也能通上300mA 的电流　　
当然导体粗是可以降低直流压降的　　

莫忘了,我们在数字系统之后,更多时候是从舞台边接口箱供应,距离只有20米左右,比起早期的衰减算是少很多的了!所以必须要粗的第一个谜思,已经打破!!!　　
二、一个长绞距　　
一个非常现实的问题,越粗的线缆,要把他拧紧就存在不可行性，从拧毛巾选择的厚度与粗细就能自己体会了!因此在我们2016年开始设计与推广4.8mm话筒线时,我们就非常清楚知道,不降导体,就无法缩短绞距!　　我们可以看到下表,当导体绝缘缩小了,整个对绞就能做得更密。不过有一个特例就是1988,因为AES3标准规格是默认的48 kHz采样率下，每秒钟有250个音频块，每秒3072个千比特，双相时钟为6.144 MHz，选用的绝缘材料是FPE, 能够有较低的介电常数来因应AES/EBU的长距离传输，绝缘材料是FPE 发泡的关系,不好再拧得更密,以免造成绝缘变形,进而影响特性阻抗，线材SR 品号导体截面积mm2导体绝缘完成直径mm对绞绞距mm　　4.8mm(XLPE)30701000980.12561.220　　6.0mm(XLPE)30701017100.331.6527　　6.0mm DMX (XLPE)30701017580.2261.830　　6.0mm DMX (FPE)30701019880.21981.230　　RVVP 无0.5　　(铜丝绞合直径0.92)1.95一般对绞很松　　RVVYP无0.5(规范规定直径0.8)1.832　　~2.032GB5023.7　　无规范对绞

　　基于GB5023.7

　　由这段文字,我们可以看到　　若是0.5mm2的RVVYP,　　则内层绝缘厚度将是0.02*0.8+0.6=0.616　　
允许下限85%=0.5236　或是-0.1mm 得到0.516mm　　因此RVVYP两边加总得到的整体直径是1.832~2.032mm　　
RVVP完成绝缘的整体直径是1.95mm　　因此0.5mm2的RVVP的对绞绞距将会被放大得非常的多　　这是由于:　　
1. 对绞间距没有被规范　　
2. 高密度对绞的不可操作性　　
3. 市场对于价格的敏感度,会让绞距被放大　　
线缆行业当中一个显著的成本差距就在于对绞的捻入率,平行直放与高对绞可以造成线对部位10%的成本落差，我们可以看到这张绝缘与对绞间距对照表。看得出来绝缘粗细与对绞间距必然成正相关!使用足够的导体,就能降低对绞间距,可以更平均互换位置来的吸收外界干扰。在写这篇时,我也尝试着寻找RVVP对绞的规范在百度上就发现这样一个问题: 　居然有人回答:RS485电缆属通信产品，特性阻抗、衰减等二次参数才是电性能的重要参考指标!不能用电工电缆的绞距衡量电缆的品质。　　三、一个大天线　　在收音机还是主流娱乐的年代,一台收音机会有两根天线，一根是鞭状的FM天线，一个是AM的环状天线，当然有些没有,那是因为AM用铁氧体装在机器里面，而FM则用耳机线权充!　　我们所要说的一个对绞+较粗导体的组合，就会造成一个天线大小的落差!可以看到下图!相当于四个大小不同的天线,截面积落差，我们可以看到面积的放大是更为恐怖的n 天线增益跟有效面积的关系是　　
n G = 天线增益　　n Ae =有效面积　　n f =载波频率　　

n c =光速(»3′108 m/s)　　n l =载波的波长　　

所以越大的天线会收到越多的干扰….这并不是我们所乐见的!接着就有朋友会说:我们对绞不是就是要吸收干扰吗?是的,您答对了一半!要吸收!但是要尽可能的等量吸收!吸收? 与等量吸收?这有甚么问题吗?问题在于实务上我们不知道干扰源的位置,实际上可能到处都是,而且遍在路径上非常多处，或是离你很近。因此要等量吸收,就要让两蕊很靠近, 绞距很密这样干扰对于两蕊的命中率才会”尽可能”等量，我们来看几个位置，为了不要太难理解,我们先给您看一个唯一等量的。

　　如果干扰落于绞距交越处,是最为为理想等量干扰，换到交迭最大的位置,可以看到导体越粗,干扰越近,接收干扰越不等量，上面粗的,一个路径大半在热点黄色区,一个路径全在绿色区域,因此非常容易不等量，下面细的,则相对都在黄色区域,相对容易等量。　　如果落在旋转路径上呢?直径粗的线对互换慢,线对当中一个较为远离干扰,接收到的干扰将容易不等量。直径细的线对互换快,线对当中一蕊虽较为远离干扰,但能较接近,且迅速互换位置,接收干扰等量机会较高。　　如果远离干扰源呢?同样的,线对互换位置是固定的,直径细的线对互换快,迅速互换位置,接收干扰等量非常容易!直径粗的线对依旧互换慢,线对当中一个较为远离干扰,接收到的干扰将容易不等量，让我们再远一点吧　　同样的,线对互换位置是固定的,直径细的线对互换快,迅速互换位置,接收干扰等量非常容易!直径粗的线对依旧互换慢,线对当中一个较为远离干扰,接收到的干扰将容易不等量无庸置疑的双绞线族就是要为差动放大服务较小的导体,紧密对绞后可以频繁,紧密的接近干扰源,透过互换位置来达到较好的吸收能力!

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