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音频科普 | 常见的音频接头都有哪些?

 fjgsd 2023-03-04 发布于广东

今天就给大家介绍一些常用的音频接口,希望大家对音频设备上的接口会有新的认识~
PS:文末可直接查看常用音频插头与接口图览表!

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1、模拟音频接口之TRS接口  

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Warwick Acoustics

日常生活中我们见得最多的就是TRS接口,它的接头外观是圆柱体形状,通常有三种尺寸1/4'(6.3mm)、1/8'(3.5mm)、3/32'(2.5mm),我们最常见的是3.5mm尺寸的接头。

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不同尺寸的TRS接头

2.5mm 接头在手机类便携轻薄型产品上比较常见,因为接口可以做的很小;3.5mm 接头在PC 类产品以及家用设备上比较常见,也是我们最常见到的接口类型;6.3mm 接头是为了提高接触面以及耐用度设计的模拟接头,常见于监听等专业音频设备上。

接下来,为大家分别介绍3.5mm 和6.3mm 两种规格的TRS 接头。

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“大三芯”的构造

3.5mmTRS 接头又叫做小三芯或者立体声接头,这是我们目前看到的最主要的声卡接口,除此之外,包括绝大部分MP3 播放器,MP4 播放器和部分音乐手机的耳机输出输出接口也使用这种接头。

3.5mm 接头提供了立体声(即双声道:左声道和右声道)的输入输出功能,因此一般来说支持5.1 的声卡(6 声道)或音箱来说,就需要3 个3.5mm 立体声接头来连接模拟音箱(3×2 声道=6 声道);7.1 声卡或音箱就需要4 个3.5mm 立体声接头(4×2 声道=8 声道),以此类推。  

它是一种常见的音频设备连接插头,一般用于平衡信号的传输或者非平衡立体声信号的传输,用作平衡信号的传输时候,功能与卡侬头一样。

1/4' TRS 平衡接头能提供平衡输入/输出。除了具有耐磨损的优点外,还具有平衡接头独有的高信噪比,抗干扰能力强等特点。对于一个真正的1/4'TRS 平衡接头来说,其成本将是非平衡的2 倍多。因此采用1/4'TRS 平衡接头的设备一般是高档设备,只有在2000 元以上的专业卡上才可以看到。

2、模拟音频接口之RCA接口

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RCA接口在我们日常生活中也非常常见,音箱、电视、功放、DVD机等设备上基本都有。它得名于美国无线电公司的英文缩写(Radio Corporation of America),上世纪40年代的时候,该公司将这种接口引入市场,用它来连接留声机和扬声器,也因此,它在欧州又称为PHONO接口。我们对它更熟悉的接头称呼则是“莲花头”。

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RCA接口采用同轴传输信号的方式,中轴用来传输信号,外沿一圈的接触层用来接地。每一根RCA线缆负责传输一个声道的音频信号,因此,可以根据对声道的实际需要,使用与之数量相匹配的RCA线缆。比如要组双声道立体声就需要两根RCA线缆。
我们经常会见到“红白黄”三个莲花头并在一根线上。其中,红色接右声道(R),白色接左声道(L),黄色传输视频信号。

3、模拟音频接口之XLR接口  

XLR接口又被称为“卡农口”,这是因为James H. Cannon创立的Cannon Electric公司是它最初的生产商。它们最早的产品是“cannon X”系列,后来改进产品增加了一个锁定装置(Latch),于是在“X”后面增加了一个“L”;再后来又围绕着接头的金属触点增加了橡胶封口(Rubber compound),于是又在“L”后面增加了一个“R”。人们就把三个大写字母组合在一起,称这种接头为“XLR connector”。

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比较常见的三芯XLR接口 

我们通常见到的XLR插头是3脚的,当然也有2脚、4脚、5脚、6脚的,比如在一些高档耳机线上,我们也会看到四芯XLR平衡接头。XLR接口与“大三芯”TRS接口一样,可以用来传输音频平衡信号。这里我们简单说一下平衡信号与非平衡信号。声波转换成电信号后,如果直接传送就是非平衡信号,如果把原始信号反相180度,然后同时传送原始信号和反相信号,这就是平衡信号。平衡传输就是利用相位抵消原理,将音频信号传输过程中受到的其他干扰降至最低。 当然,XLR接口也跟“大三芯”TRS接口一样,可以传输非平衡信号,因此光从接口看,我们是看不出来它到底传输的是哪种信号。

卡农头接线规则:
卡侬头1号是地线,2号是同相端(+,热端),3号是反相端(-,冷端),1接地屏蔽,2接红线,3接白线。如果是不平衡(单端)方式,1、3短接。
只是做连接线时,一个公头、一个母头,就按平衡方式接线,这样的连接线平衡、不平衡方式都能用。
不平衡方式有些乱,有些同仁在某些应用上不认同1、3短接。

4、数字音频接口之AES/EBU接口

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数字音频接口方面,我们其实讲的更多的是传输协议或标准。在接口的物理外观上看,你很难看出它是哪类型的接口。我们首先说一下AES/EBU。
AES/EBU是Audio Engineering Society/European Broadcast Union(音频工程师协会/欧洲广播联盟)的缩写,是现在较为流行的专业数字音频标准。它是基于单根绞合线对来传输数字音频数据的串行位传输协议。无须均衡即可在长达100米的距离上传输数据,如果均衡,可以传输更远距离。

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最常见的采用三芯XLR接口的AES/EBU物理接口 

AES/EBU提供两个信道的音频数据(最高24比特量化),信道是自动计时和自同步的。它也提供了传输控制的方法和状态信息的表示(channel status bit)和一些误码的检测能力。它的时钟信息是由传输端控制,来自AES/EBU的位流。它的三个标准采样率是32kHz、44.1kHz、48kHz,当然许多接口能够工作在其它不同的采样率上。


AES/EBU的物理接口有多种,最常见的就是三芯XLR接口,用来进行平衡或差分连接;此外还有后面要讲的使用RCA插头的音频同轴接口,用来进行单端非平衡连接;以及使用光纤连接器,进行光学连接。

5、数字音频接口之S/PDIF接口

S/PDIF是Sony/Philips Digital Interconnect Format的缩写,它是索尼与飞利浦公司合作开发的一种民用数字音频接口协议。由于被广泛采用,它成为事实上的民用数字音频格式标准。S/PDIF和AES/EBU有略微不同的结构。音频信息在数据流中占有相同位置,使得两种格式在原理上是兼容的。在某些情况下AES/EBU的专业设备和S/PDIF的用户设备可以直接连接,但是并不推荐这种做法,因为在电气技术规范和信道状态位中存在非常重要的差别,当混用协议时可能产生无法预知的后果。 

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采用RCA同轴和光纤接口的S/PDIF接口 

S/PDIF接口一般有三种,一种是RCA同轴接口,另一种是BNC同轴接口,还有一种是TOSLINK光纤接口。在国际标准中,S/PDIF需要BNC接口75欧姆电缆传输,然而很多厂商由于各种原因,频频使用RCA接口甚至使用3.5mm的小型立体声接口进行S/PDIF传输,久而久之,RCA和3.5mm接口就成为了一个“民间标准”。后面我们会具体讲到同轴接口和光纤接口。

6、数字音频接口之同轴接口  

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同轴传输阻抗恒定,传输带宽高,因此能够保证音频的质量。不过虽然RCA同轴接口的外观与RCA模拟接口相同,但线最好不要混用,由于RCA同轴线是固定75欧姆阻抗,因此混用线会造成声音传输的不稳定,使音质下降。  

7、数字音频接口之光纤接口

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光纤接口的英文名字为TOSLINK,来源于东芝(TOSHIBA)制定的技术标准,器材上一般标为“Optical”。它的物理接口分为两种类型,一种是标准方头,另一种是在便携设备上常见的外观与3.5mm TRS接头类似的圆头。由于它是以光脉冲的形式来传输数字信号,因此单从技术角度来说,它是传输速度最快的。

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方头和圆头的光纤接头 

光纤连接可以实现电气隔离,阻止数字噪音通过地线传输,有利于提高DAC的信噪比。然而由于它需要光线发射口和接收口,而这两个口的光电转换需要用光电二极管,光纤和光电二极管之间不可能有紧密接触,从而会产生数字抖动类的失真,而且这个失真是叠加的。再加上在光电转换过程中的失真,它在数字抖动方面比同轴差了很多。也因此,现在光纤接口也开始逐渐淡出人们的视野。

常用音频插头与接口图览表

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如果跃动的音符可以撬动内心深处的情感共鸣,那么音频接口就是这个支点。好了,本篇介绍到这里就结束啦,你学废了吗?

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本文转自简书,作者“一个NPC关注”

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