(本文譯自 dplay 的 Balancing
Act,by Jay Rose:Clio and Emmy winning sound designer, industry
journalist, Cinema Audio Society member, and former officer of the Audio
Engineering Society.)
你如何連接麥克風和其他設備,對所錄製音軌的品質,可以產生大的差異。
為什麼有雜音
如果你的音軌為雜音和低頻哼聲所困擾,它很可能是接線產生問題。解決方法不難也不貴,而且也行之百年了。音訊平衡式連接,是電話公司所採用的第一個方法,能以低品質電線把電話傳送數百哩之遙,而且還沒什麼雜音。到今天也是基於同樣理由,被很多專業音響所採用。
問題是,電線同時也是天線。當你把麥克風插進攝影機,或者 DAT player 連上 NLE (Non-linear editing system),得到的不是只有你所想要的聲音而已。任何附近的電場也都會被收進線裡,增加了一點電壓,而機器無法判斷它跟你想要的聲音有何區別。你也無法迴避這些電場,它們是由其他任何一條帶電的線產生出來的,包括視訊、timecode和
data cable,都會在音軌加上各種高頻嘰喳聲響。
廠商在信號線上覆蓋一層遮蔽網,藉以減少這種天線效應,通常是用銅編或者金屬箔片製作。遮蔽網連到 ground,在干擾到達信號線中心導體之前把它旁路掉。這是為什麼 phono、BNC和
TV cable 插頭,都有一個中心針(pin)和金屬的外殼:pin 接信號,外殼與遮蔽網相連。
呸 ~ 哼聲
當然,很多地方最大的電流,還是在供給電燈和插座的電線裡,它們的輻射非常多。Cable 遮蔽網對電線所發出來的 60 Hz 干擾,不是很有效。還好,要拾取這種干擾所需的天線,比撿拾從視訊或 tomecode 而來的高頻干擾要長得多。在使用短線連接的小型剪輯設備,拾取的 60 Hz 干擾的量,相對於音訊電平非常小,干擾影響也很小。不過,拍攝中使用長麥克風 cable,或者複雜的後製系統(我的攝影棚有大約 3500 呎的類比接線),哼聲就會變成很大的問題。此外,同樣用來防止高頻干擾的遮蔽網,也有促成哼聲的可能。
關於 ground
loops
人們因為不瞭解語意而發出「嗯」的聲音。音響迴路發出哼聲,因為不知道「無聲」該像什麼聲音?開始錄音之前突然提高攝影機的音量,或者在你剪輯的組曲中發出穿梭來回的聲音,敏感的電路需要一個它們能確定為零伏特的參考準位。它們會將輸入信號與參考準位比較後,來決定放大或處理這個差異,隨後也會以參考準位為基準輸出一個電壓。設計者在一件器材中指定一個點(通常連接到基座 (chassis) 或 電源插頭的 grounding pin),然後稱它做「ground」:器材中所有的電壓,全部都以它為測量基準。
這在單一器材來說是可以的,但是當你把兩件器材連接在一起時,兩個都必須同意該參考準位。既然 cable 兩端至少有一必須連接到 ground,通常的設計是用它將兩裝置的參考點連接起來。系統簡單是行得通的。
但是記住,遮蔽網是會從建築配線拾取到哼聲的。 如果遮蔽網攜帶電流 – 而它又是音響路徑一部分,那不可避免的
– 它會有一些小電位降。這兩項因素都意味著,兩裝置將會有些微的「參考」差異,並且不斷地變化著。輸入電路無法分辨這種變化不是信號的一部分,所以也將之放大了。又一次,對使用短線連接的簡單 NLE來說,這個干擾還可以忍受,但在一個複雜的攝影棚中,它就變成哼聲雜音了。
所謂「60 Hz
哼聲」並不是剛好 60
Hz。當電力線頻率導入音訊迴路時,它們會產生諧振。60 Hz
基礎的信號同時也會讓 120
Hz、240 Hz
產生哼聲,在頻帶中向上發展。這也是為什麼濾波器無法移除哼聲的原因 …
你得在源頭就搞定它。
複雜組合還有其他的問題。如果其中有多個 ground
路徑,它們將形成一個很有效率的,60 Hz
雜訊捕捉天線迴路。這些「ground
loops」幾乎無法預測,因為你不知道器材內部的細節,即使很簡單的組合也可能突然發生 …
特別是兩台音響器材,透過電源插頭的 grounding
pin,而共用了 ground
連結的時候。在實際的攝影棚中,情況更嚴重:非音頻 cable –
RS232,RS422
control,video
wires,甚至 cable TV –
都有它們自己的
ground。
平衡式接線 Balanced
Wiring
專業器材用緊密相鄰兩導體加以絞繞的方式解決這個問題。音訊在這些線裡面,一個以正的方向流動,同時另一個以負的方向流動,互相平衡。機器只看線彼此間的電位差,其他的都忽略掉。仍然存有一個 ground
遮蔽網,用來防止高頻干擾,而它有可能形成「哼聲捕捉天線」--
特別當還有其他 ground
連結存在時。不過既然 ground
非屬於音訊路徑的一部分,就沒人理它了。
大部分現在的電路內部不使用平衡式接線。內部接線或印刷電路很短,沒有雜訊拾取的困擾。不過他們會在信號離開前加以平衡,而不平衡任何進來的。這很容易用 OP
或 transformer
達成。
平衡線也消除其他非從 ground loop
來的雜訊。兩導線緊密相連絞繞,所以任何輻射到此 cable
的干擾,都會被兩導線平均拾取。但是記住:機器只尋找兩導線間的電位差。而雜訊在兩線中是一樣的,所以機器聽不到它。
平衡式接線的其他好處
如果單導體有遮蔽的 cable
會像一個天線,為什麼兩導體平衡式接線不會變成兩倍天線作用?
答:確實會。從視訊或電腦 cable
來的雜訊,會被每一個導體拾取。但是記住,平衡式輸入只管兩線間的電位差。干擾平均輻射到每一條線上,它們在線彼此間沒有造成電位差!平衡輸入甚至看不到干擾的存在。
或者我們用下表來呈現:
Conductor Audio Signal Noise Total on wire
Black +1
v +1 v +2
v
White -1
v +1 v 0
v
Transmitted difference 2
v
Received difference 2
v
平衡式接線的雜訊免疫力,是它也被高速電腦網路採用的原因。Category-5 cable
包含有四對緊密絞繞的絞線對。事實上,如果你的平衡式輸入/輸出電路夠好,你可以用 Cat-5 cable
做專業音響連接!
「Star
Quad」是四導體遮蔽平衡式
cable。四個導體形成一個比兩導體更緊密,更結實的組裝,因而也能抵擋更多的雜訊干擾。如果你使用「Star Quad」,必須在每一端,將兩對類似顏色的導線分別捆綁在一起,讓它變成兩導體
cable。不要嘗試將它用作兩對平衡式絞線對,連接不同信號: 這樣一點都不會帶來抑制雜訊的好處。
你無法用接頭判斷一條線
平衡式接線有時稱作 XLR
接線,因為它經常使用一種 3-pin
的接頭。但是把 XLR
插頭或插座假設是平衡式的,是很危險的一件事。雖然大部分廠商把這種接頭用在平衡電路,還是有些例外的,好好查看機器的規格。
把別種接頭當作非平衡式的,同樣可能為你帶來麻煩。有些廠商基於省錢或省空間,以三導體的 phone jack
處理平衡信號。 從機器前面板看,這些看起來跟兩導體非平衡插座是一樣的。 不過如果你連接一個三導體 phone
插頭 --
也稱作 Tip-Ring-Sleeve,或 TRS -- 它是可以攜載平衡信號的。再一次,檢視規格。
平衡式連接只有兩端都是平衡的時候才有平衡作用。 如果 Cable 內部有一條線的一端短路到
ground,整個就變成非平衡的了。這很容易發生,只要:
l 將一端插進非平衡電路
l 使用 XLR-to-Phone
或 -RCA
的轉換接頭
l Cable
損壞了
所以別做這些事。
TRS 插座(很多小型 mixer 可見)一定要做平衡式接線嗎?
最糟糕的是,以立體
Y 分歧
cable,將信號分為兩
channel。你可以在
Y 的每一端聽到信號,不過信號是極性相反的。之後如果聽
mono,它們將彼此抵銷,聲音不見了。
連接平衡式和非平衡式設備
如上面所提到的,只要有線的一端做了非平衡式連接,整件事就變成非平衡了。所以為了達到最大的雜訊免疫力,你應該使用平衡轉接器。
如果要連接平衡式麥克風到 prosumer
camera,從 BeachTek
或 Studio 1
用一個小的 transformer
adapter,或者靠近 camera 的地方放一台 mixer(當然是要有平衡輸入的)。這是要 run
長距離麥克風線,又避免拾取雜訊的唯一方法。
非平衡消費性輸出連到平衡專業輸入--例如,從音效卡連到專業 VTR
--就有點複雜了,因為電壓準位也不一樣。這種情況下,最好的對策是為電腦找一個平衡式介面。這是一種小盒子,有一個 -10dBV
的非平衡輸入(通常是一個
RCA插座), 和一個 +4dBm 的平衡輸出(一個XLR
母座)。從 source
端以很短的線連到 RCA
插座,另外以平衡 XLR cable
連到專業器材,需要多長就多長。類似的介面也可以用來連接平衡訊源到非平衡器材。費用大約每 channel $50 -
$75。
如果你不需要平衡式連接,也不 care
準位,那麼從下面方案開始。 它們適用在最現代的器材 …
不過有一點古怪。
* - Some
balanced phone-plug inputs are designed so that you can plug an unbalanced
two-conductor plug directly into them.
* - If the
source has a transformer output (some high-end gear and most of the classic
stuff), connect this to ground as well.
如果你要連接一個 +4dBm
專業平輸入,到 -10dBV
非平衡 prosumer
設備,而你不 care
平衡與否,但卻想調整準位。用一些電阻:
* - You'll
need this jumper if the source has a transformer output. It may cause problems
with transformerless devices.
(編按: 以下小段落為討論讀者對此計算的疑義,結論是兩者都對。 此處省略,有興趣讀者請自行點閱原文。)
非平衡式接線的撇步
如果你的設備都是非平衡式的,而且接線都很短,將沒有地方可以使用平衡轉換器。如果願意做一點焊接,還是可以減少哼聲的:
1. 使用與平衡式接線相同的,兩導體有遮蔽的
cable。
2. 每一端連接「hot」導體 --
通常白色的 --
到 phono
或 phone
插頭的中心
pin。
3. 另一導體連到插頭的
sleeve。
4. 現在是撇步了,連接 cable
的編織或箔片遮蔽網,到只有一端的 sleeve。用熱縮套或膠布,確實防止遮蔽網接觸到另一端的任何東西。
5. 遮蔽網的同一端連線維持一致 … 一個方法是,遮蔽網的一端始終連接在接線排或者 mixer 上,另一端保持不連接狀態。
沒有留言:
張貼留言