话筒线基本参数: 制造商一般会从三个方面给出产品的参数: 显然,线缆的电气性能指标对于我们讨论的高频衰减最为关键。为了了解这几款线材的电气性能,我们把各款线材的官网资料查询的参数与实测数据作对比,具体见表2。请注意各项数据的单位不一致。
表2:五款线材的电气性能参数官网与实测数据对比,注意单位的区别。 从上表中可以看出,各款线材的实测参数和官网参数虽然各有出入,但总体上符合,测量设备和测试环境可能是导致这些差别的原因所在。在了解这些电气性能数据之后,我们分别测试在同样环境同样条件下各款线材的幅频响应的差别。我们将输出阻抗设置为100Ω,输入阻抗设置为200 kΩ,这比较接近于现实中音频信号传输的电路阻抗值。
图6:五款线材的幅频响应(20 Hz -80 kHz),Zout=100Ω,Zin=200 kΩ。 可以看出表现最好的是D,在20 kHz衰减仅为-0.04 dB;A、B、D三款线比较接近,在音频频率范围内均无明显衰减,是实际使用中推荐使用的,基本不会造成音质的可听变化。 表现最差的是E,在20 kHz衰减达到-1.47dB;其次是C,在20 kHz衰减约为-1dB。这里应该分别考虑这两款线材,上文提到,E号线的导体结构与其他四款不同,是四芯星绞线,导线多了之后,线间电容自然会较大,因此高频的衰减就会显得比较突出。C号线和A、B、D一样属于两芯屏蔽线,在表2中可以看到其电气性能,特别是导线间电容要高于其他三款,反映在幅频响应上的差异也是比较明显的。现实使用中,这样的衰减导致音响系统的频率响应变差,高频音色会变得黯淡。 需要指出的是,为了便于对比不同线材的高频衰减特性,这里的幅频响应曲线是以1 kHz为参考(即1kHz=0 dB)作归一处理的。实际上,每款线材的电平损耗是不一致的,可以通过测量线材的增益来评估。
图7:五款线材的增益对比图 理论上,话筒线的电平损耗基本和导体的直流电阻成正比,导体直流电阻越高,电平损失越大。实测表明这五款话筒线的电平损耗是基本一致的,这是因为尽管导体的直流电阻有些差异,但是相对于输出和输入阻抗都是微乎其微的,因而电平衰减几乎没有差别。 通过以上两幅测试对比,我们基本可以了解专业音频系统中话筒线对信号传输质量的影响,主要表现在高频的衰减上。而对于非专业设备、输出阻抗设计不合理或被错误设置到很高的情况下,会发生怎样的改变?
0 R/ a" d! g9 \+ u 我们将测试仪器的输出阻抗由100Ω提高到600Ω,来模拟较高输出阻抗设备的信号传输的情况。
图8:五款线材的幅频响应(20 Hz -80 kHz),Zout=600Ω,Zin=200 kΩ。 图中可以看到,输出阻抗为600Ω时,所有五款线材在音频范围内都有明显的衰减,传输线路的幅频响应看上去像是专门设计的低通滤波器了。表现最好的是D号线,其截止频率为11.3 kHz,最差的是E号线,截止频率在5.4 kHz。这样的高频衰减,在实际的系统中当然是决不允许的。好在这种情况在高品质的专业级音频设备中通常不会发生,这些设备通常有设计合理的输出阻抗。
6 B3 k2 a! D6 n$ n! x; Y 而在劣质设备或者非专业设备中,输出阻抗可能很高,这种高输出阻抗的设备是不能够支持信号的长距离传输的。 解决方案与注意事项 在应用中,大规模的音响系统的信号线布线长度经常会超过100米,有时可能超过400米,如体育场作分散环形扩声系统、大型活动多个分会场的声音互联。在长距离信号传输中,应该要了解信号线的线间电容及设备阻抗对模拟音频信号传输质量的影响,并从以下几点避免高频衰减导致的音质劣化。 1.选择低电容线材。正规厂家的产品资料都会给出话筒线导体间电容等电气参数,查看、对比这些参数,选择低电容线材可以减小高频衰减问题。对于未能给出基本电气参数的产品要谨慎。 2.选用输出阻抗低的设备,或者采用线路驱动器、阻抗转换设备。
' h5 ~1 m4 l: R7 D; M 专业音频设备的输入输出接口的阻抗属于基本参数,平时应注意查看设备的阻抗参数。长距离应用时,选择输出阻抗低的设备 线路驱动器或者DI盒可以进行阻抗转换。这类设备的输入阻抗极高,可以有效地从上级设备获得电压信号;输出阻抗较低,可以驱动信号进行长距离传输。很多乐器(包括专业高端的乐器)的输出接口为高阻抗、非平衡输出,在接入音响系统时,务必采用DI盒进行阻抗转换和平衡转换,确保最好的音频传输质量,减小高频信号的衰减、电平损失、电磁干扰等问题。远距离的模拟信号传输,可以在系统中加入线路驱动器,这类设备的输出阻抗极低,可以减小远距离传输的高频衰减。 3.采用数字传输方案。数字音频信号的传输在原理上和模拟信号传输不同,在一些超长距离(达到或超过1km)的模拟音频传输中,即便采用优质的线材也无法避免高频衰减和电磁干扰。数字传输技术的优势可以避免这样的问题,是超远距离信号传输的更佳选择。 |