技術科普

關於平衡式線纜如何焊接“權充”非平衡使用?

關於平衡式線纜如何焊接“權充”非平衡使用?

這個問題困擾行業非常久了.....

許多人都會說:
截面積大就是好!
所以許多人會把內蕊並接
作為內導體
可是這樣並不是好的做法:
 
我們經過多種連接方式對比之後
透過數據告訴您這是很糟的做法!!
並且從物理數據跟您分析原因!
 
我們先看到這個帖子    討論平衡線作非平衡連接
 
我們翻譯如下:
 
您好!
從你最初的問題來看,如果你的系統只是不平衡的,
那麼你應該有一根電線作為“熱的”,把屏蔽和“冷的”電線連接在一起
這是為了減小接地電阻。這一點很重要,因為地面需要緊密連接以減少嗡嗡聲,
因為這主要是一種“暴力brute force”連接。
在某些方面,使用只有少量銅作為屏蔽的電纜是個壞主意,因為它的電阻應該盡可能低。
當然,這完全取決於你連接的是什麼,所以效果會因條件不同而不同。
使用單芯“熱”也會稍微降低對地電容,但不會太大
“Telescoping ground”是一種使用平衡信號的“技術”,也是一種“sop標準操作程式”
以應對設計糟糕、地面管理不正確的gear。
馬特S
 
這位前輩說到了兩個重點
1. 增大接地面積

2. 降低電容


這邊也有一帖討論用話筒線製作吉他線的
許多用戶反應還是使用非平衡吉他專用線來得好些
 
當然我們知道市面上有些 RCA 蓮花線
也是用類似平衡式結構做的
 
例如 AT-EA1000 用做 RCA 蓮花線
或是某牌的吉他導線會用類似平衡式結構
將屏蔽接到發送端另一端屏蔽懸空
 
當然各家接法各有巧妙
那怎麼接會最好
我們就把排列組合全部做過一次
 

 

我們設計了五種平衡線接法
並且與非平衡兩款線對比
透過檢視四個指標整理成下面的表格

測試儀器:Ap  Audio Analyzer apx515
信號位准:選擇了RCA 的電平-10dBv
平衡線纜:
日昇電子 3070101710   2m長
安排了ABCDE 五種接法
 
非平衡線纜:
日昇電子3070100132 GT-6 編織吉他線 2m長
日昇電子3070100031          繞包吉他線 2m長
 
 
各種接法的電容與電阻列表
 物理指標結構說明
  • 部分連接方式因為屏蔽層沒有實際導通,所以電阻值不計入屏蔽層
  • 並接狀態電容與電阻與一般平衡式不同需特別注意
 

頻率回應分析

頻率響應  數據分析:
*所有接法200HZ~10KHZ 傳輸衰減為正值
(因為線纜極短)
 
132 非平衡
平均最佳
高頻表現良好2.5KHZ 以上高頻衰減最少
 
031 非平衡
低頻衰減多

 

D 發送端屏蔽不接接收端冷端與屏蔽並接   
低頻表現較佳
316HZ以下衰減最少
 
A 內蕊並接
平均最差  
7khz 以上高頻衰減最多
 
疑點釋疑:
 
內蕊並接時等於僅利用了
內蕊與外緣的電容值(較高)
雖然電阻值降低50%   
但是電容較高導致了截止頻率下降
*內蕊-內蕊電容55pf/1m
*內蕊並接-屏蔽電容185.8pf/1m
 
這邊再次證明了
我們一直強調的
電容值太關鍵!!
除了看粗細更要看電容值!!

表格上面我們可以看到對照組非平衡的132
電容值雖然高
但是因為導體粗達0.989mm2  因此高頻衰減少
但是卻耗費了大量的銅絲彌補了電容的缺點
 
 

THD+N 總諧波失真+噪音

總諧波失真+ 雜訊數據分析:
E 屏蔽兩端都跳空    數據最差予以排除
 
扣除最差連接方式
所有數據THD+N 差距極小
所有數值
最佳值0.0020310 %    最差值0.0021676%
各種連接方式良莠互現
整體偏離值僅0.0000708% 
差距接近沒有明顯差別
 
疑點釋疑:
 
E 屏蔽兩端都跳空  有兩大缺點
1. 地線較細接地環路形成時會造成較大的壓差         
2. 僅用內蕊傳輸    屏蔽層懸空不接                          
實際上對外的磁場會被反射回到線對造成進一步劣化

因此最差

 
下面是磁場示意圖:
 
A   內蕊並接的結構雖然接地很粗      但是
      實際上內蕊在內部磁場會產生自行抵銷
      屏蔽也與線蕊形成抵銷
      整體磁場將形成一個交錯的上下8字不穩定態



B  冷端並接屏蔽(接地面積最大電阻最低)       雖然不完美
      但等效磁場近似於同軸線    對於外部干擾較少



 

C/D   屏蔽僅單端接地
           外層帶有"0"電壓但沒有實際流動
           分析時需另外看待


 

發送端屏蔽不接   接收端冷端與屏蔽並接
     THD+N 表現較佳
     失真產物也小


THD 總諧波失真分析


總諧波失真數據分析:
  • 頻率越高 THD失真越高
  • 最差連接方式同樣是 "E 屏蔽兩端都跳空"
  • 扣除最差連接方式 E 屏蔽兩端都跳空

所有數據THD 差別
最佳0.001411 %
最差0.004159 % 
*最差發生在D 發送端屏蔽不接    接收端冷端與屏蔽並接 5k23Hz

但是最佳與最差數值與平均值偏離值僅有 
0.0000505%
各種連接方式良莠互現
差距接近沒有明顯差別
 
132 導體最粗
THD平均值次差
沒有嚴重偏離不予以特別解釋
 
E 屏蔽兩端都跳空 THD 最大偏離值0.0029273%
屏蔽層懸空不接,對外的磁場會被反射回到線對
造成進一步劣化,因此最差
 
說明:
此處較為特別THD  數值高於THD+N
這是由於使用%百分比模式+四捨五入進行檢視
如果使用LEVEL查看絕對值THD+N 數值高於THD 
可以確認沒有問題!!
 

失真產物分析

失真產物數據分析:
頻率越高失真產物越高
 
失真產物最差連接方式同樣是 
"E 屏蔽兩端都跳空"
"A 內蕊並接" 平均次差
 
扣除最差連接方式 
所有失真產物數據
最佳-134.3289164dB
最差-112.9324065 dB 
*發生在 B 冷端並接屏蔽 20kHz
 
平均值最大偏離值6.709dB @500Hz
*發生在 C 發送端冷端與屏蔽並接接收端屏蔽不接
 
  • 平均值最佳與最差值0.75dB
  • 全部數據落差高達21dB
  • 各種連接方式良莠互現
  • 中低頻失真最少高頻最多
 
屏蔽兩端都跳空
失真產物平均值差距12.76dB

屏蔽層懸空不接,對外的磁場會被反射回到線對
造成進一步劣化,因此最差
 

各種指標排名匯總

建議聚焦在  頻率回應  與   THD+N
因為:
THD+N數據向下涵蓋THD 
失真產物最高是-112.9324065 dB 
(相對於 -10dBv))相對非常低
影響非常輕微
 

我們拆成非平衡線平衡當非平衡用來看:
   非平衡線兩條各有優點  


   132  由於高頻衰減少
           中高頻會較通透
   031  低頻弱但總諧波失真低
           投入成本低
 






   E 屏蔽不用只用內蕊 
      這一結構頻率回應差
      THD+NTHD 失真產物均為最差 不能用
   A 內蕊並聯
      頻率回應最差  
      THD+N 差 
      失真產物高   不建議使用
   D 發送端屏蔽不接     接收端冷端與屏蔽並接 
      頻率回應低頻表現較佳
      THD+N 低
      失真產物最低
   數據表明指針略優於其他平衡當非平衡的連接方式
   *目前手邊的知識面無法很好的說明原因
     懇請行業前輩不吝來函指教分享
 
結論
 
統合上述數據本次報告結論如下:

1. 非平衡連接請盡可能使用標準的非平衡式線纜
    由於結構正確能獲得正確的電磁場在適當距離之內
    THD+N 都能保持在一定水準之上
 
2. 內蕊並接 
    平衡線當非平衡線用的連接方式
    不建議使用
 

3. E屏蔽不用只用內蕊做為內外導體
    平衡線當非平衡線的連接方式
    不建議使用
 

 

4. D 發送端屏蔽不接    接收端冷端與屏蔽並接  
    失真產物最低  
    低頻回應良好 
    THD+N 也不差 
    如需使用可以嘗試

 

 





 
上述內容基於數據實驗進行分析與表述
如有建議或其他使用經驗  懇請行業前輩不吝來函指教分享
 

 
感謝!!

寧波日鼎同事 周華來與程美琴
協助製作樣品
測試線纜電性能

 
延伸閱讀
 
談論如何用平衡線焊接非平衡線
 
非平衡信號如何針對平衡輸入端進行連接的
瀏覽記錄
    3詢價清單