Можно ли использовать линейный вход как выход

Количество разъемов даже на бытовом ресивере может шокировать, а звуковые карты, синтезаторы, DJ-пульты и другое музыкальное оборудование прибавляет к списку еще дюжину профессиональных портов. К любому разъему нужен свой кабель. От каких зависит качество звука, какие нужно выбирать с мультиметром, а какие не имеют значения?

Аналоговые кабели

Аналоговые кабели бывают балансными и небалансными:

• Небалансные кабели состоят из двух проводов: земли и сигнального провода. Они подвержены наводкам, микрофонному эффекту (перемещения кабеля слышны в колонках), шумам и помехам. Чем длиннее провод, тем более выражен будет неприятный эффект. Для защиты от помех кабели экранируют: провод земли выполняют в виде оболочки, внутри которой размещается сигнальная жила. Экран бывает витым, плетеным, из фольги или электропроводящего пластика. 
• Балансные кабели состоят из трех проводов — двух сигнальных и земли (часто тоже в форме оплетки). Причем сигнал идет по двум проводам в противофазе, а на входе в прибор фаза второго меняется и сигнал складывается. Это увеличивает уровень в два раза, при этом все помехи, появившиеся в самом кабеле, взаимоуничтожаются . На эффекте фазового вычитания основано, в том числе, шумоподавление в наушниках. Чтобы подключение было балансным, входы и выходы подключаемых приборов тоже должны быть балансными. 

RCA

Всем известные колокольчики постоянно встречаются как в бытовой аудиотехнике, так и в диджей-пультах, усилителях и другом профессиональном оборудовании. 

RCA используется для передачи линейного сигнала. Линейный сигнал — наиболее стандартный для аудиотехники, именно им оперируют микшерные консоли при сведении музыки и диджей-пульты при живом микшировании. Микрофонный и инструментальный сигналы приводят к линейному для записи с помощью директ бокса и микрофонных преампов соответственно. Также линейный тип подключения сплошь и рядом применяется в бытовой технике — усилителях, ресиверах, проигрывателях CD и DVD. 

Разъемы RCA легко узнать — они маркируются белым и красным, как в Denon AVR-X250BT

Уровень линейного сигнала сертифицирован:

• Для бытовых приборов: — 10 dBV с номинальным напряжением 0.3162 В RMS
• Для профессиональной техники: +4 dBu с номинальным напряжением 1.2280 В RMS

Существует множество переходников для линейных разъемов. Самый популярный — с RCA на 3,5 мм TRS, например, для подключения плеера к усилителю. Но при подключении CD-плеера в студийный микшер нужно помнить, что сигнал будет тихим из-за разницы в сертификациях. 

Сам акроним RCA означает Radio Corporation of America — эта компания в сороковых годах прошлого века применило их в фонографах. Это позволило проигрывателям подключаться к усилителям. На старой технике такие разъемы назывались Phono. В некоторых виниловых проигрывателях до сих пор встречается маркировка Phono Out.

Линейный выход Phono Out в Pioneer PLX-1000

RCA представляет собой небалансное моно соединение. Из-за этого они очень уязвимы к качеству провода. Его следует выбирать таким коротким, каким это возможно. Требования к любым кабелям довольно просты: чем толще сигнальная жила — тем лучше. Производители не всегда пишут сечение жилы, поэтому понять качество шнура обычно можно по его толщине и жесткости.

XLR

Кабели с разъемом XLR всегда балансные. Они разрабатывались для подключения микрофонов и успешно с этим справляются и поныне. Второй популярный способ использования — передача линейного симметричного сигнала между профессиональной или Hi-End аудиотехникой. Иногда переходники XLR/TS используются для подключения звуковой карты к активным колонкам.

Разъемы XLR бывают двух типов: «мама» и «папа», для гнезд противоположного пола в подключаемом устройстве. Неверно их не подключишь. Благодаря балансному подключению в сигнале нет шумов, а у кабеля — ограничений по длине. Защищенность от помех снижает требования к качеству кабеля, но рекомендуется выбирать шнур с максимально широким сечением и надежными разъемами во избежание скрипов и шуршаний.

TS

Tip-Sleeve — всегда небалансные кабели для инструментального моно сигнала. Обычно оснащаются джеками диаметром 6,5 мм, бывают линейными и инструментальными. Первые часто применяются для передачи сигнала от выходов звуковой карты к активной аудиосистеме. Вторые используются для подключения гитар, басов, синтезаторов и цифровых пианино к усилителю, DI-Box или звуковой карте. Инструментальный кабель экранируют, чтобы он не ловил помехи.

Низкий уровень сигнала и специфическая область применения предъявляют высокие требования к качеству кабеля. Ключевые параметры для определения качественного шнура — емкость и индуктивность. Чем провод длиннее, тем его емкость выше. Чем выше емкость, тем больше кабель становится похожим на конденсатор, который превращает электрическую цепь в фильтр высоких частот. На практике это означает, что инструментальный кабель длиннее 10 метров будет делать сигнал глуше. Поэтому следует выбирать инструментальный кабель с минимальной емкостью и хорошим экранированием, надежными джеками и минимально возможной длиной.

TRS

Tip-Ring-Sleeve — кабели из трех проводов, широко применяемые в профессиональной и бытовой технике. TRS встречается в трех исполнениях:

●        6,3 мм — для студийной и старой бытовой техники: наушников, микшеров, звуковых карт, микрофонов для караоке и т.п. 

●        3,5 мм — самый привычный стереоджек для бытовой аудиотехники: наушников, плееров и смартфонов, акустических систем и т.д.

●        2,5 мм — миниатюрный разъем для портативной техники: гарнитур, сменных шнуров для наушников и т.п.

Существуют десятки переходников с одного калибра на другой, разветвителей и хабов для разъемов TRS. В некоторые встроен ЦАП, позволяющий заменить собой аудиокарту, если в ноутбуке сломался 3,5 мм джек.

Конструкция из трех проводов дает возможность превратить кабель в балансный. При моно подключении к приборам с балансным подключением, это позволяет устранить шумы. При стерео подключении это небалансный кабель, поэтому его качество влияет на качество звука. Слишком длинный (более 10 метров) кабель может привести к потерям высоких частот, рекомендуется обращать внимание на минимально возможную длину. TRS постепенно исчезают из современной техники, стремящейся избавиться от проводов в пользу Bluetooth, Lightning и USB type C. Чтобы подключить любимые наушники к современному смартфону, все чаще используется специальный переходник.

SpeakON

Спикерный кабель передает сигнал от усилителя к колонкам. Это уязвимая часть аудиосистемы, и от качества кабеля зависит качество аудио. Чем меньше сопротивление жилы, тем меньше будет потерь сигнала. Чтобы уменьшить сопротивление, производители увеличивают сечение кабеля, используют проводники из бескислородной меди и доходят до абсурдных аудиофильских решений, разбираемых на мемы. Однако на практике серьезно навредить звуку можно только при использовании шнура длиной в десятки и более метров. 

Спикерные кабели делают без экранирования.

Цифровые кабели

AES/EBU

Audio Engineering Society/European Broadcast Union — цифровой формат передачи данных на скорости до 3 мегабит в секунду. Разработан в восьмидесятых для профессиональной техники и мультиканальной передачи звука, поэтому его редко можно найти в бытовой аппаратуре. Определенную популярность получил только в устройствах класса Hi-End. В качестве интерфейса используется разъем XLR, но для передачи данных на большие расстояния применяются специализированные кабели, чтобы избежать потерь данных. Микрофонные кабели обладают слишком большой емкостью, поэтому портят сигнал и не годятся для AES/EBU.

S/PDIF

Sony-Philips Digital Interconnection Format — бытовая инкарнация AES/EBU, разработанный в конце восьмидесятых цифровой формат передачи звука со скоростью до 3 мегабит в секунду. Это намного больше необходимой для передачи стерео с CD скорости, поэтому по S/PDIF можно передавать и многоканальный звук форматов 5.1 и 7.1 со сжатием. Такой порт встречается во многих DVD-проигрывателях, ресиверах, ТВ и других бытовых устройствах. 

Интерфейс S/PDIF может быть цифровой и оптический Toslink (о нем ниже). В первом случае используются привычные RCA-кабели, во втором — оптоволокно. 

Все RCA-кабели — коаксиальные (сигнальный провод у них запечатан в экранный, все кабели такой конструкции называются коаксиальными), но сложилось так, что именно напротив цифрового разъема S/PDIF на бытовой технике пишут «coaxial». 

Коаксиальный вход на усилителе Denon PMA-800NE

Формат очень требователен к качеству кабеля, по которому течет как сам цифровой поток, так и синхронизирующая информация. Последняя необходима, чтобы принимающее устройство опознало и привязалось к передающему, иначе будут появляться артефакты, именуемые джиттером — треск, гудение, шум и т.п. Как правило, в джиттере виноват именно некачественный кабель. Однако это имеет значение только при больших расстояниях. Обычный качественный RCA в пределах двух метров отлично справится и с цифровой передачей данных. Если же нужен более длинный шнур, тогда по стандарту его сопротивление должно быть 75 Ом.

Когда-то с помощью SPDIF даже подключался CD-привод к аудиокарте. Современная техника переходит на HDMI, но часто телевизоры имеют только цифровой S/PDIF для вывода звука.

Чтобы подключить к такому ТВ внешнюю акустику, понадобится преобразователь цифрового сигнала в аналоговый с обычными RCA выходами.

Toslink

Toshiba Optical Link — оптический интерфейс для S/PDIF. По своей сути представляет собой коаксиальный кабель, в котором вместо сигнального провода используется оптоволокно. 

Это дает кабелю полную защиту от электромагнитных помех и некоторых других проблем, но прибавляет больше требований к кабелю. 

Toslink часто носит маркировку Optical, как на DENON DCD-600NE

Из-за хрупкой оптоволоконной сердцевины дешевые кабели легко ломаются, а дорогие оказываются очень жесткими и не подходят, если нужно проложить шнур с перегибами. При передаче данных на большие расстояния сигнал легко теряется, появляется джиттер, поэтому кабель Toslink длиннее пары метров должен быть максимально качественным.

ADAT

Alesis Digital Audio Tape — разработанный в девяностых годах формат передачи многоканального звука. В то время он умел передавать 8 каналов в разрешении 48 кГц по одному проводу для записи на кассету S-VHS. Современная версия S/MUX умеет также передавать 4 канала с частотой семплирования 96 кГц, или 2 канала для аудио в 192 кГц. 

ADAT в варианте S/MUX на звуковой карте Tascam SERIES 102i

В качестве интерфейса применяется оптический разъем TosLink, иногда промаркированный как ADAT Lightpipe. ADAT, наряду с S/PDIF, часто встречается в современной профессиональной технике — звуковых картах, ЦАПах, микшерах.

Word Clock

Разъем Word на Tascam US-20×20

Иногда на профессиональных звуковых картах или ЦАП класса Hi-End (а также в ресиверах, усилителях и проигрывателях, оснащенных таким ЦАП) можно найти разъемы Word Clock просто Word, похожие на колокольчики. Этот порт используют цифровые подключения S/PDIF, AES/EBU и ADAT для более точной синхронизации между устройствами. По Word Clock передается синхронизирующий сигнал, позволяющий избежать джиттера и эффекта рассинхронизации звука с изображением в домашних кинотеатрах. В качестве интерфейса используется разъем BNC и коаксиальные кабели, требования к ним такие же, как к S/PDIF.

MIDI

Такие кабели передают MIDI информацию от синтезаторов, миди-клавиатур, процессоров эффектов и другой музыкальной техники к звуковой карте или контроллеру. Состоят из двух сигнальных кабелей в экране и 5-контактного разъема DIN (используется только 3 контакта). Управляющей информации передается не очень много, поэтому особых требований к MIDI-кабелям не предъявляется, любой исправный шнур длиной до 15 метров будет передавать сигнал без потерь и ошибок.

HDMI

Современный цифровой стандарт для бытовой техники передает видео и многоканальный звук. Есть два типа сертификации кабелей HDMI: Standard (разрешение видео до 1080i) и High Speed (видео до 4K с 3D и Deep Colour). Оба поддерживают передачу многоканального звука до 7.1 с частотой дискретизации до 192 кГц.

Любой исправный кабель длиной до 5 метров не будет портить качество изображения и ловить помехи. Для больших расстояний следует выбирать качественные кабели, здесь следует общее правило: чем более толстый и более жесткий — тем лучше.

USB

Множество аудиокарт, ЦАП, наушников, микрофонов, усилителей и ресиверов подключаются к компьютеру с помощью интерфейса USB. Самая популярная версия все еще остается 2.0, обеспечивающая скорость до 480 Мбит/с (хотя где-то 300 мбитс будут ближе к реальности). На практике этого хватает для одновременной записи около 50 треков в разрешении 48 кГц24 бит. 

При увеличении частоты дискретизации вдвое, количество возможных треков уменьшается в два раза, поэтому для записи аудио в высоком разрешении лучше подойдет аудиокарта с интерфейсом USB-C. Он по характеристикам соответствует USB 3.1 (скорость до 10 Гбитс, в 20 раз быстрее). Также USB-C умеет работать в альтернативных режимах, заменяя, в частности, Thunderbolt и HDMI при наличии маркировки совместимости и соответствующего переходника. 

Аудиофилия добралась и до USB кабелей, в Сети можно найти сравнения звучания дорогих шнуров. Такое случилось из-за того, что USB передает данные без проверок сумм на предмет утраты пакетов, как в HDMI. Однако на практике это не критично, и для небольших расстояний достаточно обычного качественного USB кабеля, чтобы получить четкий сигнал без потерь. 

Firewire (IEEE 1394)

Уходящий в закат разъем Firewire когда-то широко применялся в звуковых картах, ЦАП класса Hi-Fi и в студийной технике. Хотя первая инкарнация 1394a даже уступала USB 2 по теоретической скорости (до 400 Мбитс). На практике она могла похвастаться более стабильным подключением, меньшими потерями данных и меньшей задержкой при записи.

Главная проблема с Firewire не в качестве шнура, а в качестве контроллера: для стабильной работы нужны контроллеры сертифицированных для конкретной аудиокарты производителей. Встроенный в материнскую плату дешевый чип часто оказывается бесполезен.

Thunderbolt

Хорошо известный владельцам Mac разъем обладает скоростью до 40 Гбс в актуальной инкарнации Thunderbolt 3. Сегодня разъем используется в студийных звуковых картах и пытается пробраться на рынок пользователей Windows, появляясь в материнских платах.

Thunderbolt является продолжением и заменой Firewire, поэтому к ПК с современным разъемом можно подключить звуковую карту с 1394 с помощью переходника. 

Заключение

Беспроводное подключение постепенно вытесняет кабели в бытовой технике, Bluetooth колонки заменяют аудиосистемы, а саундбары уже научились передавать по воздуху многоканальный звук и конкурируют с домашними кинотеатрами. Современные кодеки позволяют передавать сигнал в высоком разрешении без каких-либо потерь. Но пока старая техника еще работает, в продаже всегда можно будет найти соответствующие шнуры и переходники.