Obtener el mejor sonido de la configuración de sus auriculares puede ser un acto de equilibrio, pero ¿tiene que serlo?
Una fuente típica de auriculares (amplificador, DAP, etc.) admite un desequilibrado conexión de auriculares Piense en ese conector redondo de ¼” para auriculares en su estéreo o en el enchufe de 3.5 mm en su teléfono (no i). Sin embargo, cada vez es más común que los fabricantes también incluyan equilibrado conexiones de auriculares en sus dispositivos.
Si bien alguna vez estuvo dentro del alcance de los equipos profesionales o de gama ultra alta, las conexiones balanceadas han encontrado recientemente su camino hacia productos de consumo de menor precio. La idea, sin embargo, no es nueva. De hecho, el amplificador de auriculares balanceado HeadRoom Blockhead se introdujo en 1999.
Para confundir las cosas, algunos amplificadores tendrán salidas etiquetadas equilibrado y de un solo extremoen vez de equilibrado y desequilibrado. Entonces, ¿qué es single-ended y es diferente de desequilibrado? Para responder a esta pregunta, tenemos que dar un pequeño rodeo a través de la teoría de la amplificación.
¿Extremo único o diferencial? ¿Desequilibrado o Equilibrado?
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Una estructura básica del circuito amplificador se conoce como de un solo extremo. En un amplificador de un solo extremo, la señal siempre permanece completa y es manejada en su totalidad por los dispositivos amplificadores (tubos o transistores). En este tipo de estructuras de circuitos solemos tener dos referencias de tensión importantes: la propia señal y la tierra.
La otra estructura amplificadora básica se conoce como diferencial (o empujar tirar). Un amplificador diferencial tiene pares de dispositivos, cada mitad de un par amplifica fases opuestas de la señal. La amplificación diferencial puede lograr una mayor potencia y una mayor eficiencia que la amplificación de un solo extremo (con las mismas partes).
Un amplificador diferencial solo se preocupa por la diferencia entre las fases, por lo que las no linealidades, la ondulación de la fuente de alimentación y la interferencia tienden a cancelarse una vez que se recombinan las fases. Las fases (positiva y negativa o fría y caliente) son las dos referencias de tensión importantes para la amplificación diferencial.
Si bien los amplificadores de un solo extremo tienden a tener conexiones no balanceadas y las salidas balanceadas tienden a ser impulsadas por amplificadores diferenciales, estas no son reglas escritas en piedra. Este cuadro incluye solo un puñado de amplificadores más conocidos, pero es de esperar que ilustre las taxonomías involucradas.
Conexiones de nivel de línea
Las conexiones no balanceadas y balanceadas son posibles entre dispositivos (por ejemplo: fuente o DAC a amplificador, incluidas entradas y salidas) y también entre una fuente o amplificador a auriculares (solo salida). Estas conexiones no son, de hecho, las mismas.
Las conexiones de nivel de línea no balanceadas generalmente se implementan con conectores RCA para audio, mientras que las conexiones de nivel de línea balanceadas generalmente utilizan conectores XLR duales de 3 pines para la entrada y la salida. En ambos casos, normalmente se utiliza un conector para cada canal de audio (izquierdo y derecho).
Si encuentra estas conexiones depende de la complejidad de su configuración personal y de si la fuente, el DAC y el amplificador están contenidos en un dispositivo integrado o están conectados a través de cables externos. Ciertamente, las conexiones de nivel de línea balanceadas normalmente solo aparecen en equipos de gama alta.
A la industria le gustaría equiparar las conexiones equilibradas con la fidelidad máxima, costosa y de alto nivel; sin embargo, este no es necesariamente el caso. En este artículo discutiremos la tecnología detrás de las conexiones balanceadas y no balanceadas y si hace una mejora apreciable, o incluso una diferencia, en la calidad del sonido.
Fuentes o amplificadores balanceados
Como se explicó anteriormente, el término «amplificador balanceado» es algo inapropiado. Equilibrado y desequilibrado son tipos de interconexiones entre dispositivos; estos términos no se refieren a arquitecturas de amplificadores específicas. Por lo general, cuando ve la frase «amplificador balanceado» se refiere a un diferencial amplificador sin tierras compartidas y salidas balanceadas.
Una ruta de señal verdaderamente equilibrada y diferencial desde la fuente hasta la carga requiere el doble de circuitos y, por lo tanto, es más costosa de fabricar, pero puede producir una mejora audible. Esto a veces se denomina ‘mono dual’ para indicar que cada canal está completamente aislado del otro.
Conexiones desequilibradas
En los términos más simples, transferir una señal de audio a un solo controlador de auriculares requiere un par de cables para crear un bucle. Este bucle conecta el audio fuente y el carga (controlador de auriculares). Para un par de auriculares, hay dos cables conectados a cada canal: dejó ‘L’ y derecha ‘R’. Cada par de cables proporciona una referencia de voltaje; es la diferencia entre estas referencias lo que impulsa nuestros auriculares. Funciona de la misma manera para conexiones de nivel de línea entre componentes.
Las conexiones no balanceadas derivan su nombre de la impedancia relativa a tierra de las dos conexiones en cada canal: caliente o positivo ‘+’ y suelo o negativo ‘-‘. Debido a que la impedancia a tierra difiere, llamamos a la conexión desequilibrada.
En una configuración de auriculares desequilibrada, las conexiones a tierra de ambos lados a menudo están unidas, por lo que es posible que el cable de los auriculares solo tenga 3 cables: L, R y tierra compartida. Sin embargo, la mayoría de los auriculares de buena calidad tienen un cable separado desde cada terminal negativo del controlador de los auriculares a lo largo del cable. Estas tierras individuales se unen en el conector de enchufe.
El tipo de conector de auriculares más común es el no balanceado y tiene tres contactos para L+, R+ y compartido -. Esto se conoce como TRS (Punta, Anillo, Manguito) conector.
Inconvenientes de las conexiones desequilibradas
Un posible efecto secundario negativo de una conexión desequilibrada (nivel de línea o auriculares) es la posibilidad de ruido, interferencia o tararear para ser introducido a la señal. Debido a que la tierra está conectada, las corrientes descarriadas de las fugas del transformador de la fuente de alimentación o capacidad puede convertirse en parte de la señal de audio.
Estas corrientes pueden introducir zumbidos audibles no deseados u otras interferencias en conexiones desequilibradas. Además, se culpa al suelo compartido entre canales desequilibrados diafonía. La diafonía es esencialmente una fuga de señal no deseada (o acoplamiento) entre canales de audio. Si bien la diafonía es una de las medidas de audio básicas, tenga en cuenta que rara vez causa problemas de audio en los equipos modernos.
Estos inconvenientes hicieron que los equipos de audio profesionales requirieran un método de conexión diferente para evitar el ruido no deseado o la degradación del audio. Así nacieron las conexiones balanceadas.
Conexiones equilibradas
A equilibrado la conexion tiene dos fases de la señal por canal Cada fase tiene una impedancia igual con respecto a tierra, de ahí el nombre equilibrado. La ventaja de las conexiones balanceadas sobre las conexiones no balanceadas es rechazo de ruido de modo común.
Se denomina ruido de «modo común» porque la dirección de las corrientes de ruido que aparecen simultáneamente en los lados positivo y negativo es la misma; no aparece un diferencial de voltaje de ruido en los dos lados. El ruido de modo común puede generar interferencias de radiofrecuencia (RFI) en los cables.
Debido a que cualquier interferencia se imprime por igual en la impedancia igual de las dos fases, esa interferencia de modo común se cancela. Esto puede ser especialmente útil en configuraciones profesionales que requieren cables de transmisión muy largos (como micrófonos) con poco ruido.
Una mirada matemática a la señal y el ruido
En términos matemáticos, podemos ver cómo se elimina el ruido de una conexión balanceada.
Señal: S
Ruido: norte
Conductores: C1 y C2
| Desequilibrado | Equilibrado |
|---|---|
| C1 = S y C2 = 0 | C1 = S/2 y C2 = -S/2 |
- Para una conexión no balanceada, cada señal viaja a lo largo de un conductor.
- Para una conexión balanceada, cada conductor contiene la mitad de la señal desfasada.
Cuando se agrega ruido a cada conductor, las ecuaciones anteriores se convierten en:
| Desequilibrado | Equilibrado |
|---|---|
| C1 = S + N y C2 = 0 | C1 = S/2 + N y C2 = -S/2 + N
C1 – C2 = (S/2 + N) – (-S/2 + N) = 2S/2 + N – N = S |
- Para una conexión no balanceada, el ruido se agrega de manera desproporcionada al conductor de señal de alta impedancia, lo que resulta en una contribución neta de ruido en la salida.
- Para una conexión balanceada, el ruido se agrega a ambas fases por igual y se cancela, dejando solo la señal.
Inconvenientes de las conexiones equilibradas
A primera vista, las conexiones balanceadas parecen tener muchas ventajas sobre las no balanceadas, ¡así que claramente balanceadas deben ser la elección del audiófilo! Desafortunadamente, nada es tan fácil como parece. Aunque en ciertas aplicaciones una conexión balanceada es, de hecho, superior, no viene sin inconvenientes.
Si bien las conexiones balanceadas reducen el zumbido y la interferencia, los enfoques diferenciales habituales para impulsar las salidas balanceadas también pueden afectar la calidad del audio porque el salida de fuente impedancia se duplica efectivamente. El ruido de salida aleatorio también se duplicará porque hay dos amplificadores en lugar de uno.
Las conexiones y los circuitos diferenciales balanceados son, por su propia naturaleza, más complicados que los de un solo extremo no balanceados. Esto puede introducir aún más imperfecciones audibles. Aunque los efectos sobre el papel de los circuitos adicionales generalmente se consideran inaudibles, es posible que el sonido se degrade debido a cómo se implementa el circuito.
La calidad de la implementación del circuito balanceado es primordial; de lo contrario, es posible que los beneficios teóricos no superen los problemas potenciales de interferencia o ruido con una conexión no balanceada.
Las conexiones equilibradas son más potentes y rápidas
Un par de cosas surgen a menudo cuando se discuten los beneficios de las conexiones balanceadas. Equilibrado proporciona más potencia y una respuesta más rápida. Si bien es cierto, ¿ofrece esto alguna ventaja en el mundo real?
Si bien una gran mejora en la potencia parece una ventaja, es importante tener en cuenta que más potencia no equivale a una mejor calidad de audio. Si el amplificador puede controlar fácilmente los auriculares, una gran cantidad de potencia no ofrece necesariamente ningún beneficio sónico.
Proponentes equilibrados como Headphone.com declaran que «la unidad equilibrada ofrece un aumento notable en el rendimiento de audio debido a la duplicación del voltaje del amplificador velocidad de subida…”. La velocidad de respuesta habla de la velocidad de un amplificador. Se define como la velocidad máxima a la que un amplificador puede responder a un cambio brusco del nivel de entrada.
Una vez más, es importante tener en cuenta que «suficientemente potente» y «suficientemente rápido» son conceptos reales. Es muy posible diseñar componentes mucho más allá de los niveles audibles. Si algo no es audible, mejorarlo aún más no produce ninguna mejora. NwAvGuy va más allá al decir,
Cables y conectores para auriculares
Los cables de los auriculares vienen con una variedad de conectores, y puede ser difícil para los no iniciados diferenciar entre balanceados y no balanceados. Para el propósito de esta discusión, nos estamos enfocando en el extremo del cable que se conecta a la fuente, no a los auriculares (ya que el conector de la copa de los auriculares no determina que no estén balanceados o balanceados; todos los controladores de los auriculares están inherentemente balanceados).
Tipos de conectores de auriculares no balanceados
Si el cable de los auriculares viene con un cable estándar de 3 polos TRS conector estéreo, debe estar no balanceado, sin importar si es un conector más grande de 6,35 (¼”) o más pequeño de 3,5 mm (⅛”). Una conexión de 3 polos significa que las tierras están unidas y no funcionarán con una salida balanceada típica.
No es posible convertir un cable de auriculares no balanceado en una conexión balanceada con un adaptador, ya que no hay forma de desatar estas conexiones a tierra. Sin embargo, reemplazar el enchufe con un conector balanceado es una opción.
- Pentaconn L- (primer anillo desde la punta) y R- (tercer anillo desde la punta) no deben conectarse.
- Tierra Pentaconn (manguito) a tierra SE TRS (manguito).
- Pentaconn L+ (punta) a SE TRS L+ (punta).
- Pentaconn R+ (segundo anillo desde la punta) a SE TRS R+ (anillo).
Por el contrario, un cable de auriculares balanceado se puede convertir fácilmente para usarlo con una salida no balanceada. Esto simplemente requiere un adaptador compatible que una las dos líneas negativas y tenga un conector que se ajuste a la fuente.
Tipos de conectores de auriculares balanceados
Tradicionalmente de 4 pines XLR Se han utilizado conectores para la conexión entre cables de auriculares balanceados y un amplificador de auriculares. Si bien son apropiados en situaciones de audio profesional donde se aprecia el tamaño más grande y la construcción resistente, los XLR son conectores de auriculares domésticos pesados y torpes. Para dispositivos portátiles, son francamente ridículos.
Algunos fabricantes adoptan el enfoque «más es mejor» y en realidad utilizan conexiones XLR duales de 3 pines entre un auricular balanceado y el amplificador. Uno para cada canal izquierdo y derecho (lo mismo que se hace con las interconexiones balanceadas a nivel de línea).
2,5 mm TRRS Las conexiones se están convirtiendo rápidamente en la norma para el uso de auriculares balanceados portátiles. El tamaño más pequeño no solo es ideal para dispositivos pequeños, sino que también prohíbe la inserción accidental de un enchufe de 3,5 mm de un solo extremo y proporciona los 4 polos discretos necesarios para un funcionamiento equilibrado.
Si bien no es un cable para auriculares, se debe tener en cuenta que se puede presentar un posible problema de zumbido al conectar una fuente portátil a un dispositivo no portátil con una conexión a tierra verdadera. Por ejemplo, un DAC o DAP que funciona con batería conectado a un amplificador de auriculares doméstico. Si bien no es un problema con las conexiones no balanceadas, el uso de una conexión balanceada de 4 polos (como el TRRS de 2,5 mm) puede producir un ruido no deseado debido a las diferencias entre las referencias a tierra.
Como habrás adivinado, la falta de estandarización es sin duda un factor con los conectores balanceados, lo que genera una gran cantidad de adaptadores y mucha confusión. Hay siete tipos diferentes de conexiones balanceadas para auriculares y una adicional específica para electrostático auriculares:
- XLR de 4 pines (estándar de amplificador de auriculares no portátil común)
- XLR doble de 3 pines (estándar)
- Mini XLR de 4 pines
- TRRS 3,5 mm (utilizado en una conexión de copa balanceada en Oppo PM-3, Hifiman HM-901 y Geek Out v2)
- TRRS de 2,5 mm (utilizado por Astell y Kern, Onkyo, HiFiMan y Little Bear)
- Kobicon miniatura Auto-IRIS de 4 pines (relativamente raro pero encontrado en Ray Samuels RSA y amplificadores de auriculares balanceados Centrance)
- Pentaconn de 4,4 mm y 5 polos (utilizado por Sony)
- Conector de 5 polos para auriculares electrostáticos
Ejemplos de conexión balanceada del blog de audio DIY:
Conclusión
Como hemos visto, no existe una respuesta simple y clara para saber si una conexión equilibrada o desequilibrada es superior a la otra. Si una conexión balanceada proporciona una ventaja depende de los circuitos dentro de un dispositivo y de lo que proporciona la mejor ruta de señal con la menor degradación. De esta forma, la fuente, más que los auriculares, es el componente crítico.
En verdad, un amplificador de un solo extremo bien diseñado con conexiones no balanceadas es capaz de ofrecer un rendimiento de audio realmente excelente. Ciertamente, puede ser superior a un diseño equilibrado mal implementado. La inversa también es cierta.
Por lo general, lo único que diferencia a los auriculares como no balanceados o balanceados es el conector del cable. Dado que muchos auriculares tienen cables reemplazables por el usuario, hay un montón de opciones disponibles.
Balanced tiene ventajas claras en aplicaciones de audio profesional y entornos ruidosos, pero para nosotros, entusiastas de los auriculares, realmente se reducirá al componente (o componentes) individuales en la cadena de audio. Hay igualmente muchos casos en los que las soluciones desequilibradas simples implementadas correctamente (en lugar de equilibradas) serán las claras ganadoras.
Es demasiado fácil dejarse llevar por un caso de ‘upgradeitis’, donde la norma es perseguir cada ajuste y mejora potencial publicitada. El hecho de que lea la afirmación de un fabricante o escuche de un gurú de audiófilos en línea que el balanceado es ‘siempre superior’ no lo convierte en un hecho en todos (o quizás incluso en la mayoría) de los casos.
Si su fuente tiene la opción de salidas no balanceadas y balanceadas, nada mejor que probarlas usted mismo. Escuchar. Ve con lo que te suene mejor. Esa es la respuesta ‘correcta’ a qué conexión es superior.