Усилитель балансный и небалансный

Когда вы совершенствуете свою аудиосистему в намерении получить идеальное звучание вы рано или поздно обратите внимание, что в самом дорогом Hi-Fi сегменте на усилителях присутствуют разъемы XLR. Их наличие косвенно может означать тот факт, что усилитель построен по балансной схеме.
Соответственно существуют балансные схемы усиления и небалансные, по другому – симметричные (balance) и несимметричные (unbalance).
Что это такое, почему и для чего будет разбираться.
Итак вы видите на усилителе разъем XLR.

XLR-входы ожидают сигнала от источника. Чисто практически вы можете понять, что для  этого нужен специальный кабель:


Кабель XLR мама-папа (female-male) – мама на фото слева.

и соответствено у источника – сд-проигрывателя или ЦАП выход также желательно, чтобы был XLR (почему – об этом позже).


ЦАП с XLR-выходом

На данном этапе можно понять, что в бюджетном среднем и высоком сегменте XLR почти никогда не бывает. А вот в моделях топовых/Hi-End встречаются часто.
Почему?
Начнем по порядку.
Сам разъем Кенон или XLR – является профессиональным разъемом с защелкой, который обеспечивает очень прочное соединение (кабель сам собой не отсоединиться и ничего не коротнет – все продумано).
XLR расшифровывается так – X – название самого типа подключения, L – защелка, R – каучук на штекере. Не сложно догадаться, что если бы был нанесен пластик, а не каучук, разъем назывался бы (и называется, есть такие варианты) XLP, где P – пластик.
Но помимо защелки в этом разъеме потенциально заключено очень важное свойство – в разъеме 3 штырька (бывает и 5, и 7, но мы ведем речь про Hi-Fi аудио) -один штырек (1) – это земля,  второй “плюс” и третий “минус”. Кто именно из 2 и 3 плюс, а кто минус зависит от стандарта, для европы это 2 является плюсом, а 3 минусом.

Европа:

1- земля

2 – плюс

3 – минус

, а для америки:

1 – земля

2 – минус

3 – плюс

И важно здесь следующее, что по одному + идет нормальный сигнал, а по второму его зеркальное отображение. По пути сигнал набирает помех из за кабеля, но в конце они будут самоуничтожены.


При обратном инвертировании пики помех на “плюсовом” и “минусовом” сигнале при объединении сами себе и убавят до нуля.

Обратите внимание – изначально сигнал тем же цапом раздваивается (если цап балансный) и на выход идет по 2 штырьку сам сигнал, по третьему штырьку его инвертированная копия, а 1-й – земля.
И в таком “раздвоенном” виде сигнал и должен дойти до усилителя.
Теперь несложно сделать вывод, что если бы у нас был 1 сигнал+земля, как на стандартных RCA-кабелях (тюльпанчиках), то дальше мы усиливаем этот сигнал усилителем  и выдаем на динамики. Такой метод усиления называется несимметричный, т.е. небалансный (unbalance).

Плюсы небалансного усилителя подключенного через RCA  кабель (тюльпачиками) – это стандартный метод коммутации, так подключено 90-95% всей домашней аудио-техники и это самый распространенный метод усиления (небалансный).
Минусы – кабель набирает помех на своем пути и передает их в усилитель. Производители создали прекрасные схемы и небалансные усилители звучат уже настолько хорошо, что лучшего звука можно и не захотеть вовсе.
Но вернемся и чисто теоретически –  посмотрите, у нас 2 сигнала, один из которых инвертированный. Мы его без изменений по кабелю с XLR-разъемом передаем на усилитель.
Так как у нас 2 сигнала в одном канале, то усилитель нам нужен (логично), какой то другой. Нужен усилитель который бы усилил оба сигнала.
Посмотрим на эту схему (один канал)

Такое усиление называется балансным. Мы видим, что  обычный сигнал с плюсового входа и минусового входа усиливается отдельно. При сложении инвертированного и неинвертированного сигнала помехи, что набрались по пути следования сигнала взаимно уничтожаются. Кроме того сам сигнал при объединении становится в 2 раза сильнее. А это означает, что сигнал имеет ощутимо лучшее динамическое разрешение, не имеет помех и удваивает скорость реакции на аудиосигнал.
Т.е. потенциально балансный усилитель лучше по скорости и динамическому разрешению. Потенциально, потому что все зависит от схемы и примененных транзисторов в аппарате.
Логично и то, что балансный усилитель будет стоить дороже небалансного.
Но я обращу внимание еще на один неизученный момент – сегодня если вы видите сзади на усилителе разъемы XLR, то это вовсе не значит, что усилитель балансный.
Посмотрите, что можно сделать:

Да, мы объединили землю и минус и получили стандартное RCA. Во многих усилителях с XLR-разъемами на стороне усилителя просто замкнуты 1 и 3 ножка и вы думаете, что обладаете балансным аппаратом, а на самом деле вы используете небалансный.
Но почему так делается, это дурилово или что?
Продолжаем разбираться на примере замечательного усилителя Yamaha P2100 обладающего очень высоким разрешением, контролем и скоростью. Я скажу так, мне лично, лучше, чем этот аппарат звучит по обычным RCA уже не надо – меня все устраивает – и пространство и разрешение и скорость, но в нем же есть и XLR-разъемы!
Эффект на звук при подключении усилителя мощности Yamaha P2100 Professional я уже наблюдал в системе знакомого, когда мы переключали провода с XLR (балансные) на RCA (небалансные).
Источником являлся ЦАП с балансным выходом Youlong и соответственно звук с него подавался на Yamaha P2100 на XLR разъем.
Результат от XLR был очень заметен – явно более высокое разрешение. Этого нельзя было незаметить, так как разница не на уровне ощущений, а явная – совершенно отчетливо вырастало разрешение, улучшалась локализация инструментов, становилось звучание более объемным (трехмерным).
Недавно мне задавали вопрос  о том, являются ли входы XLR (и соответственно сам усилитель Yamaha P2100) на самом деле балансными, так как над ними есть надпись unbalance, что означает несемметричный, т.е.  небалансный.
Но ниже этих  XLR разъемов располагались небалансные RCA и можно было предположить, что надпись касается их, так как выше были еще сообщения.
Кроме того явно слышалась разница между переключением с XLR-разъемов на RCA – RCA были по звуку замазаннее, с меньшим разрешением.
Так как звучание P2100 мне нравилось и я не особо потому интересовался такими высокими материями, то  слушал в свое удовольствие, но желание расставить точки над i заставило меня открыть сервис гид на Yamaha P2100, чтобы выяснить это из первоисточника. И первое, что я увидел на схеме:

Да-да, 1 и 3 замкнуты. Т.е. как-бы балансный цап не старался разделяя сигнал, уже на входе Yamaha P2100 все его старания идут лесом превращая все в обычное небалансное соединение типа RCA, а следовательно откуда там взяться двум усилительным контурам, если уже на входе нет балансного сигнала.
Ок, хорошо, но каким образом тогда звучание ставится явно лучше по XLR-подключению.
Вы можете сказать, что “показалось” и так далее, но дело не в этом. Я повторил эксперимент уже в своей системе из Yamaha P2100 + балансный цап на Sabre9018 (2xMuse8920 + 2xAD797 + 2 R-Core) +  Diatone DS-77Z.
Я сразу скажу на возможные претензии, что акустика не помпезная и тд, я мог бы подключить JBL4312 например или какие то другие прекрасные АС, что у меня есть, но я уже много раз убеждался, что Diatone DS-77Z обладает колоссальным музыкальным разрешением и идеальной локализацией инструментов, да и просто они чертовски здорово играют.
Итого, я подключил, как выяснилось, небалансную Yamaha P2100 по XLR-кабелю и совершенно явственно услышал разницу. опять выросло и без того беспредельное музыкальное разрешение, локализация и объемность. Аж дочка спросила – “Папа, что ты сделал, что стало лучше?”
Явно увеличилась трехмерность и разрешение.
Какое-то время я пребывал в недоумении, так как не мог сразу объяснить эффект – небалансное усиление по балансному XLR-кабелю звучало лучше – ну это же полный бред. Причем эффект фиксировался в двух разный аудиотрактах у двух разных людей.
Не буду нагнетать интригу, ибо обладаю аналитическим умом и решение данной загадки минуты 2-3 заставило меня поразмышлять.
Обратите внимание на часть описания цап XiangSheng DAC-05a:

  • Выходной уровень: Симметричный выход 9 В, стандартный вывод 2 В
  • Динамический диапазон: Симметричный больше дб, несбалансированный выход больше чем 110dB

Да, по балансному (XLR) выходу напряжение выше, нежели по  небалансному (RCA) – конечно это зависит от конкретных реализаций в изделие, но тем не менее. В моем цапе на Sabre9018, в Youlong и в упомянутом выше XiangSheng DAC-05a напряжение через XLR ощутимо выше. 9 вольт, а не стандартные 1-2 вольта для небаланса (RCA).
Логично, что усилитель должен переварить такое высокое напряжение, как 9 вольт, и обладая XLR-разъемами усилитель, даже если он не балансный готов это сделать (опять конечно зависит от конкретного изделия). Если же вы подадите 9 вольт на вход RCA, то услышите сильно зашкаленный искаженный звук, как минимум, если что-то не сгорит (тут я не специалист).
А я уже упоминал, что большее напряжение – это большее динамическое разрешение, поэтому нет ничего удивительного, что даже в варианте, когда мы используем бутафорский “псевдобаланс”, но с настоящего балансного источника, то  получаем явную прибавку в качестве звука. Звучание получает большее музыкальное разрешение,  большую трехмерность, и еще более лучшую локализацию, хотя казалось бы уже “куда лучше”? При возврате на RCA-подключение картинка смазывается и это ощутимо.

37 Комментарии

  1. Посмотрел схему pc2002 – там полноценная балансная, участок схемы (картинку) не знаю как сюда прикрепить

  2. есть на моем цапе audiolab m-dac балансные выхода покуда не попробую не скажу плюс это или не плюс. а балансные выхода в большинстве случаев используют в профессиональной студийной аппаратуре. позволяет сигнал допустим с пульта до оконечника передать на приличное расстояние без потерь.

  3. Не смог удержаться и решил предостеречь коллег от экспериментов: ниже приведен фрагмент перписки со специалистом

    Мой вопрос (по межблочникам):Как альтернативу рассматриваю 0,5 метровый 2 XLR x 2 RCA
    Ответ специалиста:По такому варианту сразу скажу – про это надо забыть. Соединения через XLR возможны (при условии нормальной работы оборудования) только если у нас И вход И выход на XLR (и при условии, что XLR обеспечивает честный балансный сигнал с соответствующим уровнем, чтоб бывает не соблюдается в самодельной аппаратуре).

    Входы-выходы на XLR подразумевают балансный формат сигнала (два полюса сигнала, + и – и общая для них НЕ-сигналонесущая земля) и стандартный уровень в +4дБ (полтора вольта)
    Входы-выходы RCA – традиционный небаланс с землёй совмещённой с минусом сигнала, стандартный уровень для этого типа соединений – минус 10дБ (250мВ)

    Таким образом при острой необходимости мы можем с выхода RCA подать сигнал на вход XLR (например, если входа RCA у нас просто нет) и в этом случае на входа внутри XLR мы закорачиваем минус сигнала на общую землю. В этом случае мы теряем 6 дБ на де-балансировке сигнала (закорачивание одного плеча сигнала, то есть половины его, на землю) и еще теряем 14 дБ на несовпадении стандартных уровней.
    И в результате мы имеем на входе XLR сигнал намного более ТИХИЙ, чем он предполагается. На 20дБ (в десять раз по наапряжению!)

    При обратной ситуации (выход XLR и вход RCA) у нас получается, что мы должны “куда-то девать лишний” конец XLR (минусовый полюс сигнала), то есть например закоротить на землю RCA. В результате мы имеем “подогрев” инверсного плеча выходного каскада (короткое замыкание выхода!), что может привести к выходу из строя прибора.
    В проф.технике применяются или трансформаторы на входах-выходах (что устраняет эту проблему к.з.) или так называемая серво-балансная схемотехника, когда схема “как бы чувствует” что минус закорачивают и “перебрасывает” напряжение с этого минуса на плюс с “переворотом фазы”. Устраняя возможность к.з.
    Но разница уровней остаётся и в этом случае она критична – мы подаем на вход сигнал на 20дБ (в десять раз!) больше, чем этот вход расчитан. И получаем перегрузку.

    От себя добавлю, что за сутки до ответа z nfrb распаял пару XLR -RCA и не долго “погонял” на своем Pioneer A 616 (Tom Waits – Rain Dogs, Arild Andresen – If You look far Enough, Bill Frisell – Quartet и тд) Возникло стойкое ощущение “включенной тонкомпенсации”, хотя давно привык все слушать на “директе”, причем с наглядным выпячиванием басовых партий. Waits звучал с виниловым душком(что сперва порадовало) а на всех Cd ECM Records контрабас начал звучать громко, грязновато и утрированно (Что ни для Эрилда Эндрессена ни для Еберхарда Уэбера не возможно)

  4. В обзоре указано, что XLR выход нужно подключать только к аппаратуре расчитанной на повышенное напряжение XLR-входа, как это реализовано у мощника Yamaha P2100 (перечитайте внимательнее), либо если выход с балансного цап изначально занижен по напряжению, что сейчас делают некоторые китайские производители. С 616 я бы лучше так не стал экспериментировать, так как в этом усилителе не предусматривалось наличия балансного сигнала и разъемов.

  5. тут все просто если сидюк имеет балансные выхода и усилитель имеет такие же…можно попробовать…ну тут опять таки.. если балансные шнурки.. а rca правильные то лучше будут rca и вот тут надо сравнивать при одинаковой стоимости rca и xlr как правило разница если и будет то ее услышит паганнини.

  6. В своё время имелся усилитель Xindak XA6950 и CD-проигрыватель Cambridge 840 И тот и другой с XLR.Так вот,при подключении по балансу эффект был сравнимый с заменой компонента на аппарат более высокого уровня.Правда и балансный кабель был Норд Ост Блю Хэвен.Но и RCA шнурок был сопоставимого уровня.В итоге,пока эта связка у меня трудилась-она трудилась именно в балансном подключении.У моего нынешнего усилителя тоже есть балансные входы и очень хочется попробовать как оно будет,но источника с балансным выходом пока,увы,нет.

  7. Дифференциальные линии (XLR Audio) естественно по помехозащищенности превосходят RCA. Но использовать их имеет смысл, если межблочные кабели имеют большую длину (более 2х метров). Этот стандарт собственно и пришел из профессионального аудио сегмента, где кабельное хозяйство может тянуться на десятки метров (микрофонные кабели). Если же межблочное аналоговое соединение в пределах пару метров, то разницы вы не почувствуете между XLR и RCA, с учетом, что они будут изготовлены из микрофонного кабеля соответствующего уровня. А соединять балансной схемой усилитель мощности и АС вообще не вижу смысла, так как мощность сигнала в линиях довольно высокая, и помехи просто не на наложатся на такой сигнал. Да и УМ с дифференциальным выходом я не встречал.

  8. когда компонент дорогой то надо в него воткнуть разные фишки чтоб оправдать цену тут и деревянные стенки и мр-3 засунут не понятно зачем и неясно на кой и много всякой всячины можно понять производителей очень деньги нужны… слушали мы сидюк дорогой wadia усилитель yamaha 2100 современный .тыкали так и так с rca cardas clear audio звучало намного душевней. а то что есть xlr ну есть пусть будут.. так ведь не мешают никак.

  9. Да, сигнал по балансному сильнее. Accupase p-300v подключенный напрямую к CD. Играет очень громко на минимальной громкости. Только через пред. CD Sony SCD-1

  10. На профессиональных ямахах вход либо баланс XLR либо унбаланс jack 6.3mm моно с завода, многие за место джека сразу тюльпано- маму ставят, я не хотел внутрь лазить и купил переходники 6.3 на тюльпан, незнаю может лучше рса мамы тоже поставить чтоб меньше разьемных соединений было??

  11. В моей системе после перевода подачи сигнала на Yamaha P2100 с RCA-RCA на XLR-XLR повышение качества звучания значительное, слышно сразу.

  12. Аналогично, у меня тоже на 2100 через xlr явно лучше, что и описано.
    Первый комментарий модерируется, следующие появляются сразу.

  13. Unbalanced должно быть чуть громче, но не как не лучше, хотя за счет кабеля(естественно если рца простой или недостойный) может быть капельку лучше, но скорее всего плацебо эфект, но для чего он сделан… – наверное расчитан для универсальности. Balanced должно быть качественные, в теории точно, но реально там аппараты нужны безупречные чтобы уловить разницу.

  14. на высокочувствительных динамиках четка слышна разница если даже просто штекера заменить, и это заметит любой и без особого слуха человек

  15. В случаях когда кабеля не хорошие с хорошим то возможно, но разница между хорошым и хорошим трудно …. Купил я как то рца от филипса, толщиной с палец на канал, но качество фуфло, такой-то отличить не сложно.

  16. В данный момент я пользуюсь двумя (два моно) рца, и кажется лучше всего… может в этом фишка…. так как на unbalanced тоже поступают два моно провода.

  17. Для sergey-polevskoy ЯНВАРЬ 15, 2017 AT 12:14 ПП
    Я не стал заморачиваться и отдал свой Р2100 знакомому мастеру. За совершенно вменяемые деньги он поставил (пайка) 2 RCA (два крайних 6.3 оставил – вариативность подключения), а также заменил (пайка) подключения колонок на современные входы. Теперь я могу подключать свои “банановые” провода, а также провода с любым сечением, а не мучаться, как это было ранее. Позже сделаю фото и представлю эдесь. Думаю, многим будет интересно.

  18. ну у меня кабель инакустик 2,5 или 3,5 не помню, посеребренный, он и туда и туда голым лезет. В родной разъем я его боком зажимаю. В замененный стандартно. Короче не принципиально на самом деле, главное, что не хуже.

  19. У меня усь Hegel H70 балансный. В качестве источника цифры медиаплеер Dune HD Duo 4k, с балансными выходами. Почитал эту статью, тюкнула мысль, а может есть ЦАП с балансными как входами, так и выходами + RCA входы?
    Цель: по балансу я бы подконнектил Дюну, а на RCA цапа посадил бы фонокорректор. В общем, интересует, есть ли в природе подобные цапы?

  20. Такие ЦАП есть,но,как правило это достаточно недешёвые версии.Само по себе наличие разъёмов XLR не говорит о принадлежности изделия к когорте балансных аппаратов-тут если нет информации нелишне посмотреть схему и понять: настоящий баланс или псевдо.У меня например универсальный проигрыватель-ЦАП Pioneer DV-AX10 настоящий балансный.При такой изначальной цене и весе в четверть центнера по другому и быть не могло.У меня кстати через него тоже Дюна подцеплена.Но не 4К,а просто аш ди дуо. У 4к и свой ЦАП на Сабре вполне приличный.Чтобы его переиграть надо серъёзно вложиться финансово.Во всяком случае потратить как минимум столько же,сколько стоит Дюна.И ещё один момент.Фишка 4К в чтении образов SACD.Подцепив Дюну по цифре не будет возможности использовать данную возможность.Впрочем может для Вас это неактуально.

  21. Да,и ещё…Как я понял у Вас есть винил.Фонокорректоры балансные тоже есть.Например Accuphase C-220

  22. Спасибо за ответ! Да, винил есть, но вот на баланс его подцеплять не вижу смысла.)) С этого сайта поглядел (спасибо автору за статьи!) статью про китайские межблочники, купил две пары межблочников в Китае, вчера поставил от вертушки до фонокорректора и от фонокорректора до усилителя. Ух.)) поверил в силу кабелей. Чуть-чуть. Даже показалось, что детальности стало выше, чем на цифре, хотя игла не фонтан.))
    Но, надо отметить, что от балансного подключения я уже не отойду. Пробовал подключать дюну через обычные RCA к усилителю – не то. Не знаю почему, но не то. Вроде и детализация есть, но не хватает чего-то…

  23. Кстати, а можете дать название этих ЦАП с балансными и входами и выходами?

  24. Поймите правильно: я хочу попробовать чистый мощник балансный, типа Yamaha p2002m. Но вместо преда использовать ЦАП.
    И вопрос: а почему если от дюны в ЦАП пускать звук, то об образах sacd можно забыть? Образов у меня много.

  25. @ Vetusto:
    Образы SACD как и сам SACD не передаются по цифре-они раскодируются в плеере и подаются на выход лишь в виде аналогового PSM сигнала.Таким образом в своё время была решена защита от несанкционированного копирования.А вот DSD уже можно передавать по цифре.По сути DSD и есть выдранная дорожка с SACD,но уже со снятой защитой.Вот только не знаю полноценно ли Дюна поддерживает воспроизведение DSD-файлов.

  26. А что касается балансного воспроизведения винила,то у меня такой балансный фонокорректор в пути-до конца лета я должен успеть его послушать.Вот тогда я точно смогу сказать есть ли смысл реализации баланса в аналоге.Я думаю что есть.Но теория-теорией,а на практике я все же проверю.

  27. Спасибо за ссыль, но там балансные выходы только. Входы только коаксиал и оптика.

  28. Коллеги, какой предусилитель балансный можете порекомендовать к Yamaha PC2002M?
    Подключение двух источников: медиапроигрыватель по балансу и вертушка по RCA.

Оставить комментарий