Кількість роз’ємів навіть на побутовому ресівері може шокувати, а звукові карти, синтезатори, синтезатори, DJ-пульти та інше музичне обладнання додає до списку ще дюжину професійних портів. До будь-якого роз’єму потрібен свій кабель. Від яких залежить якість звуку, які потрібно вибирати з мультиметром, а які не мають значення?
Аналогові кабелі
Аналогові кабелі бувають балансними та небалансними:
- Небалансні кабелі складаються з двох проводів: землі та сигнального проводу. Вони схильні до наведень, мікрофонного ефекту (переміщення кабелю чути в колонках), шумів і перешкод. Що довший дріт, то більш вираженим буде неприємний ефект. Для захисту від перешкод кабелі екранують: дріт землі виконують у вигляді оболонки, всередині якої розміщується сигнальна жила. Екран буває крученим, плетеним, з фольги або електропровідного пластику.
- Балансні кабелі складаються з трьох проводів — двох сигнальних і землі (часто теж у формі обплетення). Причому сигнал іде по двох дротах у протифазі, а на вході в прилад фаза другого змінюється і сигнал складається. Це збільшує рівень удвічі, при цьому всі перешкоди, що з’явилися в самому кабелі, взаємознищуються. На ефекті фазового віднімання засноване, зокрема, шумозаглушення в навушниках. Щоб підключення було балансним, входи і виходи приладів, що підключаються, теж мають бути балансними.
RCA
Усім відомі дзвіночки постійно зустрічаються як у побутовій аудіотехніці, так і в діджей-пультах, підсилювачах та іншому професійному обладнанні.
RCA використовується для передачі лінійного сигналу. Лінійний сигнал — найбільш стандартний для аудіотехніки, саме ним оперують мікшерні консолі під час зведення музики і діджей-пульти під час живого мікшування. Мікрофонний та інструментальний сигнали приводять до лінійного для запису за допомогою директ-боксу та мікрофонних преампів відповідно. Також лінійний тип підключення часто-густо застосовується в побутовій техніці — підсилювачах, ресиверах, програвачах CD і DVD.
Роз’єми RCA легко впізнати — вони маркуються білим і червоним, як у Denon AVR-X250BT
Рівень лінійного сигналу сертифікований:
- Для побутових приладів: — 10 dBV з номінальною напругою 0.3162 В RM
- Для професійної техніки: +4 dBu з номінальною напругою 1.2280 В RMS
Існує безліч перехідників для лінійних роз’ємів. Найпопулярніший — з RCA на 3,5 мм TRS, наприклад, для підключення плеєра до підсилювача. Але під час під’єднання CD-плеєра до студійного мікшера потрібно пам’ятати, що сигнал буде тихим через різницю в сертифікаціях.
Сам акронім RCA означає Radio Corporation of America — ця компанія в сорокових роках минулого століття застосувала їх у фонографах. Це дало змогу програвачам підключатися до підсилювачів. На старій техніці такі роз’єми називалися Phono. У деяких вінілових програвачах досі зустрічається маркування Phono Out.
RCA являє собою небалансне моно з’єднання. Через це вони дуже вразливі до якості дроту. Його слід вибирати таким коротким, яким це можливо. Вимоги до будь-яких кабелів доволі прості: що товща сигнальна жила — то краще. Виробники не завжди пишуть перетин жили, тому зрозуміти якість шнура зазвичай можна за його товщиною і жорсткістю.
XLR
Кабелі з роз’ємом XLR завжди балансні. Вони розроблялися для під’єднання мікрофонів і успішно з цим справляються і понині. Другий популярний спосіб використання — передача лінійного симетричного сигналу між професійною або Hi-End аудіотехнікою. Іноді перехідники XLR/TS використовуються для підключення звукової карти до активних колонок.
Роз’єми XLR бувають двох типів: «мама» і «тато», для гнізд протилежної статі в пристрої, що підключається. Неправильно їх не підключиш. Завдяки балансному підключенню в сигналі немає шумів, а в кабелю — обмежень за довжиною. Захищеність від перешкод знижує вимоги до якості кабелю, але рекомендується обирати шнур з максимально широким перетином і надійними роз’ємами, щоб уникнути скрипів і шарудіння.
TS
Tip-Sleeve — завжди небалансні кабелі для інструментального моно сигналу. Зазвичай оснащуються джеками діаметром 6,5 мм, бувають лінійними та інструментальними. Перші часто застосовуються для передачі сигналу від виходів звукової карти до активної аудіосистеми. Другі використовуються для під’єднання гітар, басів, синтезаторів і цифрових піаніно до підсилювача, DI-Box або звукової карти. Інструментальний кабель екранують, щоб він не ловив перешкоди.
Низький рівень сигналу і специфічна сфера застосування висувають високі вимоги до якості кабелю. Ключові параметри для визначення якісного шнура — ємність та індуктивність. Що довший дріт, то його ємність вища. Що вища ємність, то більше кабель стає схожим на конденсатор, який перетворює електричний ланцюг на фільтр високих частот. На практиці це означає, що інструментальний кабель довший за 10 метрів робитиме сигнал глухішим. Тому слід обирати інструментальний кабель з мінімальною ємністю і хорошим екрануванням, надійними джеками і мінімально можливою довжиною.
TRS
Tip-Ring-Sleeve — кабелі з трьох дротів, які широко застосовують у професійній і побутовій техніці. TRS зустрічається в трьох виконаннях:
● 6,3 мм — для студійної і старої побутової техніки: навушників, мікшерів, звукових карт, мікрофонів для караоке тощо.
3,5 мм — найзвичніший стереоджек для побутової аудіотехніки: навушників, плеєрів і смартфонів, акустичних систем тощо.
2,5 мм — мініатюрний роз’єм для портативної техніки: гарнітур, змінних шнурів для навушників тощо.
Існують десятки перехідників з одного калібру на інший, розгалужувачів і хабів для роз’ємів TRS. У деякі вбудовано ЦАП, що дає змогу замінити собою аудіокарту, якщо в ноутбуці зламався 3,5 мм джек.
Конструкція з трьох дротів дає можливість перетворити кабель на балансний. У разі монопідключення до приладів з балансним підключенням, це дає змогу усунути шуми. При стерео підключенні це небалансний кабель, тому його якість впливає на якість звуку. Занадто довгий (понад 10 метрів) кабель може призвести до втрат високих частот, рекомендується звертати увагу на мінімально можливу довжину. TRS поступово зникають із сучасної техніки, яка прагне позбутися дротів на користь Bluetooth, Lightning і USB type C. Щоб під’єднати улюблені навушники до сучасного смартфона, все частіше використовується спеціальний перехідник.
SpeakON
Спікерний кабель передає сигнал від підсилювача до колонок. Це вразлива частина аудіосистеми, і від якості кабелю залежить якість аудіо. Що менший опір жили, то менше буде втрат сигналу. Щоб зменшити опір, виробники збільшують переріз кабелю, використовують провідники з безкисневої міді і доходять до абсурдних аудіофільських рішень, які розбирають на меми. Однак на практиці серйозно нашкодити звуку можна тільки під час використання шнура завдовжки в десятки і більше метрів.
Спікерні кабелі роблять без екранування.
Цифрові кабелі
AES/EBU
Audio Engineering Society/European Broadcast Union — цифровий формат передачі даних на швидкості до 3 мегабіт на секунду. Розроблено у вісімдесятих для професійної техніки і мультиканального передавання звуку, тому його рідко можна знайти в побутовій апаратурі. Певну популярність здобув тільки в пристроях класу Hi-End. Як інтерфейс використовується роз’єм XLR, але для передачі даних на великі відстані застосовуються спеціалізовані кабелі, щоб уникнути втрат даних. Мікрофонні кабелі мають занадто велику ємність, тому псують сигнал і не годяться для AES/EBU.
S/PDIF
Sony-Philips Digital Interconnection Format — побутова інкарнація AES/EBU, розроблений наприкінці вісімдесятих цифровий формат передавання звуку зі швидкістю до 3 мегабіт на секунду. Це набагато більше за необхідну для передачі стерео з CD швидкість, тому через S/PDIF можна передавати і багатоканальний звук форматів 5.1 і 7.1 зі стисненням. Такий порт зустрічається в багатьох DVD-програвачах, ресиверах, ТВ та інших побутових пристроях.
Інтерфейс S/PDIF може бути цифровий і оптичний Toslink (про нього нижче). У першому випадку використовуються звичні RCA-кабелі, у другому — оптоволокно.
Усі RCA-кабелі — коаксіальні (сигнальний дріт у них запечатаний в екранний, усі кабелі такої конструкції називаються коаксіальними), але склалося так, що саме навпроти цифрового роз’єму S/PDIF на побутовій техніці пишуть «coaxial».
Коаксіальний вхід на підсилювачі Denon PMA-800NE
Формат дуже вимогливий до якості кабелю, яким тече як сам цифровий потік, так і синхронізуюча інформація. Остання необхідна, щоб пристрій, який приймає, впізнав і прив’язався до передавального, інакше з’являтимуться артефакти, іменовані джиттером — тріск, гудіння, шум тощо. Як правило, у джиттері винен саме неякісний кабель. Однак це має значення тільки при великих відстанях. Звичайний якісний RCA в межах двох метрів чудово впорається і з цифровою передачею даних. Якщо ж потрібен довший шнур, тоді за стандартом його опір має бути 75 Ом.
Колись за допомогою S\PDIF навіть підключався CD-привід до аудіокарти. Сучасна техніка переходить на HDMI, але часто телевізори мають тільки цифровий S/PDIF для виведення звуку.
Щоб під’єднати до такого ТБ зовнішню акустику, знадобиться перетворювач цифрового сигналу в аналоговий зі звичайними RCA виходами.
Toslink
Toshiba Optical Link — оптичний інтерфейс для S/PDIF. За своєю суттю являє собою коаксіальний кабель, в якому замість сигнального дроту використовується оптоволокно.
Це дає кабелю повний захист від електромагнітних перешкод і деяких інших проблем, але додає більше вимог до кабелю.
Toslink часто має маркування Optical, як на DENON DCD-600NE
Через тендітну оптоволоконну серцевину дешеві кабелі легко ламаються, а дорогі виявляються дуже жорсткими і не підходять, якщо потрібно прокласти шнур з перегинами. Під час передавання даних на великі відстані сигнал легко губиться, з’являється джиттер, тому кабель Toslink довший за пару метрів має бути максимально якісним.
ADAT
Alesis Digital Audio Tape — розроблений у дев’яностих роках формат передачі багатоканального звуку. У той час він умів передавати 8 каналів з роздільною здатністю 48 кГц по одному дроту для запису на касету S-VHS. Сучасна версія S/MUX вміє також передавати 4 канали з частотою семплювання 96 кГц, або 2 канали для аудіо в 192 кГц.
ADAT у варіанті S/MUX на звуковій карті Tascam SERIES 102i
Як інтерфейс застосовується оптичний роз’єм TosLink, іноді промаркований як ADAT Lightpipe. ADAT, поряд із S/PDIF, часто зустрічається в сучасній професійній техніці — звукових картах, ЦАПах, мікшерах.
Word Clock
Іноді на професійних звукових картах або ЦАПах класу Hi-End (а також у ресиверах, підсилювачах і програвачах, оснащених таким ЦАПом) можна знайти роз’єми Word Clock або просто Word, схожі на дзвіночки. Цей порт використовують цифрові підключення S/PDIF, AES/EBU і ADAT для більш точної синхронізації між пристроями. За Word Clock передається синхронізуючий сигнал, що дає змогу уникнути джиттера й ефекту розсинхронізації звуку із зображенням у домашніх кінотеатрах. Як інтерфейс використовується роз’єм BNC і коаксіальні кабелі, вимоги до них такі ж, як до S/PDIF.
MIDI
Такі кабелі передають MIDI інформацію від синтезаторів, міді-клавіатур, процесорів ефектів та іншої музичної техніки до звукової карти або контролера. Складаються з двох сигнальних кабелів в екрані і 5-контактного роз’єму DIN (використовується тільки 3 контакти). Керівної інформації передається не дуже багато, тому особливих вимог до MIDI-кабелів не висувається, будь-який справний шнур завдовжки до 15 метрів передаватиме сигнал без втрат і помилок.
HDMI
Сучасний цифровий стандарт для побутової техніки передає відео та багатоканальний звук. Є два типи сертифікації кабелів HDMI: Standard (роздільна здатність відео до 1080i) і High Speed (відео до 4K з 3D і Deep Colour). Обидва підтримують передачу багатоканального звуку до 7.1 з частотою дискретизації до 192 кГц.
Будь-який справний кабель завдовжки до 5 метрів не псуватиме якість зображення і не ловитиме перешкоди. Для більших відстаней слід обирати якісніші кабелі, тут слідує загальне правило: що товстіший і жорсткіший — то краще.
USB
Безліч аудіокарт, ЦАП, навушників, мікрофонів, підсилювачів і ресиверів підключаються до комп’ютера за допомогою інтерфейсу USB. Найпопулярніша версія все ще залишається 2.0, що забезпечує швидкість до 480 Мбіт/с (хоча десь 300 мбіт\с будуть ближче до реальності). На практиці цього вистачає для одночасного запису близько 50 треків з роздільною здатністю 48 кГц\24 біт.
При збільшенні частоти дискретизації вдвічі, кількість можливих треків зменшується вдвічі, тому для запису аудіо у високій роздільній здатності краще підійде аудіокарта з інтерфейсом USB-C. Він за характеристиками відповідає USB 3.1 (швидкість до 10 Гбіт\с, у 20 разів швидше). Також USB-C вміє працювати в альтернативних режимах, замінюючи, зокрема, Thunderbolt і HDMI за наявності маркування сумісності та відповідного перехідника.
Аудіофілія дісталася і до USB-кабелів, у Мережі можна знайти порівняння звучання дорогих шнурів. Таке сталося через те, що USB передає дані без перевірок сум на предмет втрати пакетів, як у HDMI. Однак на практиці це не критично, і для невеликих відстаней достатньо звичайного якісного USB кабелю, щоб отримати чіткий сигнал без втрат.
Firewire (IEEE 1394)
Роз’єм Firewire, що відходить у занепад, колись широко застосовували у звукових картах, ЦАП класу Hi-Fi і в студійній техніці. Хоча перша інкарнація 1394a навіть поступалася USB 2 за теоретичною швидкістю (до 400 Мбіт\с). На практиці вона могла похвалитися стабільнішим підключенням, меншими втратами даних і меншою затримкою під час запису.
Головна проблема з Firewire не в якості шнура, а в якості контролера: для стабільної роботи потрібні контролери сертифікованих для конкретної аудіокарти виробників. Вбудований у материнську плату дешевий чип часто виявляється марним.
Thunderbolt
Добре відомий власникам Mac роз’єм має швидкість до 40 Гб\с в актуальній інкарнації Thunderbolt 3. Сьогодні роз’єм використовується в студійних звукових картах і намагається пробратися на ринок користувачів Windows, з’являючись у материнських платах.
Thunderbolt є продовженням і заміною Firewire, тому до ПК із сучасним роз’ємом можна підключити звукову карту з 1394 за допомогою перехідника.
Висновок
Бездротове під’єднання поступово витісняє кабелі в побутовій техніці, Bluetooth колонки замінюють аудіосистеми, а саундбари вже навчилися передавати повітрям багатоканальний звук і конкурують із домашніми кінотеатрами. Сучасні кодеки дають змогу передавати сигнал у високій роздільній здатності без будь-яких втрат. Але поки стара техніка ще працює, у продажу завжди можна буде знайти відповідні шнури та перехідники.