到底什么是“平衡”音频，为什么有用？我读过这意味着有两种电压，一种是另一种的反向。平衡的音频接收器查看这些信号之间的差异，并将其称为“信号”。噪声应均等地影响平衡信号的两个半部，因此接收器不应将噪声视为信号，因为它不会改变两个半部之间的差。
但这没有任何意义。不平衡的音频信号是否也没有区别：接地与信号电压之间的区别？为什么我们不能仅将不平衡的音频信号馈入平衡的音频接收器并称其为平衡的呢？
产生第二个反向电压会如何改变所有东西？如果我们不这样做，噪声会不会同样影响两个半部，并且仍然会被接收器拒绝？
Answers:
平衡音频的信号在一根导体上，而反相的信号在另一根导体上。
错误。
平衡的音频有两个信号导体，第三个接地。
错误。
这些事情中的任何一个可能都是正确的，但平衡音频的原因也不是。直到最近，电话网络完全是模拟的，每个电路只有两条线。没有地面。但是，他们设法在很长的距离上保持相对无噪声的连接。平衡音频只需要两个导体即可。
理想的平衡音频接收器是差分放大器。它通过测量两个输入之间的差异，然后将该差异称为信号来工作。“地”是完全无关的。一个输入不必是另一输入的反向副本。如果差分放大器仅查看其两个输入之间的差异，那有什么关系？如何知道一个输入是“反相信号”？
那么，为什么不简单地将输入之一接地呢？这是否意味着仅通过在接收端使用差分放大器就可以将任何不平衡音频转换为平衡音频？
模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图
碰巧的是，不，我们不能这样做，要了解为什么要理解平衡音频的真正含义。这并不是要有两个单端音频连接，而是要有一个反向连接。信号要在两个阻抗相等的导体上传输。
原因如下：使用平衡音频的主要目的是减少噪声。该噪声被互感和电容以及音频信号附近的其他杂物（通常是电源线）吸收。如果对于我们的两个导体，到该噪声源的互感或电容相等，则将在每个导体上感应出相等的电压和电流。也就是说，它们的差异不会改变。因此，从我们的差分放大器的角度来看，这种噪声源不存在。考虑：
这里的输出是什么？就U1是理想的差分放大器而言，其输出恰好是0V DC。一些噪声（来自V1）通过C1和C2耦合到输入中，但是由于C1 = C2和R1 = R2，它平均地耦合到每个噪声中，因此无法改变两者之间的差，因此无法影响差分放大器的输出。
但是，如果R1不等于R2会怎样？现在，R1和C1与R2和C2形成不同的分压器，从而导致不相等的电压耦合到放大器的输入中。现在有是一个差，并且V1，在一定程度上，在输出中。如果电阻相等但电容器不相等，则存在相同的问题。
仅驱动输入之一不会改变任何东西。考虑：
嘿，那不平衡！但这完全是平衡的。噪声仍然看到与每个输入相等的阻抗。噪声仍然均等地耦合到每个输入，因此不会改变差异。因此，它仍然被拒绝。
您的典型音频连接（例如iPod或VCR上的连接）不平衡有两个原因。首先是电缆的几何形状。通常，这些设备使用同轴电缆，以地面为屏蔽，并在其内部使用以地面为参考的信号。由于导体的形状甚至不是很相似，因此它们与周围的阻抗不可能相等。就先前示例而言，C1和C2不相等。
第二个是通常如何驱动这些线。它们通常看起来像这样：
如果U1是理想的缓冲区，则将达到平衡。但是事实并非如此：U1通常是一种具有较小输出阻抗的运算放大器。尽管很小，但不及电缆另一半看到的直接接地的小。运算放大器的输出阻抗可能也会随频率而显着变化。
解决此问题的一种非常便宜且非常有效的解决方案是使用诸如电阻器之类的更可控制的方式设置输出阻抗。我们可以串联一个100欧姆的电阻，而不会明显衰减信号。实际的实现如下所示：
这摘自Rod Elliott（ESP）/ Uwe Beis的精彩文章。R2和R3进行大多数平衡：可以购买或修整这些电阻以使其具有非常相等的电阻。由于它们远大于运算放大器的输出阻抗，因此运算放大器的输出阻抗相对较小。
R4和C1在更高的频率下进一步使运算放大器变得微不足道。实际运算放大器的输出阻抗随频率而增加，这将使高频电路失衡。但是，由于R4和C1将两个半部分并联在一起，因此运算放大器的输出阻抗在较高频率下变得不那么重要。
这种拓扑并非没有一些缺点。首先，由于它不能同时驱动两条线路，因此与可以同时驱动两条线路的设计相比，它的动态范围只有一半。其次，它以输入信号一半的共模电压驱动两条信号线。因此，驱动器必须将两条信号线的电容驱动到周围，就像典型音频电缆中的屏蔽一样。但是，对于中等长度的电缆，这不太可能成为问题。
优点是减少了零件数量。同样，如果它位于TRS连接器上，该连接器被推入不平衡输入中，则不会发生任何不良情况，因为通常是“反相信号”的环没有连接到任何有源电子设备。
更重要的是，它消除了有关平衡音频工作原理的常见误解。
尽管已经有了答案，但故事还没有完成。
连接了完全平衡的音频信号
每个部分都必须分开考虑。
到目前为止介绍的某些电路在某些情况下可以相互配合，但是大多数电路将无法通过一项测试或另一项测试。
平衡电缆。
平衡电缆具有两个阻抗相等的导体（“脚”），并且具有相等的外部磁场暴露能力，通常通过将两个导体绞在一起来实现。有时，每条腿本身都是一对，因此有4条导体以星形四边形交错并紧密绞合。
相等地暴露于外部电场意味着从干扰源到电缆的任何静电耦合都会在每个分支上产生相同的电压，并且任何磁耦合都会向每个分支中注入相同的电流。
尽管屏幕可以减少来自外部信号的干扰以及对其他信号的辐射干扰，但平衡信号并不需要接地。如果存在屏蔽，则通常将其一端连接以消除接地环路。在系统级别，尽管信号可以在2个，50个或几百个平衡信号之间共享，但通常在信号的每一端都与设备接地。
平衡的接收器。
平衡接收器不仅是差分放大器。它的每条脚对地的阻抗也必须保持相同。
差分放大器可确保到达两个支路的任何干扰电压相互抵消（即共模增益= 0）。这不仅包括任何干扰，还包括两端的“接地”电位之间的任何差异。
每个支路上的阻抗相等，可确保注入到两个支路上的任何干扰电流将在每个支路上产生相同的电压，然后可被差分放大器抑制。一个简单的差分放大器将无法通过该测试。
平衡的驱动程序。
平衡驱动程序具有三个任务：
1）“平衡”输出驱动一条腿，但通过驱动另一条腿作弊会导致第一个测试失败：共模输出电压是原始信号的一半；这将对相邻对上传输的任何其他信号辐射干扰！50英尺长的广播房不是您想要的东西！（到那时为止……）良好的平衡输出将最大程度地减少对其他信号的干扰，并保持其自身信号的完整性。
如果其他信号对是平衡良好的信号，则干扰可能不会很严重，因为它应该是共模信号，但重点是要尽可能减少信号衰减。
这些所谓的“平衡”驱动程序已在高端消费类音频或小型录音棚中使用，因此它们存在，但...应予以警告。
2）与接收器一样，在每个支路上对地的相同阻抗对于将共模感应电流转换为共模电压很重要。
3）将一个支路上的干扰电压转移到另一支路上，会产生差模电压产生的共模电压（即，干扰对一个支腿的影响大于另一支腿），从而改善了它在接收器处的抑制能力。一个简单的差分驱动器将无法通过该测试。它还具有以下特征：如果一条腿接地，另一条腿上的振幅将加倍，因此差分电压（有用信号）不会受到影响。差动驱动器* 确实会在此测试中失败...
对于正确平衡的音频信号，广播工程师已经知道将共模信号注入一个平衡信号，然后将其互补信号注入另一个平衡信号。从而创建了一个不会干扰任何受害者的第三个“幻象电路”。
正如您所说，问题在于，在平衡信号中，实际信号值是两个相反驱动的信号之间的差。在单端信号中，仍然存在差异，但差异是针对地面的，这也是所有其他信号的参考。
如果您有一个完全浮动的设备（例如扬声器，盒子中内置了电池供电的放大器），那么平衡信号和单端信号之间就没有区别。两者都提供两条线，而您想要的信号就是它们之间的区别。
但是，很少有接收设备能够真正在任意电压下浮动。问题在于，对于以地面为参考的信号，在实际意义上几乎不可能平等地对待两条线路。外部噪声不会将其耦合到信号线上，就像系统的某些部分将其用作接地一样。这部分是因为地面被用作大多数信号的参考，因此从定义上讲不会改变。
即使在浮动电池驱动的扬声器放大器的示例中，也必须注意不要将两条输入线区别对待。这比看起来要难。例如，如果将其中一根线连接到本地接地，并且连接到电路的机架或接地层，则外部噪声将更容易耦合到该信号中，因为它向外部提供了更高的电容。由于该放大器将其用作参考，因此看不到地线上的噪声，但是两根线对噪声的不均等吸收将显示为差分信号，该信号将被检测并放大。
因此，总的来说，这不仅仅是将信号编码为两行之间的差异。正如您所说，无论如何总是如此。这是关于设置系统以便可以平等地对待这两条线，从而从外界获得相等的噪声。然后，通过在两条线上对信号进行均等但极性相反的编码，接收器可以获取差异，从理论上讲，这可以消除两条线路均等拾取的任何噪声。
因此A“平衡”的音频信号是3行。两条信号线具有相同的阻抗，在电缆中具有相等的承受力，并与信号相反地驱动，另外一条单独的接地线是所有信号的0基准。在高质量的平衡音频电缆中，两条信号线是双绞线，并被接地屏蔽层围绕。屏蔽层阻止了来自外部的电容性拾取，并且通过将两条信号线彼此缠绕在一起，它们将具有与外部的耦合，该耦合在相对较短的距离内平均相等。
首先，它给人一种错误的印象，称其中一条差分线为“热”而另一条为“冷”。两者均承载信号，只是这些信号彼此反相。因此，冷热是不好的名字，它们要么显示出错误的观念，要么会导致他人误解。
其次，不，信号线和地线的阻抗不相同。那就是问题所在。由于阻抗不平衡，一根线会比另一根线吸收更多的外部噪声。正是通过将这种“平衡”称为“差分”来强调这一点。使用3线系统，您可以使两条信号线相等，并且对于信号具有合理的阻抗，同时仍具有接地参考。
您必须假设噪声会耦合到任何信号中。平衡的音频具有两个特性，具有良好的抗干扰性：两条信号线均被平等对待，因此它们都吸收相同的噪声，而信号却相反。当接收器采取差额措施时，噪声会被抵消，仅保留信号。在单端系统中，两条线不相等，因此一条线拾取噪声的方式与另一条线不同。接地线和信号线之间的差异将包括噪声吸收中的差异。
我将使用本教程中的图像
平衡的音频线传输相同的信号，但它们之间的相位差为180度。
当噪声引入电缆时，由于原始信号和反相信号都具有相同的阻抗，因此噪声被均等地引入到电缆中。然后，接收器将信号之一反相，结果是两个包含原始音频的相位信号和两个噪声信号，它们之间的相位差为180度。将这些信号相加后，结果就是纯净的音频信号，其中的噪声已消除（消除了）。
当使用单端线传输信号时，一根线传输信号，另一根线本身接地，因此您无法遵循与平衡信号相同的过程来消除噪声。
到底什么是“平衡”音频，为什么有用？
平衡音频是指音频数据作为电信号通过平衡线路传输。通常，电信号是模拟信号，但是在平衡线路上传输数字音频有一些标准（例如AES-EBU）。
我读过这意味着有两种电压，一种是另一种的反向。平衡的音频接收器查看这些信号之间的差异，并将其称为“信号”。
本质上是。严格来说，它假定差异与原始信号成正比。
噪声应平均影响平衡信号的两个部分，
几乎相等，是的。
因此接收器不应将噪声视为信号，因为它不会改变两个半部之间的差。
本质上是。
但这没有任何意义。
是的，它确实。这是非常有效的并且被广泛使用。
不平衡的音频信号不是也没有区别吗：接地与信号电压之间的区别？
并非所有音频信号都是相对于地面传输的，但是在所有情况下，答案都是“是”。
为什么我们不能仅将不平衡的音频信号馈入平衡的音频接收器并称其为平衡的呢？
您可以，但不会达到平衡。
承载“不平衡”音频信号的电缆将使用一根或两根导体：
以下是两种最常见的可能性及其结果：
相比之下，平衡的音频发送器和接收器分别具有三个导体：
如果将“不平衡”线的信号连接到接收器的热销，则效果将与上述情况1.或2.一样。此外，信号的幅度可能会受到接收器电路的影响。如果将其连接到冷销，则效果将与上述情况1.或2.相同。此外，信号的幅度可能会受到接收器电路的影响，并且您将反转信号的相位。
产生第二个反向电压会如何改变所有东西？
至关重要的是，第二个电压是由一根或多根导体，其尺寸，阻抗和位置与承载同相电压的一根或多根导体相近的。这就是为什么大多数平衡音频电缆使用双绞线，通常使用一些包装材料（棉线，细塑料管等）来防止线对分离的原因。这是坎福德的插图：
一些平衡的音频电缆（例如StarQuad）使用一对双绞线：两个芯线用于加热，两个芯线用于冷却。
通过为冷信号创建一条路径，使其阻抗，尺寸和位置与热信号的路径非常接近，从而将热信号中产生的噪声与冷信号中产生的噪声之间的差异最小化，从而产生非常高的噪声。拒绝那种噪音。
如果我们不这样做，噪声会不会同样影响两个半部，并且仍然会被接收器拒绝？
没有; 或至少不会达到同样的程度。
