संतुलित ऑडियो

संतुलित ऑडियो और संतुलित इंटरफेस का उपयोग करके ऑडियो उपकरण को आपस में जोड़ने की विधि है। ध्वनि रिकॉर्डिंग और उत्पादन में इस प्रकार का कनेक्शन बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के कारण बाहरी ध्वनि की संवेदनशीलता को कम करते हुए लंबे केबलों के उपयोग की अनुमति देता है। संतुलित इंटरफ़ेस गारंटी देता है कि प्रेरित ध्वनि रिसीवर पर सामान्य-मोड वोल्टेज के रूप में प्रकट होता है जिसे विभेदक उपकरण द्वारा अस्वीकार किया जा सकता है।

संतुलित कनेक्शन सामान्यतः परिरक्षित मुड़-जोड़ी केबल और तीन-चालक कनेक्टर का उपयोग करते हैं। कनेक्टर सामान्यतः तीन-पिन एक्सएलआर कनेक्टर या 1/4 in टीआरएस फ़ोन कनेक्टर (ऑडियो) होते हैं। जब इस विधि से उपयोग किया जाता है, तो प्रत्येक केबल में चैनल होता है, इसलिए स्टीरियो ऑडियो (उदाहरण के लिए) उनमें से दो की आवश्यकता होगी।

अनुप्रयोग
कई माइक्रोफ़ोन कम वोल्टेज स्तर पर काम करते हैं और कुछ उच्च आउटपुट प्रतिबाधा (hi-Z) के साथ काम करते हैं, जो लंबे माइक्रोफोन केबल को विशेष रूप से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए अतिसंवेदनशील बनाता है। इसलिए माइक्रोफोन इंटरकनेक्शन संतुलित इंटरकनेक्शन के लिए सामान्य अनुप्रयोग है, जो रिसीवर को इस प्रेरित ध्वनि को अस्वीकार करने की अनुमति देता है। यदि सार्वजनिक उद्घोषणा प्रणाली के शक्ति प्रवर्धक मिश्रण कंसोल से किसी भी दूरी पर स्थित हैं, तो मिक्सर से इन प्रवर्धकों के सिग्नल पथों के लिए संतुलित लाइनों का उपयोग करना भी सामान्य है। ग्राफिक तुल्यकारक और प्रभाव इकाइयों जैसे कई अन्य घटकों में इसे अनुमति देने के लिए संतुलित इनपुट और आउटपुट हैं। रिकॉर्डिंग में और शॉर्ट केबल रन के लिए सामान्य रूप से, संतुलित लाइनों द्वारा दी गई ध्वनि में कमी और उनके द्वारा आवश्यक अतिरिक्त विद्युत परिपथ द्वारा प्रारम्भ की गई लागत के बीच समझौता आवश्यक है।

हस्तक्षेप में कमी
संतुलित ऑडियो कनेक्शन ध्वनि कम करने के लिए कई विधियों का उपयोग करते हैं।

विशिष्ट संतुलित केबल में दो समान तार होते हैं, जो साथ मुड़ जाते हैं और फिर तीसरे चालक (फ़ॉइल या ब्रेड) के साथ लपेटे जाते हैं जो केबल सुरक्षित कर दी के रूप में कार्य करता है। दो तार परिपथ बनाते हैं जो ऑडियो संकेत ले जा सकता है।

संतुलित शब्द परिपथ में प्रत्येक तार के विद्युत प्रतिबाधा को संतुलित करने की विधि से आता है; लाइन और इससे सीधे जुड़े सभी परिपथ (जैसे ड्राइवर और रिसीवर) में कुछ संदर्भ बिंदु के संबंध में समान प्रतिबाधा होनी चाहिए। इसका अर्थ यह है कि अधिकांश विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप प्रत्येक तार में समान ध्वनि वोल्टेज उत्पन्न करेगा। चूंकि प्राप्त अंत में अंतर उपकरण केवल दो सिग्नल लाइनों के बीच वोल्टेज में अंतर का उत्तर देता है, ध्वनि जो दोनों तारों पर समान होता है, खारिज कर दिया जाता है। इस पद्धति को अंतर एम्पलीफायर के साथ प्रायुक्त किया जा सकता है। सक्रिय इनपुट चरण के अतिरिक्त ट्रांसफार्मर का भी उपयोग किया जा सकता है।

मुड़ी हुई जोड़ी चालकों के बीच लूप क्षेत्र को जितना संभव हो उतना छोटा बनाती है, और यह सुनिश्चित करती है कि चुंबकीय क्षेत्र जो आसन्न छोरों से समान रूप से निकलता है, दोनों लाइनों पर ध्वनि के समान स्तर को प्रेरित करेगा, जिसे रिसीवर में डिफरेंशियल उपकरण द्वारा निरस्त कर दिया जाता है। यदि ध्वनि स्रोत केबल के अधिक निकट है, तो यह संभव है कि यह किसी लाइन पर दूसरे की तुलना में अधिक प्रेरित होगा, और इसे निरस्त भी नहीं किया जाएगा, किन्तु निरस्त करना अभी भी मात्रा की सीमा तक होगा ध्वनि जो दोनों लाइनों पर बराबर है।

सामान्यतः संतुलित ऑडियो केबल में प्रदान की जाने वाली अलग ढाल भी असंतुलित दो-चालक व्यवस्था (जैसे सामान्य हाई-फाई में उपयोग की जाने वाली) पर ध्वनि अस्वीकृति लाभ उत्पन्न करती है जहां शील्ड को सिग्नल रिटर्न तार के रूप में भी कार्य करना चाहिए। इसलिए, संतुलित ऑडियो शील्ड में प्रेरित किसी भी ध्वनि धारा को दो चालक प्रणाली में सीधे सिग्नल पर संशोधित नहीं किया जाएगा। यह शील्ड/चेसिस को सिग्नल ग्राउंड से अलग करके ग्राउंड लूप (बिजली) की समस्याओं को भी रोकता है।

अंतर संकेतन
सिग्नल अधिकांश डिफरेंशियल सिग्नलिंग का उपयोग करके संतुलित कनेक्शन पर प्रसारित होते हैं, जिसका अर्थ है कि तार ऐसे सिग्नल ले जाते हैं जो परिमाण में समान होते हैं किन्तु दूसरे के विपरीत विद्युत ध्रुवता के होते हैं (उदाहरण के लिए, एक्सएलआर कनेक्टर में, पिन 2 सामान्य ध्रुवता के साथ सिग्नल को वहन करता है, और पिन 3 में उसी सिग्नल का उलटा संस्करण होता है)। लोकप्रिय धारणा के अतिरिक्त, ध्वनि अस्वीकृति के लिए यह व्यवस्था आवश्यक नहीं है। जब तक प्रतिबाधा संतुलित होती है तब तक ध्वनि उन पर उपस्थित सिग्नल की परवाह किए बिना दो तारों में समान रूप से जुड़ जाएगा (और एक अंतर एम्पलीफायर द्वारा अस्वीकार कर दिया जाएगा)। संतुलित रेखा को चलाने का सरल विधि ज्ञात स्रोत प्रतिबाधा के माध्यम से सिग्नल को गर्म तार में इंजेक्ट करना है, और समान प्रतिबाधा के माध्यम से ठंडे तार को सिग्नल के स्थानीय जमीनी संदर्भ से जोड़ना है। डिफरेंशियल सिग्नलिंग के बारे में आम भ्रम के कारण, इसे अधिकांश अर्ध-संतुलित या प्रतिबाधा-संतुलित आउटपुट के रूप में संदर्भित किया जाता है, चूंकि यह वास्तव में पूरी तरह से संतुलित है और इस सामान्य-मोड हस्तक्षेप को अस्वीकार कर दिया जाएगा।

चूंकि, पूरी तरह से भिन्न आउटपुट के साथ लाइन चलाने के कुछ सामान्य लाभ हैं:
 * चूंकि नाममात्र स्तर के मानकीकरण के कारण सिग्नल स्तर नहीं बदला जाएगा, अंतर चालकों से अधिकतम आउटपुट 6 डीबी अतिरिक्त हेडरूम (ऑडियो सिग्नल प्रोसेसिंग) देकर दो गुना ज्यादा है।
 * लंबे समय तक केबल चलाने पर केबल कैपेसिटेंस बढ़ाने से सिग्नल स्तर कम हो जाता है जिस पर उच्च आवृत्तियों को क्षीण किया जाता है। यदि प्रत्येक तार पूरी तरह से अंतर आउटपुट के रूप में आधा सिग्नल वोल्टेज स्विंग करता है तो उच्च आवृत्तियों के हानि के बिना लंबे केबल रन का उपयोग किया जा सकता है।
 * ध्वनि जो दो एएमपीएस (उदाहरण के लिए अपूर्ण बिजली आपूर्ति अस्वीकृति अनुपात से) के बीच सहसंबद्ध होने वाले निरस्त को रद्द कर दिया जाएगा।
 * उच्च आवृत्तियों पर, आउटपुट एम्पलीफायर का आउटपुट प्रतिबाधा बदल सकता है, जिसके परिणामस्वरूप छोटा सा असंतुलन हो सकता है। जब दो समान एम्पलीफायरों द्वारा डिफरेंशियल मोड में संचालित किया जाता है, तो यह प्रतिबाधा परिवर्तन दोनों लाइनों के लिए समान होगा, और इस प्रकार निरस्त हो जाएगा।

आंतरिक रूप से संतुलित ऑडियो डिज़ाइन
प्रोफेशनल ऑडियो उत्पाद (रिकॉर्डिंग, सार्वजनिक पता, आदि) सामान्यतः एक्सएलआर कनेक्टर या फोन कनेक्टर (ऑडियो) के माध्यम से संतुलित इनपुट और आउटपुट प्रदान करते हैं। चूंकि, अधिकांशतः स्थितियों में, आंतरिक परिपथ पूरी तरह से असंतुलित होता है।

बहुत कम संख्या में ऑडियो उत्पादों को इनपुट से आउटपुट तक पूरी तरह से संतुलित सिग्नल पथ के साथ डिजाइन किया गया है; परिपथ पूरे उपकरण में प्रतिबाधा संतुलन बनाए रखता है। यह डिज़ाइन गर्म और ठंडे चालक दोनों के लिए समान (प्रतिबिंबित) आंतरिक सिग्नल पथ प्रदान करके प्राप्त किया जाता है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में, 100% संतुलित परिपथ डिज़ाइन फ्रंट-एंड असंतुलन और बैक-एंड रीबैलेंसिंग के लिए आवश्यक अतिरिक्त एम्पलीफायर चरणों या ट्रांसफॉर्मर से बचकर उत्तम सिग्नल अखंडता प्रदान कर सकता है।

कनेक्टर्स
तीन-पिन एक्सएलआर कनेक्टर्स और क्वार्टर-इंच (¼ या 6.35मिमी) फोन कनेक्टर (ऑडियो) सामान्यतः संतुलित ऑडियो इंटरफेस के लिए उपयोग किए जाते हैं। कई जैक अब एक्सएलआर या टीआरएस फोन प्लग लेने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। लंबी अवधि की स्थापना के लिए अभिप्रेत उपकरण कभी-कभी पेंच टर्मिनल या यूरोब्लॉक कनेक्टर्स का उपयोग करता है।

कुछ संतुलित हेडफ़ोन कनेक्शन पेंटाकॉन 4.4 मिमी टीआरआरआरएस कनेक्टर का भी उपयोग करते हैं।

एक्सएलआर कनेक्टर्स के साथ, पिन 1, 2, और 3 सामान्यतः क्रमशः ढाल (आदर्श रूप से चेसिस से जुड़े) और दो सिग्नल तारों के लिए उपयोग किए जाते हैं। ("एक्स, एल, आर" के अनुरूप वाक्यांश "ग्राउंड, लाइव, रिटर्न", अधिकांश मेमोरी सहायता के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, चूंकि अंतर सिग्नलिंग के स्थितियों में दूसरा सिग्नल तार "रिटर्न" नहीं है) टीआरएस फोन प्लग पर, टिप सिग्नल/नॉन-इनवर्टिंग, रिंग रिटर्न / इनवर्टिंग, और स्लीव चेसिस ग्राउंड है।

यदि स्टीरियोफोनिक या अन्य बिनौरल रिकॉर्डिंग सिग्नल को ऐसे जैक में प्लग किया जाता है, तो चैनल (सामान्यतः दाएं) को दूसरे (सामान्यतः बाएं) से घटाया जाएगा, सामान्य मोनोरल एल + आर (बाएं प्लस दाएं) के अतिरिक्त अनसुना एल - आर (बाएं माइनस राइट) सिग्नल छोड़ देता है। संतुलित ऑडियो प्रणाली में किसी अन्य बिंदु पर विद्युत ध्रुवीयता को उलटने से भी इस प्रभाव का परिणाम कुछ बिंदु पर होगा जब इसे बाद में इसके अन्य चैनल के साथ मिश्रित किया जाएगा।

टेलीफोन लाइन भी संतुलित परिपथ्री के माध्यम से ऑडियो ले जाती हैं, चूंकि यह सामान्यतः अब स्थानीय लूप तक ही सीमित है। इसे ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि दो तार संतुलित लूप बनाते हैं जिसके माध्यम से टेलीफोन कॉल के दोनों किनारे यात्रा करते हैं। चूंकि टेलीफ़ोन को संचालित करने के लिए डीसी पावर की आवश्यकता होती है और सरल चालू/बंद हुक पहचान की अनुमति देने के लिए, अतिरिक्त परिपथ्री विकसित की गई थी जहां एक्सचेंज पावर बस से सिग्नल तार लगाया जाता है, सामान्यतः -50 वोल्ट और अन्य दोनों को समान मूल्य के प्रेरकों के माध्यम से ग्राउंड किया जाता है, जिसमें वांछित एसी सिग्नल को शॉर्ट-परिपथ करने से बचने और प्रतिबाधा संतुलन बनाए रखने के लिए लगभग 400 ओम डीसी प्रतिरोध होता है।

प्रोफेशनल वातावरण में डिजिटल ऑडियो कनेक्शन भी सामान्य रूप से AES3 (AES/EBU) मानक का पालन करते हुए अधिकांश संतुलित होते हैं। यह 110-ओम प्रतिबाधा के साथ एक्सएलआर कनेक्टर्स और ट्विस्टेड-पेयर केबल का उपयोग करता है। इसके विपरीत, सामान्यतः उपभोक्ता उपकरणों पर देखा जाने वाला समाक्षीय S/PDIF इंटरफ़ेस असंतुलित होता है।

कन्वर्टर्स
संतुलित और असंतुलित परिपथों को अधिकांश DI इकाई (जिसे DI बॉक्स या डायरेक्ट बॉक्स भी कहा जाता है) के माध्यम से balun के उपयोग से जोड़ा जा सकता है।

अंतिम उपाय के रूप में संतुलित ऑडियो लाइन को असंतुलित इनपुट में डाला जा सकता है और इसके विपरीत जब तक कि आउटपुट चरण के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन को जाना जाता है। संतुलित आउटपुट से असंतुलित इनपुट के स्थितियों में, नकारात्मक आउटपुट को जमीन से जोड़ा जा सकता है, किन्तु कुछ स्थितियों में नकारात्मक आउटपुट को डिस्कनेक्ट कर दिया जाना चाहिए।

यह भी देखें

 * विभेदक जोड़ी (बहुविकल्पी)
 * एईएस3
 * प्रेत शक्ति

बाहरी संबंध

 * UK Sound And Lighting Community — Article On Balanced Lines
 * Ray Rayburn: "Balanced-to-Unbalanced; How to Do it Right"

Symmetrische Signalübertragung Szimmetrikus audio vonal