电波教你玩音频：平衡传输与幻象电源的小基情，内附3.5转XLR公
我们经常使用的电容麦克风或者是主动DI盒（direct boxes）需要我们在调音台或者声卡的话放（麦克风放大器）模块上开启48V，这个48V就是我们常说的幻象电源，为什么叫幻象电源呢？我们来看看平衡信号传输线的原理就自然懂了。
平衡传输线这个说法其实是电信领域独有的说法，他是从线路结构上来说的；一根地线+两根信号线，在结构上是对称的。
平衡传输线与非平衡传输线
还有另外一个词叫差分信号（Differential signaling），他是从信号的角度来描述的；主要想表达两个信号之间的关系是互为相反。
差分信号
这种传输音频信号的方法早期是用于电话传输的，因为电话信号的电平很低，非常容易受到干扰，最后得到的信号信噪比就很低，这个时候人们想到利用差分的方式来进行传输：
差分信号原理
Differential signaling，Differential可以翻译为差异、差别、差动，反正你高兴怎么翻都可以；顾名思义，这种传递信号的方法，是对比两条线信号的差异，比如说第一条线的电压为0V，另外一条线的电压为+5V，输出电压就是-5V，中间是个减法。我们可以列一个表方便理解：
差分算法A-B
如果两条线紧挨在一起，在同样的空间路径中传输（现实中都是双绞结构），他们感应到的干扰信号也是相同的，在接收的时候直接减去就行了，留下来都是干净的信号。
为什么有用的音频信号不会被相减呢？因为我们在传输的时候，两条线的信号是互为相反的，也就是，A线路的音频信号是正电压的时候，B线路的信号就是负电压。刚才说到，这个接收器只对比两条线的差异值。
平衡传输原理
其实差分信号的使用是非常广泛的，比如说你天天用的USB线，网线，显卡的PCI-E接口，都是差分信号。
以前的差分信号传输都由变压器来实现，现在都是用运算放大器。
变压器实现非平衡转平衡输出
变压器实现非平衡转平衡输出
PS：当你想平衡转非平衡时候，如果是运放输出的设备，只需要取任意一路信号与地就行。需要注意的是多通道系统中，必须保证信号的相位一致。换句话说就是要么都取信号+，要么都取信号-，不需要将另外一条信号对地短路，这可能会烧输出运放。
运放输出设备平衡转非平衡
那么48V是怎么一回事呢？我们看看平衡传输线的结构：
平衡传输线结构
有两条信号线，一条地线，因为传输的是差分信号，接收端只对比两条信号线的差异，我想要通过这条平衡传输线实现供电和信号传输的功能，是不是可以在地线和两条信号之间加入一个48V不就行了？也就是说线路A对地有+48V，线路B对地也是+48V，音频信号就叠加在这个电压之上波动，这个48V连同信号进入接受端，48V会被被剪掉，留下来的就算纯正的音频信号了。
幻象电源原理
PS：你的手机或者电脑接调音台会被烧的一种原因也清楚了，很多人会使用3.5转XLR的那种线来连接调音台，像这样：
万恶之源
他的内部结构是这样的：
大部分3.5转XLR公
一旦不小心打开调音台的48V供电，3脚输出的48V会直接对地短路，这种情况下调音台话放应该会保护，如果没有保护，2脚输出的48V会灌回你的电脑或者手机，一般的手机电脑不会设计这么高电压的保护电路，当场就死翘翘了。
正确的方法：
1、使用DI盒或者隔离变压器进行转换：
变压器非平衡转平衡
这种方法不会导致48V倒灌烧东西，同时音质最好。
2、使用特制转换线：
这个方法是我原创的，我自己也没试过，但是相信这个方法的效果应该不错，也不会导致48V反灌烧设备，同时成本最低。
制作方法：
1、看你调音台、话放的说明书，找到输入阻抗这一行。
比如说我的调音台是这个：
Waves eMotion LV1
配套接口箱是这个：
SoundStudio STG-2412
说明书这样写的：
查输入阻抗
已知输入阻抗是2kΩ
2、进行计算，算出电容量，其实我们是做一个单阶RC高通滤波器，对信号做一个15Hz左右的低切，知道了输入阻抗，也知道频率，求电容量。公式在下面：
RC高通滤波器计算公式
计算电容大小
3、焊接电路
正确3.5mm 转 XLR公方法
4、进行测试，大功告成!
这个方法的好处就是可以通过换不同的电容来获得不同的音色风格，同时成本低，结构简单大家都可以做，觉得麻烦的朋友可以找我代做哦，工时费100元，线材插头零件另算，反正比隔离器便宜，花钱买时间嘛。
最后总结一下：
平衡传输线是利用两根信号线传递两个互为相反的信号，配合差动接收端，进行噪音抑制。
幻象电源的作用是利用平衡信号传输线给设备进行供电，错误的使用方法可能会导致设备损坏，值得一提的是，所有符合标准的的XLR平衡输出设备，都可以放心大胆的开48V，如果烧了找厂家赔就是，这是质量问题。
我们下次再见啦！
