ระดับเส้น

ระดับสายคือความแรง ที่ระบุ ของสัญญาณเสียงที่ใช้ในการส่งสัญญาณเสียง อะนาล็อกระหว่างส่วนประกอบต่างๆ เช่นเครื่องเล่นCDและDVD ชุดโทรทัศน์เครื่องขยายเสียงและคอนโซลผสม

ระดับสายอยู่ระหว่างระดับสัญญาณเสียงอื่นๆ มีสัญญาณที่อ่อนกว่า เช่น สัญญาณจากไมโครโฟน ( ระดับไมโครโฟนหรือระดับไมโครโฟน ) และปิ๊กอัพเครื่องดนตรี ( ระดับเครื่องดนตรี ) และสัญญาณที่แรงกว่า เช่น สัญญาณที่ใช้ขับหูฟังและลำโพง ( ระดับลำโพง ) ความแรงของสัญญาณต่างๆ เหล่านี้ไม่จำเป็นต้องอ้างอิงถึงแรงดันเอาต์พุตของอุปกรณ์ต้นทาง มันยังขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์เอาท์พุตและความสามารถด้านกำลังเอาท์พุต ด้วย

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่เกี่ยวข้องกับเสียง (เช่นการ์ดเสียง ) มักจะมีขั้วต่อที่มีป้ายกำกับว่าสายเข้าและ/หรือสายออกLine outให้เอาต์พุตสัญญาณเสียงและLine inรับสัญญาณอินพุต

การเชื่อมต่อสัญญาณเข้า/ออกบนอุปกรณ์เครื่องเสียงสำหรับผู้ใช้ทั่วไปมักจะไม่สมดุลและเชื่อมต่อกับแจ็คสเตอริโอ RCAหรือด้วยขั้วต่อมินิแจ็ค TRS 3 ตัวนำ 3.5 มม. ( 18  นิ้ว) สำหรับใช้ต่อกราวด์ ช่องซ้าย และช่องขวา

อุปกรณ์ระดับมืออาชีพมักใช้การเชื่อมต่อแบบบาลานซ์กับแจ็คโทรศัพท์  TRS หรือขั้วต่อ XLRขนาด 6.35 มม . ( 14 นิ้ว) อุปกรณ์ระดับมืออาชีพอาจใช้การเชื่อมต่อที่ไม่สมดุลด้วย แจ็คโทรศัพท์ TS ขนาด 6.35 มม. ( 14 นิ้ว)

ระดับที่กำหนด

แรงดันไฟฟ้าเทียบกับเวลาของคลื่นไซน์ที่ระดับอ้างอิงและระดับเส้น โดยมีเครื่องหมาย V RMS , V PKและ V PPสำหรับระดับเส้น +4dBu

ระดับสายอธิบาย ระดับสัญญาณที่ระบุของสายเป็นอัตราส่วน ซึ่งแสดงเป็นเดซิเบลเทียบกับแรงดันอ้างอิงมาตรฐาน ระดับที่กำหนดและแรงดันอ้างอิงที่ใช้แสดงจะขึ้นอยู่กับระดับสายที่ใช้ แม้ว่าระดับที่กำหนดจะแตกต่างกันไป แต่แรงดันไฟฟ้าอ้างอิงทั่วไปมีเพียง 2 ระดับเท่านั้น ได้แก่เดซิเบลโวลต์ (dBV)สำหรับการใช้งานของผู้บริโภค และเดซิเบลที่ไม่ได้โหลด (dBu)สำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพ

แรงดันอ้างอิงเดซิเบลโวลต์คือ1 V RMS = 0 dBV [1] แรงดันอ้างอิงที่ไม่ได้โหลดเดซิเบล0 dBuคือแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จำเป็นในการผลิตพลังงาน1 mW ผ่านอิมพีแดนซ์ 600 Ω (ประมาณ0.7746 V RMS ) [2] หน่วยที่น่าอึดอัดใจนี้เป็นส่วนที่หลงเหลือจากมาตรฐานโทรศัพท์ในยุคแรกๆ ซึ่งใช้แหล่งกำเนิดและโหลด 600 Ω และวัดพลังงานที่กระจายไปในหน่วยเดซิเบล-มิลลิวัตต์ ( dBm ) อุปกรณ์เครื่องเสียงสมัยใหม่ไม่ได้ใช้โหลดที่ตรงกัน 600 Ω ดังนั้นdBm จึงไม่โหลด ( dBu )

ระดับที่กำหนดที่พบบ่อยที่สุดสำหรับอุปกรณ์มืออาชีพคือ+4 dBu (ตามแบบแผน ค่าเดซิเบลจะเขียนด้วยสัญลักษณ์ที่ชัดเจน) สำหรับอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภค มีแบบแผนอยู่ที่−10 dBVซึ่งเดิมมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดต้นทุนการผลิต[3]อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคอาจไม่เป็นไปตามอนุสัญญาดังกล่าว ตัวอย่างเช่น แรงดันเอาต์พุตของเครื่องเล่นซีดีมาตรฐานจะมีค่าประมาณ 2 V RMSซึ่งเทียบเท่ากับ +6 dBV ระดับเอาต์พุตที่สูงขึ้นดังกล่าวทำให้เครื่องเล่นซีดีสามารถข้ามเวทีปรีแอมป์ได้[4]

หากแสดงในรูปแบบสัมบูรณ์ สัญญาณที่−10 dBVเทียบเท่ากับ สัญญาณ คลื่นไซน์ที่มีแอมพลิจูดสูงสุด (V PK ) ประมาณ0.447 โวลต์หรือสัญญาณทั่วไปใดๆ ที่0.316 โวลต์ ค่าเฉลี่ยรากกำลังสอง (V RMS ) สัญญาณที่+4 dBuเทียบเท่ากับสัญญาณคลื่นไซน์ที่มีแอมพลิจูดสูงสุดประมาณ1.736 โวลต์หรือสัญญาณทั่วไปใดๆ ที่ประมาณ 1.228 V RMS

แอม พลิจูด(V PP ) หมายถึงการแกว่งของแรงดันไฟฟ้ารวมของสัญญาณ ซึ่งเป็นสองเท่าของแอมพลิจูดสูงสุดของสัญญาณตัวอย่างเช่น สัญญาณที่มีแอมพลิจูดสูงสุด±0.5 Vจะมีแอมพลิจูด ppที่1.0 V

ระดับสายและระดับแรงดันไฟฟ้าที่ระบุโดยประมาณ
ใช้ ระดับที่กำหนด ระดับที่กำหนด V RMS แอมพลิจูดสูงสุด, V PK แอมพลิจูดจากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุด, V PP
เสียงระดับมืออาชีพ +4 เดซิเบล 1.228 1.736 3.472
เสียงผู้บริโภค −10 เดซิเบล 0.316 0.447 0.894

สัญญาณระดับสายเป็น สัญญาณ กระแสสลับที่ไม่มีออฟเซ็ต DC ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าจะแปรผันตามกราวด์สัญญาณจากแอมพลิจูดสูงสุด (เช่น+1.5 V ) ไปยังแรงดันลบที่เท่ากัน ( −1.5 V ) [5]

อิมพีแดนซ์

โดยทั่วไป Line Driverใช้เพื่อขับเคลื่อนเอาต์พุตสัญญาณอะนาล็อกระดับสาย[6]เนื่องจากสายเคเบิลระหว่างเอาต์พุตบรรทัดและอินพุตบรรทัดโดยทั่วไปจะสั้นมากเมื่อเทียบกับความยาวคลื่นของสัญญาณเสียงในสายเคเบิล เอฟเฟกต์ ของสายส่งจึงสามารถมองข้ามได้ และไม่จำเป็นต้องใช้การจับคู่อิมพีแดนซ์วงจรระดับสายใช้ หลักการ เชื่อมโยงอิมพีแดนซ์แทน ซึ่งเอาต์พุตอิมพีแดนซ์ต่ำจะขับเคลื่อนอินพุตอิมพีแดนซ์สูง การเชื่อมต่อสัญญาณออกทั่วไปมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตตั้งแต่ 100 ถึง600 Ωโดยค่าที่ต่ำกว่าจะพบได้บ่อยในอุปกรณ์รุ่นใหม่ อินพุตสายมีอิมพีแดนซ์ที่สูงกว่ามาก โดยทั่วไปคือ10 kΩหรือมากกว่า[7]

อิมพีแดนซ์ทั้งสองจะสร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าโดยมีองค์ประกอบสับเปลี่ยนที่มีขนาดใหญ่สัมพันธ์กับขนาดขององค์ประกอบอนุกรม ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าสัญญาณเพียงเล็กน้อยจะถูกสับลงกราวด์และความต้องการกระแสไฟฟ้าจะลดลง แรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ยืนยันโดยเอาท์พุตจะปรากฏคร่อมอิมพีแดนซ์อินพุต และแทบไม่มีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมเอาท์พุตเลย[7]อินพุทแบบเส้นทำหน้าที่คล้ายกับอินพุทของโวลต์มิเตอร์อิมพีแดนซ์สูงหรือออสซิลโลสโคป โดยวัดแรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุตยืนยันในขณะที่ดึงกระแสไฟฟ้าขั้นต่ำ (และด้วยเหตุนี้จึงมีกำลังน้อยที่สุด) จากแหล่งกำเนิด อิมพีแดนซ์สูงของสายในวงจรไม่โหลดเอาต์พุตของอุปกรณ์ต้นทาง

สัญญาณเหล่านี้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า (ตรงข้ามกับสัญญาณปัจจุบัน) และเป็นข้อมูลสัญญาณ (แรงดันไฟฟ้า) ที่ต้องการ ไม่ใช่กำลังในการขับเคลื่อนทรานสดิวเซอร์เช่น ลำโพงหรือเสาอากาศ ข้อมูลจริงที่มีการแลกเปลี่ยนระหว่างอุปกรณ์คือความแปรปรวนของแรงดันไฟฟ้า มันเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ถ่ายทอดข้อมูลทำให้กระแสไม่เกี่ยวข้อง

ออกแถว

            สัญลักษณ์เส้นออกสีไกด์พีซี  สีเขียวมะนาว

เอาต์พุตไลน์ ( ไลน์เอาท์ ) มักจะมีความต้านทานของแหล่งสัญญาณอยู่ที่ 100 ถึง600 โอห์มแรงดันไฟฟ้าสามารถสูงถึง 2 โวลต์จากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุดโดยมีระดับอ้างอิงถึง −10 dBV (300 mV) ที่10 kΩ การตอบสนองความถี่ของอุปกรณ์สมัยใหม่ส่วนใหญ่โฆษณาไว้อย่างน้อย 20 Hz ถึง 20 kHz ซึ่งสอดคล้องกับช่วงการได้ยินของมนุษย์ทั่วไป เอาต์พุตไลน์มีจุดประสงค์เพื่อขับเคลื่อนอิมพีแดนซ์โหลด10 kΩซึ่งแม้ที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของไลน์เอาท์ก็ต้องการกระแสเพียงเล็กน้อยเท่านั้น (ต่ำกว่ามิลลิแอมป์)

การเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่นๆ

การเชื่อมต่อโหลดอิมพีแดนซ์ต่ำ เช่น ลำโพง (ปกติคือ4 ถึง 8 Ω ) เข้ากับไลน์เอาท์จะทำให้ วงจรเอาท์พุตลัดวงจรโหลดดังกล่าวจะอยู่ที่ประมาณ11,000อิมพีแดนซ์ของไลน์เอาท์ได้รับการออกแบบให้ขับเคลื่อน ดังนั้นไลน์เอาท์มักจะไม่ได้ออกแบบมาเพื่อจ่ายกระแสไฟที่จะดึงโดย โหลด 4 ถึง 8 Ωที่แรงดันไฟฟ้าสัญญาณไลน์เอาท์ปกติ ผลลัพธ์ที่ได้คือเสียงจากลำโพงเบามาก และอาจทำให้วงจรสัญญาณออกเสียหายได้

บางครั้งเอาต์พุตหูฟังและเอาต์พุตสายอาจสับสน หูฟังยี่ห้อและรุ่นที่แตกต่างกันมีอิมพีแดนซ์ที่แตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่เพียง20 Ωไปจนถึงสองสามร้อยโอห์ม ค่าต่ำสุดจะให้ผลลัพธ์คล้ายกับลำโพง ในขณะที่ค่าสูงสุดอาจใช้งานได้ดีหากอิมพีแดนซ์ของไลน์เอาท์ต่ำเพียงพอและหูฟังมีความไวเพียงพอ

ในทางกลับกัน เอาต์พุตหูฟังโดยทั่วไปมีความต้านทานของแหล่งสัญญาณเพียงไม่กี่โอห์ม (เพื่อให้การเชื่อมต่อแบบบริดจ์กับ หูฟัง 32 Ω ) และจะขับเคลื่อนอินพุตสายได้อย่างง่ายดาย

ด้วยเหตุผลที่คล้ายกัน ไม่ควรใช้ สายเคเบิลไวย์ (หรือตัวแยกสัญญาณ Y ) เพื่อรวมสัญญาณ Line-out สองสัญญาณเข้าเป็น Line In เดียว แต่ละ Line Output จะขับเอาต์พุต Line อื่นๆ เช่นเดียวกับอินพุตที่ตั้งใจไว้ ซึ่งส่งผลให้อีกครั้ง ภาระหนักกว่าที่ออกแบบไว้มาก ซึ่งจะส่งผลให้สัญญาณสูญเสียและอาจเกิดความเสียหายได้ควรใช้มิกเซอร์ที่ใช้งานอยู่ เช่นop-amps แทน [8]ตัวต้านทานขนาดใหญ่ที่ต่ออนุกรมกับแต่ละเอาต์พุตสามารถใช้เพื่อผสมเข้าด้วยกันได้อย่างปลอดภัย แต่ต้องได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมสำหรับโหลดอิมพีแดนซ์และความยาวสายเคเบิล

เข้าแถว

            สัญลักษณ์ไลน์อินสีไกด์พีซี  ฟ้าอ่อน.

อินพุตสาย ( line in ) ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับระดับแรงดันไฟฟ้าในช่วงที่ได้รับจากเอาต์พุตสาย นักออกแบบมุ่งหมายให้เชื่อมต่อสายออกจากอุปกรณ์เครื่องหนึ่งเข้ากับอินพุตสายของอุปกรณ์อีกเครื่องหนึ่ง ในทางกลับกัน อิมพีแดนซ์ไม่ได้ตั้งใจที่จะจับคู่จากเอาต์พุตหนึ่งไปยังอีกอินพุตหนึ่ง โดยทั่วไปความต้านทานของอินพุตสายจะอยู่ที่ประมาณ10 kΩ เมื่อขับเคลื่อนด้วยอิมพีแดนซ์ต่ำตามปกติของเอาต์พุตไลน์ที่ 100 ถึง 600 โอห์ม สิ่งนี้จะก่อให้เกิด การเชื่อมต่อ แบบบริดจ์ซึ่งแรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่สร้างโดยแหล่งกำเนิด (เอาต์พุต) ลดลงข้ามโหลด (อินพุต) และกระแสไฟฟ้าจะไหลน้อยที่สุดเนื่องจาก ความต้านทานของโหลดค่อนข้างสูง

แม้ว่าอินพุตสายจะมีอิมพีแดนซ์สูงเมื่อเทียบกับเอาต์พุตไลน์ แต่ก็ไม่ควรสับสนกับสิ่งที่เรียกว่า อินพุต Hi-Z (Z เป็นสัญลักษณ์สำหรับอิมพีแดนซ์ ) ซึ่งมีอิมพีแดนซ์47 kΩถึงมากกว่า1 MΩ โดยทั่วไป อินพุตHi-Zหรือเครื่องดนตรีจะมีอัตราขยายสูงกว่าอินพุตแบบเส้น ได้รับการออกแบบมาให้ใช้กับปิ๊กอัพกีตาร์ไฟฟ้าและกล่องอินพุตโดยตรง เป็นต้น แหล่งเหล่านี้บางแห่งสามารถจ่ายแรงดันและกระแสได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น และอินพุตอิมพีแดนซ์สูงได้รับการออกแบบมาเพื่อไม่ให้โหลดมากเกินไป

ระดับสายในเส้นทางสัญญาณแบบดั้งเดิม

เสียง อะคูสติก (เช่นเสียงพูดหรือเครื่องดนตรี ) มักถูกบันทึกด้วยทรานสดิวเซอร์ ( ไมโครโฟนและปิ๊กอัพ ) ที่สร้างสัญญาณไฟฟ้าอ่อนๆ สัญญาณเหล่านี้จะต้องขยายไปที่ระดับสาย ซึ่งจะถูกจัดการได้ง่ายขึ้นโดยอุปกรณ์อื่น เช่น คอนโซลผสมและเครื่องบันทึกเทป การขยายสัญญาณดังกล่าวดำเนินการโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า ปรีแอมพลิฟายเออร์หรือ ปรีแอมป์ ซึ่งจะเพิ่มสัญญาณให้อยู่ในระดับสาย หลังจากการยักย้ายที่ระดับสาย สัญญาณจะถูกส่งไปยังเครื่องขยายกำลังซึ่งสัญญาณจะถูกขยายเป็นระดับที่สามารถขับเคลื่อนหูฟังหรือลำโพงได้ สิ่งเหล่านี้จะแปลงสัญญาณกลับเป็นเสียงที่สามารถได้ยินผ่านอากาศ

คาร์ทริดจ์ แผ่นเสียงส่วนใหญ่มีระดับเอาต์พุตต่ำและต้องใช้ปรีแอมป์ โดยทั่วไปแล้ว แอมพลิฟายเออร์หรือตัวรับสัญญาณในตัวสเตอริโอในบ้านจะมีอินพุตท่วงทำนองพิเศษ อินพุตนี้ส่งสัญญาณผ่านปรีแอมป์แบบ phono ซึ่งใช้การปรับสมดุล RIAAกับสัญญาณ พร้อมทั้งเพิ่มระดับเป็นระดับสาย

ดูสิ่งนี้ด้วย

อ้างอิง

  1. พื้นฐานเสียงเทคโนโลยีที่จับต้องได้
  2. เกลนน์ เอ็ม. บัลลู, เอ็ด. (1998) คู่มือสำหรับวิศวกรเสียง: The New Audio Cyclopedia ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง โฟกัสกด. พี 761. ไอเอสบีเอ็น 0-240-80331-0-
  3. ไวเนอร์, อีธาน (2013) ผู้เชี่ยวชาญด้านเสียง: ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับเสียง โฟกัสกด. พี 107. ไอเอสบีเอ็น 978-0-240-82100-9-
  4. โรเบิร์ต ฮาร์ลีย์ (29 มีนาคม พ.ศ. 2538) "คุณภาพอยู่ในรายละเอียด" สเตริโอไฟล์ . พี 2.
  5. การวัดออสซิลโลสโคปสำหรับสัญญาณระดับเส้น
  6. บิชอป, โอเวน (2011) อิเล็กทรอนิกส์ - วงจรและระบบ เราท์เลดจ์. พี 250. ไอเอสบีเอ็น 9781136440434- สืบค้นเมื่อ 18 เมษายน 2559 .
  7. ↑ อับ เดนนิส โบห์น (พฤษภาคม 1996) "ข้อกำหนดปัจจุบันในการขับขี่แบบปฏิบัติจริง" ราเนทโน้ต บริษัท เรน คอร์ปอเรชั่น. สืบค้นเมื่อ2022-01-12 . ในทางปฏิบัติแล้ว ทฤษฎีสายส่งทางวิศวกรรมไฟฟ้าไม่สามารถใช้ได้กับสายเสียงในโลกแห่งความเป็นจริง ... นี่เป็นการปูทางไปสู่การสร้างแบบจำลอง RC อย่างง่ายของสายเสียงของเรา
  8. เดนนิส โบห์น (เมษายน 2547) “ทำไมไม่ไวล่ะ” ราเนทโน้ต บริษัท เรน คอร์ปอเรชั่น. ดึงข้อมูลเมื่อ2012-07-15 . เอาต์พุตมีอิมพีแดนซ์ต่ำ และจะต้องเชื่อมต่อกับอินพุตอิมพีแดนซ์สูงเท่านั้น -- ไม่เคย และอย่าผูกเอาท์พุททั้งสองเข้าด้วยกันโดยตรง -- ไม่เคย หากคุณทำเช่นนั้น แต่ละเอาต์พุตจะพยายามขับเคลื่อนอิมพีแดนซ์ที่ต่ำมากของอีกเอาต์พุต ทำให้ทั้งสองเอาต์พุตอยู่ในขีดจำกัดกระแสและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ ผลการสูญเสียสัญญาณขั้นรุนแรงเป็นขั้นต่ำ

ลิงค์ภายนอก

  • สื่อที่เกี่ยวข้องกับระดับบรรทัดที่วิกิมีเดียคอมมอนส์
  • การแปลง dBu เป็นโวลต์, dBV เป็นโวลต์ และโวลต์เป็น dBu และ dBV
  • การแปลงแรงดันไฟฟ้า V เป็น dB, dBu, dBV และ dBm
  • เดซิเบล
แปลจาก "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Line_level&oldid=1172860915"