便攜HiFi系統中的「平衡耳機接口」介紹

對大部分普通消費者來說，「平衡耳機輸出接口」這是一個陌生又熟悉的東西。

說陌生，是因為很多人沒接觸過，並且平衡耳機輸出一直沒有標準，長什麼樣的都有。說熟悉，是因為現在幾乎所有的HIFI便攜音樂播放器都有平衡輸出接口，也有越來越多的耳機支持平衡接口。包括SONY,森海,AKG等知名品牌。

目前，在隨身HIFI領域，平衡耳機接口有2.5mm,4.4mm，以及3.5PRO三種規格。市場擁有率比較大的是2.5mm的。優點就是占用空間小，體積小。缺點是由於尺寸太小，機械強度略差。4.4mm則發展最快，優點就是插拔

今天就和大家一起討論平衡耳機輸出的一些話題。可能會比較長，大家有些耐心！

1，平衡耳機功率輸出是什麼東西？

其實，平衡耳機功率輸出不是一個規範的名詞，而是借用了平衡線路輸出的概念。在音頻行業領域，平衡信號輸出一般用於長距離的電壓小信號傳輸，目的是為了減少傳輸過程中空間各種電磁波的干擾。

具體的原理也介紹如下：對音頻信號來說，完整的立體聲平衡傳輸是包括至少5個信號的，也就是左聲道正極（L+),右聲道正極（R+),左聲道負極（L-),右聲道負極（Ｒ－），地線（GND).其中L+=-(L-),R+=-(R-），也就是對平衡信號來說，正負信號是一樣的，只是極性相反而已。

在傳輸信號的過程中，假設信號都被干擾疊加了一個無用信號n,那麼平衡信號經過傳輸後，在接收端得到的信號就變成了L++n,L-+n,R++n,R-+n,而地線作為電壓的參考點是不存在干擾的，所以還是GND.

因此，在接收端，我們就可以用平衡轉單獨的電路恢復出左右聲道信號並把干擾去除，具體的辦法也很簡單，就是把平衡信號送進用運放組成的減法器。可以得到(L++n)-(L-+n)=L+-L-=2L,(R++n)-(R-+n)=R+-R-=2R;可以看到噪聲被消除了。

實際上，日常生活中應用到平衡信號傳輸最多的就是大家熟悉的麥克風，因為麥克風話筒拾取的信號都非常低，線又長，如果不採用平衡傳輸模式就會帶來很大的雜音。

那麼，耳機輸出的平衡又是什麼鬼呢？其實嚴格意義上來說耳機的平衡輸出並不能叫平衡輸出，因為耳機的平衡輸出缺了地線，而只有L+,L-,R+,R-四根線。當然，大家都習慣了這麼叫，所以我們也跟著叫平衡輸出了，但是嚴格來說，大家要記住，在電子專業領域里面，這種功率輸出模式，應該叫BTL輸出，而不叫平衡功率輸出。

典型的BTL輸出結構可見下圖：

大家可以看到，也就是負載是由2個放大器分別驅動正負極。那麼，在耳機驅動上採用這種BTL模式有什麼好處呢？

其實，BTL驅動的最大的好處就是可以在較低的電壓下得到較高的功率輸出，我們還是回到普通的單端電路結構看看。

對普通的單端功率輸出來說，輸出信號就是L,GND。因此，在負載上得到的功率等於L*L/R,其中R代表負載大小。

而同樣條件下，對BTL輸出來說，負載上得到的信號就是L+,L-,因此，負載上得到的功率等於（L+-L-)*（L+-L-)/R=2L*2L/R=4(L*L/R)。

其實，對便攜播放器/耳放來說，BTL並不是唯一增大功率的辦法，也不是一個很好的辦法，因為廠家可以採用提高工作電壓等其他辦法來提高輸出功率，在成本上也會更經濟（不需要採用2個放大電路了）。

那麼，為什麼很多播放器都要設計平衡功率輸出呢？其實，問題就出在地線上，我們再回過頭去比較平衡和單獨，對立體聲信號（耳機）來說。平衡輸出：L+,L-,R+,R-四根線。單端輸出：L,R,GND。

在平衡輸出中，信號的電流時從L+流向L-,R+流向R-,而在單端輸出中，信號的電流時從L流向GND,R流向GND。理論上都沒有問題，但是在實際中，由於地線不是理想的地信號，因此左右聲道信號流過地線後，會因為地線存在阻抗而疊加信號上去，這樣就導致了左聲道中存在右聲道的信號，右聲道中存在左聲道的信號。反應到性能指標上，就是對應左右聲道分離度不夠高。

而對平衡輸出來說，由於信號不需要經過公共地，因此就沒有了地線上存在的竄擾，從而可以得到非常高的左右聲道分離度。

最後，大家記住2個重點就可以了1，耳機平衡輸出只是一個俗稱。2，便攜播放器/耳放上採用平衡耳機輸出的目的是提高左右聲道的分離度，避免左右聲道信號通過地線互相干擾。

PS,我以前寫了很多文章，有空都會整理到微博上作為存檔。見諒！