原作者: □ 北京（jīng）二三一（yī）信箱國家廣播電影（yǐng）電視總局572台 王繼來 /文

在廣播電視係統（tǒng）節目采編及傳送（sòng）機房的日常技術維（wéi）護中，會接觸到各式各（gè）樣的音頻類接口。音頻接口，是（shì）在傳（chuán）輸音頻信號時使用的接口，它可以是模擬的，也可以是數字的。不（bú）同的音頻應用領域，往往會有不同的接口（kǒu），隨著技術的進步，接（jiē）口的種類也在（zài）不斷的發展、增多。如（rú）果缺（quē）乏對音頻接口知識的（de）基本（běn）了解，在日常的技術維護中，勢必會妨礙對於音頻傳送，音頻測（cè）試與測量的理解與應用（yòng），本文對（duì）常用的音頻接口做較詳細的介紹。

首先，明確兩個概念的涵義（yì）及關係：接口（Interface）和（hé）連接器（通常也叫做接（jiē）頭，Connector）。不同的音頻標準都（dōu）需要定義各自的硬件接口標準，硬件接口定義（yì）了電子（zǐ）設備之間連接的物理特性，包括傳輸的信號頻率、強度，以及相（xiàng）應連線的類型、數量，還包括插頭（tóu）、插座的機械結構設（shè）計。連接器是接口（kǒu）在物理上的實現，是實現電路互連的裝置。人們（men）將接頭分成兩類：“公頭”（或 “陽頭”）和“母頭”（或 “陰頭”），一言以概之，即插頭（Male connector、plug）和插座（Female connector、socket）。在（zài）實際應用中，人們經常習慣於將接口（Interface）和接頭（Connector）二者（zhě）不加區分的通用，因此，本（běn）文在文字描述上也不做嚴（yán）格的（de）區分。

模擬音（yīn）頻接（jiē）口

1.TRS 接頭

TRS接頭是一種常見的音頻接頭。TRS的含義是Tip（signal）、Ring（signal）、Sleeve（ground）。分別代表了該（gāi）接（jiē）頭的3個接觸點。TRS插頭為圓柱體形狀，觸點之間（jiān），用絕緣的材料隔開。為了適應不同（tóng）的設備（bèi）需求，TRS通常有三種（zhǒng）尺寸（符號（hào）″表示英寸）： 1/4″ (6.3 mm) ，1/8″ (3.5mm)， 3/32″ (2.5mm),如圖1所示。

  2.5mm接頭在手機類便攜（xié）輕薄型產品上比較常見，因其（qí）接口可以（yǐ）做的很小；3.5mm接（jiē）頭在PC類產品以及家（jiā）用（yòng）設備上比較（jiào）常見（jiàn），也（yě）是我們最（zuì）常見到的接口（kǒu）類型（xíng）；6.3mm接頭是（shì）為（wéi）了提高接觸麵以及耐用度而設計的模擬接頭，常見於監聽等專業音頻（pín）設備上，例如：節目傳輸類（lèi）機房大多用此接頭（tóu）來監聽節（jiē）目（mù）質量。接下來介紹3.5mm和6.3mm兩種規格的TRS接頭。

2.1.1 (1/8″ 3.5mm) TRS接頭 俗（sú）稱：（小三（sān）芯）

3.5mm TRS接頭又稱小三（sān）芯或者（zhě）立體聲接頭，是目前見到的最主要的聲卡接口，除此之外，包括絕大部分MP3播放（fàng）器，MP4播放器和部分音樂手機的耳機輸出（chū）接口也使用這種接（jiē）頭。

3.5mm接頭提供了立體聲（即雙聲道：左聲（shēng）道和右聲道）的輸入輸出功能，因此一般來說（shuō）支持5.1的聲卡（6聲道）或音箱來說，就需（xū）要（yào）3個3.5mm立體（tǐ）聲（shēng）接頭來連接（jiē）模（mó）擬音箱（3×2聲道（dào）=6聲道）；7.1聲卡或（huò）音箱就需要（yào）4個3.5mm立體聲接頭（4×2聲道=8聲道），以此類推。如前所述，這種接口有三個導體接觸點（diǎn）。如圖4是小三芯插座的機械結構尺寸，與插頭相對應，插座也（yě）有（yǒu）三個觸點，彼此之間用絕緣（yuán）材料隔開。（圖4）

根據（jù）實際使（shǐ）用需要，我們還能看到有4芯甚至5芯的這種接頭。例如：鬆下某款磁帶隨（suí）身聽上看到的4芯3.5mm接頭，多出來的一根線是傳送線控信號用的，再比如手機上常見的4芯2.5mmTRS接頭，多出來的（de）那個芯是用來與（yǔ）頭戴式耳機的麥克風相連，用來傳送由語音信號（hào）經麥克風轉換後的電信號。另外，芯（xīn）數也（yě）能減（jiǎn）少，譬如卡拉ok話筒（tǒng）與功放相連的插頭，即為卡儂頭（卡（kǎ）儂頭將在（zài）後文介紹）轉2芯6.3mm TRS接（jiē）頭，可以用來傳送非平衡的（de）單聲道音頻信號。

2.1.2  (1/4″ 6.3mm) TRS接頭 俗稱：（大三芯）

關於大三芯插（chā）頭的定義，如下圖:  （圖5）

它是一種常見的音頻（pín）設備連接（jiē）插頭，一般用（yòng）於平衡信號的傳輸或（huò）者非（fēi）平衡立體聲信號的傳輸，用作平衡信（xìn）號的傳輸時，功能與卡儂頭一樣。（注：平衡信號（hào）和（hé）非（fēi）平衡信號將在（zài）後文進行介紹）。1/4" TRS平衡接頭能（néng）提（tí）供平衡輸入/輸出。除了具有耐磨損的優點外（wài），還具有平衡接頭獨有的（de）高（gāo）信噪比（bǐ），抗（kàng）幹擾能力（lì）強等特點。對於一個（gè）真正的1/4"TRS平衡接頭來說，其成本將是非平衡的2倍（bèi）多。因此采用（yòng）1/4" TRS平衡接頭的設備一般是高檔（dàng）或專業音頻設備。

2. RCA模擬音頻接頭

RCA接頭就是常說的蓮花頭，利用RCA線纜傳輸模擬信號是目前（qián）最（zuì）普遍的音頻連接方式。名（míng）稱“RCA”是（shì）以（yǐ）發明這種接頭的公司（sī）來命名的，即美（měi）國無（wú）線電公司，英文（wén）：(Radio Corporation of America), 這個公司在20世紀40年代（dài）將這種接頭引（yǐn）入（rù）市場，用（yòng）它來連接留聲機和揚聲器。

每一根 RCA線纜（lǎn）負責傳輸一個聲道的音（yīn）頻信號，所以立體聲（shēng）信號，需要使（shǐ）用（yòng）一（yī）對線（xiàn）纜。對於多聲道係統，就要根據實際的（de）聲道數量配以相同數量（liàng）的（de）線纜。立體聲RCA音頻接頭，一般將右聲道用紅色標注，左聲道則用藍色（sè）或者白色標注。

一些雙聲道（dào）專用聲卡上（shàng）我們常可以見到RCA接頭（tóu），如圖（tú）8是一（yī）塊聲卡（kǎ）產品（pǐn），采用了RCA模擬輸出。與（yǔ）3.5mm接（jiē）頭一樣（yàng），這樣（yàng）的接頭同樣能夠傳輸數字（zì）信號。

3. XLR接頭

 XLR接頭，俗稱卡儂頭，之所以被稱做（zuò）卡儂頭（英文：cannon plug or cannon connector）是（shì）因為James H. Cannon先生（Cannon Electric的創立（lì）者，現在該公司已經被並入ITT Corporation）是卡儂頭最初（chū）的生產（chǎn）製（zhì）造商。最早的產品是 "Cannon X" 係列， 後（hòu）來對（duì）產品進行了改進，增加（jiā）了一個插銷（英文：Latch），其實是一個鎖定（dìng）裝置，產品係列更（gèng）名為： "Cannon XL"， 然後又圍繞著（zhe）接頭的金（jīn）屬觸（chù）點，增加了橡膠（jiāo）封（fēng）口膠（Rubber compound），最後人們就把這三個單詞的頭一個字母拚在一起，稱作" XLR Connector",即XLR接頭。這（zhè）裏需要提醒的是， XLR接頭可以是3腳的，也可以是2腳、4腳、5腳、6腳。當然，我們使用最普遍的接頭，如圖9所示，是3腳的卡儂頭，即：XLR3。由於采用了鎖定裝置，XLR連接相當牢靠。XLR接頭通常在麥克風、電吉它等設備上常能看（kàn）到（dào）。如圖10是卡儂頭在平衡（héng）式連（lián）接時，各個針（zhēn）腳的定義（yì）。

 需要（yào）提醒大家的是，卡儂頭不僅可以做模擬音頻信號的接頭，也可以做（zuò）數字音頻信號的接頭。

平衡信號和非平衡信號

音頻接頭是音頻信號的載體， 所傳輸的信（xìn）號種（zhǒng）類不同，接頭也有所不（bú）同。在音頻設備間傳輸的音頻（pín）信號，可大致分成兩類（lèi），平衡信號和（hé）非平衡信號。聲（shēng）波轉變成電信號後，如果直接傳送就（jiù）是非平（píng）衡信號，如果把原（yuán）始信號反相（相位差為180度），然後同時傳送反相的信號和（hé）原始信（xìn）號，就叫做平衡信號。與之相對應的是音頻信號的平（píng）衡傳輸與非（fēi）平衡傳輸（shū）。平衡傳輸是一種應用廣泛的音頻信號（hào）傳輸方（fāng）式（shì）。它是（shì）利用相位抵（dǐ）消的原理將音（yīn）頻信（xìn）號傳（chuán）輸過程中所受的（de）其（qí）他幹擾降至最低（dī），即：平衡信號送入差動放大（dà）器，原信號和反（fǎn）相位信號相減，得到（dào）加強的（de）原始信號，由於在傳（chuán）送（sòng）中，兩條線路（lù）受到的（de）幹擾幾乎一樣，在相減的過程中，減掉（diào）了幹擾信號，因此抗幹擾能力更強。所以，平衡（héng）傳輸一般出現在專業音頻設備上，以及（jí）傳輸距離較遠的場合。這種（zhǒng）在平衡式信號線中抑製兩極導（dǎo）線（xiàn）中所共同有的噪聲的現象便稱為共模抑製。實現平衡傳輸，需要並列的三根導線來實現，即接地線、熱端線、冷端線（xiàn）。因此，平衡輸入、輸出接（jiē）頭，必須具有三個腳位，如圖11卡儂頭，大三芯接頭。

 非平衡傳輸隻有兩個端（duān）子，即：信號端與接地端。對於這種單（dān）相信號，為防止共模幹（gàn）擾使用同軸電（diàn）纜，外（wài）皮是地，中間的芯是（shì）信號線。常見的接頭（tóu），如BNC接頭，RCA接頭等。這種傳輸方式，通常在要求不高和近距離信號傳輸的場合使用，如家庭音響係統。這樣連接也常用於電子樂器、電吉他等設（shè）備。這裏有一點要提醒大家注意：平衡信號需要用平衡接頭來傳輸，那麽反過來，看到平衡接頭，如大三芯TRS接頭或者XLR3接頭，電路中傳輸的一定是平衡信號嗎？答案是否定的。比如，當大三芯TRS接頭用來傳輸立體聲信號的時候，Tip腳傳輸（shū）左聲道信號，Ring腳（jiǎo）傳輸（shū）右聲道信號，Sleeve腳接地，那麽它此（cǐ）時（shí）傳輸的是兩路不同的信號（hào），即不是平衡信號。而平衡信（xìn）號本質上是一路信號，隻不過將（jiāng）其反相後，兩路同時（shí）傳輸而已（yǐ）。鑒於此，讀者在（zài）實（shí）際（jì）應用中，當結合實際電路，細心分辨。

數字（zì）音頻（pín）接口

數字接口的優勢在於它在傳輸中有較強的抗幹擾能力，即便出現誤（wù）碼，一（yī）些（xiē）編碼方式也能夠對其進行（háng）修正，因（yīn）此信號的可靠性對比模（mó）擬信號有著不可比擬的優勢。目前在數字音頻應用領域中，數（shù）字音頻（pín）接口數據格式（shì）標準有很多，以下是一些主要標準的簡單介紹。

 AES/EBU是美國和歐洲錄音師協會製定的一種高級的（de）專業（yè）數字音頻數據格式，插口硬件主要為卡儂頭，目（mù）前用於一些高級專業器材，如專業DAT、頂級采樣器、大型數字調音台、專業音頻工（gōng）作站（zhàn）等。

 S/PDIF是Sony和飛利浦公司製定的一種音頻數據格式，主要（yào）用（yòng）於民用和普通專業領域（yù），插口硬件使用的（de）是光纜口或同軸口，現在的DAT、CD機和MD機和計算機聲卡音頻數字（zì）輸入輸出口都普遍使用S/PDIF格式。

ADAT（又稱Alesis多信道光學數字接（jiē）口）是美國Alesis公司開發的一種數字（zì）音頻信號格式，因為最（zuì）早用於該公（gōng）司的ADAT八軌機（jī），所以就（jiù）稱為ADAT格式，該格式（shì）使用一條光纜傳送八個聲道的數字音頻信號（hào），由於連接方便（biàn）、穩定可靠，現在已經成（chéng）為（wéi）了（le）一種事實（shí）上的多聲道數字音頻信號格式，越來越廣泛地使用在各種數字音頻設備上，目（mù）前許多公司的多聲道數字音頻接口，像Frontier公司的一係列產品（pǐn），使用的都是（shì）ADAT口（kǒu）。

TDIF是日本Tascam公司開發的一種（zhǒng）多聲道數字（zì）音頻格式，使用25針類（lèi）似於計算機串行（háng）線的線纜來傳送八個聲（shēng）道的數（shù）字信號（hào）。TDIF的命運與ADAT正好相反，在推出以後TDIF沒有獲得其它廠家的支持，目前已經越來越少地被各種數（shù）字設備所采（cǎi）用。

R-BUS是Roland公司新推出的一種八聲道數字音頻格式，也被（bèi）稱（chēng）為RMDB II。它（tā）的插口（kǒu）和線纜都與TASCAM公司的TDIF相同，傳送的也是八聲道的數字音頻信號，但它有兩個新（xīn）增的功能。第一，R-BUS端口也可供電，這樣當（dāng）你將一些小型器材連接在其上使用時，這些器材可以不用插電。第二，除數字音頻信號（hào）外，R-BUS還可以同時傳（chuán）送（sòng）運（yùn）行控製和同步信號。這樣，當兩件設備以R-BUS口（kǒu）連接時，在一台設備（bèi）上就（jiù）可以控製（zhì）另一台設備。比如你將Roland公（gōng）司最新的VSR-880多軌機通過（guò）R-BUS連在Roland的VM係列調音台上時，你就可以在VM調音台上（shàng）直（zhí）接控製多軌機（jī）的運行。

1. AES/EBU標準

AES/EBU的全稱是（shì）Audio Engineering Society/European Broadcast Union（音頻工程師（shī）協會/歐洲廣播聯（lián）盟），現已成為專業數（shù）字音（yīn）頻較為流行的標準。大量民用（yòng）產品和專業音頻數字設備如（rú）CD機、DAT、MD機、數字調音台、數字音頻工作（zuò）站等（děng）都支持（chí）AES/EBU。AES/EBU是一種通過基於單根絞合線對來（lái）傳（chuán）輸（shū）數字音（yīn）頻數據的串行位傳輸（shū）協議。它無須均衡即可在長達100m的距離上傳輸數據，如果均衡，可以傳輸更遠（yuǎn）距離。它提供兩個信（xìn）道的音頻數（shù）據（最高24比特（tè）量化），信道是自動計時和自同步的。它也提供了傳輸控製的方法和狀態信息的表示（shì）(channel status bit)和一些誤碼的檢測能力。它的時鍾信息是由（yóu）傳輸端控製，來自AES/EBU的位（wèi）流。它的三個標準采樣率是32kHz、44.1kHz、48kHz，當然許多接口能夠工作在其它不（bú）同（tóng）的采樣率上。

AES/EBU的普通物理連接媒質有：

（1）平衡或差分連接，使用XLR（卡儂頭）連接器的三芯話筒（tǒng）屏（píng）蔽電（diàn）纜（lǎn），參數為（wéi）阻抗110Ω，電平範圍0.2V～5Vpp，抖動為±20ns。

（2）單端非平衡連接，使用RCA插頭的音（yīn）頻同軸電纜。

（3）光學連接（jiē），使用光纖連（lián）接器。

2. S/PDIF標準

  S/PDIF的全稱是（shì）Sony/Philips Digital Interface Format，由於被廣泛采用，它成為事實上的民用數（shù）字音頻格式標準，大量的消費類音頻數字產品如民用CD機、DAT、MD機、計算機聲（shēng）卡數字口等（děng）都支持S/PDIF，在不少專業設備上也有該標準的接口。S/PDIF格（gé）式和AES/EBU有略微不（bú）同的結構。音頻信息在數據流中占有相同（tóng）位置，使得兩種格式在原（yuán）理上（shàng）是兼容的。在某些（xiē）情況下AES/EBU的專業設備和S/PDIF的用戶設備可以（yǐ）直接連接，但是並不推（tuī）薦（jiàn）這種（zhǒng）做法，因（yīn）為在電氣技術規範和信道狀態位中存在非常重要的差別，當混用（yòng）協議時可能產生無（wú）法預知的後果。  

 S/PDIF的普通物理（lǐ）連接媒質主要是采用捆緊式/光學波導連接設備，如采用BNC連接器（qì）的（de）75Ω同軸電纜，電平範圍0.2V～5Vpp，距離在10m內；還可選用光學Toslink接頭（tóu）和塑料光纜，距離小於1.5m；如果大（dà）於1km的距離，可使用（yòng）玻（bō）璃光纜和使（shǐ）用編解碼器。 

S/PDIF采用EIAJ CP-340 IEC-958 同軸或光纜（lǎn）, 屬不平衡（héng）式。其標準的輸出電平是0.5Vpp(發送（sòng）器負載75Ω)，輸入和（hé）輸出阻抗為75Ω(0.7-3MHz頻寬)。常用的有光纖，RCA和（hé）BNC。我們常見的是RCA插頭作同軸輸出， 但是（shì）用RCA作同軸輸出是個錯誤（wù）的做（zuò）法， 正（zhèng）確的做（zuò）法是用BNC作同軸輸出， 因為BNC頭的阻抗是75Ω, 剛好適合S/PDIF的格式標準， 但由於曆（lì）史的原因（yīn）， 在（zài）一般的家用機上用的是RCA作同軸輸出。

3. 同軸（zhóu）數字接頭

（圖12）中左邊為RCA同軸數字插頭，右邊為BNC同軸數字插頭。同軸線纜有兩個同心導體，導（dǎo）體和屏蔽層共用同一軸心。同軸線纜是由絕緣材料隔離的銅線導體，阻抗為75Ω，在裏層（céng）絕緣材料的外部是另（lìng）一層環形導體及其絕（jué）緣體，整個電纜（lǎn）由聚氯乙烯或特氟綸（lún）材料的護套包（bāo）住。其優點（diǎn）是阻抗恒定，傳輸頻帶較寬，優質的同軸電纜頻寬可達幾百兆赫。同軸數字傳（chuán）輸線標（biāo）準接頭采用BNC頭，其阻抗是75Ω，與75Ω的（de）同軸電纜配合，可保證阻抗恒定，確保信號傳輸正確。傳輸帶寬（kuān）高，保（bǎo）證了（le）音頻的質量。雖（suī）然同（tóng）軸數字線纜的標準接頭為BNC接頭，但市麵上的（de）同（tóng）軸數字線材多采用RCA接頭。