โดยหลักๆ แล้ว การเชื่อมต่อสัญญาณเสียงด้วยสายสัญญาณ มีอยู่ 2 แบบด้วยกัน คือ “Balanced connections” กับ “Unbalanced connections”
ความแตกต่างระหว่างการเชื่อมต่อสัญญาณแบบ
“Balanced connections” กับ “Unbalanced connections”
คำว่า “การเชื่อมต่อ” ในที่นี้พาดพิงถึงปัจจัย 2 อย่าง นั่นคือ “ตัวสัญญาณ” + “ลักษณะของสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่อ“
สำหรับการเชื่อมต่อแบบ Unbalanced นั้น ตัวสัญญาณเสียงจะมีส่วนประกอบอยู่ 2 ส่วน คือ (1) “ส่วนของตัวสัญญาณเสียง” + (2) “ส่วนของกราวนด์” นั่นทำให้ทางฝั่งของสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่อต้องมีตัวนำสัญญาณ 2 เส้นแยกจากกัน เส้นหนึ่งถูกใช้ในการส่งผ่านสัญญาณเสียง ในขณะที่อีกเส้นที่เหลือใช้ส่งผ่านสัญญาณกราวนด์ ซึ่งเส้นตัวนำสัญญาณทั้งสองเส้นนี้จะถูกแยกจากกันเด็ดขาดตั้งแต่ขั้วต่อของสายสัญญาณฝั่งต้นทาง (อินพุต) ไปจนถึงขั้วต่อของสายสัญญาณที่ปลายทาง (เอ๊าต์พุต)
ตัวขั้วต่อที่ใช้กับสายสัญญาณแบบอันบาลานซ์ก็มีโครงสร้างที่สอดคล้องกับลักษณะของสัญญาณอันบาลานซ์ด้วย
ส่วนการเชื่อมต่อแบบ Balanced นั้น ตัวสัญญาณเสียงจะมีอยู่ 3 ส่วน คือ (1) ส่วนของสัญญาณ HOT ซีกบวก + (2) ส่วนของสัญญาณ COLD ซีกลบ + (3) ส่วนของกราวนด์ ทางฝั่งของสายสัญญาณที่ใช้เชื่อมต่อสัญญาณบาลานซ์จึงต้องมีเส้นตัวนำจำนวน 3 เส้นแยกจากกันเพื่อนำพาสัญญาณทั้งสามส่วนนี้จากฝั่งอินพุตไปที่ฝั่งเอ๊าต์พุต
ลักษณะขั้วต่อที่ใช้กับสายสัญญาณบาลานซ์ก็มีโครงสร้างที่สอดคล้องกับลักษณะของสัญญาณบาลานซ์ด้วย
ข้อดีของการเชื่อมต่อสัญญาณแบบ Balanced
เทียบกับการเชื่อมต่อสัญญาณแบบ Unbalanced
ข้อดีข้อแรกคือ ทำให้สัญญาณรบกวน (noise) ในระบบลดน้อยลง
นอกจากเส้นตัวนำสัญญาณ (conductor) ที่อยู่ในสายสัญญาณแต่ละเส้นจะทำหน้าที่นำสัญญาณเสียงจากฝั่งต้นทาง (อินพุต) ไปส่งที่ฝั่งปลายทาง (เอ๊าต์พุต) แล้ว เส้นตัวนำเหล่านั้นยังมีคุณสมบัติเป็น “สายอากาศ” ไปด้วยในตัว คอยรับคลื่นรบกวนที่อยู่ในรูปของสัญญาณวิทยุ (RFI) ที่ลอยล่องอยู่ในอากาศเข้ามาโดยไม่ตั้งใจ รวมถึงคลื่นรบกวนที่อยู่ในรูปของสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ซึ่งสัญญาณรบกวนเหล่านั้นจะผสมปนเข้ากับสัญญาณเสียงที่วิ่งไปในเส้นตัวนำ เกิดเป็นความเพี้ยนของสัญญาณเสียงที่เรียกว่า Intermodulation Distortion (IMD) ขึ้นมา ส่งผลให้คุณภาพสัญญาณเสียงแย่ลง
การส่งผ่านสัญญาณเสียงแบบ Balanced จะใช้สัญญาณเสียงสองชุดวิ่งคู่กันไป คือชุด HOT ที่มีเฟสเหมือนกับต้นฉบับ กับชุด COLD ที่มีเฟสตรงกันข้าม เมื่อสัญญาณคลื่นวิทยุ (RFI) หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) แผ่เข้าไปที่เส้นตัวนำทั้งสองเส้นแล้วเกาะติดไปด้วยกัน คลื่นสัญญาณรบกวนที่เกาะไปกับสัญญาณ HOT กับคลื่นสัญญาณรบกวนที่เกาะไปกับสัญญาณ COLD จะมี “เฟส” ตรงกัน เมื่อสัญญาณเสียงทั้งซีกบวก (HOT) และซีกลบ (COLD) ถูกส่งต่อเข้าวงจรขยาย 1:1 Unity gain แบบ differential amplifier ที่ทำหน้าที่ในการผสมสัญญาณ HOT + COLD เข้าด้วยกัน แต่เนื่องจากการทำงานของวงจรขยายแบบ differential amplifier จะรับสัญญาณ HOT เข้ามาในวงจรตามลักษณะของเฟสที่อินพุตเข้ามา แต่จะทำการกลับเฟส (invert) ของสัญญาณ COLD ก่อนจะนำเข้ามารวมกับสัญญาณซีก HOT
ลักษณะการเชื่อมต่อสัญญาณแบบ Balanced
ขั้นตอนที่วงจร differential amplifier ทำการกลับเฟสสัญญาณซีก COLD มีผลให้สัญญาณรบกวนที่เกาะมากับสัญญาณเสียงซีก COLD มีเฟสที่ตรงกันข้ามกับสัญญาณรบกวนที่เกาะมากับสัญญาณเสียงซีก HOT เมื่อสัญญาณเสียงทั้งสองซีกถูกนำมารวมกัน ความแรงของสัญญาณเสียงก็จะสูงขึ้น ในขณะที่สัญญาณรบกวนที่ติดมากับสัญญาณเสียงทั้งสองซีกจะหักล้างกันไปเองเนื่องจากเฟสที่ตรงข้ามกันนั่นเอง ผลคือทำให้ได้สเปคฯ S/N ratio ที่สูงขึ้น
ลักษณะการเชื่อมต่อสัญญาณแบบ Unbalanced
แต่ถ้าเป็นการส่งผ่านสัญญาณเสียงแบบ Unbalanced ที่ใช้เส้นตัวนำแค่เส้นเดียวนำพาสัญญาณเสียงทั้งซีกบวกและซีกลบไปพร้อมกัน เมื่อมีคลื่นรบกวน (RFI & EMI) ผสมเข้ามากับสัญญาณเสียง สัญญาณรบกวนนั้นก็จะผสมไปกับสัญญาณเสียงและคงอยู่แบบนั้นไปตลอดทาง เมื่อถูกส่งเข้าสู่ภาคขยาย สัญญาณรบกวนที่ติดไปกับสัญญาณเสียงก็จะถูกขยายขึ้นไปตามสัญญาณเสียง และติดกับเอ๊าต์พุตออกไปที่ลำโพงหรือหูฟังด้วย
ข้อดีข้อที่สองในแง่ของความแรงสัญญาณ (signal level)
เนื่องจากโครงสร้างของการเชื่อมต่อสัญญาณแบบ Balanced จะมีสัญญาณเสียงที่ส่งผ่านระบบถึง 2 ชุดด้วยกัน คือ HOT กับ COLD เมื่อสัญญาณทั้งสองชุดเดินทางไปถึงปลายทางก่อนส่งเข้าสู่ภาคขยาย สัญญาณทั้งสองชุดจะถูกผสมรวมกัน ส่งผลให้สัญญาณมีความแรง (gain) มากขึ้นเป็นสองเท่า ไม่ต้องใช้อัตราขยายของภาคขยายที่สูงมากก็ได้สัญญาณเอ๊าต์พุตที่มีความแรงมากพอที่จะขับลำโพงหรือหูฟังได้ความดังออกมาเพียงพอแล้ว ข้อดีที่เกิดกับเสียงก็คือ เมื่อถูกขยายด้วยอัตราขยายต่ำๆ สัญญาณเสียงที่ได้ออกมาก็จะยังคงรักษาความบริสุทธิ์ไว้ได้ใกล้เคียงกับต้นฉบับ และมีความเพี้ยนต่ำด้วย /
