原作（zuò）者（zhě）: □ 北（běi）京二三一信箱國家廣播電影電（diàn）視（shì）總局572台 王繼來 /文

在廣播電視係統節目（mù）采編及傳送（sòng）機房的日常技術維（wéi）護（hù）中，會接觸到各式各樣的音頻類接口。音頻（pín）接口，是在傳輸音頻信號時使用的接口（kǒu），它（tā）可以（yǐ）是模擬的，也可以（yǐ）是數字的。不同的（de）音頻應用領域，往往會有（yǒu）不同（tóng）的接口（kǒu），隨著技術的進步，接口的種類也在不斷（duàn）的發展（zhǎn）、增（zēng）多。如果（guǒ）缺乏對音頻接口知識（shí）的基（jī）本了解，在日常的技術維（wéi）護中（zhōng），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，本文對常用的音頻接口（kǒu）做較詳細的介（jiè）紹。

首先，明確兩個概念的涵義及關係：接口（Interface）和連接器（qì）（通常也叫做（zuò）接頭，Connector）。不（bú）同的音頻標（biāo）準都需要（yào）定義各自的硬件接口標準，硬件接口定義了電子設備之間（jiān）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、插座的機（jī）械結構設計。連接器是接口在物理上的實現，是實現電路（lù）互連的裝置。人們將接頭分成兩類：“公頭”（或 “陽頭”）和“母頭”（或 “陰頭”），一言以概之，即（jí）插頭（Male connector、plug）和插座（zuò）（Female connector、socket）。在實際應用中，人們經常（cháng）習慣於將接口（Interface）和接頭（Connector）二者不加區分的通用，因此，本文在文（wén）字描述（shù）上也不（bú）做嚴格（gé）的區分。

模擬音頻接口

1.TRS 接（jiē）頭

TRS接頭是一種（zhǒng）常見的音頻接頭。TRS的含義是Tip（signal）、Ring（signal）、Sleeve（ground）。分別代表了該接頭的3個接觸（chù）點。TRS插頭為圓柱體形狀，觸點之間，用絕緣的（de）材料隔開。為了適應不同的設備需求，TRS通常有三種尺寸（符號″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（biàn）攜輕薄型產品上比較常見，因其接口可以做的很小；3.5mm接頭在PC類產（chǎn）品以及家用設備上比較常見，也是我們最常見到的接（jiē）口（kǒu）類（lèi）型；6.3mm接頭是為（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（děng）專業音（yīn）頻設備上，例如：節目（mù）傳輸（shū）類機房大多用此接（jiē）頭來監聽節目質量。接下來介紹3.5mm和6.3mm兩種規格的TRS接（jiē）頭。

2.1.1 (1/8″ 3.5mm) TRS接頭 俗稱：（小三芯）

3.5mm TRS接頭又稱（chēng）小三芯或者立（lì）體聲接頭，是目前見到的最主要的聲卡（kǎ）接口，除（chú）此之外，包（bāo）括絕大部分MP3播放器（qì），MP4播放（fàng）器和部分音樂手（shǒu）機的耳（ěr）機輸出接口也使用這種接頭。

3.5mm接頭提供了（le）立體聲（即雙聲道：左聲道和右聲道）的（de）輸入輸出功能，因此（cǐ）一般來說支持5.1的聲卡（6聲道）或音箱來說（shuō），就需要3個3.5mm立體聲（shēng）接頭來連（lián）接模擬音箱（3×2聲道=6聲道）；7.1聲卡或音箱就需要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。如圖4是小三芯插座（zuò）的機械結構尺寸，與（yǔ）插頭相對應，插座也（yě）有三個觸點，彼此之間用絕緣材料隔開。（圖4）

根據實際使用需要，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，多出來的那個（gè）芯是用來與頭（tóu）戴式耳機的麥克風相連，用來傳送（sòng）由語音信號經麥克風轉換後的電信號。另外，芯數也能減少，譬如卡拉ok話筒與功放相連的插頭，即為卡儂頭（tóu）（卡儂頭將在後文介紹）轉2芯6.3mm TRS接頭，可以用來傳送非平衡的單聲道音（yīn）頻信號。

2.1.2  (1/4″ 6.3mm) TRS接（jiē）頭 俗稱：（大三芯）

關於大三（sān）芯插頭的定（dìng）義，如下圖:  （圖5）

它是一種常（cháng）見的（de）音頻設備連接插頭，一般用於平衡信號的傳（chuán）輸或者非平（píng）衡（héng）立體聲信號的傳輸，用作平衡信號的傳輸時，功能與卡儂頭一樣。（注：平衡（héng）信號和非平衡信號將在後（hòu）文進行介紹）。1/4" TRS平衡接（jiē）頭能提供平衡輸入/輸（shū）出。除了具有耐磨損的優點外，還具有（yǒu）平衡接頭獨有的高信噪比，抗幹擾能力強（qiáng）等特點。對於一（yī）個真正的1/4"TRS平衡接頭來說，其成本將是非平衡的2倍多。因此采用1/4" TRS平衡接頭的（de）設備（bèi）一般是（shì）高檔或專（zhuān）業音頻（pín）設備。

2. RCA模擬音頻接（jiē）頭

RCA接頭就是常說的蓮花頭，利用（yòng）RCA線纜傳輸模擬信號是目前最普遍的音頻連接方式。名稱“RCA”是以發明這種接頭的公司來命名的，即美國無線電公司，英文：(Radio Corporation of America), 這個公司在20世紀40年代將這種接頭引入市場，用它來連接（jiē）留聲機和揚聲器。

每一根 RCA線纜負責傳輸一個（gè）聲道的音頻信號（hào），所以立體聲信號，需要使（shǐ）用一對（duì）線纜。對（duì）於多聲道係統，就要根據實際的聲道數量配以相同數量的線纜。立體聲RCA音頻接頭（tóu），一般將右聲道用紅色標注，左聲道則用藍色或者白色標注。

一些雙聲道專用聲卡上我們常可以見到RCA接（jiē）頭，如圖8是一塊聲卡產品，采用了RCA模擬輸出。與（yǔ）3.5mm接頭一（yī）樣，這樣的接頭同樣（yàng）能夠傳輸數字信號（hào）。

3. XLR接頭（tóu）

 XLR接頭，俗稱卡儂頭，之所以被稱做卡儂頭（英文：cannon plug or cannon connector）是因為James H. Cannon先生（Cannon Electric的創立者，現在該公司已經被並入ITT Corporation）是卡儂頭（tóu）最初的生產製造（zào）商。最早的產品是（shì） "Cannon X" 係列， 後來對產品進行了改（gǎi）進，增加（jiā）了一（yī）個插（chā）銷（英文：Latch），其（qí）實是一個鎖定裝置，產品係列更名（míng）為： "Cannon XL"， 然（rán）後又（yòu）圍繞著接頭（tóu）的金屬觸點，增加了橡膠封口膠（Rubber compound），最後（hòu）人們就把這三個單詞的頭一個字母拚在一起，稱（chēng）作" XLR Connector",即XLR接頭。這裏需要提醒的是， XLR接頭（tóu）可以是3腳的，也可以是2腳、4腳、5腳、6腳（jiǎo）。當然，我們使（shǐ）用最普遍的接頭，如圖9所示，是3腳的卡儂頭，即（jí）：XLR3。由於采用了鎖定裝置，XLR連接（jiē）相當牢（láo）靠。XLR接頭通常在麥（mài）克風、電（diàn）吉它等設備上常能看到。如圖（tú）10是卡儂頭在平衡式連接時，各個針腳（jiǎo）的（de）定義。

 需要提醒大家的是，卡儂頭不僅可以做模（mó）擬音頻信號的接頭（tóu），也（yě）可以做數（shù）字音頻信號（hào）的接頭。

平衡信號和非平衡（héng）信號

音（yīn）頻接頭是音頻信號的載體， 所傳輸的信（xìn）號種類不同，接頭也有所不同。在音頻設備間傳輸的（de）音頻信號，可（kě）大致分成兩類，平衡信（xìn）號和非平衡信號。聲波轉變成電信（xìn）號後，如（rú）果直接傳送就是非平衡（héng）信號，如果把原始（shǐ）信號反相（相位差為180度），然後同時傳送反（fǎn）相的信號和原始信號，就叫做平衡（héng）信號（hào）。與之相對（duì）應的是音頻信號的平衡傳輸與非（fēi）平衡傳輸。平衡傳輸是一種應用廣泛（fàn）的音頻信號傳輸方式。它是利用相（xiàng）位抵消的原理將音頻信號傳輸過程中所受（shòu）的其他幹擾（rǎo）降至最低，即：平衡信號送入差動放大器，原信（xìn）號和反相位信號相減，得到加強的原（yuán）始信號，由於在傳送中，兩條線（xiàn）路受到的幹擾幾乎一樣，在相減的過程中，減掉了幹（gàn）擾信號，因此抗幹擾能（néng）力更強。所以，平（píng）衡傳輸一般出現在專（zhuān）業音（yīn）頻設（shè）備上，以及傳輸距離較遠的場合。這種在平衡式信號線中抑製兩極導線中所共同有的噪聲（shēng）的現象便稱為共模抑製。實（shí）現平（píng）衡傳輸，需要並列的三根導線來實現，即接地線、熱端線、冷端（duān）線。因此，平衡輸入、輸出接（jiē）頭，必（bì）須具有三個（gè）腳位，如圖11卡儂頭，大三芯接頭（tóu）。

 非平衡傳輸隻有兩個端子，即：信號端與接地端。對於這種單相信號（hào），為防止共模幹擾（rǎo）使用同軸電纜，外皮是地（dì），中間的芯是信號線。常見的接頭，如BNC接頭，RCA接頭等（děng）。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（rú）家庭音響係統。這樣連接也常用於電子樂器、電吉他等設備。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（lái），看（kàn）到平衡（héng）接（jiē）頭，如大三芯TRS接頭或者XLR3接頭，電路中傳輸的（de）一定是平衡信號（hào）嗎？答案是（shì）否定的。比如，當大三芯（xīn）TRS接頭（tóu）用來傳輸立體聲信號的時候，Tip腳傳輸左聲道信號，Ring腳傳（chuán）輸右聲（shēng）道信號，Sleeve腳接地，那麽它此時（shí）傳輸的（de）是兩路不（bú）同的信號，即不（bú）是平衡信號。而平衡信號本質上是一路信號，隻不過將其反相後，兩路（lù）同時（shí）傳（chuán）輸而已。鑒於此，讀者在實際（jì）應用中，當結（jié）合實際電路，細心分（fèn）辨。

數字音（yīn）頻接口

數字接口的優勢在於它在傳輸中有較強的抗幹擾能力，即便出現誤碼（mǎ），一些（xiē）編碼方式也能夠對其進（jìn）行修正，因此信號的（de）可靠性對比模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）字音頻接口數據格式標準有很多，以下（xià）是一些主要標準的簡單介紹。

 AES/EBU是美國和歐洲錄音（yīn）師協會製（zhì）定的一種高級的專業數字音頻數據格式，插口硬件主要為卡儂頭，目前（qián）用於一些高級專業器材，如專業DAT、頂（dǐng）級采樣器、大型數字調音台、專業音頻工作站等。

 S/PDIF是Sony和飛利浦公司製定的一種音（yīn）頻數據格式，主要用於民用和普通（tōng）專業領域，插口硬件（jiàn）使用的是光纜口或同（tóng）軸口，現在（zài）的DAT、CD機和MD機（jī）和計算機聲卡（kǎ）音頻數字（zì）輸（shū）入輸出口都普遍使用S/PDIF格式。

ADAT（又稱Alesis多信道光學數（shù）字接口）是美（měi）國Alesis公司開發的一種數字音頻信號格式，因為最早用於該公（gōng）司的ADAT八軌機，所（suǒ）以就稱為ADAT格式，該格式使用一條光纜傳送八（bā）個聲道的數字音頻信號，由於連接方便、穩定可靠，現在已經成為了一種事實上的多聲道（dào）數字音頻信號格式，越來越廣泛地使（shǐ）用在各種數字音頻設備上，目前許多公司的多聲道數字音頻接（jiē）口，像Frontier公司（sī）的一（yī）係列產品，使用的都是ADAT口。

TDIF是日本Tascam公司開發的一種多聲道數字音頻格式，使用25針類似於計算機串行線的線纜來傳送八個聲道的數字信號。TDIF的命運與ADAT正好相反，在推出以後TDIF沒有獲得其（qí）它廠（chǎng）家（jiā）的支持，目前已經越來越少地被各種數字設備所采用。

R-BUS是Roland公司新推出的一種八聲道數字音頻格（gé）式，也被稱為（wéi）RMDB II。它的插口和線纜（lǎn）都與TASCAM公司的TDIF相同，傳（chuán）送的也是八聲道的數字音頻信號，但它有（yǒu）兩個新增的功（gōng）能。第一，R-BUS端口也可供電，這樣當你將（jiāng）一些小型（xíng）器（qì）材（cái）連接在（zài）其上使用時，這些器材可以不用插電。第二，除數（shù）字音頻（pín）信號外，R-BUS還可以同時傳送（sòng）運（yùn）行控製和同步信號。這樣，當兩件設備以R-BUS口連接時，在一台設備上就（jiù）可以控製另一台設（shè）備。比（bǐ）如你將（jiāng）Roland公司最（zuì）新的（de）VSR-880多軌機通過R-BUS連在Roland的VM係列調音台上時，你（nǐ）就可以在VM調音台上直接控製多軌機的運行（háng）。

1. AES/EBU標準

AES/EBU的全稱是Audio Engineering Society/European Broadcast Union（音（yīn）頻工程師協會/歐（ōu）洲廣播（bō）聯盟），現已成為（wéi）專業數字音頻較為流行的標準。大量民用產品和專業音頻數字設備如CD機、DAT、MD機、數字調音台、數字音頻工作站等都支持AES/EBU。AES/EBU是一種通過基於單根絞合線對來傳輸數字音頻數據的串行位（wèi）傳輸協議。它無須均衡即可（kě）在長達100m的距離上傳（chuán）輸數據，如果均衡，可以傳輸更遠距離。它（tā）提供兩個信道的音頻數（shù）據（最高24比特量化），信道是自動計（jì）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(channel status bit)和一些誤碼的（de）檢測能力。它的時鍾信息（xī）是由傳輸端控（kòng）製，來自AES/EBU的位流。它的三個標準采（cǎi）樣率是32kHz、44.1kHz、48kHz，當然許多接口能夠工作在（zài）其它不同的采樣率上。

AES/EBU的普通物理連接媒質有：

（1）平衡或（huò）差（chà）分連接，使用XLR（卡儂頭）連接器的三芯話筒屏蔽電纜，參數為阻抗110Ω，電平範圍0.2V～5Vpp，抖動為±20ns。

（2）單端非平衡連接，使用RCA插頭的音頻同軸電纜。

（3）光學連接，使用光纖連接器。

2. S/PDIF標準

  S/PDIF的全稱是Sony/Philips Digital Interface Format，由於（yú）被（bèi）廣泛采用，它成為（wéi）事實上的民用數字音頻格式（shì）標準，大量的（de）消費類音頻數字產品（pǐn）如（rú）民用CD機、DAT、MD機、計算機聲（shēng）卡數字口等都（dōu）支持S/PDIF，在不少專業設備上也有該標準的接口。S/PDIF格式和AES/EBU有略微不同的結（jié）構。音頻（pín）信息在數據流中占有相同位置，使（shǐ）得兩種格（gé）式（shì）在原理上是兼容（róng）的。在某些情況下AES/EBU的專業設備和S/PDIF的（de）用戶設備可以直接連接，但是並不推薦這種（zhǒng）做法，因為在電氣技術規（guī）範和信道狀態位中（zhōng）存在非（fēi）常重要的差別，當混用協議（yì）時可能產生無法預知（zhī）的後果（guǒ）。  

 S/PDIF的普通（tōng）物理（lǐ）連（lián）接媒質（zhì）主要（yào）是采用捆緊式/光學波導連接設備，如采用BNC連接器的（de）75Ω同軸電纜，電平範圍0.2V～5Vpp，距離（lí）在10m內；還（hái）可選用光學Toslink接頭和塑（sù）料光纜，距離小於（yú）1.5m；如果大於1km的距離，可使用玻璃光纜和使用編解碼器。 

S/PDIF采用EIAJ CP-340 IEC-958 同軸或光纜, 屬不平衡式。其標準的輸出電平是0.5Vpp(發送器負載75Ω)，輸入和輸出阻抗為（wéi）75Ω(0.7-3MHz頻寬)。常用的有光纖（xiān），RCA和BNC。我們常見的是RCA插頭作同軸輸出， 但是用RCA作同軸輸出是個錯誤的做法， 正確的做法是用BNC作同軸輸出， 因為BNC頭的阻抗是75Ω, 剛好適合S/PDIF的格式（shì）標準， 但由於曆史的原因， 在一般的家用機上用的是RCA作同（tóng）軸輸出。

3. 同軸數字接頭

（圖12）中左邊為（wéi）RCA同軸數字插頭，右邊為BNC同軸數字插（chā）頭。同（tóng）軸線纜有兩個同心導體，導體和（hé）屏（píng）蔽層共用同一軸心（xīn）。同軸線纜是由絕緣（yuán）材料隔離的銅線導（dǎo）體，阻（zǔ）抗為75Ω，在裏層絕緣材料的外部（bù）是另一（yī）層環形導體及其絕緣體，整個電（diàn）纜由聚氯乙烯或特氟綸材（cái）料的護套包住。其優點是阻抗恒定，傳（chuán）輸頻帶較寬（kuān），優質的同軸電纜頻（pín）寬可達幾百兆赫。同（tóng）軸數（shù）字傳輸線標準接頭采用BNC頭，其阻抗是75Ω，與75Ω的同軸電纜配合，可保證阻抗恒定，確保信號傳輸正確。傳輸帶寬高，保證了音頻的（de）質量。雖然同軸數字線纜的標準接頭為（wéi）BNC接頭，但市麵上的同軸數字線材多采用RCA接頭（tóu）。