什么是數(shù)字音頻電纜

　　音頻接口是元件從鏈路上游元件獲得信號的途徑。音頻接口包括源(輸出)回路、電纜以及負載(輸入)回路幾個部分。它有家用版本(2線非平衡式)以及專業(yè)版本(3線平衡式)，兩種版本的主要區(qū)別在于對各種電磁干擾的耐受力。那么數(shù)字音頻接口是否需要使用數(shù)字音頻電纜呢?

　　增加電纜長度不利于傳輸模擬和數(shù)字信號，所以大型房間系統(tǒng)必須使用平衡式接口。一根電纜中包含多根電線或絞線。一根針對非平衡式接口設計的電纜中包含兩條絞線，其中一條絞線為屏蔽線。一根針對平衡式接口設計的電纜中包含三根絞線，其中有一條對絞線對和一條屏蔽線(STP)。電纜本身基于這個原因，可能會稱為非平衡式或平衡式電纜。本文章的討論范圍僅限于平衡式接口和電纜。

　　平衡式模擬和數(shù)字接口要求使用的電纜不一樣嗎?我要先做些基礎(chǔ)知識說明。

　　模擬音頻

　　模擬接口輸送的信號是隨著時間變化的電壓，而且這個接口(包括電纜)必須保持電壓形狀不變(圖2)。假設輸入和輸出電路的設計很好，此時電纜是信號衰減的一個原因。電纜有電子屬性，而電容通常為影響信號質(zhì)量的主要原因。電纜電容的屬性會隨著頻率升高削減信號，從而導致信號的高頻內(nèi)容丟失。無論是家用產(chǎn)品還是專業(yè)產(chǎn)品，它們的音頻接口設計都是為了讓電纜電容效應產(chǎn)生于可聽頻率范圍之外，雖然這聽很讓人震驚。

　　如果你使用的電纜質(zhì)量高而且長度合理，那么音頻應該不受影響。但是，這不等于沒有電纜效應，我們也沒有公認的人類聽力高頻上限。這個原因刺激了人們對“特殊”電纜的需求，意圖保持模擬信號的保真度。

　　數(shù)字音頻

　　數(shù)字信號由數(shù)據(jù)包組成，這些數(shù)據(jù)包通過電纜傳播，在負載處(輸入)恢復。AES3數(shù)字格式包括兩個音頻數(shù)據(jù)通道，這些數(shù)據(jù)通過STP電纜單向傳輸。如果使用的是平衡式模擬接口，電纜屏蔽僅作為屏蔽使用，且不是音源和負載之間傳輸信號的必要條件。

　　模擬信號在不同時刻的數(shù)值可能不同，而數(shù)字信號只有兩種狀態(tài)。一“比特”(bit)等于零或者等于一。目標是在數(shù)字輸入時保持這種差異。電纜電容依然存在，并且會因為四舍五入比特傳輸而改變信號。

　　模擬和數(shù)字信號之間的一個主要區(qū)別在于帶寬，或頻率范圍。模擬音頻波形包含約20kHz的有用信息。數(shù)字信號帶寬能夠很好地擴展到MHz區(qū)域(兆或百萬赫茲)。這點是必需的能力，因為數(shù)據(jù)只有兩種狀態(tài)，所以需要大量比特來攜帶傳輸原始模擬波形中的信息。

　　電纜電容引起的高頻丟失通常讓數(shù)字波形的銳邊變得圓滑。在一般情況下，這種修改不會影響信號所攜帶的信息，因為零或一實際上由轉(zhuǎn)換或者零交點所決定。也就是說，數(shù)字信號比模擬信號更不容易遭受電線的“侵蝕”，因為數(shù)字信號不是音頻，而是數(shù)據(jù)。這是數(shù)字音頻優(yōu)于模擬音頻的重要特征。

　　關(guān)鍵點在于，電纜本身不分模擬或數(shù)字，電纜只是具有會改變流經(jīng)信號的形狀的阻抗特性而已。無論是模擬還是數(shù)字波形，隨著電纜長度增加，都受電纜電容影響。但在短線距中，這兩種接口類型可以忽略不計電纜的影響。

　　數(shù)字音頻 “要么完整要么損壞”(all-or-nothing)的自然屬性，這點可以通過眼圖(eye pattern)測試進行觀察。眼圖是一種包含了數(shù)千比特的特殊分析儀。噪音和抖動會讓“眼睛”變小，但是只要“眼睛”大于AES 3的最小值，信號的完整性就不受影響。

　　由于電纜電容起累積作用，那么在一定長度下，高頻丟失對模擬信號和數(shù)字信號的完整性都會造成影響。

　　音頻行業(yè)中的數(shù)字音頻格式，如AES3和SPDIF實際上曾是針對模擬接口電纜而設計的。約定俗成的25英尺(762厘米)話筒電纜可以傳輸數(shù)字音頻而不損害其質(zhì)量，而數(shù)字信號并不需要特定的電纜.如果音響系統(tǒng)中既有模擬設備，也有AES3數(shù)字設備，那么每種設備都可以使用同樣的電纜，只要模擬輸出路由至模擬輸入，且數(shù)字輸出路由至數(shù)字輸入即可。

　　線纜可以多長?

　　無論是模擬音頻還是數(shù)字音頻，對于線纜最大長度都沒有什么“硬性限制”。保守地說，1000英尺(300米)的適用長度是我們放松標準限制舉的例子。但是，我可以保證，在這樣的長度下還是可以傳輸模擬信號的，只是說可能會丟失一些可聽見的高頻。而在300米的線距下，數(shù)字音頻就沒那么容易保留好恢復成連續(xù)波形的信息了。我不是擁護模擬排斥數(shù)字，因為你不會有使用300米線距的需求，但相對于“沒有聲音”我總是更愿意選擇“模糊的聲音”的。

　　重點在于，在線距短的情況下，無論是模擬布線還是數(shù)字布線，你一般都不用擔心受影響。在100英尺(30米)線距內(nèi)，我都不太考慮電纜電容削減信號的問題，不過一旦丟失信號，就更可能影響模擬信號。線距越接近專業(yè)數(shù)字音頻默認的“100米限制”，電纜屬性就越發(fā)地成為影響信號的重要因素，而專門為數(shù)字音頻設計的電纜可以提高音頻的完整性。同樣的電纜可以減輕模擬接口丟失高頻的問題。一般而言，短線距不用考慮影響，長線距就要考慮所有問題了。

　　數(shù)字級音頻電纜

　　數(shù)字級專業(yè)音頻電纜是低電容屏蔽雙絞線(STP)，能呈現(xiàn)其針對的射頻范圍的特定阻抗特征。這種電纜的標準為110歐姆——和接口的輸入輸出阻抗的數(shù)值一樣。阻抗匹配能減弱在音源和負載之間的、可能造成數(shù)據(jù)崩潰的反射。電纜越長，維持這種電阻匹配就越重要，你的線距越接近數(shù)字格式的推薦限制，這種重要性就越突出。

　　數(shù)字音頻在推薦工作距離內(nèi)完全不受“電纜效應”的影響，這時購買更昂貴的電纜并不能獲得更好的音質(zhì)。有趣的是，類別電纜(如5類纜和6類纜)的電容都很低且阻抗為100歐姆，而且它們是AES3數(shù)字音頻的理想選擇。低成本的5類纜可以為“數(shù)字”STP電纜提供類似的表現(xiàn)水平，但也可能造成接線、卷線和運輸線纜的噩夢。但是，對于固定安裝而言，5類纜是一種低成本且便利的數(shù)字信號傳輸方式，也非常適合平衡式模擬接口。