Нещодавно компанія Blue, відома виробництвом мікрофонів, представила свій новий професійний студійний мікрофон Ember, вартість якого складає 100 доларів. Це породило запитання: що таке XLR і як його правильно використовувати? Давайте детально розглянемо, що собою являє XLR та в яких ситуаціях він може стати у нагоді у вашій студійній роботі.
XLR – це стандарт професійного аудіо. Його широко застосовують у звукозаписних студіях, на радіостанціях, а також під час живих виступів. Кабелі XLR забезпечують передачу збалансованого аудіосигналу, що є ключовим фактором для досягнення чистого та якісного звуку.
Що ж таке XLR?
Перш за все, варто розібратися з абревіатурою XLR. Вона походить від слів X Connector, Locking Connector, Rubber Boot. Хоча сьогодні “гумовий черевик” вже не є обов’язковою складовою роз’єму, назва залишається незмінною.
Існує кілька варіантів кабелів XLR, які відрізняються кількістю контактів (від XLR3 до XLR7), але найбільш поширеним є XLR3, який має три контакти.
Коротко кажучи, XLR – це стандарт для високоякісних аудіовходів, особливо для мікрофонів. Він забезпечує збалансований сигнал, ефективно зменшуючи шум. Це робить його ідеальним вибором для професійного аудіозапису та трансляцій. Однак, звичайним користувачам його використання може бути необов’язковим, якщо вони не прагнуть до найвищої якості звуку.
Для використання мікрофона XLR, окрім самого мікрофона та кабелю, вам знадобиться аудіоінтерфейс або мікшер, щоб ваш комп’ютер міг розпізнати мікрофон. Хоча прості аудіоінтерфейси можна знайти за 40-50 доларів, якісніші пристрої можуть коштувати значно дорожче. Для ентузіастів, які прагнуть гарної якості звуку, варто розглянути варіанти вартістю 150-200 доларів, наприклад, Focusrite Scarlett 2i2, який є хорошим початковим вибором.
Якщо ви плануєте записувати аудіо вдома, вам також знадобиться DAW (цифрова аудіо робоча станція). Ви можете скористатися безкоштовними програмами, наприклад Audacity, або розглянути платні варіанти, як Reaper. Більше інформації про найкращі DAW ви можете знайти тут.
Технічні аспекти, які роблять XLR кращим за інші аудіовходи, є досить складними, але далі ми розглянемо їх детальніше.
Принцип збалансування
Коли ви міняєте батарейки у ліхтарику, ви бачите, що на них є позначення “+” та “-“. Під’єднавши лише одну сторону батареї до лампочки, нічого не відбудеться. Для того, щоб лампочка засвітилася, потрібне під’єднання як позитивного, так і негативного полюса. Так працює електричне коло: електрони повинні пройти повний цикл від негативного полюса батареї, через дріт, лампочку, та назад до батареї. Зі звуком аналогічна ситуація: для його передачі потрібні позитивна та негативна сторони сигналу. Мікрофон передає електрони в одному напрямку кабелю, звідки вони потрапляють до підсилювача, а потім повертаються назад до мікрофона іншою стороною кабелю.
Проте, більшість аудіосистем сприймають схему так, ніби є лише один провід, зазвичай центральний провідник у коаксіальному кабелі, і з’єднують інший провід з усією іншою електронікою системи. Це створює сприятливі умови для проникнення різних типів шумів у аудіосигнал:
Шум контуру заземлення: За моїм досвідом роботи з професійними аудіо- та відеосистемами, це одна з найбільш поширених та дратівливих проблем, особливо за наявності комп’ютерів. Зазвичай ви чутимете його як тихе гудіння, проте він може проявлятися як статика або нерегулярне дзижчання. Контури заземлення виникають, коли аудіо проходить двома різними шляхами до підсилювача: один шлях через аудіокабель, а інший – через проводку будівлі.
EMI та RFI: Трансформатори, двигуни та високочастотна електроніка можуть створювати магнітні поля, які індукують струм у ваших аудіопроводах. Це призводить до гудіння, фонового шуму і навіть може захоплювати радіосигнали, якщо ви знаходитесь занадто близько до AM-передавача.
Перехресні перешкоди: Виникають, коли один сигнал у системі перетинається з іншим.
Яке рішення? Відповідь є досить очевидною: потрібно ізолювати обидва проводи у сигнальному ланцюзі, щоб позитивна та негативна сторони сигналу передавалися окремо від інших компонентів. Основна перевага збалансованого аудіосигналу (при правильному виконанні) полягає в тому, що аудіосигнал не контактує із заземленням підсилювачів або іншими компонентами системи. Таким чином, усувається можливість виникнення перехресних перешкод або контурів заземлення.
Наприклад, під час роботи з живою групою нещодавно ми зіткнулися з проблемою “клацання”, яке створювало музичне обладнання одного з музикантів на сцені. Аудіо з клік-треку просочувалося на інші виходи аудіоінтерфейсу, тому звук “біп-біп-біп” потрапляв до системи звукопідсилення. Хоча він був тихим, його було чутно. Після заміни незбалансованих аудіокабелів на балансні кабелі XLR проблема зникла.
Іншою перевагою є шумозаглушення. EMI та RFI працюють за принципом створення напруги в дроті під впливом рухомого або змінного магнітного поля. У незбалансованих сигналах магнітне поле створює напругу лише на позитивній стороні сигналу (або навпаки). У збалансованому кабелі дроти розташовані поруч, і магнітне поле впливає на обидві сторони сигналу однаково.
Інвертуючи копію сигналу, перешкоди зникають, і ми отримуємо вихідний сигнал без спотворень.
З боку передачі, XLR-пристрій створює інвертовану копію аудіосигналу. З боку приймання, інвертована копія додається до вихідного сигналу, що призводить до взаємної компенсації шуму. Як і у математиці, де -2 + 2 = 0, збалансований аудіосигнал ефективно усуває шум із зовнішніх джерел.
Нарешті, можливості виникнення перехресних перешкод значно зменшуються, якщо сигнали не мають спільної площини заземлення. Високоякісне обладнання, що використовує повністю збалансований аудіоланцюг, практично не має перехресних перешкод.
Практичне застосування
То як же застосувати ці знання на практиці? У яких випадках XLR буде корисним?
Розглядаючи Ember, ви можете використовувати його для трансляцій на Twitch, запису подкастів або музики. В такому випадку, ви можете підключити Ember до USB-мікшерного пульта, наприклад, Mackie Pro FX8, який буде служити як підсилювач для мікрофона, так і аудіоінтерфейс USB. До нього можна підключити ще один мікрофон для вашого співрозмовника, музичні інструменти, комп’ютер з запущеним Skype або Discord, або смартфон.
Важливо пам’ятати, що вам потрібен мікшер або аудіоінтерфейс, який підтримує фантомне живлення (зазвичай це вказується перемикачем +48 В). Оскільки мікрофон потребує живлення для роботи, вам потрібен пристрій, який може його забезпечити. Саме тому мікшер часто є гарним вибором як аудіоінтерфейс, оскільки фантомне живлення вбудоване прямо в нього. Високоякісні мікрофонні підсилювачі також можуть мати фантомне живлення, а певні XLR комп’ютерні аудіоінтерфейси мають фантомні джерела живлення вбудованими.
Альтернативні варіанти
Крім роз’ємів XLR, є й інші способи передачі збалансованого звуку.
Роз’єми TRS Phone також можуть передавати збалансовані сигнали. Кабелі з телефонними штекерами часто застосовуються в професійному аудіообладнанні для підключення мікшерів та підсилювачів, а також для підключення зовнішніх процесорів ефектів, таких як ревербератори, еквалайзери, компресори та аудіозаписувачі. Хоча штекер виглядає так само, як штекер на високоякісних навушниках, кільце на ньому використовується для передачі негативної сторони аудіосигналу.
Ви також можете скористатися перевагами збалансованого аудіокабелю за допомогою ізолятора контуру заземлення. Це невеликий пристрій з двома парами гнізд RCA, або іноді міні-штекерами для навушників. Ізолятори контуру заземлення мають всередині аудіотрансформатор 1:1, який розриває контури заземлення. Якщо ви підключаєте комп’ютер до мікшера або кабельної коробки, то, майже напевно, зіткнетеся з шумом контуру заземлення та фоновим гудінням. Цей пристрій майже завжди вирішує цю проблему. Подібна проблема може виникнути і в автомобілі при підключенні смартфона до стереосистеми, тому ізолятор контуру заземлення з телефонними штекерами 3,5 мм може стати чудовим помічником.
Чому не USB-мікрофон?
Можливо, ви задаєтеся питанням, чому звичайний USB-мікрофон недостатньо хороший?
Насправді, він цілком підходить, якщо вам потрібно записувати щось одне за раз. У мене на робочому столі стоїть хороший USB-мікрофон Samson, і я використовую його для подкастів або потокових трансляцій. Проблема USB-мікрофонів полягає в тому, що ви не можете використовувати кілька одночасно. Кожен USB-аудіопристрій має власний годинник для управління цифровими аудіоперетворювачами, і якщо ці годинники не синхронізовані, то ваші записи можуть почати спотворюватися або зникати, оскільки програмне забезпечення вашого комп’ютера намагатиметься виправити ці помилки.
Крім того, мікшування стає складнішим, оскільки у вас немає фізичних кнопок для роботи. Тому, якщо мені потрібно щось робити з кількома людьми одночасно, я використовую настільний мікшер та надійні студійні мікрофони з XLR підключенням.