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Audio balanceado · Cómo un cable se saca el ruido de encima

señal diferencial · rechazo de modo común

SNR 0 dB
El circuito
hum 50 HzmagnéticodimmereléctricoGSMeléctricoFuenteTSmalla = retornotipsleeve+entrada simple~lazo de masa (tierra de cada enchufe)

Un conductor lleva la señal y la malla hace de retorno Y de masa. Todo lo que aparezca entre los dos, incluida la caída del lazo de masa sobre la malla, entra como si fuera señal.

Mismo cable, cada conexión

SNR de un tono a nivel nominal, con los ruidos y el cable de abajo. Entre paréntesis, la mejora sobre el no balanceado.

Osciloscopio · un ciclo de red
Pata caliente · pin 2 (+)ruido 3.47 mV rms
+10.0 mV−10.0 mV
Malla / retorno (referencia, 0 V)
+10.0 mV−10.0 mV
Salida del receptor · punta − masaruido 3.47 mV rms
+10.0 mV−10.0 mV
0 ms5 ms10 ms15 ms20 ms

Misma escala en las tres. La punteada es la señal sin ruido. Cada ruido de red se repite a 50 Hz; el tono es de 250 Hz.

Fuentes de ruido
Transformador (hum)50 %

Campo magnético de un transformador o un motor. Induce tensión en el lazo entre los conductores: sólo lo frena el trenzado.

Dimmer / fuente conmutada50 %

Flancos bruscos de un dimmer o una fuente conmutada que se acoplan por capacidad. La malla los drena a masa.

Celular (GSM)0 %

El "tiki-tiki-tiki" de un celular GSM: ráfagas a 217 Hz que cualquier semiconductor demodula.

Lazo de masa25 %

Dos equipos enchufados en tomas distintas no tienen exactamente la misma tierra; la diferencia hace circular corriente por la malla.

Escuchar la salida

Un preamp lleva la señal a nivel nominal y el ruido sube con ella: lo que escuchás es la relación señal/ruido. Cambiá de conexión mientras suena. Ojo con el volumen en micrófono + no balanceado.

Señal

El ruido que se cuela es el mismo en milivolts: contra los pocos milivolts de un micrófono pesa 50 dB más que contra una señal de línea.

Fallas del cable

Elegí una conexión balanceada para simular fallas en sus patas.

Cable y receptor

Una entrada no balanceada mide la punta contra su propia masa: todo lo que se induce entre las dos llega a la salida.

Qué se cuela, fuente por fuente
FuenteEn el pin 2A la salidaMejora
Transformador (hum)magnético408 µV408 µV0 dB
Dimmer / fuente conmutadaeléctrico47.8 µV47.8 µV0 dB
Celular (GSM)eléctrico———
Lazo de masamasa3.57 mV3.57 mV0 dB

Ruido en mV rms. La mejora compara ruido/señal en el cable contra ruido/señal a la salida, así que incluye los 6 dB de la señal duplicada.

Por qué funciona

Dos patas, una resta

El receptor no mira cada pata contra masa: mira la DIFERENCIA entre las dos. Si el ruido llega igual a ambas (modo común), al restar desaparece. La señal, que va en contrafase, se suma.

El truco es la impedancia

Para que el ruido llegue igual, las dos patas tienen que tener la misma impedancia contra masa. La señal invertida en el pin 3 es un bonus (+6 dB y más margen), no el motivo: por eso existen las salidas balanceadas por impedancia.

Trenzado contra lo magnético

Un campo magnético induce tensión en el área que encierran los dos cables. Al trenzarlos, cada vuelta invierte el lazo y las tensiones se cancelan de a pares. La malla de cobre no sirve contra 50 Hz magnéticos.

Malla contra lo eléctrico

Dimmers, fuentes conmutadas y radios acoplan ruido por capacidad. Una malla conectada a masa lo intercepta antes de que llegue a los conductores.

Lazos de masa

En un cable no balanceado la malla es a la vez masa y retorno de la señal: la corriente entre las tierras de dos enchufes cae sobre ella y se suma al audio. En uno balanceado esa caída es común a las dos patas y se rechaza. Nunca se levanta la tierra de seguridad: se usa una línea balanceada o una DI/transformador de aislación.

Por qué los micrófonos siempre son balanceados

Un micrófono entrega milivolts y viaja metros por el escenario: el mismo ruido pesa 50 dB más que en una señal de línea. Y de yapa, la fantasma de 48 V viaja igual por los pines 2 y 3: para el receptor es modo común y la ignora.