Gniazda i wtyki XLR – dlaczego nie ma audiofilskiego sprzętu bez XLR?

Standard złącz XLR, a więc i sposób transmisji sygnału, został zaadaptowany z techniki studyjnej ze względu na możliwość współpracy urządzeń profesjonalnych z urządzeniami audiofilskimi, zwłaszcza tymi droższymi. W najtańszych konstrukcjach oraz tych z tzw. średniej półki spotykane są sporadycznie.

Rodzaje XLR-ów

Konstrukcja wtyków i gniazd jest znormalizowana. Poza najczęściej spotykanymi złączami 3-pinowymi, istnieją wersje 4- i 5-pinowe. W sprzęcie profesjonalnym potocznie nazywane są "cannonami" - od nazwiska twórcy tego standardu, założyciela firmy Cannon Electric - Jamesa H. Cannona. W sprzęcie audiofilskim, głównie high-endowym, nazywa się je po prostu XLR-ami.

Czym się różnią od klasycznych cinchów (RCA)?

Klasyczny przewód, zakończony 3-pinowymi wtykami XLR, składa się z trzech przewodników (czasem dwóch i ekranu). W przeciwieństwie do asymetrycznych łączówek (interkonektów), sygnał przesyłany jest w dwóch postaciach naraz – jednym przewodnikiem płynie sygnał zgodny z fazą (bez przesunięcia fazowego), natomiast drugą sygnał w przeciwnej fazie (z przesunięciem fazowym o 180 stopni). Łatwiej może to zilustrować wykres przebiegów, w którym ten drugi jest lustrzanym odbiciem pierwszego. Natomiast trzeci przewodnik (czasem jest to ekran) jest połączony z masą sygnałową urządzeń. Po co to wszystko?

Zobacz naszą ofertę przewodów XLR

Otóż zwykły ekran tylko teoretycznie zapewnia dobrą ochronę przed zakłóceniami pochodzącymi z zewnątrz. Ponadto dłuższe łączówki RCA, zazwyczaj charakteryzują się dość znaczną pojemnością elektryczną, co nie za dobrze wpływa jakość transmisji sygnału i w konsekwencji na jakość brzmienia. XLR-y teoretycznie wolne są od tych ograniczeń.

W łączówkach zbalansowanych wykorzystuje się dość prosty mechanizm „znoszenia się” zakłóceń indukowanych w poszczególnych przewodnikach. Wynika to z faktu, że sygnały są odwrócone w fazie. Ekranowanie w zasadzie ma tutaj mniejsze znacznie, więc czasem jest ono w ogóle pomijane. Niestety ze względu na bardziej skomplikowaną budowę, interkonekty z wtykami XLR są często droższe od bliźniaczych łączówek w wersji RCA. Jednak pod względem brzmieniowym wydają się korzystniejsze, ponieważ w tego typu połączeniach wykorzystywany jest dwa razy wyższy poziom sygnału (o 6dB) np. 4V zamiast 2V, co skutkuje subiektywnie lepszym dźwiękiem, bo głośniejszym. Należy jednak pamiętać, że zapas dynamiki niestety spada o 6 dB.

WERSJE ANALOGOWE

1. Klasyczne 3-pinowe

Służą do przesyłania sygnału ze źródła (odtwarzacza) do wzmacniacza (zintegrowanego bądź dzielonego). Ze względu na zasadę działania mogą mieć znacznie większą długość niż klasyczne łączówki cinch (RCA), choć można spotkać bardzo krótkie odmiany takich łączówek (nawet 0,6 m).

2. Cztero- i pięcio-pinowe

Te pierwsze występują we wzmacniaczach słuchawkowych wyższej klasy i służą do przesyłania sygnału do słuchawek w postaci zbalansowanej (symetrycznej). Niestety XLR-y słuchawkowe nie są ściśle określone jednym standardem. Spotyka się różne odmiany, zależnie od producenta czy modelu. Dlatego też warto upewnić się wpierw czy taki kabel w ogóle będziemy mieli do czego podłączyć. Występują zarówno na kable zbalansowane z 4-pinowym XLR-em, jak i wersje zakończone od strony wzmacniacza dwoma wtyczkami 3-pinowymi. Bywa też tak, że słuchawki dostarczane są ze standardowym przewodem zakończonym "zwykłym", niezbalansowanym wtykiem jack 6,3 mm, natomiast kable z XLR-ami oferowane są jako opcja. Czasami znajdują się już w zestawie. Natomiast 5-pinowe spotkamy raczej w sprzęcie profesjonalnym albo w najbardziej wyrafinowanych, częstokroć wręcz egzotycznych konstrukcjach audio.

WERSJA CYFROWA

Wtyki i gniazda XLR są wykorzystywane również do przesyłania sygnału cyfrowego. Mowa jest o standardzie AES/EBU, opracowanego w 1985 roku przez Audio Engineering Society (AES), a zatwierdzonego przez European Broadcasting Union (EBU).

Sygnał jest przesyłany przewodem o impedancji charakterystycznej 110 Ω. W kręgach audiofilskich panuje powszechne przekonanie, że łączówki AES/EBU stosowane w domowym sprzęcie hi-fi zapewniają wyższą jakość transmisji niż spotykane znacznie częściej odmiany koaksjalne (współosiowe) o impedancji charakterystycznej 75 Ω, zakończone wtykami RCA lub BNC.

Jakie są z tego korzyści albo utrudnienia (czyli plusy i minusy XLR-ów)?

XLR-y mają następujące zalety:

- Wysoka odporność na zakłócenia elektryczne zarówno indukowanych sygnałów (w zakresie częstotliwości radiowych i zakłóceń o charakterze elektromagnetycznym – RFI i EMI), jak i na szumy generowane przez połączenia masy sygnałowej.
- Zasadniczo nie wnoszą własnych szumów i zakłóceń, oferują wygodny i praktyczny sposób łączenia -  w pierwszej kolejności załączana jest masa a dopiero później styki sygnałowe, dzięki czemu nie występują stany przejściowe podczas procesu łączenia wtyku i gniazda. Przy rozłączaniu (wyjmowanie wtyku) proces odbywa się w odwrotnej kolejności – jako ostatnia jest rozłączana masa sygnałowa.
- Standardowe złącza XLR są wyposażone w mechanizm blokujący wtyk w gnieździe (zatrzaskowy), zapewniający dobry, szczelny (z określoną, dokładną tolerancją wykonania) styk elektryczny, a także mają dobrze zaprojektowane korpusy, pod kątem niezawodnej współpracy z samym przewodem.
- W połączeniach symetrycznych (zbalansowanych) ścieżki sygnałowe "+" i "-" mają tę samą długość i wykorzystują ten rodzaj przewodnika, co potencjalnie wpływa na możliwość uzyskania lepszego dźwięku.
- Są efektywne przy bardzo długich połączeniach – nawet większych niż 20 metrów, także dla sygnałów o bardzo niskim poziomie i szerokim zakresie dynamicznym, takich jak np. mikrofony.
- Spełniają wymogi bezpieczeństwa dotyczące efektywnego uziemienia obudowy.
- W przypadku połączeń cyfrowych zapewniają wyższy poziom użytecznych sygnałów.

Mogą jednak powodować pewne problemy:

- Są kosztowniejsze w zastosowaniu.
- Wymagają większej złożoności układów audio wewnątrz urządzeń, przez co efektywna droga sygnału jest dłuższa.
- Mogą utrudniać pełne dopasowanie pod względem parametrów elektrycznych..
- Najlepsze odmiany wtyków XLR technologicznie są gorsze od najlepszych, aczkolwiek bardzo drogich typów wtyczek RCA.
- Występują różnice w kolejności wyprowadzeń (połączeń elektrycznych dla poszczególnych pinów) między modelami europejskimi i amerykańskimi.

Które złącza są lepsze?

Niestety nie ma tutaj jednej, właściwej odpowiedzi. Wszystko zależy od rodzaju sprzętu i konkretnych modeli. Część, zwłaszcza tańszych urządzeń z gniazdami XLR pozostaje wewnątrz niesymetryczna (niezbalansowana), co pociąga za sobą konieczność stosowania w nich układów konwertujących sygnał z postaci niesymetrycznej do symetrycznej lub odwrotnie, a to z kolei oznacza wzrost zniekształceń, wydłużenie ścieżki sygnału, a nawet i wzrost poboru mocy z sieci zasilającej.

Natomiast droższe, bardziej dopracowane czy wyrafinowane urządzenia są wolne od tego typu niedogodności czy uproszczeń. I wtedy różnica w brzmieniu staje się oczywista.