Mạch điện micro cân bằng và không cân bằng (Balanced and Unbalanced Mic Circuits)
Dây microphone dẫn tín hiệu âm thanh đến đích của nó bằng một trong hai cách cơ bản. Các mạch không cân bằng (unbalance) dùng một dây dẫn tín hiệu kèm theo một giáp chắn chống nhiễu điện, như được minh họa trong hình 5.16. Mạch cân bằng (balance) dùng hai dây dẫn điện mang tín hiệu như hình trong hình 5.16.B, với dây dẫn thứ ba chung quanh nó như một giáp chắn.
Dây micro không cân bằng chỉ có hiệu quả trên một khoảng cách ngắn. Mặc dù có hai khuyết điểm cơ bản. Thứ nhất, đường (line) micro không cân bằng thường bị hủy hoại ở trở kháng rất cao. Khi mạch micro có trở kháng cao hơn, nó sẽ có khuynh hướng dễ bị nhiễu điện. (Tĩnh điện nhiễu bắt nguồn từ các nguồn như đèn huỳnh quang, các thiết bị và một số động cơ điện và có thể nghe được như một âm thanh rì rầm (buzz) ở output của âm thanh).
Hình 5.15 : Khi cần thiết, sử dụng vài micro để hoàn thành công việc và thực hiện định luật 3-1 đến mức khả dĩ tốt nhất.Lưu ý trong C, chuyện gì xảy ra với các đáp tần khi kết hợp hai tín hiệu giống hệt nhau với một sự chậm trễ nhỏ giữa chúng (từ khoảng 0,1 mili giây lên đến 10 mili giây). Đây là hiệu ứng lọc lược (comb-filter) nổi tiếng. Khi sự chậm trễ thay đổi, kết quả là cho ra âm thanh “swishing” (xào xạc) đặc trưng, là cơ sở để thực hiện hiệu ứng phasing (định phase) và flanging (cạnh, gờ nổi), thường được sử dụng trên guitar điện và các nhạc cụ khác. (Hiệu ứng này giả định các tín hiệu giống nhau về cường độ). Ở cách thực hiện thật tế, khi hai micro được sử dụng như trong A và B, có một phần bộ lọc lược nguồn, sẽ lọc khi nguồn di chuyển ra khỏi trung tâm, như trong kết quả đáp tần B. Sự hơi chậm trễ giữa thời gian đưa âm thanh đến chỗ micro ở xa hơn là nguyên nhân triệt tiêu ở tần số bộ lọc lược. Sự triệt tiêu được phần nào bù đắp bởi một thật tế là tín hiệu thứ hai hơi thấp cường độ hơn do nó phải đi thêm khoảng cách dài hơn, nhưng vẫn còn sai lầm trong kết hợp đáp tần như trong B. (Tần số có liên quan đến thời gian trễ (delay time) và cũng là khoảng cách giữa các micro. Hiệu ứng lọc lược có khuynh hướng nghe rõ hầu hết ở các micro đặt xa nhau khi nguồn di chuyển từ bên này sang bên kia). Giải pháp tối ưu để giải quyết tình thế khó xử này được đưa ra theo luật 3:1 của Burrough. Ở khoảng cách tương đối này, những âm thanh nhận được bởi micro thứ hai phải hạ thấp cường độ đủ để làm cho sự lược lọc không đáng kể và trở thành các đáp tuyến cho các mục đích thiết thực. (Xem thêm các thảo luận trong chương 12, hình 12.4 và chương 13, hình 13.1).
Thứ hai, tính chất dây điện là một kết quả tự nhiên của thiết kế dây dẫn cơ bản, có thể gây ra sự suy giảm đáp ứng tần số cao đáng kể khi tăng chiều dài dâythì lại càng tồi tệ hơn. Điều này có thể bị pha trộn bởi nhiễu cao tần mà loại mạch này rất dễ bị, nên khi cân bằng (equalizing) sẽ làm giảm đáp tần cao cũng như làm tăng mức độ tiếng ồn có tần số cao ngoại vi. Microphone output thấp do thiết kế microphone hay cách sử dụng có thể tiếp tục cho phép tiếng nhiễu chiếm ưu thế. (Mức độ của đường dây unbalance, tình cờ là một chuyện khác, là nếu khoảng cách thường dùng lên đến ít nhất 50m (150″) hay hơn, tỷ lệ tín hiệu so với tiếng nhiễu rất hợp lý, sẽ được thảo luận trong chương 16).
Qui tắc ngón tay cái hợp lý sẽ cho phép sử dụng loại dây micro không cân bằng (unbalance) trong hầu hết điều kiện môi trường bình thường với chiều dài dây không dài hơn 6 mét (20′). Môi trường bị hay dao động cao bất thường có thể đòi hỏi đánh giá lại hướng dẫn này. Micro output cao, nếu yêu cầu âm thanh chất lượng tối thiểu hay các yếu tố khác có lẽ cho phép nó được kéo dài ra một chút.
Mạch cân bằng thông thường (mặc dù không nhất thiết) liên quan đến một trở kháng thấp hơn một chút so với các mạch không cân bằng. Đường (line) cân bằng được thiết kế để cho phép giáp chắn thoát dòng tĩnh điện ra (không nghiêm trọng trong mạch trở kháng thấp) độc lập với các dây dẫn tín hiệu. Tách nhiệm vụ ra là hữu ích, nhưng lợi thế chính của mạch cân bằng là trường điện từ -electromagnetic field (không bị che bởi một giáp chắn) bị hai dây dẫn giống hệt được xoắn thành hình xoắn ốc bên trong giáp chắn. Sự xoắn này làm cho các trường điện từ liên tục đảo ngược với nhau, chủ yếu là ngăn cản ảnh hưởng của mình khi đi song hành cùng với các tín hiệu micro. Bất kỳ điện từ hum, noise nào còn sót lại, trong chừng mực, đây là chuyện bình thường cho cả hai loại: đồng phase và nghịch phase 180 độ, tự động bị triệt tiêu do các input balance của mixer, vì thế gần như loại bỏ các loại nhiễu này.
Chuyện này không xảy ra với line không cân bằng, trong đó hai dây dẫn tín hiệu không xoắn vào nhau. Hơn nữa, dây dẫn không cân bằng có cấu hình khác (một dây dẫn nhỏ rắn và cứng, sợi khác là ống rỗng tương đối lớn nối điện với khung của mixer) và do đó có thuộc tính điện khác xa loại kia. Vì vậy nó không thể triệt tiêu nhiễu điện từ với bất kỳ mức độ hợp lý nào.
Cân bằng (balanced), đường dây trở kháng thấp (low-impedance) đã tìm được một thỏa hiệp tuyệt vời và hiện là cấu hình đường dây micro tiêu chuẩn trong ứng dụng âm thanh chất lượng cao. Đây là loại mạch cho phép lưu lượng tín hiệu chất lượng cao lưu thông ở độ dài lên tới ít nhất 100 mét trong điều kiện điển hình (xem hình 14.3 về chạy dây rất dài). Tuy nhiên, ưu điểm của mạch cân bằng là nó sẵn sàng cho phép giáp chắn nối đất bị ngắt kết nối (nâng hở lên) ở một đầu để tránh vòng lặp tiếp đất (ground loop) (Chương 15 và 16).
