TRS端子及其他音频接口

接口其实包括对 “接口” (interface)和 “连接器” (connector)这两个方面的讨论,“连接器”我们通常也称之为“接头”或“插头”。 “接口”定义了电子设备之间连接的物理特性,包括传输的信号频率强度,以及相应连线的类型数量,还包括插头插座的结构设计;而“连接器”则是在物理上实现设备之间连接的装置。

TRS

TRS端子(TRS connector)是一种常用于连接音响设备,用以传递音频信号的连接器。该词是其三个组成部件的首字母缩写:Tip(尖)、Ring(环)、Sleeve(套)。

由于该种接头一般用于接插耳机和麦克风,因此也称 Phone Jack。虽然统称TRS,但也可依据具体的插头/插座的环(R)数 不同而分别称为TS(无环,即尖和套各提供一个接触点)、TRS(一环,三个接触点)、TRRS(两环,四个接触点)等等。

日常生活中我们见得最多的就是TRS接口,它的接头外观是圆柱体形状,通常有三种尺寸1/4"(6.3mm)、1/8"(3.5mm)、3/32"(2.5mm),最常见的是3.5mm尺寸的接头。

img

TRS 的含义是Tip(signal)、Ring(signal)、Sleeve(ground),分别代表了这种接头的3个触点,我们看到的就是被两段绝缘材料隔离开的三段金属柱。因此,3.5mm接头和6.3mm接头也被人称为“小三芯”和“大三芯”。

TRS接口就是一个圆孔,其内部与接头对应,也有三个触点,彼此之间也被绝缘材料隔开。

常见设备

通常,手机上的耳机插口都是TRRS,而电脑上通常是两个TRS,一个传声音的左右声道,一个传话筒的左右声道。

而为了使得双TRS的耳麦可以插到手机上,产生了转接头,也就是图中的第二个设备。不过我们考虑一下会发现,两个TRS都是3个信号,合并到一个TRRS接口上,信号变成了4个,减少了两个。除去一个共地的GND,还少了一个信号,去哪了呢?其实这是因为它会把LMIC和RMIC合并成一个MIC,而且TRRS本身就是只能传输一个MIC信号的,不存在左右声道。

当然了,也有反过来将TRRS转接成两个TRS接口的转接头。

此外,还有TS麦克风,如图中的第四个设备。如果话筒采用的这种接口,就默认了MIC只有一个声道,这种一般是用在小蜜蜂扩音器上。

img

当然,既然能加芯,那也可以减芯。二芯的TRS接头可以用来传送非平衡的单声道音频信号,比如电吉他用的线就是二芯的TRS线。所以,单从TRS接口外观来看,我们不会知道它是否支持平衡传输;单从芯数来看,我们也不能确定四芯及以上的TRS接头是否支持平衡传输,具体情况需要看设备。

尖和套是一定要有的,但环可以根据需要加,常见的有0-2个环的,也就是TS、TRS和TRRS。环越多,可以传输的信号数量越多。

因此,普通双声道耳机需要3个信号,即TRS;而如果是带麦克风的耳机,就需要4个信号了,即TRRS。注意,这里除了左声道(L)、右声道(R)以及带麦耳机所需的麦克风(MIC)信号,必须还要有地线(GND),因为没有绝对电压而只有相对电压。

在3.5mm接口上传输的是模拟信号,使用电压模拟声波。

此外,还有一种用于耳机的四芯3.5mm插头则是用来传输平衡信号的。6.3mm的“大三芯”插头可用来传输平衡信号或非平衡立体声信号,也就是说它可以和XLR平衡接口一样,能够传输平衡信号,但因制作这样的平衡线成本比较高,所以一般只用在高档专业音频设备上。

拒绝做小白 你应该知道的常见音频接口

二芯6.3mm TRS电吉他线

TRS母头

ADI公司旗下的 ADAU1772 评估板采用的就是CUI公司旗下型号为 SJ-3523-SMT-TR 的TRS母头

说明书如:sj-352x-smt.pdf ,其规格如下:

image-20210511164353982

RCA

RCA接口在我们日常生活中也非常常见,音箱、电视、功放、DVD机等设备上基本都有。它得名于美国无线电公司的英文缩写(Radio Corporation of America),上世纪40年代的时候,该公司将这种接口引入市场,用它来连接留声机和扬声器,也因此,它在欧州又称为PHONO接口。我们对它更熟悉的接头称呼则是“莲花头”。

拒绝做小白 你应该知道的常见音频接口

RCA接口在我们日常生活中非常常见

拒绝做小白 你应该知道的常见音频接口

被称为“莲花头”的RCA接头

RCA接口采用同轴传输信号的方式,中轴用来传输信号,外沿一圈的接触层用来接地。每一根RCA线缆负责传输一个声道的音频信号,因此,可以根据对声道的实际需要,使用与之数量相匹配的RCA线缆。比如要组双声道立体声就需要两根RCA线缆。

XLR

XLR接口又被称为“卡农口”,这是因为James H. Cannon创立的Cannon Electric公司是它最初的生产商。它们最早的产品是“cannon X”系列,后来改进产品增加了一个锁定装置(Latch),于是在“X”后面增加了一个“L”;再后来又围绕着接头的金属触点增加了橡胶封口(Rubber compound),于是又在“L”后面增加了一个“R”。人们就把三个大写字母组合在一起,称这种接头为“XLR connector”。

比较常见的三芯XLR接口

有的耳放上面会提供四芯平衡XLR接口

我们通常见到的XLR插头是3脚的,当然也有2脚、4脚、5脚、6脚的,比如在一些高档耳机线上,我们也会看到四芯XLR平衡接头。XLR接口与“大三芯”TRS接口一样,可以用来传输音频平衡信号。这里我们简单说一下平衡信号与非平衡信号。声波转换成电信号后,如果直接传送就是非平衡信号,如果把原始信号反相180度,然后同时传送原始信号和反相信号,这就是平衡信号。平衡传输就是利用相位抵消原理,将音频信号传输过程中受到的其他干扰降至最低。 当然,XLR接口也跟“大三芯”TRS接口一样,可以传输非平衡信号,因此光从接口看,我们是看不出来它到底传输的是哪种信号。