Headphone Balanceado

Acima, temos um AKG K701 recabeado com plugs XLR.

Mas para que usar plugs XLR em headphones?

Alguns headphones demonstram mudanças notáveis em suas performances quando alimentados por amplificadores balanceados (via conexões do tipo XLR). Essa descoberta foi feita há alguns anos, quando a HeadRoom desenvolveu o amplificador balanceado Blockhead (já descontinuado).

As mudanças mais marcantes apresentadas por headphones quando em regime balanceado são as seguintes:

- Palco sonoro:
Torna-se bastante expandido, mas sem perda de detalhe e definição. Em determinados headphones, dá ao ouvinte a falsa impressão de que se está ouvindo através de alto-falantes.
-Grave:
Bem controlado, mais extendido, mais pronunciado e com mais impacto. Melhora em todos os aspectos.

Além dos dois quesitos acima, ainda se obtém melhor nitidez, melhor dinâmica e mais velocidade.

Difícil de acreditar?
Vamos explicar em seguida como o modo balanceado pode beneficiar tanto a performance dos headphones.



Balanceado vs. Não-balanceado

Um plug de heaphone comum possui três áreas de conexão: a ponta é o canal esquerdo, o anel central é o direito, a base é o terra. A ponta se conecta a um fio que vai para o terminal positivo (+) da bobina esquerda do headphone; o anel se conecta a um fio que vai para o terminal positivo da bobina direita. A base se conecta a um terceiro fio que vai para ambos os terminais negativos (-) das bobinas. Esse último fio geralmente tem uma junção em forma de “Y”, onde se divide em dois fios separados, que são conectados aos terminais negativos das bobinas de cada canal.



A linha escura indica o retorno comum de ambos os canais esquerdo e direito.
O aspecto mais importante a ser observado aqui é que, quando os canais esquerdo e direito do amplificador alimentam as duas bobinas, as correntes de retorno se unem e viajam uma certa distância antes de retornar ao terra do amplificador. Esse caminho comum tem alguma – possivelmente significante – resistência elétrica resultante do próprio fio, das junções soldadas e do contato do plug, que causa um aparecimento de um sinal comum no terminal negativo de ambas as bobinas. Esse sinal comum (uma soma de baixa amplitude dos canais esquerdo e direito) gera um crosstalk (interferência do sinal de áudio de um canal para o outro) e uma distorção no som ouvido no headphone. O tamanho desse efeito depende da qualidade de todo o sistema formado pelo headphone e seu amplificador. Obviamente, é feito o possível para minimizá-lo com bons amplificadores e recabeamento de headphones, mas ele sempre existirá. Há, porém, uma maneira de eliminar completamente esse problema: headphones balanceados.



Headphones balanceados são headphones comuns que foram recabeados de uma maneira especial. O cabo normal de três condutores com uma conexão de terra comum é substituído por um cabo que tem quatro condutores: o positivo direito e o negativo direito para as conexões positiva e negativa da bobina direita; o positivo esquerdo e o negativo esquerdo para as conexões positiva e negativa da bobina esquerda do heaphone. Esse cabo é terminado em duas conexões XLR tipo macho, uma para cada canal. Um amplificador para headphones especial que possui saídas balanceadas é utilizado, onde cada canal tem um sinal normal de áudio e outro sinal espelhado, que é o primeiro sinal invertido. O truque aqui é que não existe mais o “terra”para o headphone, então a distorção de crosstalk descrita acima é eliminada.

Diferença entre amplificador balanceado e amplificador "completamente balanceado"

Mas existem outras vantagens sonoras obtidas alimentando headphones no modo balanceado. Infelizmente, o termo “balanceado” possui algumas nuances sutis que precisam ser explicadas para o completo entendimento de onde queremos chegar.



O uso mais comum da transmissão balanceada do sinal de áudio tem, na verdade, muito pouco a ver com a alimentação de headphones no modo balanceado. Em muitas aplicações profissionais de áudio, os sinais são encaminhados de um lugar a outro via cabos balanceados numa tentativa de reduzir interferência de modo comum causada por fontes de ruídos de rádio-freqüência (RF), como lâmpadas fluorescentes e motores. A voltagem resultante da interferência RF que aparece na linha de transmissão é idêntica em ambos os condutores do sinal normal e do sinal invertido, e os transformadores de balanceamento somente permitem o fluxo da corrente quando os sinais estão opostos, motivos que causam o cancelamento do sinal de interferência comum (figura acima). Isso não é problema com headphones, pois a baixa impedância de saída do amplificador de potência previne qualquer criação de ruído de interferência RF significante. Mas há outras razões excelentes para que se alimente headphones com um tipo particular de amplificador balanceado. Certamente, há alguns designs de amplificador que são single-ended (não-balanceados) internamente, mas usam um transformador na saída (figura abaixo). Esses amplificadores melhoram amplamente a performance do headphone devido à remoção do terra comum, como descrito anteriormente.

Porém, existe outra técnica que pode ser utilizada para se obter melhorias significantes e mensuráveis a um custo relativamente baixo. Normalmente chamados de designs ”completamente balanceados” (figura abaixo), esse tipo de amplificador possui circuitos eletrônicos iguais e completamente separados, um para cada um dos quatro (esquerdo normal e invertido, direito normal e invertido) sinais de áudio. A vantagem desse design é que existem dois amplificadores de potência alimentando cada bobina; cada amplificador alimenta efetivamente metade da bobina, com um terra virtual no meio da bobina. Como cada amplificador alimenta somente metade da carga, uma melhoria significativa no controle dos diafragmas pode ser alcançada, e pelo fato das voltagens estarem opostas, uma duplicação efetiva do slew rate (volts por segundo que o amplificador pode fazer variar) é realizada, em comparação com o slew rate normal de um dos amplificadores, utilizado no modo não-balanceado. Em outras palavras, dobrando a quantidade de circuito eletrônico, um duplo aumento em performance pode ser alcançado com um aumento no custo de apenas 50% - 70%.

Fonte: HeadRoom