معرفی رایج ترین کابل های صدا

تمام افرادی که در صنعت صدا و موسیقی فعالیت می کنند باید اطلاعات نسبتاً خوبی از انواع کابل ها و تفاوتشان با یکدیگر داشته باشند. دستۀ وسیعی از این کابل ها به کابل های صدا اختصاص دارد که به خاطر اهمیت این موضوع تصمیم گرفتیم پست مجزایی را به آن اختصاص دهیم. البته به خاطر پیچیدگی و تنوع بیشترِ کابل های آنالوگ، تمرکز خود را بیشتر روی این دسته از کابل ها گذاشته ایم (XLR, TRS, TS و RCA)؛ در انتها نیز اشارۀ کوتاهی خواهیم داشت به سه کابل رایج دیجیتال (MIDI, USB و تاندربولت).

آشنایی با سطوح سیگنال

صدا، نوعی انرژی است که در اثر حرکت ذرات ماده به وجود می آید؛ به این صورت که منبع صدا، مولکول های هوای مجاور خود را به ارتعاش در آورده و آن مولکول ها، به نوبۀ خود، ارتعاش مولکول های دیگر را سبب می شوند؛ تا اینکه این ارتعاش به گوش ما رسیده و طی یک سلسله فرایندهای پیچیده در گوش داخلی و مغز، به صورت یک موج صوتی ادراک می شود. در محیطهای غیر مادی (مثلاً خارج از زمین) صدایی پخش نمی شود؛ سکوت مطلق است. به همین خاطر است که صدای انفجارهای پیاپی خورشید و دیگر ستاره ها به زمین نمی رسد!

برای انتقال صدا به تجهیزات الکترونیکی، ابتدا باید آن را به پالس الکتریکی یا سیگنال تبدیل کنیم. سیگنال الکتریکی در واقع به تغییرات ولتاژ گفته می شود که چیزی شبیه نمودار زیر است:

به مقدار ولتاژِ سیگنال، Voltage Level یا سطح ولتاژ می گویند که روش های زیادی برای محاسبۀ آن وجود دارد ولی رایج ترین شیوه، استفاده از RMS: Root Mean Square (جذر متوسط مربع) یا مقدار موثر است. هر سیگنال صدا، سطح استانداردی از ولتاژ دارد؛ برخلاف دریا، این سطح قراردادی نیست؛ بلکه متناسب با طراحی دستگاه مصرف کننده، از پیش تعریف شده است؛ شبیه همین ولتاژ 220 ولت که در کشور ما استاندارد برق کشی است؛ به همین خاطر اگر دستگاهی که برای استاندارد 120 ولت ساخته شده را به 220 ولت وصل کنید می سوزد!

Reference Level

در محاسبات، همیشه باید یک نقطه یا سطح مرجع را در نظر بگیریم؛ مثل سطح دریا. سطح مرجع برای تجهیزات مصرف کننده و حرفه ای با هم متفاوت است. برای مصرف کننده 1 ولت و برای تجهیزات حرفه ای 0.7746 ولت است. متخصصان صدا از dBV (دسی بل ولت) برای تجهیزات صوتی مصرف کننده مانند CD Player و از dBu (یا decibel unloaded) برای تجهیزات صوتی حرفه ای مانند میکسر استفاده می کنند. سطح مرجع، صفر dBV (یک ولت) یا صفر dBu (برابر با 0.7746 ولت) است. مسلماً وقتی می گوییم صفر dBV، منظور سطح مرجع در تجهیزات مصرف کننده است و صفر dBu منظور تجهیزات صوتی حرفه ای است.

Line Level

نام line level از telephone line گرفته شده است. با راه اندازی شبکۀ تلفنی در اوایل قرن 20، سطح اسمی سیگنالی که از طریق کابل های تلفن منتقل می شد در حدودِ 1 ولت بود. از همان زمان، به صورت قراردادی، مقدار line level به صورت حدودی یک ولت در نظر گرفته می شود. ولتاژ یا قدرت سیگنال صوتی باید در سطح استانداردی قرار داشته باشد که به آن Line Level (و به ندرت Nominal Level) می گویند. این مقدار برای تجهیزات صوتی مصرف کننده، 10- دسی بل ولت (یا 0.316 ولت) و برای تجهیزات صوتی حرفه ای 4+ دسی بل یو (یا 1.23 ولت) است. تمام تجهیزات صوتی باید مطابق این استاندارد طراحی شوند. در اینجا dBV منفی است؛ چون مقدارش از سطح مرجع (1 ولت) کمتر است و dBu مثبت است چون مقدار ولتاژ از سطح مرجع تجهیزات صوتی حرفه ای (0.7746) بیشتر است.

حال چه می شود که اگر یک دستگاه مصرف کننده را به یک دستگاه حرفه ای وصل کنیم؟ طبیعتاً قبل از ارسال سیگنال باید آن را تقویت (امپلی فای) کنیم تا به سطح استانداردِ ولتاژ در دستگاه مقصد برسد و این کاری است که امپلی فایر انجام می دهد. معمولاً هر وقت می خواهیم آهنگسازی کنیم یا روی صدا کار کنیم، نیازمند این می شویم که دستگاه های مصرف کننده را به دستگاه های حرفه ای متصل کنیم.

Line level بیشترین سطح سیگنال است که از طریق اتصال TRS منتقل می شود و برای اتصال تجهیزاتی غیر از سازهای موسیقی (مثل پراسسورها و پری امپ های مستقل) یا سازهایی با خروجی line level بالانس (مانند سینتی سایزر، کیبورد، درام ماشین) به کار می رود. البته بسیاری از تجهیزات صوتی مصرف کننده و کیبوردهای نیمه حرفه ای از خروجی آنبالانس line استفاده می کنند که در این حالت به جای TRS باید از کابل TS استفاده کنید. تنها راه اطمینان از این موضوع، مراجعه به دفترچۀ راهنمای دستگاه است.

Mic Level

میکروفون، ارتعاشات به وجود آمده در دیافراگم را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند که مقدار آن کمتر یا بیشتر از line level (اغلب اوقات کمتر) است. مقدار ولتاژ در این سطح معمولاً بین 60- دسی بل ولت (معادل 0.001 ولت) تا 40- دسی بل ولت (برابر 0.010 ولت) است. علت متغیر بودن این ولتاژ، نوسان در منبع صدا و دوری و نزدیکی آن به میکروفون است؛ با این حال، این سیگنال هزاران برابر از line level کمتر است و همچنان سیگنالی ضعیف محسوب می شود. به همین خاطر است که وقتی فیش میکروفون را به ورودی لاین می زنید تقریباً هیچ صدایی نمی شنوید؛ چون سیگنال ورودی آنقدر ضعیف است که line قادر به شنیدن آن نیست. از طرفی اگر یک منبع line-level (مانند خروجی میکسر) را به ورودی mic-level متصل کنید، صدا دیستورت یا خراب می شود؛ چون سیگنال قوی تر از آن است که میکروفون بتواند آن را قبول کند. در چنین شرایطی حتماً باید از یک تضعیف کنندۀ سیگنال استفاده کنید.

هر میکروفونی برای رساندن سیگنال به سطح line نیازمند امپلی فایر است که به آن پری امپ یا پری امپلی فایر گفته می شود. ولتاژ تولید شده توسط میکروفون که هنوز امپلی فای نشده، mic level نام دارد. این سیگنال پس از عبور از پری امپلی فایر به line level تبدیل و در دستگاه هایی مانند میکسر، کارت صدا، پلیرها و کامپیوتر مصرف می شود. از طرفی، هدفون و اسپیکرها توقع سطح بالاتری از ولتاژ را دارند که برای این منظور باید سیگنال تقویت شود. این کار توسط امپلی فایر دیگری تحت عنوان پاور امپلی فایر صورت می گیرد. کارت های صدا و میکسرهایی که ورودی میکروفون دارند معمولاً به صورت سرخود پری امپ هم دارند؛ بنابراین برای اتصال میکروفون به چیزی جز کابل (معمولاً XLR) نیاز ندارید.

Instrument Level

متغیرترین سطح سیگنال است که از طریق کابل TS منتقل می شود. این سیگنال باید تقویت شود و به سطح line level برسد که توسط پری امپ انجام می شود. کابل TS برای اتصال مستقیم سازهای موسیقی مثل گیتار یا باس به کارت صدا استفاده می شود.

Aux-level

سطح دیگری از سیگنال صدا است که مقدارش تقریباً 10- دسی بل (0.300 ولت) است. ورودی aux-level روی دستگاه های زیادی مثل DVD Player, Tape Recorder یا سی دی پلیر و کارت های صدا یافت می شود. سطح ولتاژ این ورودی نزدیک به line-level است؛ ولی ورودی و خروجی آن به خاطر استفاده از کانکتورهای RCA یا ¼ اینچ، تقریباً در بیشتر موارد آنبالانس است. جک ورودی این سیگنال به جز aux با نام های دیگری مثل tape و phono شناخته می شود. میکروفون با اتصال به این درگاه نمی تواند عملکرد مناسبی از خود نشان دهد.

کابل ¼ اینچی Mono/TS

این کابل برای گیتار یا خروجی چپ و راست سینتی سایزر یا کیبورد (با فرضِ بالانس نبودن خروجی) استفاده می شود. اسمش مونو است چون فقط یک کانال برای انتقال سیگنال دارد (راست یا چپ.) شما نمی توانید یک سیگنال استریو را از طریق این کابل انتقال دهید. رایج ترین کابل TS، کابل اینسترومنت است که شامل یک سیم هادی و یک shield (زمین یا گراند) است. سیمی که درونِ کابل قرار گرفته به tip متصل شده و شیلد یا گراند به Sleeve متصل می شود. کابل instrument یا jack cable یک کابل آنبالانس است؛ چون فقط از یک سیم برای انتقال صدا استفاده می کند.

در هنگام اتصال سازهای موسیقی مثل گیتار، کیبورد یا سینتی سایزر به این نکته توجه کنید که حتماً از یک کابل instrument استفاده کنید و هرگز از کابل اسپیکر استفاده نکنید؛ البته واژۀ هرگز برای عکسِ این حالت مهم تر است چون اگر از کابل اینسترومنت برای اسپیکر استفاده کنید، به احتمال زیاد به اسپیکر و کابل آسیب وارد خواهد شد. ظاهر خارجی این دو کابل گرچه شبیه است ولی سیم کشی داخلی آن ها متفاوت است.

به تصویر زیر دقت کنید:

تصویر سمتِ راست، سیم کشی داخلی یک کابل اینسترومنت را نشان می دهد و تصویر سمتِ چپ کابل اسپیکر است. همانطور که می بینید هر دو کابل، پوشش عایق بیرونی دارند؛ اما کابل instrument سیگنال را از طریق هادی مرکزی انتقال می دهد که درون یک عایق و آن نیز درون یک شیلد الکترواستاتیک و نهایتاً یک شیلد خارجی قرار گرفته است؛ این شیلدها باعث برطرف شدن تداخل نویز شده و به شما یک سیگنال تمیز تحویل می دهند. هادی مرکزی، امپدانس (مقاومت) بالایی دارد که با خروجی گیتار مطابقت دارد.

اما کابلِ اسپیکر، دو هستۀ هادی دارد که دور هم گره خورده و هر یک از آن ها با پوششی از جنس عایق محافظت شده اند؛ این یعنی میزان امپدانس این کابل کمتر است. به بیان ساده، کابل اسپیکر از این جهت برای گیتار مناسب نیست که به اندازۀ کافی shield (که عامل مهمی برای حذف نویز است) ندارد و امپدانس پایین به معنی این است که ولتاژ ورودی به امپلی فایر ضعیف خواهد بود. این کار آسیبی به سیستم وارد نمی کند ولی سیگنال را ضعیف یا تخریب می کند. به همین ترتیب کابل اینسترومنت انتخاب مناسبی برای اسپیکر نیست چون سیم مرکزی آن به خاطر امپدانس زیاد، قادر به حمل سطح بالایی از جریان نیست و این موضوع باعث افزایش دمای کابل، سوختن لایۀ عایق و اتصال کوتاه و نهایتاً مدار کوتاه شدن و آسیب رساندن به اسپیکر می شود.

کابل ¼ اینچی Stereo/TRS

کابل TRS در کنار Tip و Sleeve یک اتصال Ring هم دارد. این سه بخش با دو حائل پلاستیکی از هم جدا شده اند. کابل TRS به دو روش قابل استفاده است: روش اول، استفاده به عنوان یک کابل استریو است که سیگنال به دو کانال چپ و راست تقسیم می شود و معمولاً کانال چپ به tip و کانال راست به ring و shield به sleeve متصل است. روش بعدی به عنوان یک کابل مونوی بالانس برای اتصال تجهیزات صوتی حرفه ای است؛ مثلاً برای اتصال یک سینتی سایزر با خروجی بالانس به یک کارت صدا با ورودی TRS بالانس. مزیت کابل بالانس این است که می توان طول آن را بدون نگرانی از نویز افزایش داد. حالا چطوری بفهمیم که ورودی یا خروجی از نوع بالانس یا آنبالانس است؟ در بیشتر مواقع اگر خروجی یا ورودی بالانس باشد با یک لیبل مشخص می شود یا در دفترچۀ راهنما یا سایت سازنده به آن اشاره شده است.

تفاوت کابل های بالانس و آنبالانس

1- کابل های آنبالانس، شانس بیشتری در دریافت نویز و تداخلات رادیویی دارند. اگر یک کابل آنبالانس را برش بزنید درونش دو سیم خواهید دید: کابل هادی یا رسانا و کابل زمین یا گراند. از کابل های آنبالانس برای مسافت های کوتاه استفاده می کنند.

2- از سوی دیگر، کابل های بالانس می توانند طولانی باشند چون اساساً طوری طراحی شده اند که تداخلات رادیویی و نویزها را پس می زنند. این کار، با افزودن یک سیم هادی ممکن شده است؛ یعنی دو سیم هادی و یک اتصال زمین (در مجموع سه سیم.) سیم دوم کمک می کند نویزها کنسل شوند، اما چطور؟ کابل بالانس از دو سیم و یک شیلد تشکیل شده است. وقتی به عنوان کابل مونوی بالانس استفاده می شود، سیگنال مشابهی از هر دو سیم عبور داده می شود که یکی از آن ها 180 درجه اختلاف فاز با دیگری دارد؛ این سیگنال ها پس از رسیدن به میکسر یا کارت صدا روی هم گذاشته می شود و قسمت های نامشترک حذف می شوند. با این کار نویزهای بیرونی حذف می شوند.

3- برای اینکه یک اتصال از نوع بالانس باشد باید تمام نقاط از نوع بالانس باشد؛ یعنی دستگاه باید خروجی بالانس داشته باشد؛ کابل از نوع بالانس باشد (TRS یا XLR) و ورودی میکسر یا کارت صدا هم بالانس باشد؛ هر یک از این ها بالانس نباشد، تمام زنجیرۀ سیگنال آنبالانس می شود.

4- در بیشتر موارد، اتصالات ¼ آنبالانس هستند؛ مگر اینکه برچسب بالانس خورده باشند؛ ولی همیشه این قاعده برقرار نیست؛ گاهی این موضوع در دفترچۀ راهنما یا وبسایت سازنده آمده است. اگر خروجی، مونوی بالانس یا استریو است از TRS و اگر مونوی آنبالانس بود از TS استفاده کنید.

5- به منظور جلوگیری از نویز و تداخلات رادیویی، بهتر است طول کابل های آنبالانس بیشتر از 1.8 متر نباشد.

6- در صورتی که بخواهید از کابل بلندتری استفاده کنید یا بخواهید یک سیگنال آنبالانس را به سیگنال بالانس متصل کنید از DI Box استفاده کنید. این وسیله برای ضبط زنده به کار می رود و وظیفه اش تبدیل سیگنال و مطابقت سطح صدا است. DI Box این امکان را به شما می دهد که تجهیزات آنبالانس (مانند گیتار، سینتی سایز و باس) را به ورودی های بالانس روی میکسر یا سیستم های PA متصل کنید. مزیتش چیست؟ کاهش نویز، حذف تداخلات رادیویی و امکان افزایش طول کابل.

کابل XLR

XLR برای میکروفون و گهگاهی برای اتصال لاین بین تجهیزات حرفه ای صدا به کار می رود. این کابل دارای یک فیش نری و مادگی است. سیم کشی داخلی آن بسیار شبیه کانکتور TRS است و از نوع بالانس است تا کمترین مقدار نویز را داشته باشد. کابل میکروفون XLR را گاهی کابل Low Z هم می گویند؛ چون سیگنالی با امپدانس پایین حمل می کند. کابل های XLR به خاطر بالانس بودن می توانند در هر طولی سیگنال را بدون ورود نویز و تداخل های رادیویی حمل کنند.

کابل RCA Phono

کابل RCA یا فونو یا فون، در استریوهای خانگی و بسیاری از تجهیزات نیمه حرفه ای دیده می شود. این کابل همانند کابل TS دارای یک هادی و اتصال زمین است. RCA یک کابل آنبالانس است و معمولاً برای انتقال استریو به صورت کانکتورهای دوتایی است. اغلب، کابل قرمز کانال راست (red-right) و کابل سفید کانال چپ است. این کابل به خاطر آنبالانس بودن، باید کوتاه باشد تا نویزها برداشت نشود.

کابل ⅛ اینچی TRS

این کابل همانند برادر بزرگترش (TRS ¼ اینچ) از سه قسمت Tip, Ring و Sleeve تشکیل شده و دقیقاً همان عملکرد را دارد. فیش ¼ اینچ TRS را در جاهای مختلفی می توان دید؛ از جمله برخی از هدفون ها. البته در تجهیزات حرفه ای که خروجی 1/8 اینچ TRS دارند تبدیل ¼ اینچ هم وجود دارد:

همچنین برخی از تجهیزات صوتی، دارای ورودی یا خروجی aux ⅗ میلی متر هستند؛ در این حالت به یک کابل صدای 3.5 میلی متر TRS نیاز خواهید داشت. گفتنی است که خروجی aux معمولاً به صورت استریو و همیشه از نوع آنبالانس است. برای اتصال خروجی aux به توئین مونوی 6.35 میلی متر روی کارت صدا به Y-Cable نیاز دارید. این کابل، سیگنال استریو را دریافت و آن را به مونوی دوتایی روی کانال های چپ و راست تبدیل می کند.

کابل ⅗ میلی متر TRRS

این درگاه را تقریباً روی تمام گوشی ها، تبلت ها و لپ تاپ ها می توان دید. در TRRS یک Ring اضافه وجود دارد. حلقۀ سوم، یک کانال صوتی اضافی را تأمین می کند. در صورت اتصال TRRS به درگاه TRRS، ورودی میکروفون و خروجی استریوی هدفون با هم ترکیب می شود. شما می توانید کابل 3.5 میلی متر TRS را به سوکت TRRS متصل کنید و صدا را به خوبی بشنوید؛ اما برای هدست که فیش خروجی آن دارای سه حلقه است حتماً باید به درگاه TRRS متصل کنید تا امکان ضبط صدا را هم داشته باشید. مزیت این پورت این است که بدون خرید کارتِ صدا می توانید با خرید یک میکروفون TRRS عمل ضبط را روی لپ تاپ، گوشی یا تبلت خود انجام دهید.

از زمان رونق گرفتن کامپیوترهای شخصی، استفاده از کابل های دیجیتال نیز افزایش یافت. در بسیاری از استودیوهای خانگی، بیشترِ تجهیزات مصرفی کابل دیجیتال دارند و بدون هیچ تبدیلی به کامپیوتر متصل می شوند. استفاده از این کابل ها بسیار راحت است؛ کافی است بر اساس پروتکل هایی مثل ADAT, S/PDIF, BNC و AES/EBU کابل مورد نظر را خریداری و استفاده کنید.

برای طولانی نشدن مقاله، ترجیح دادیم که تمرکز را روی کابل های آنالوگ بگذاریم و برای کابل های دیجیتال به ذکر 3 مورد که بیشتر از بقیه رایج هستند اکتفا کنیم. در هر حال، برای خرید کابل مناسب، توصیه می کنیم به دفترچۀ راهنمای محصول مراجعه کنید.

کابل MIDI

کابل میدی برای سینک کردن و ارتباط بین سازهای موسیقی به کار می رود. پورت MIDI روی اکثر پیانوهای دیجیتال و درام کیت های الکترونیک وجود دارد. بسیاری از دستگاه های جدید به جای MIDI از درگاه USB استفاده می کنند؛ با این حال همچنان وجود این پورت در کنار درگاه USB مزیت محسوب می شود و در مواردی برتری هایی نسبت به USB دارد. کابل میدی دارای 5 پین است که به این خاطر گاهی از آن تحت عنوان کابل DIN پنج پین یاد می کنند.

کابل USB

USB سرنام Universal Serial Bus رایج ترین اتصال حاضر در دنیای دیجیتال است و تقریباً هر جایی صحبت از دستگاه های دیجیتال هست نام آن هم وجود دارد. در حال حاضر، بسیاری از کارت های صدا با این کابل به کامپیوتر متصل می شوند. همچنین بسیاری از میدی کنترلرها، پیانوها و کیبوردهای دیجیتال از یک اتصال USB to Host برای اتصال میدی استفاده می کنند. بسیاری از کارت های صدا و کیبوردها از طریق اتصال USB B to A (کانکتور استاندارد پرینتر-تصویر بالا) متصل می شوند. با این حال برخی از مدل های میکروفون یا کارت صدا، پورت Mini USB دارند. معمولاً در کنار هر محصول دیجیتال کابل USB آن هم ارائه می شود.

USB در سه استاندارد مختلف عرضه می شود:

• USB 1.1 : در این استاندارد، داده ها با سرعت 12 مگابیت در ثانیه منتقل می شود؛
• USB 2.0 : که به آن High-Speed USB گفته می شود، داده ها را با سرعت 40 برابرِ استاندارد قبلی یعنی 480 مگابیت در ثانیه منتقل می کند؛
• USB 3.0 : یا SuperSpeed USB داده ها را با سرعت 5 گیگابیت در ثانیه ( 10 برابر سریع تر از USB 2.0) ارسال می کند.

با توجه به وجود استانداردهای مختلف توصیه می کنیم برای خرید کابل مناسب، به دفترچۀ راهنما یا برچسبی که در کنار پورت وجود دارد توجه کنید.

کابل Thunderbolt

تعداد دستگاه هایی که از درگاه تاندربولت استفاده می کنند رو به افزایش است. این پورت گرچه مزایای های زیادی نسبت به پورت USB دارد ولی به خاطر کم بودن دستگاه های سازگار با آن، بهتر است قبل از خرید، از سازگاری پورت با کارت صدا و تجهیزات خود اطمینان حاصل کنید. برای مثال، مک بوک پرو 2016، تنها راه ارتباطی را تاندربولت 2 قرار داده است و متقابلاً مک بوک 205 (و نه مک بوک پرو) از پورت USB 3.1 به عنوان تنها راه ارتباطی استفاده می کند. در حالت کلی، هر پورت Type C از نوع USB 3.1 است مگر لوگوی تاندربولت، کنارِ آن وجود داشته باشد یا کارخانۀ سازنده این موضوع را در مشخصات محصول بیان کرده باشد. تاندربولت 3، یک استاندارد ارتباطی جدید از سوی اینتل است که قرار است جای تاندربولت 2 را بگیرد. در تئوری، سرعت این درگاه 40 گیگابیت در ثانیه است که دو برابر استاندارد قبلی است؛ و نکتۀ جالب آن این است که از هر طرف می توانید به کامپیوتر متصل کنید؛ یعنی مثل USB نیست که فقط از یک جهت بتوان به درگاه متصل کرد.