밸런스드 연결 in 포터블에 대한 질문입니다.
Klarhet
밸런스드를 파고 또 파도 명확한(이라기보다는 확실히 신뢰할만한) 정보가 없어서, 전문가분들이 많은 영디비에 한번 질문 글을 올려봅니다.
제가 이야기하고자 하는 것은 4.4나 2.5단자를 쓰는(혹는 XLR 4핀 1개) 포터블(이헤폰) 밸런스드입니다. XLR 3핀 두개를 사용하는 밸런스드 연결이 아닙니다.
여기서 4개의 극을 사용하고, 각각 L+, R+, L-, R-가 할당되어 있지요.
여기서 질문드릴 부분은 "과연 두 -극에는 어떤 신호가 흐르는가?" 입니다.
제가 이해한건 두 가지 가능성입니다.
하나는 단순히 우리가 3.5나 6.5 3극에서 쓰는것처럼 기준전압만 제시해주는 역할이라는 가능성입니다. 이러면 전기적 크로스토크는 줄일 수 있지만 출력 관련해서는 바뀌는 것이 없죠.
나머지 하나는 (+에 보내는 오디오 신호의) 역상 신호를 보내는겁니다. 그러면 결국 이 신호를 받은 진동판은 양 극의 전위차(=전압)로 움직이기 때문에 전압이 두배가 되는 효과가 생겨 출력이 두배가 됩니다. 크로스토크는 접지에 해당하는 극을 분리했으니 당연히 줄어들고요.
이 두 가지 중에 표준적으로(Ak, 플레뉴, 쏘니) 쓰이는 방식이 무엇일까요? 일단 두가지 설계 모두 가능하기 때문에 기기마다 다르다고 생각되어서요.
대부분 브랜드가 출력이 두배가 되는걸 홍보하니 후자가 맞을 것일라 생각합니다만...
추가 질문으로, 만약 후자의 방식으로 구동하는 경우, 이 두 -단자를 합쳐서 3.5 3극 플러그 따위를 꽃을 경우, 접지극에 요상한(양 채널의 역상을 혼합한) 신호가 들어간다고 예상이 되고, 그러면 소리도 요상해질 것 같은데, 이게 맞나요?
적어도 한분쯤은 시원한 대답을 해주실 것을 기대하며...
Klarhet
터럭님 포함 1명이 추천댓글 18
댓글 쓰기 1등 역상 보낸다는 내용이.. 있나요? 음... 4핀을 연결할때는 1번앰프 L+,L- 2번앰프 R+,R- 로 연결되고... 3핀을 연결할때는 일반적으로는 1번앰프 L+/Open, 2번앰프 R+/Open 그리고 접지 이렇게 연결되는데 우리는 3핀 연결할때 1번앰프 L+/L+, 2번앰프 R+/R+ 그리고 접지 방식으로 작동해서 2배 출력이 가능하다...이런 내용인듯 한데요?
당연히 완전히 같은 신호를 다른 극에 보내지는 않을테니(그럼 전위차가 0이라 소리가 안나죠) 역위상 신호를 보내는게 맞다고 봐아죠.
그리고 -가 언밸런스드의 접지극과 다른 역할이라는 것 역시 위 자료에서 확인 가능합니다. 올려주신 피오 설계에서도 그렇구요.
왜 밸런스드에는 -를 따로 표시하고, 언밸런스드에는 -를 따로 표시하지 생각해보면 뭔가 다르다는걸 알 수 있죠.
다시 말씀드리지만 역위상 신호를 보내는것만 생각 마시고 접지가 있지 않는한 두가지 신호를 보내는것이 불가능 합니다. 이어폰/헤드폰에 들어가는 라인이 2개 뿐인데 거기에 어떻게 2가지 신호를 넣나요... L-, R-라고 표시한것은 말하자면 접지를 좌우 분리했다는 내용일 뿐 신호가 들어갈 수는 없습니다.
2등 마지막에는 노이즈만 역상으로하고 원래소리는 똑같이 겹처져서
소리는 두배로커지고 노이즈는 사라지는 거죠
3극이 필요한건 물론이고, 원래대로 돌려주는 회로가 필요한데, 포터블 밸런스드는 그냥 신호 자체가 중간에 뭐 안 거치고 진동판(해봤자 크로스오버 회로)으로 가니까 이름은 같은데 다른 기술이라고 봐야 되죠.
제가 알고 있기로는 +정위상 -역위상의 방식이 현재 표준으로 쓰이는 방식으로 알고 있습니다.
좌우 채널의 신호가 독립적으로 전달되어 크로스토크 수치가 더 좋아진다던가 언밸런스 대비 동일한 출력을 얻기 위해 신호를 증폭하는 양이 절반 정도라 SNR에서 더 우수한 결과를 보인다던가 더 높은 출력으로 고출력에 유리한 형태를 보이고 있죠.
물론 제조사가 잘 설계했을 때의 이야기로 실제로 THD의 경우 언밸런스 보다 더 나빠지는 제품도 있죠.
3.5단자를 꼽을 경우에 실제로 말씀하신 것 같은 일이 있을지는 접한 자료들이 없어 모르겠지만 제조사에 따라 그러한 변환 케이블의 사용을 고장의 우려와 여러 이유로 사용을 금하는 걸 보면 무언가 있겠죠?
벨런스드는 케이블 신호가 input 단에서 변환기(inverter)를 통해서 역위상을 만들고 이를 output 단에서 가산기(adder)를 통하여 역위상을 뒤집어서 증폭시키면서 중간의 노이즈를 제거하게 됩니다. 이는 벤런스드 장치간의 신호 전달에 대한것이고... 아래그림 보시면 알겠지만 한 체널당 3선이 필요합니다.
https://cafe.naver.com/strumguitar/10088 
이어폰이나 헤드폰에 연결되는 벨런스드 앰프는 이러한 신호를 좌우측을 담당하는 별도의 2개의 앰프를 통해 별도로 신호를 전달하기 때문에 2배의 출력을 내는것으로 보면됩니다. 벨런스드 신호를 받아서 좌우측 2개의 앰프가 있더라도 언벨런스로 출력하면 하나의 앰프에서만 신호가 들어오기 때문에 출력이 적은것이구요.
이어폰이나 헤드폰에 adder가 들어있지 않은것으로 압니다만... 신호 전달하는 밸런스드와 이헤폰에 연결되는것은 다른것으로 알고 있습니다.
http://www.fiio.net/en/products/76 
제가 쓰는 Fiio Q1 mark II 설명입니다. 중간에 회로가 어떻게 연결되는지 나와있죠. 앰프가 2개인데 밸런스드 연결될때 OPA926 앰프가 swicher에 의해서 2대가 연결되고 언밸런스 연결때는 아래쪽 앰프만 작동하게 되는거죠... 즉 이해폰에서는 양쪽에 분리된 신호가 별도의 앰프로 신호가 들어온다 보시면 됩니다. 즉, 크로스토크와 앰프 2개써서 출력증강되는것 외에는 아무런 차이가 없다는...
제가 이해하고 있는 밸런스드는 이렇습니다만... 다른분들은 다르게 생각하실지도... 이어폰 유닛마다 역위상 신호를 위상으로 변환해서 2배로 증폭해주는 회로가 들어있나요? 설마... 그렇다면 이어폰 유닛에 연결되는 전선이 3가닥이야 하는데.... 제가 분해해본 경험으로는 다 2가닥이더만요...ㅎㅎ
마지막으로 이헤폰에서 밸런스드는 없다 입니다. 그저 좌우측 나눠서 신호 넣어주는게 벨런스드 맞나요? 그럼 벨런스드라고 불러도 될지도...ㅎㅎ
터럭님이 주신 링크에 보면 "풀 디퍼렌셜"이라는 표현도 있더라구요.
저도 그게 단순히 dac칩이 두개 들어가는 줄 알았는데, -극에 역상 신호를 보내면 결과적으로 진동판의 전위차는 정상+그라운드보다 정상+역상에서 두배가 되므로 출력이 두배 되는것도 가능하다... 를 알게 되어서 다른가 싶어서 질문글 올려봤습니다.
전선이라는게 들어가고 나오는게 있어야 하는데 말씀대로라면 들어가는게 두개인데 나오는데가 없잖아요... 두개가 들어가서 합쳐지더라도 나오는게 있어야 하는데 없으니... 이헤폰에서는 벨런스드 구현이 않되는겁니다. 들어가는 선2개와 나오는그라운드1선이 있어서 3선이 구현되어야 벨런스드가 구현되는거죠. 이헤폰 좌우 유닛당 3선이 들어가는 제품은 아직 못봤어요. 소니에서 뭔가 내놓을지도... 4.4밀리는 5체널 라인이 가능하니 좌우 3체널씩 구현이 가능합니다. 조만간에 진정한 밸런스드 이헤폰이 나올듯...물론 단자는 무조건 4.4밀리일것이고...
그래서 원래는 기준전압이 일정하고 거기에 파형을 가진 교류를 넣어서 소리가 나는건데, 기준전압을 바꿔버린다고 이해하시면 될 듯 합니다. 기준전압이 일정하지 않고, 신호의 역상으로 변화하면 소자(트랜스듀서)에는 신호+그라운드일 때 보다 두배의 전압이 걸리는거죠.
이게 포터블 기기들 밸런스드에 들어가는지는 모르겠으나, 그런 회로 자체는 가능하다는 답변을 받았습니다.
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