Złącze XLR - XLR connector
Złącze XLR jest typem złącza elektrycznego znaleźć przede wszystkim na profesjonalne audio , wideo i oświetlenie etap urządzeń. Złącza są okrągłe i mają od trzech do siedmiu pinów. Są one najczęściej kojarzone ze zrównoważonymi połączeniami audio , w tym cyfrowym dźwiękiem AES3 , ale są również używane do sterowania oświetleniem, zasilaczy niskonapięciowych i innych zastosowań. Złącza XLR są dostępne u wielu producentów i są objęte międzynarodowym standardem wymiarów IEC 61076-2-103.
Złącze XLR jest powierzchownie podobne do mniejszej gamy złączy DIN , ale nie jest fizycznie kompatybilne. Mniejsza wersja, złącze mini XLR, jest czasami używana w mniejszym sprzęcie.
Historia i producenci
Wtyczka XLR została wynaleziona przez Jamesa H. Cannona , założyciela firmy Cannon Electric w Los Angeles w Kalifornii (obecnie część ITT Corporation ) i z tego powodu czasami nazywana była potocznie wtyczką Cannon lub złączem Cannon . Pierwotnie produkowana jako seria Cannon X , do 1950 dodano mechanizm zatrzaskowy ( Cannon XL ), a do 1955 wersję otaczającą żeńskie styki z izolacją z syntetycznego kauczuku polichloroprenowego (neoprenowego) przy użyciu przedrostka numeru katalogowego XLR . Była też seria XLP, w której zastosowano twardą plastikową izolację, ale poza tym była taka sama. Firma ITT Cannon pierwotnie produkowała złącza XLR w dwóch lokalizacjach: Kanagawa w Japonii i Melbourne w Australii. Australijska firma została sprzedana firmie Alcatel Components w 1992 roku, a następnie przejęta przez Amphenol w 1998 roku. ITT Cannon kontynuuje produkcję złączy XLR w Japonii.
Koncern Switchcraft zaczął później produkować kompatybilne złącza, a następnie Neutrik . Neutrik wprowadził szereg ulepszeń do złącza, a jego konstrukcja drugiej generacji (znana jako seria X) miała tylko cztery części do złącza kablowego i wyeliminowała małe śruby używane zarówno przez Cannona, jak i Switchcrafta, które były podatne na obluzowanie, wypadanie i gubienie się.
Projekt
Złącza XLR są dostępne w wersjach męskich i żeńskich, zarówno w wersjach do montażu na kablu, jak i w obudowie, w sumie w czterech stylach. Jest to nieco niezwykłe, ponieważ wiele innych projektów złączy pomija jeden ze stylów (zazwyczaj złącze męskie do montażu w obudowie).
Żeńskie złącza XLR są zaprojektowane tak, aby najpierw połączyć pin 1 (pin uziemienia), zanim pozostałe piny się zetkną, gdy włożone jest męskie złącze XLR. Dzięki uziemieniu ustanowionemu przed podłączeniem linii sygnałowych, wstawianie (i wyjmowanie) złączy XLR w sprzęcie pod napięciem jest możliwe bez odbierania sygnałów zewnętrznych (jak to zwykle bywa w przypadku np. złączy RCA ).
Liczba pinów jest różna. Od 2016 roku złącza XLR są dostępne z maksymalnie 10 pinami, a złącza mini XLR z maksymalnie ośmioma. Złącza XLR różnych producentów będą się ze sobą łączyć, z wyjątkiem modeli sześciopinowych, które są dostępne w dwóch niekompatybilnych konstrukcjach. Starsza sześciopinowa konstrukcja Switchcrafta dodaje środkowy pin do standardowej pięciopinowej konstrukcji, podczas gdy nowsza konstrukcja Neutrik ma inny wzór. Switchcraft sześciu stykowe przyjmuje standardowego męskiej pięć stykowe wtyku, natomiast w Neutrik sześciu sworznia konstrukcji nie. Obecnie Neutrik oferuje złącza w obu konstrukcjach sześciopinowych.
Terminologia oznaczania odpowiednich elementów pary współpracujących złączy jest zgodna ze zwykłymi zasadami dotyczącymi rodzaju złączy : złącze „męskie” to złącze z pinami na najmniejszym elemencie, „żeńskie” ma odpowiadające gniazda. Złącze „wtyczkowe” wchodzi do złącza „gniazdowego”, oceniane przez największy element. W większości XLR wtyczki są męskie, a gniazda żeńskie. XLR są niezwykłe, ponieważ, przynajmniej w zastosowaniach audio, wszystkie cztery kombinacje męskich i żeńskich, wtyczek i gniazd są równie powszechne. Powszechnie mylącym jest to, że „wtyczki” są wolnymi złączami, a „gniazda” są montowane na panelu, ale XLR używa wielu wolnych gniazd żeńskich i męskich wtyków montowanych na panelu. Istnieje luźna konwencja dotycząca pracy audio, która polega na tym, że sygnały są generowane przez sprzęt z męskimi pinami i przesyłane do tych z gniazdami żeńskimi. Obwód złącza XLR w najszerszym miejscu wynosi 59,7 mm (2,35 cala).
Aktualne wzory i aplikacje
Trójstykowe (XLR3)
Trzy-stykowe złącza XLR są zdecydowanie najbardziej popularnym stylem i stanowią branżowy standard dla symetrycznych sygnałów audio . Zdecydowana większość profesjonalnych mikrofonów korzysta ze złącza XLR. W poprzednich latach były używane do połączeń głośnikowych, np. Trace Elliot w swoich obudowach basowych. XLR może przyjąć przewód 14 AWG (1,6 mm lub 0,063 cala) o obciążalności prądowej 15 amperów, odpowiedni dla większości głośników, ale został on zastąpiony złączem Speakon dla profesjonalnych głośników. Złącze Speakon akceptuje większe przewody i przenosi większy prąd, a także zapewnia lepsze ekranowanie styków, które po podłączeniu do wzmacniacza mogą przenosić niebezpieczne napięcia.
Trzypinowe złącza XLR służą do łączenia zasilanych głośników z sygnałami o poziomie liniowym. To zastosowanie jest powszechnie spotykane w aplikacjach systemu PA i wydaje się, że staje się coraz bardziej powszechne.
Istnieją urządzenia ładowalne, które wykorzystują trzypinowe złącza XLR. Można je znaleźć na elektrycznych wózkach inwalidzkich i skuterach. Złącza przenoszą od 2 do 10 amperów przy napięciu 24 woltów.
Przestarzałym zastosowaniem trójstykowych złączy XLR było przesyłanie danych MIDI w niektórych syntezatorach Octave-Plateau, w tym Voyetra-8 .
Trzypinowe złącze XLR jest powszechnie używane dla DMX512 , w oświetleniu i powiązanym sprzęcie sterującym, szczególnie na rynku budżetowym / DJ-skim. Jednak używanie trójpinowych złączy XLR dla DMX512 jest wyraźnie zabronione przez rozdział 7.1.2 standardu DMX512. Użycie trójpinowego XLR w tym kontekście po pierwsze stwarza ryzyko uszkodzenia sprzętu oświetleniowego w przypadku przypadkowego podłączenia kabla audio z 48-woltowym zasilaniem fantomowym, a po drugie zachęca do używania kabla zgodnego ze specyfikacją analogowego dźwięku dla DMX, co może prowadzić do degradacji sygnału i zawodnej pracy sieci DMX.
Czteropinowy (XLR4)
Czteropinowe złącza XLR są używane w różnych aplikacjach.
Stanowią standardowe złącze dla zestawów słuchawkowych interkomowych , takich jak systemy firmy ClearCom i Telex . Dwa piny są używane do monofonicznego sygnału słuchawkowego i dwa piny do niezbalansowanego sygnału mikrofonowego.
Innym powszechnym zastosowaniem są złącza zasilania prądem stałym dla profesjonalnych kamer filmowych i wideo oraz powiązanego sprzętu. Niektóre mikrofony biurkowe z diodami LED ich używają. Czwarty pin służy do zasilania diody LED wskazującej, że mikrofon jest włączony. Inne zastosowania czteropinowego XLR obejmują niektóre scrollery (urządzenia zmieniające kolor oświetlenia scenicznego), sterowanie oświetleniem analogowym AMX (obecnie przestarzałe) i niektóre urządzenia pirotechniczne .
4-pinowe złącze XLR służy do zbalansowanych połączeń słuchawkowych ze zbalansowanego wzmacniacza, w którym nie ma wspólnego uziemienia między dwoma kanałami. Schemat połączeń: 1 - lewy kanał + faza; 2 - lewy kanał - faza; 3 - prawy kanał + faza; 4 - prawy kanał - faza.
Pięciopinowe (XLR5)
Pięciopinowe złącza XLR są standardem dla cyfrowego sterowania oświetleniem DMX512 .
Inne typowe zastosowania to mikrofony dwuelementowe lub stereofoniczne (dwa symetryczne sygnały audio ze wspólną masą) i zestaw słuchawkowy stereo interkomu (trzy styki dla sygnału słuchawek stereo – lewy, prawy i uziemienie oraz dwa styki dla niesymetrycznego sygnału mikrofonowego) .
Dodatkowo 5-pinowy XLR jest powszechnie używany do zasilania prądem stałym w sprzęcie audio.
Sześciopinowy (XLR6)
Sześciopinowe złącza XLR są używane w dwukanałowych systemach interkomowych i aplikacjach do sterowania oświetleniem scenicznym . Innym powszechnym zastosowaniem jest profesjonalny stereofoniczny zestaw słuchawkowy ze zrównoważonym mikrofonem (lewy styk 4 słuchawek, prawy styk 5 słuchawek, wspólny styk 3 słuchawek, wysoki styk 2 mikrofonu, styk niski 1 mikrofon, styk 6 uziemienia mikrofonu).
Siedmiopinowe (XLR7)
Siedmiopinowe złącza XLR służą do podłączenia niektórych lampowych mikrofonów pojemnościowych do ich zasilaczy (sygnał przenoszący, napięcie polaryzacji, grzałka i HT).
Używane przez kilka modeli Le Maitre i UltraTec maszyn przeciwmgłowych na pilocie.
Przestarzałym zastosowaniem siedmiopinowych złączy XLR były analogowe sygnały sterujące oświetleniem, a także przewodowy domofon w studiach nadawczych, w szczególności z domofonami Ward-Beck.
PDN
Głośnik armaty (znany jako PDN złącza) miał niebieską lub białą izolacyjne (w zależności od jego płci ) i był przeznaczony do połączenia między audio, wzmacniacz mocy i głośników . Produkuje je firma Amphenol (dawniej Alcatel Components i ITT Cannon Australia).
Przestarzałe wzory
Istnieje wiele innych typów złączy wykorzystujących powłokę typu XLR, z różnymi konfiguracjami pinów. Jednym z nich jest obecnie przestarzałe trzypinowe złącze wzorcowe zasilania produkowane przez ITT Cannon .
Cannon mocy (zwany również XLR LNE łącznik) otoczyły szpilki i czerwony izolację; była przeznaczona jako wtyczka zasilania sieciowego , alternatywa dla złączy serii IEC 60320 , ale była używana tylko w kilku urządzeniach.
Dwupinowe (XLR2)
Wariant z dwoma pinami był używany jako gniazdo zasilania DC w pianinach Yamaha z serii CP „Electric Grand” (CP-60, CP-70 i CP-80) z lat 70-tych.
Techniczne informacje o użytkowaniu
Ta sekcja zawiera więcej informacji technicznych dotyczących najczęstszych zastosowań złączy XLR.
Trzystykowy w użyciu audio
Standard EIA RS-297-A opisuje użycie trójstykowego złącza XLR – znanego jako XLR3 – do zastosowań zbalansowanego poziomu sygnału audio :
|
|
| Szpilka | Funkcjonować |
|---|---|
| 1 | Uziemienie podwozia (osłona kabla) |
| 2 | Zacisk biegunowości dodatniej dla zbalansowanych obwodów audio (inaczej „gorący”) |
| 3 | Zacisk biegunowości ujemnej dla obwodów symetrycznych (inaczej „zimny”) |
Przed wprowadzeniem tego standardu okablowanie pinów 2 i 3 różniło się. Konwencja pin 2 „gorący” i pin 3 „zimny” była zwykle stosowana przez europejskich i japońskich producentów sprzętu, ale firmy amerykańskie stosowały pin 3 „gorący” i pin 2 „zimny”. Powodowało to problemy podczas łączenia urządzeń z niesymetrycznymi połączeniami. Konwencja „gorącej” pinu 3 jest już przestarzała, ale nadal występuje w sprzęcie vintage. Pin 1 zawsze był uziemiony i/lub ekranowany, jeśli kabel jest ekranowany, a wiele złączy łączy go wewnętrznie z osłoną lub obudową złącza.
Chociaż są one objęte branżowymi normami technicznymi, nadal istnieje pewna różnica zdań co do najlepszego sposobu radzenia sobie z użyciem styku 1 do uziemienia (uziemienie). Główną kontrowersją jest to, czy powłoka złącza powinna być podłączona do pinu 1 lub ekranu, czy pozostawiona pływająca. Wspomniane powyżej standardy AES zalecają, aby osłony złączy montowanych na kablu nigdy nie były podłączane do styku 1 lub ekranu, ponieważ niezamierzony kontakt osłony z inną uziemioną powierzchnią podczas użytkowania może powodować niepożądane ścieżki prądowe dla prądu zwarciowego, potencjalnie powodując przydźwięk i inne hałas. Z drugiej strony, sprzęt zawierający aktywne obwody powinien zawsze mieć styk 1 podłączony do przewodzącej obudowy sprzętu jak najbliżej punktu, w którym sygnał wchodzi do obudowy. Argument koncentruje się na osłonie częstotliwości radiowej zapewnianej przez powłokę złącza, która może zostać zmniejszona, jeśli pozostanie pływająca. Alternatywnym rozwiązaniem jest podłączenie powłoki do styku 1 i ekranu przez kondensator o małej wartości, zapewniający ekranowanie RF, ale pozwalający na przepływ bardzo małego prądu o częstotliwości akustycznej. Ta funkcja może być wbudowana w stałe gniazdo lub kabel zakończony złączami XLR.
Standardowy przepływ sygnału dla audio w złączach XLR jest taki, że wyjście jest złączem męskim, a wejście jest żeńskie. Innymi słowy, kołki na wtyczce skierowane są w kierunku przepływu sygnału. Jest to przeciwieństwo standardów złączy zasilania, które zwykle używają złączy żeńskich na wyjściach, przy czym konwencja zależy od konieczności zapobiegania przypadkowemu kontaktowi z niebezpiecznymi napięciami. Jednak napięcia mikrofonów i sygnałów audio o poziomie liniowym nie są niebezpieczne. Męski XLR jest zwykle wbudowany w korpus mikrofonu .
Ponieważ sprzęt często wymaga wejścia na złączu telefonicznym TRS lub złączu XLR, Neutrik i Amphenol oferują kilka modeli złączy łączonych, które akceptują zarówno wtyki XLR, jak i 0,25 cala (6,4 mm) TS lub TRS .
Czteropinowy – zasilanie prądem stałym
Najpopularniejszym standardem jest, aby pin 1 był uziemiony, a pin 4 12 V (nominalnie), a piny 2 i 3 nie są używane. Ta konfiguracja jest używana w większości profesjonalnych kamer wideo i jest również powszechna w sprzęcie audio przeznaczonym do użytku w lokalizacji. Istnieją inne niestandardowe rozwiązania, szczególnie spotykane w starszym sprzęcie.
Czteropinowy – zestaw słuchawkowy interkomu
Clear-Com, Telex, RTS i wiele innych produkcyjnych systemów domofonowych wykorzystuje czteropinowe złącza XLR do podłączenia monofonicznych zestawów słuchawkowych lub słuchawek. Standardowe wyprowadzenia dla czteropinowych zestawów słuchawkowych XLR to: Pin 1 = Uziemienie mikrofonu (ekran/ekran); Pin 2 = wejście sygnału mikrofonu („gorący”); Pin 3 = Masa słuchawek (powrót); Pin 4 = wyjście sygnału słuchawkowego („gorące”).
Pięć pinów – DMX512 i zasilanie DC dla systemów audio
Pięciopinowe złącze XLR to standardowe złącze dla DMX512 , najpopularniejszego protokołu do sterowania profesjonalnym oświetleniem i powiązanym sprzętem. Zamiast tego coraz powszechniejsze są trzystykowe złącza XLR. Są one kompatybilne elektrycznie dzięki prostemu mostkowi 1–1, 2–2, 3–3 między nimi. Jednak używanie trójpinowych złączy XLR dla DMX512 jest wyraźnie zabronione przez rozdział 7.1.2 standardu DMX512.
Pięciopinowe złącze XLR jest również powszechnym złączem zasilania w modułowych profesjonalnych systemach audio, takich jak format Automated Processes, Inc. (API) Lunchbox. Ten format staje się coraz bardziej popularny, a pięciopinowy XLR do zasilania prądem stałym jest używany przez wielu zewnętrznych producentów modułów i obudów, takich jak BAE Audio i JLM Audio. Jest również używany przez Slate Digital do przedwzmacniacza mikrofonowego VMS1. Zazwyczaj konfiguracja pinów to:
Styk 1: Uziemienie obudowy
Styk 2: Uziemienie zasilania
Styk 3: Napięcie dodatnie (zwykle +15 V lub +16 V)
Styk 4: Napięcie ujemne (zwykle -15 V lub -16 V)
Styk 5: Napięcie zasilania fantomowego (zwykle +48 wolty)
Tam, gdzie złącza XLR są używane do zasilania prądem stałym, płcie są odwrócone w odniesieniu do ich standardowego użycia dla dźwięku na poziomie liniowym i mikrofonowym. Zazwyczaj sygnały audio na złączach XLR „podążają za pinem”, tak że złącze męskie jest wyjściem, a złącze żeńskie jest wejściem. W większości zastosowań zasilania (nie tylko złącza XLR) złącze żeńskie jest wyjściem, a złącze męskie to wejście. Zmniejsza to prawdopodobieństwo przypadkowego kontaktu z częściami pod napięciem. W urządzeniach audio zapobiega również przypadkowemu podłączeniu zasilania DC do wejść sygnałowych.
Dodatkowe informacje o użytkowaniu
Kiedyś trzypinowe złącza XLR były również szeroko stosowane w kablach głośnikowych, ponieważ po raz pierwszy wprowadzono je do nowego standardu wytrzymałości, a ekonomiczne alternatywy nie były łatwo dostępne. Często dwużyłowy kabel głośnikowy miał trzypinowe złącza żeńskie na obu końcach, aby odróżnić go od trzyżyłowego ekranowanego kabla poziomu sygnału, który ma złącze żeńskie na jednym końcu i męskie na drugim. Pod napięciem znajdował się albo pin 2, albo 3, w zależności od producenta, przy czym pin 1 zawsze był „ziemnym” powrotem. To użycie jest obecnie zarówno przestarzałe, jak i niebezpieczne dla sprzętu, ale nadal jest czasami spotykane, zwłaszcza w przypadku starszego sprzętu. Na przykład niektóre głośniki mają wbudowane złącze męskie jako złącze wejściowe dla sygnału na poziomie głośnika. To zastosowanie zostało zastąpione w profesjonalnych aplikacjach audio przez złącze Neutrik Speakon . Trzy pinowe złącza XLR są obecnie popularnymi złączami zasilania do ładowania akumulatorów ebike (24 V, 36 V i 48 V). https://www.electricbike.com/złącza-ebike/
Złącza panelowe męskie i żeńskie XLR4
Żeńskie złącze panelu XLR5
Złącze żeńskie XLR6 panelu
Moc fantomowa
Niektóre mikrofony, takie jak mikrofony pojemnościowe, wymagają zasilania. Alternatywą dla zasilania bateryjnego jest zasilanie fantomowe, które składa się z prądu stałego doprowadzanego równomiernie przez dwie linie sygnałowe symetrycznego złącza audio , zwykle trójstykowego złącza XLR. Napięcie zasilania odnosi się do styku uziemienia złącza (styk 1 w XLR), który normalnie jest podłączony do ekranu kabla lub przewodu uziemiającego w kablu lub do obu. Zasilanie fantomowe jest zwykle dostarczane przy nominalnym napięciu 48 V DC, chociaż dopuszczalne są niższe napięcia, a nowoczesne mikrofony często działają w szerokim zakresie.
Współczesne miksery często mają wbudowany 48-woltowy zasilacz sterowany przełącznikiem, który zasila wszystkie wejścia mikrofonowe zasilaniem fantomowym, eliminując w ten sposób potrzebę stosowania nieporęcznych zewnętrznych źródeł zasilania poszczególnych mikrofonów.
Wariant z kluczem XLD
Złącze XLD jest proponowana na wpust wariant złącza XLR. Klawisze zapobiegają przypadkowemu zmieszaniu złącz XLR i XLD. Wtyki i gniazda XLD są używane głównie w profesjonalnych aplikacjach okablowania audio i wideo w elektronice.
Złącze XLD jest proponowane przez standard interfejsu mikrofonu cyfrowego Audio Engineering Society AES42 .
Złącza są podobne do XLR, ale z dodatkowym kluczem kodującym i rowkiem, który umożliwia kontrolę nad połączeniem wtyków XLD i gniazd XLR. Złącze z zainstalowanym kluczem kodującym nie będzie pasować do złącza, które nie ma pasującego rowka. Dzięki odpowiednim złączom kluczowania mikrofony analogowe mogą być chronione przed uszkodzeniem przez wysokoprądowe cyfrowe zasilanie fantomowe przewidziane dla mikrofonów cyfrowych.
Złącze mini XLR
Złącze Mini XLR , znane również jako złącze „TQG” lub „TA3”/„TA4” (liczba zależna od liczby biegunów), jest używane w kompaktowych elementach, takich jak beltpacki mikrofonów bezprzewodowych UHF, niektóre słuchawki studyjne i do nagrywania w terenie, jak jak również mikrofony pojemnościowe Audio Technica , ale nie jest powszechnie używany w głównych elementach, takich jak stoły mikserskie. Złącze Mini XLR zostało po raz pierwszy opracowane przez Switchcraft i jest również dostępne w firmie Rean i wielu innych źródłach. Jak dotąd złącza Mini XLR nie wydają się być objęte żadną normą ISO ani krajową.