Стандартные звуковые карты с mini-Jack выходами плохо подходят для работы с линейным таймкодом по причине того, что звуковые выходы у таких карт не балансные. Чтобы понять, почему это важно, давайте разберем основные принципы и различия балансного и небалансного типов сигнала.

Небалансный (также его называют несимметричный, линейный) сигнал передается по двум проводам: один провод сигнал, другой – земля. Данный способ передачи сигналов отличается исключительной простотой реализации, однако он не способен противостоять помехам на физическом уровне.

Балансный сигнал использует для передачи три провода: два сигнала HOT и COLD (прямой и инверсный) и третий провод земля. Электрическое сопротивление сигнальных проводов по отношению к земле сбалансировано (то есть равно), что нашло отражение в названии. Сигналы по двум проводам балансной линии передаются в противофазе с равной амплитудой относительно земли.

Балансные входы и выходы звуковой карты

Операционный усилитель на балансном входе устройства вычитает из прямого сигнала инверсный, в результате помехи, одинаково наведенные на две фазы такой линии, вычитаются, а полезный сигнал увеличивается по амплитуде в два раза.

В сравнении с небалансным подключением балансное имеет два основных преимущества, обусловленных его техническими особенностями.

Первое преимущество – возможность передавать аналоговый и цифровой сигнал без существенных искажений на значительное расстояние.

Это, прежде всего, обусловлено в два раза большей разностью потенциалов между прямым и инверсным сигналом балансной линии в сравнении с разностью потенциалов между землей и единственным сигналом небалансной линии.

Вторая особенность, тесно связанная с первой, – лучшая в сравнении с небалансным подключением помехоустойчивость, которая достигается таким фактором, как анализ наведенных шумов на две линии сигналов в противофазе.

Небалансное подключение позволяет получать стабильный сигнал без существенных искажений на расстояниях, на практике не превышающих 15—20 метров. А при использовании балансного аудио подключения мы можем передать сигнал на расстоянии 200 метров и более. Но тут же хочу обратить внимание, что это не значит, что мы можем передать LTC на то же расстояние, что и аудиосигнал. Причина тому – ряд условий, которые не позволят нам это сделать.

Если не учитывать эти условия, то без потерь мы можем передать по балансной линии сигнал LTC на расстояние не более 30–50 метров. Чтобы понять, какие условия не могут нам позволить передать этот сигнал на большее расстояние, давайте сперва изучим особенности передачи цифрового LTC по аудиоканалу, а потом вновь вернемся к этому вопросу.

Большинство внешних звуковых карт имеет балансные выходы, что позволяет более качественно работать с передачей линейного таймкода, также эти карты позволяют полноценно работать с двумя или более каналами аудио и при этом на отдельном канале работать с LTC, что невозможно со встроенными двухканальными картами.

Интерфейс синхронизации LTC изначально был придуман для использования на телестудиях, где и по сей день используется самое профессиональное оборудование.

Longitudinal Time Code был разработан не для передачи через низкокачественный звуковой тракт и тем более не через домашние аудиокарты и разъем mini-Jack. Он был разработан для работы с профессиональными балансными входами и выходами, которыми были оснащены все профессиональные аудио и видеосистемы. Да и передавать LTC на дальние расстояния не было необходимости.

Сейчас в различное оборудование, которое работает с таймкодом, уже внедрены специальные алгоритмы для исправления самого искаженного сигнала, которые позволяют компенсировать многие ошибки при работе с линейным таймкодом. Но это всегда игра в лотерею. Как только обстоятельства усугубляются факторами, которые мы не сможем спрогнозировать, наша система синхронизации может обрушиться. Поэтому лучше следовать технологиям и стандартам, чтобы иметь такую надежность системы, которая бы обеспечила нам безотказную работу в ста случаях из ста!

Так как LTC – это цифровой сигнал, передаваемый по аудиоинтерфейсу, то коммутируется он при помощи балансных аудиокабелей, но здесь появляются свои особенности с передачей цифрового сигнала по аудиоканалу.

График SMPTE не синусоидальный, как у аудиосигнала, а квадратный, т.к. сигнал кодируется в бинарной системе. На небольших расстояниях тип сигнала не принципиален. При большой длине аудио кабеля появляются такие факторы, как емкость кабеля и его индукция. Чем это плохо? А тем, что квадратная форма сигнала становится синусоидальной и смещается фаза восхождения сигнала. Это грозит тем, что сильно измененный LTC сигнал попросту не будет читаться принимающим устройством или будет нестабилен, и часть кадров будет теряться, а как следствие этого, синхронизация будет некорректная.