杂谈大小三芯发展历程
来源:    发布时间: 2018-09-13 14:23   463 次浏览   大小:  16px  14px  12px
    在音视频行业里,大三芯和小三芯是大家最常用的接口了。现在马上进入全面数码音频时代,以后音频信号的传输可能都不会再用到这些模拟信号线了。在这些陪伴我们多年的接口离开之前,让我们来缅怀一下他们辉煌的过去。同时也作为开
    在音视频行业里,大三芯和小三芯是大家最常用的接口了。现在马上进入全面数码音频时代,以后音频信号的传输可能都不会再用到这些模拟信号线了。在这些陪伴我们多年的接口离开之前,让我们来缅怀一下他们辉煌的过去。同时也作为开启数字化新纪元回望的一个纪念。


 


大二芯


几百年前,人类最高效的沟通方式是写信。1844 年,美国人摩尔斯开始将“电报”技术进行商用,普通人没有电报设备,收/发都得去邮局,邮局就成立了“电报中心/中介”。


到了 1876 年,贝尔老师(贝尔实验室创始人)发明了电话,很快就开始商用了,不过最初的电话——并没有电话号码,只能两台电话机之间相互打_.例如我铺一条几公里的电话线到女朋友家里,再买两台电话机,然后我只能打给她_.很快就有人想到模仿邮局,做一个“电话中介”的生意。


1878 年,“波士顿电话调度公司”成立,业务模式是——大家把电话线铺到我这里,你们打给我,我派人(手动)帮你们接其他电话机。这家中介公司需要这么一台机器:


电话跳线/开关板(Telephone Switchboard)


简单来说,就是将输入信号“跳线”到输出信号,每天工作内容就是不断地插、不断地拔,这种单调的工作让男性雇员不堪重负,所以留下的雇员全是女性。






是的,上图我们的主角出场了。那是:


有 138 年历史的“大二芯”


这是历史最悠久的音频插头,广告语我都想好了:


源于光绪四年,六代祖传








相比之下,1940 年代的 RCA/莲花、和 1950 年代的 XLR/卡农都太年轻了,因此大二芯也拥有最多的称呼:电话/Phone 插头、PIN 插头、Jack 插头、TS 插头、“直插插头”、电吉他插头、非平衡插头、1/4英寸(6.35mm)插头_.


专业圈叫得较多是 TS(Tip-Sleeve),通常有一条黑线,将接触金属面分为两部分,头部叫“Tip/指尖”,连接信号芯线;桶身叫“Sleeve/袖子”,连接地线用于屏蔽。


(很多童鞋把 6.35mm 简称“6.5mm”,国内外都有这种情况)


早期的“大二芯”与现在不太一样:圆头,而且可能巨大或超长_.








大三芯


与采用摩尔斯编码(算是数字化)的电报系统不同,电话系统遇到了电磁干扰的问题(走线跟随城市电力系统),距离远了,信号也变得很差。即使屏蔽线做粗,改善不明显而且成本高,10公里后“底噪”已大到无法听清人声,只能打给 58 同城的亲戚好友。


因此“平衡传输”开始引入,早期的平衡传输不是一根线,而是两根非平衡线做成双绞线,一根走正相信号,例如 A,传输中会引入底噪 B;另一根走反相信号 -A,它在传输中引入同样的底噪 B,然后在终端处把后者反相,就变成了 -(-A + B),也就是 A - B,再与第一根相加,就变成 A + B + A - B = 2A,理论上,底噪 B 就消失了。


在没有功放的时代,1890 年代的平衡传输距离达到 30km。不过真正解决超远距离传输要等到 1912 年由发明家 Lee De Forest 引入了电子管功放。


同时,双绞线设计也被整合成一根线,“A”和“-A”两根芯线做到一根线里,除了独立的屏蔽线,外部再加一层共用屏蔽线,从此布线更方便、更稳定、成本更低。


下图就是 TRS 插头


Tip/指尖、Ring/指环、Sleeve/袖子






这时候的 TRS 主要用于“单声道平衡”传输,因为当时“立体声”技术还没出现,然后一战和二战就爆发了_.


小三芯/mini TRS


在电视机还不普及的60年代,娱乐方式只有听黑胶或是收音机。


无论黑胶唱机或收音机,都庞大且沉重,得在家里玩,但就在 50 年代晶体管逐渐代替电子管后,收音机也可以变小了。1954 年德州仪器发布首台便携收音机 Regency TR-1,售价只需 50 美金,相当于今天 320 美金,它的体积震惊了世人,成为“随身听”鼻祖。






我们更关心的是,除了喇叭发声,它提供了一个 $7.5 的“耳塞” EP-1。


为了在这么小的收音机里放下音频插孔,EP-1 采用了新式的插头:


mini-TS “小二芯”


插头剖面直径 3.5mm,所以也叫 1/8 英寸插头,和“TS/大二芯”一样,小二芯只能传输单声道。








世界的发展是很快的


1961 年,首个 FM Stereo(立体声)电台出现了,收音机进入立体声时代,Sony 也在 1964 年发布便携收音机 EFM-117J,为了让耳机听到立体声电台,它首次采用了一种新式音频插座:mini-TRS “小三芯”终于登场了_.








 


这时耳机插头依然有两种制式:大三芯或小三芯,专业领域依然选择更稳定的大三芯。不过 1979 年风靡全球的 SONY Walkman 将小三芯推到了“标准”地位,如果一款耳机不能插 Walkman,会面临很大的销售压力,要么小三芯,要么死,自此,小三芯成为了终极大 Boss。日后所有的民用声卡和随身听也都采用小三芯插孔,专业耳机最多附带一个转接头,将小三芯转成大三芯。


Nokia 等厂商后来曾力推更小的“2.5mm 插头”标准,但他们不是 SONY,如果产品覆盖面不够广,几乎无法推动新标准。








聊至此地,再一起回忆下:大三芯是平衡单声道头,小三芯是非平衡立体声头。让我们把上世纪遗留的混淆概念理清楚后,就此开启新纪元!