موضوع مقاله: سطح خط | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سطح خط | مقدمه: سطح خط شدت مشخص‌شده یک سیگنال صوتی است که برای انتقال صدای آنالوگ بین اجزای صوتی مانند پخش‌کننده‌های سی‌دی و دی‌وی‌دی، دستگاه‌های تلویزیون، تقویت‌کننده‌های صوتی و کنسول‌های میکس استفاده می‌شود. | ## بخش 1: سطح خط | به‌طور کلی، سیگنال‌های سطح خط در میانه درجه‌بندی سطوح سیگنال در مهندسی صدا قرار می‌گیرند. سیگنال‌های ضعیف‌تری مانند سیگنال‌های میکروفون (سطح میکروفون/سطح مایک) و پیکاپ‌های ساز (سطح ساز) و سیگنال‌های قوی‌تری مانند سیگنال‌های مورد استفاده برای راه‌اندازی هدفون‌ها و بلندگوها (سطح بلندگو) وجود دارد. «شدت» این سیگنال‌های مختلف لزوماً به ولتاژ خروجی دستگاه منبع اشاره ندارد؛ بلکه به امپدانس خروجی و توان خروجی آن نیز بستگی دارد. اتصالات خط ورودی/خروجی در تجهیزات صوتی مصرفی معمولاً نامتعادل هستند، با ۳٫۵ میلیمتر (۰٫۱۴ اینچ، اما معمولاً "اینچ هشتم (eighth inch)" نامیده می‌شود) کانکتور مینی‌جَک تی‌آراس با سه-رسانا، که زمین، کانال چپ و راست یا جک‌های آرسی‌ای استریو را ارائه می‌دهد. تجهیزات حرفه ای معمولاً از اتصالات متعادل در جک‌های تلفن ۶٫۳۵ میلیمتر (۱/۴ اینچ) تی‌آراس یا کانکتورهای ایکس‌ال‌آر استفاده می‌کنند. تجهیزات حرفه ای همچنین ممکن است از اتصالات نامتعادل با جک‌های صوتی تی‌اس (۱/۴ اینچ). سطح خط، سطح سیگنال اسمی خط را به صورت نسبتی که برحسب دسی‌بل بیان می‌شود، به یک ولتاژ مرجع استاندارد توصیف می‌کند. سطح اسمی و ولتاژ مرجع که درمقابل آن بیان می‌شود، به سطح خط مورد استفاده بستگی دارد. در حالی که سطوح اسمی خودشان متفاوت هستند، تنها دو ولتاژ مرجع رایج هستند: برای کاربردهای مصرفی و برای کاربردهای حرفه‌ای. تجهیزات صوتی نوین از بارهای تطبیق‌شده ۶۰۰ اهمی استفاده نمی‌کنند، بنابراین دی بی‌ام (dBm) بی‌بارشده می‌شود دی‌بی‌یو (dBu). رایج‌ترین سطح اسمی برای تجهیزات حرفه‌ای ۴+ دی‌بی‌یو است (طبق قرارداد، مقادیر دسی‌بل با یک نماد مشخص نوشته می‌شوند). برای تجهیزات مصرفی، این ۱۰- دی‌بی‌وی (dBV) است که برای کاهش هزینه‌های تولید استفاده می‌شود. به صورت مطلق، یک سیگنال در ۱۰- دی‌بی‌وی معادل یک سیگنال سینوسی با دامنه پیک (VPK) تقریباً ۰٫۴۴۷ ولت یا هر سیگنال عمومی در ۰٫۳۱۶ ولت با جذر میانگین مربعات (VRMS) (ولت آرام‌اس) است. سیگنالی با ۴+ دی‌بی‌یو معادل یک سیگنال سینوسی با دامنه پیک تقریباً ۱٫۷۳۶ ولت یا هر سیگنال عمومی با دامنه تقریباً ۱٫۲۲۸ ولت آراِم‌اس است. دامنه پیک تا پیک (VPP) (گاهی به اختصار pp) به کل دامنه‌نوسان ولتاژ یک سیگنال اشاره دارد که دو برابر دامنه پیک سیگنال است. | ## بخش 2: سطح خط | در عوض، مدارهای سطح خط از اصلِ پل‌زنی امپدانس استفاده می‌کنند، که در آن یک خروجی امپدانس پایین، ورودی امپدانس بالا را راه‌اندازی می‌کند. یک اتصال خط خروجی معمولی دارای امپدانس خروجی از ۱۰۰ تا ۶۰۰ اهم است، و مقادیر پایین‌تر در تجهیزات جدیدتر رایج‌تر هستند. دو امپدانس با یک عنصر شنت که نسبت به اندازه عنصر سری بزرگ است یک تقسیم‌کننده ولتاژ تشکیل می‌دهد، که تضمین می‌کند مقدار کمی از سیگنال به زمین شنت شده و الزامات جریان به حداقل برسد. بیشتر ولتاژ اعمال شده توسط خروجی، در امپدانس ورودی ظاهر می‌شود و تقریباً هیچ ولتاژی در خروجی افت نمی‌کند. خط ورودی مشابه ورودی یک ولت‌متر یا اسیلوسکوپ با امپدانس بالا عمل می‌کند و ولتاژ خروجی را در حالی که حداقل جریان (و در نتیجه حداقل توان) را از منبع می‌کشد، اندازه‌گیری می‌کند. اینها سیگنال‌های ولتاژ هستند (برخلاف سیگنال‌های جریان) و اطلاعات سیگنال (ولتاژ) مورد نظر است، نه توان لازم برای راه‌اندازی یک مبدل، مانند بلندگو یا آنتن. اطلاعات واقعی که بین دستگاه‌ها رد و بدل می‌شود، واریانس ولتاژ است؛ این سیگنال ولتاژ متناوب است که اطلاعات را منتقل می‌کند و جریان را بی‌اهمیت می‌کند. ولتاژ می‌تواند به ۲ ولت پیک-تو-پیک با سطوح مرجع ۱۰ (۱۰- dBV) (۳۰۰ میلی‌ولت) در ۱۰ کیلو اُهم برسد. پاسخ فرکانسی اکثر تجهیزات نوین حداقل ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز اعلام می‌شود، که برابر با محدوده شنوایی انسان است. خط خروجی‌ها برای راه‌اندازی امپدانس بار ۱۰۰۰۰ اهم (۱۰ کیلو اهم) در نظر گرفته شده‌اند؛ با تنها چند ولت، این امر تنها به حداقل جریان نیاز دارد. اتصال دستگاه‌های دیگر اتصال یک بار با امپدانس پایین مانند بلندگو (معمولاً ۴ تا ۸ اهم) به خط خروجی، اساساً مدار خروجی را اتصال کوتاه می‌کند. چنین بارهایی حدود ۱/۱۰۰۰ امپدانس طراحی شده برای راه اندازی خط خروجی هستند، بنابراین خط خروجی معمولاً برای تأمین جریانی که توسط یک بار ۴ تا ۸ اهمی در ولتاژهای سیگنال خط خروجی معمولی کشیده می‌شود، طراحی نمی‌شود. هدفون‌های با برندهای مختلف و مدل‌های مختلف، امپدانس‌های بسیار متفاوتی دارند، از ۲۰ اهم تا چند صد اهم؛ کمترین مقدار این امپدانس‌ها نتایجی مشابه بلندگو خواهد داشت، در حالی که بالاترین مقدار آن می‌تواند به‌طور قابل قبولی کار کند اگر امپدانس خط خروجی به اندازه کافی کم و هدفون‌ها به اندازه کافی حساس باشند. برعکس، خروجی هدفون معمولاً امپدانس منبعی در حدود چند اهم دارد (برای ایجاد اتصال پل‌زنی با هدفون‌های ۳۲ اهمی) و به راحتی یک خط ورودی را راه اندازی می‌کند. به دلایل مشابه، کابل‌های "wye" (یا "تقسیم‌کننده‌های Y") نباید برای ترکیب دو سیگنال خط خروجی به یک سیگنال خط ورودی استفاده شوند. | ## بخش 3: سطح خط | هر خط خروجی، خط خروجی دیگر و همچنین ورودی مورد نظر را به راه‌اندازد می‌کند، که باز هم منجر به بار بسیار سنگین‌تری نسبت به آنچه برای آن طراحی شده است، می‌شود. به جای آن باید از یک مخلوط‌کننده فعال، مثلاً با استفاده از آپ‌اَمپ، استفاده شود. می‌توان از یک مقاومت بزرگ سِری با هر خروجی برای ترکیب ایمن آنها استفاده کرد، اما باید به‌طور مناسب برای امپدانس بار و طول کابل طراحی شود. خط ورودی‌ها طوری طراحی شده‌اند که سطوح ولتاژی در محدوده ارائه شده توسط خط خروجی‌ها را بپذیرند. وقتی این خط خروجی توسط امپدانس پایین معمول ۱۰۰ تا ۶۰۰ اهم راه‌اندازی شود، یک اتصال «پل‌زنی» تشکیل می‌دهد که در آن بیشتر ولتاژ تولید شده توسط منبع (خروجی) به بار (ورودی) منتقل می‌شود و به دلیل امپدانس نسبتاً بالای بار، جریان کمی از آن عبور می‌کند. اگرچه خط ورودی‌ها در مقایسه با خط خروجی‌ها، امپدانس بالایی دارند، اما نباید آنها را با ورودی‌های به اصطلاح "Hi-Z" (Z نماد امپدانس است) که امپدانس آنها ۴۷ کیلو اُهم تا بیش از ۱ مگا اهم است، اشتباه گرفت. آنها طوری طراحی شده‌اند که مثلاً با پیکاپهای گیتار الکتریک و جعبه‌های «تزریق مستقیم» قابل استفاده باشند. سطح خط در مسیرهای سیگنال مرسوم صداهای آکوستیک (مانند صدای انسان یا سازهای موسیقی) اغلب با مبدل‌هایی (میکروفون‌ها و پیکاپ‌ها) که سیگنال‌های الکتریکی ضعیفی تولید می‌کنند، ضبط می‌شوند. این سیگنال‌ها باید تا سطح خط تقویت شوند، جایی که دستکاری آنها توسط دستگاه‌های دیگر مانند کنسول‌های میکس و ضبط صوت آسان‌تر است. چنین تقویتی توسط دستگاهی به نام پیش‌تقویت‌کننده یا «پِری‌اَمپ» انجام می‌شود که سیگنال را تا سطح خط تقویت می‌کند. پس از دستکاری در سطح خط، سیگنال‌ها معمولاً به یک تقویت‌کننده قدرت ارسال می‌شوند، جایی که تا سطوحی تقویت می‌شوند که می‌توانند هدفون یا بلندگو را راه‌اندازی کنند. اینها سیگنال‌ها را دوباره به صداهایی تبدیل می‌کنند که از طریق هوا قابل شنیدن هستند. بیشتر کارتریج‌های گرامافون نیز سطح خروجی پایینی دارند و به یک پیش‌تقویت‌کننده نیاز دارند؛ معمولاً یک تقویت‌کننده یا گیرندهٔ یکپارچهٔ استریوی خانگی یک ورودی فونو (ورودی گرام) مخصوص خواهد داشت. | ## جمع‌بندی | این ورودی، سیگنال را از یک پیش‌تقویت‌کنندهٔ گرام عبور می‌دهد که اکولایزر آرآی‌ای‌ای را روی سیگنال اعمال می‌کند و همچنین آن را تا سطح خط تقویت می‌کند.