Guida alle interfacce audio: RCA, ottico, XLR – le differenze

Oggi, dopo aver parlato delle interfacce video, parleremo delle interfacce di connessione più utilizzate per il cablaggio dell’audio.

In generale i cavi per la trasmissione di segnale audio sono più semplici di quelli per il video poiché hanno molti meno componenti. In base anche alla tipologia di audio (mono-stereo-dolby ecc.) sono presenti diversi componenti, poli (ovviamente).

In generale le tipologie di trasmissione sono due e sono le stesse del video, audio analogico e digitale. Ultimamente si sta puntando sempre di più su quello digitale che ovviamente fornisce la resa migliore.

I cavi sono diversi in base al tipo di utilizzo che si vuole fare, anche se alcuni possono essere utilizzati potenzialmente per entrambi gli standard di trasmissione. Per esempio la fibra ottica supporta solo segnali digitali. Se desiderate approfondire il funzionamento e la struttura dei cavi audio potete leggere su questa pagina.

Ora cominciamo con quelli meno performanti per finire con quelli più utilizzati e performanti.

Connettori RCA

Ritornano in questa guida i connettori RCA, questo perché, come avevo anticipato nella scorsa guida, questi connettori sono per lo più utilizzati per la trasmissione di segnali audio. Sebbene sia possibile trasmettere sia audio che video, in passato venivano utilizzati per entrambi, oggi con l’avvento di nuovi standard come l’HDMI non vengono più utilizzati per questo scopo, anche se per la trasmissione audio sono ancora largamente utilizzati come alternativa alla fibra ottica negli impianti audio domestici.

Sebbene sia migliore la fibra ottica, sia come performance, che come comodità in sè in quanto è un unico cavo che trasmette tutti i canali, mentre l’RCA necessita di uno spinotto per ogni canale, quest’interfaccia è ancora largamente utilizzata in quanto comunque non costa tanto implementarla e la qualità è più che sufficiente.

Questo cavo può essere utilizzato sia con segnali analogici che con segnali digitali, anche se spesso con gli amplificatori l’uscita di questi spinotti è analogica. Se l’uscita è analogica avrete bisogno di più spinotti, in quanto ogni spinotto può veicolare un solo canale alla volta. Se l’uscita è di tipo digitale questo cavo può veicolare anche diversi canali per volta con uno stesso cavo.

A differenza di connettori audio come lo XLR, nel connettore RCA il polo centrale viene in contatto con l’altro connettore prima della massa, per cui se si effettua la connessione ad apparecchiature accese, nel momento del collegamento/scollegamento possono verificarsi forti ronzii o soffi, è quindi opportuno collegare/scollegare il connettore solo con apparecchiature silenziate, disattivate o spente.

Connettore Jack

Connettore stereo in alto, mono in basso
1: manica (S: dall’inglese Sleeve)
2: anello (R: dall’inglese Ring)
3: punta (T: dall’inglese Tip)
4: anelli isolanti

Si tratta di un connettore sviluppato nel XIX secolo, utilizzato per trasportare segnali audio analogici in bassa tensione. Sono comunissimi nei dispositivi portatili come smartphone, tablet, laptop e via dicendo.

Esistono diversi formati sia per grandezza sia per numero di poli presenti (da 2 a 5) che permettono il passaggio di audio mono (2 poli o tipo TS), stereo (3 poli o tipo TRS), stereo con microfono (4 poli o tipo TRRS) e stereo con doppio microfono (5 poli o tipo TRRRS).

I più diffusi chiaramente sono i TRS e TRRS; più difficilmente i TS; i 5 poli invece è quasi impossibile trovarli.

Jack a 5 poli

Per quanto riguarda i formati ne abbiamo ben 4, in particolare 2 sono quelli più utilizzati il mini-jack e il jack, rispettivamente da 3,5mm e 6,35mm.

Il submini-jack (o jack 2,5mm) è utilizzato per cuffie e videocamere; ad esempio le mie Sennheiser sono dotate di jack 2,5mm, dunque il cavo è un 2,5mm to 3,5mm.

Il mini-jack (o jack 3,5mm) è utilizzato per la maggior parte dei dispositivi come smartphone, tablet, cuffie, lettori mp3, schede audio, laptop e via dicendo. E’ il classico jack che tutti conosciamo).

Il jack (o jack 6,35mm) è invece il jack più grande che potete ritrovare su strumenti digitali (pianoforti elettrici, chitarre amplificate), sui mixer, su alcuni amplificatori. Solitamente sono i più fastidiosi perché per il collegamento avrete bisogno del cavo apposito (che quasi mai si ha a disposizione) o dei riduttori 6,35mm to 3,5mm.

Vari formati di jack disponibili in ordine dal più piccolo al più grande

Infine il NATO Plug che è un jack da 7,13mm e lo cito solo per cultura generale, in quanto non è un jack di uso comune perchè viene utilizzato esclusivamente nelle cuffie per l’aviazione (aerei militari e elicotteri).

Poiché i connettori Jack, nei loro vari tipi, possono essere utilizzati per diversi segnali elettrici (digitali e analogici), su cavi di diverso tipo (schermato, non schermato, impedenza specifica, multi-canale ecc.) e con un utilizzo non standard dei contatti, è relativamente facile eseguire un collegamento sbagliato. Per questi motivi, nella scelta di cavi e adattatori jack, è necessario sapere con certezza il tipo di segnale in uso, il tipo di cavo, come sono collegati i contatti del connettore jack da ambo i capi del cavo e il tipo di cablatura dei relativi connettori nelle apparecchiature che si vuole collegare. Nei connettori jack femmina da pannello è difficile comprendere dall’esterno se siano tipo TS, TRS ecc. e in che modo siano cablati; per questo motivo accanto al jack femmina viene spesso riportata una serigrafia stilizzata che descrive il tipo di connettore, chiarendo anche se si tratta di un ingresso o di un’uscita.

Inoltre vale la stessa cosa dei connettori RCA, se si effettua la connessione ad apparecchiature accese, nel momento del collegamento/scollegamento possono verificarsi forti ronzii e/o soffi, quindi è preferibile collegare/scollegare il connettore solo con apparecchiature silenziate, disattivate o spente.

Jack da 3,5mm su un portatile

Connettore XLR

Questo connettore è utilizzato comunemente per le connessioni elettriche nel campo dell’audio professionale. E’ il famoso connettore che molti conosceranno sotto il nome di Cannon. Questo connettore è dotato di un sistema di blocco ed è perfetto per il cablaggio audio in quanto non si perde qualità nelle lunghe distanze.

Ci sono varie versioni (da 3 a 7 pin),m anche se il connettore più diffuso è quello a 3 pin, in particolare per il cablaggio di casse e microfoni. La versione a 4 poli viene utilizzata per la connessione di cuffie microfoniche, che usano 4 fili. La versione a 5 poli è utilizzata per cuffie microfoniche (microfono con massa e i due auricolari separati con massa) e per il controllo dell’illuminazione mediante computer o centraline. La versione a 6 poli è utilizzata per la comunicazione a doppio canale (3 pin per canale). La versione a 7 poli è raramente utilizzata.

Il collegamento senza perdita di qualità è reso possibile dal sistema di trasmissione del segnale che questi connettori utilizzano. Oltre alla massa sono presenti due cavi (versione a 3 pin classica), su un pin passa il segnale sorgente e sull’altro pin passa lo stesso segnale ma sfasato di 180°. Al capo opposto rispetto alla sorgente di segnale, su entrambi questi cavi, oltre al segnale vero e proprio, sarà presente in fase la stessa quantità e tipo di rumore di fondo eventualmente captato lungo il percorso o inevitabilmente prodotto dai cavi.

Prelevando il segnale sorgente per differenza da questi due cavi, il suono risulterà di ampiezza doppia, mentre il rumore, presente in entrambi i cavi in fase, sarà annullato dall’operazione. Perciò avremo un suono pulito senza disturbi anche sulle lunghe distanze. Proprio per questo motivo viene utilizzato per il cablaggio professionale di casse e microfoni.

Fibra ottica

Il cavo di fibra ottica, è un particolare tipo di cavo che anzichè servirsi della differenza di potenziale per trasmettere segnali digitali e di un conduttore elettrico, si serve della potenza della luce. Questi cavi sono composti da sottilissimi fasci di filamenti di vetro o di polimeri. Questo segnale digitale viene trasmesso e poi captato da speciali sensori ottici ed eventualmente mediante dei trasduttori viene trasformato in segnale elettrico.

Ovviamente la velocità della luce non è quella degli elettroni, pertanto questa tecnologia di trasmissione è al momento la migliore al mondo. Proprio per questo motivo viene utilizzata anche per la trasmissione di dati in generale negli impianti di rete (la famosa fibra o FTTC/FTTH).

Per la trasmissione di audio è ampiamente utilizzata negli impianti Dolby surround 5.1 e 7.1 anche domestici come alternativa ai connettori RCA. E’ molto più performante e comoda in quanto un unico cavo basta a veicolare tutti i canali.

Questo tipo di collegamento è disponibile anche nelle nuove TV, e persino sui computer desktop con schede madri di un certo livello, pertanto sarà possibile collegare la vostra TV o Computer all’impianto surround mediante un unico cavo sottile.

Un approfondimento, sugli utilizzi della fibra e sui vari tipi esistenti, si trova a questa pagina.

Connettore MIDI

Anche se lo nomino tra i connettori (in quanto il connettore MIDI è un connettore dedicato) il MIDI in realtà è un vero e proprio standard.

Il MIDI (Musical Instrument Digital Interface) è un protocollo per l’interazione di strumenti musicali elettronici. Gli strumenti musicali possono essere connessi a un computer mediante il cavo MIDI e attraverso un linguaggio (il protocollo MIDI) sono in grado di comunicare con i computer con il fine di captare i suoni in modo digitale e non analogico (per mezzo di microfoni).

Grazie al MIDI è possibile registrare uno strumento con la massima qualità e precisione e i software che ci sono a disposizione sono freeware, dunque il costo sarà pari allo strumento e al cavo stesso.

E’ l’unico cavo e protocollo in grado di registrare uno strumento in digitale senza perdere qualità e senza delay. Se volete approfondire il funzionamento di tale protocollo potete visitare questa pagina.

I programmi freeware più utilizzati per leggere e modificare i file MIDI sono 7: MuseScore, Guitar Pro, Steinberg Nuendo, Cakewalk Sonar, Cubase (Windows e Mac OS), Rosegarden (Linux) e Logic Pro X (Mac OS).

Conclusioni

Per concludere direi di tirare un po’ le somme su queste interfacce.

Per i sistemi di amplificazione Dolby surround l’ideale è il cavo ottico, l’alternativa sono gli spinotti RCA anche se non sono allo stesso livello.

Per i dispositivi portatili non avete altra scelta se non utilizzare il jack, solitamente da 3,5mm.

Per sistemi di registrazione (mixer microfoni e via dicendo) anche se spesso è possibile utilizzare sia il jack sia il connettore XLR, vi consiglio vivamente di utilizzare l’XLR in quanto il suono risulta molto più pulito.

Ovviamente per gli strumenti dotati di connettore MIDI non utilizzate i connettori RCA o le uscite jack perchè sono soggette a perdita di qualità e rumore, mentre il protocollo MIDI offre una qualità senza eguali e facilità d’uso.

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