最近，知名麦克风制造商 Blue 发布了一款名为 Ember 的专业级录音室麦克风，售价定为 100 美元。 这引发了一个问题：XLR 究竟是什么？我们又该如何使用它呢？接下来，我们将深入探讨 XLR 的奥秘及其在专业录音室中备受欢迎的原因。
XLR 的本质
XLR 代表着专业音频领域的核心技术。无论是录音室、广播间，还是现场演出舞台，XLR 都是音频传输的首选方案。 这源于 XLR 电缆能够传输平衡音频信号，这对于实现清晰、纯净的音质至关重要。
XLR 的定义
XLR 实际上是“X 连接器”、“锁定连接器”和“橡胶护套”的缩写。尽管如今连接器的橡胶护套部分已经不再是必需的，但其名称仍然沿用至今。目前市面上存在多种不同针脚数量的 XLR 电缆（例如 XLR3 到 XLR7），但我们在此主要讨论的是最常见的 XLR3 或三针电缆。
简单来说，XLR 是麦克风等高质量音频输入的标准选择。它之所以如此受欢迎，是因为它能够传输抗噪声的平衡信号。对于那些追求极致音质的人来说，XLR 无疑是首选的连接器类型。然而，对于普通消费者而言，除非需要进行高质量的音频录制或直播，否则没有必要特别考虑使用 XLR。
除了 XLR 麦克风和 XLR 电缆外，您还需要音频接口或混音器来让计算机识别麦克风。价格亲民的音频接口只需 40-50 美元即可购得，但更高端的设备则可能价格不菲。对于一般的音频发烧友来说，花费 150 到 200 美元来购买一个优质的音频接口是完全值得的。Focusrite Scarlett 2i2 就是一个不错的入门选择。
如果您计划在家进行录音，您还需要一个 DAW（数字音频工作站）来捕捉您的录音。Audacity 等免费软件可以满足基本需求，但像 Reaper 这样更专业的选择也相当划算。您可以在 这里 了解更多关于优秀的数字音频工作站的信息。
XLR 之所以优于其他音频输入，关键在于其背后的技术原理。接下来，我们将深入探讨这些引人入胜的技术细节。
平衡音频的原理
如果您曾经更换过手电筒的电池，您就会知道电池有正极 (+) 和负极 (-)。如果只将电池的一端连接到手电筒的灯泡，灯泡是不会亮的。必须同时连接正极和负极才能形成完整电路，使电子从电池负极出发，经过电线，通过灯泡，最终回到电池。音频信号也是如此：正负两面的音频信号都不可或缺。
麦克风将电子推到电缆的一侧，电子传输到放大器，然后再回到麦克风的另一侧。然而，大多数音频系统将电路视为只有一条电线，通常是同轴电缆的中心导体，它们只是将另一条电线与系统中的其他所有电子设备连接起来。 这就为多种不同类型的噪声进入音频信号链创造了机会：
- 接地回路噪声：这是在专业音频和视频系统中最为常见的问题之一，尤其是在涉及计算机时。通常，您会听到低沉的嗡嗡声，但有时也可能是静态或不规则的嗡嗡声。当音频通过两条不同的路径到达放大器时，就会发生接地回路：一条路径通过音频电缆，另一条路径通过建筑物的布线。
- EMI 和 RFI：变压器、电机和高频电子设备会产生磁场，从而在音频线中感应出电流。如果您的位置太靠近 AM 发射器，这可能会导致嗡嗡声、蜂鸣声，甚至可以听到无线电信号。
- 串扰：当同一系统中的一个信号与另一个信号交叉时，就会发生串扰。
那么，如何解决这些问题呢？ 回过头来看，解决方案似乎相当明显：您需要隔离信号链中的两条线，使信号的正负半部分与其他任何部分分离传输。平衡音频信号的主要优点是，音频信号永远不会接触到放大器或系统中其他设备的接地层。这样就避免了串扰和接地回路问题的出现。
举个例子，我曾与一个现场乐队合作。几周前，我们遇到了舞台上一个表演者使用的音乐设备产生的“点击音轨”问题。来自点击音轨的音频泄漏到他的音频接口的其他输出，导致 PA 系统中出现“哔哔”的声音。虽然声音不大，但确实存在。我们断开了他使用的非平衡音频线，并切换到了平衡 XLR 线。问题迎刃而解。
平衡音频的另一个好处是抑制噪声。EMI 和 RFI 的原理是，移动或变化的磁场会在电线上产生电压。在非平衡信号中，磁场只会在信号的正极（或负极）产生电压。而平衡电缆中的电线是彼此相邻的，所以磁场会在两侧产生相同的信号。
通过反转波形的副本，干扰得以消除，我们最终得到了与电线上相同的信号。
在发送端，XLR 设备会创建音频的第二个副本，并将其反转。在信号的接收端，信号的反相副本会加回到信号的原始副本中。就像数学运算中的 -2 + 2 = 0 一样，平衡的音频信号可以有效抑制来自外部噪声源的干扰。
最后，当信号不共享接地层时，发生串扰的可能性将大大降低。内部使用完全平衡音频链的高端设备几乎不存在串扰。
XLR 的实际应用
那么，我们如何将这些知识付诸实践呢？XLR 的优势又体现在哪里呢？
如果您正在考虑使用 Ember 麦克风，您可能打算将其用于 Twitch 直播、录制播客或创作音乐。无论哪种情况，您都可以将 Ember 连接到 USB 混音控制台（例如 Mackie ProFX8），并将混音器作为麦克风和 USB 音频接口的放大器。您还可以连接其他麦克风，并接入其他设备，例如乐器、运行 Skype 或 Discord 的计算机，甚至是您的智能手机。
需要注意的是，您需要一个混音器或音频接口，其中包含 幻象电源（通常用 +48V 开关表示）。由于麦克风需要电源才能工作，您需要一个能提供电源的设备。这正是混音器是音频接口理想选择的原因之一，因为它内置了幻象电源。高端麦克风前置放大器也可能具有幻象电源，一些 XLR 电脑音频接口 也内置了 幻象电源。
其他平衡音频传输选项
除了 XLR 插头之外，还有其他传输平衡音频的选项。
TRS（Tip-Ring-Sleeve）电话插头也可以传输平衡信号。带有电话插头的电缆通常用于专业音频设备中，用于连接混音器和放大器，以及连接外部效果设备，如混响处理器、均衡器、压缩器和录音机。尽管插头看起来与高品质耳机中使用的插头相同（实际上是同一部分），但环用于传输音频信号的负极。
您还可以通过使用诸如 接地环路隔离器 等设备来获得平衡音频。隔离器通常是一个带有两对 RCA 插孔的小盒子，有时也可能是迷你耳机插头。接地环路隔离器内部有一个 1:1 的音频变压器，可以断开接地回路。如果将计算机连接到混音器或有线电视盒，您几乎肯定会遇到接地环路噪声和交流嗡嗡声。接地环路隔离器几乎总能有效解决这些问题。即使是将智能手机连接到汽车音响，您也可能会遇到接地环路噪声问题，因此使用 带有 3.5 毫米电话插头的接地环路隔离器 会有很大帮助。
为何不选择 USB 麦克风？
最后，您可能会好奇，为什么可靠的 USB 麦克风不够好呢？
实际上，一次只录制一个音源时，USB 麦克风完全可以胜任。我的办公桌上就有一个不错的 Samson USB 麦克风，我用它来录制播客或直播，效果很好。但 USB 麦克风的问题在于，您无法同时使用多个麦克风。每个 USB 音频设备都有自己的时钟来驱动数字音频转换器。如果这些时钟不同步，当计算机上的软件试图纠正这些错误时，您的录音就会开始出现爆音或丢失。
此外，USB 麦克风更难进行混音，因为它缺乏物理旋钮进行实时调整。因此，当需要同时与多个人一起录音时，我通常会选择桌面调音台和值得信赖的 XLR 连接工作室麦克风。