音频接口是元件从链路上游元件获得信号的途径。音频接口包括源（输出）回路、电缆以及负载（输入）回路几个部分。它有家用版本（2线非平衡式）以及专业版本（3线平衡式），两种版本的主要区别在于对各种电磁干扰（图1）的耐受力。那么数字音频接口是否需要使用数字音频电缆呢？

图1 –非平衡式和平衡式音频接口

增加电缆长度不利于传输模拟和数字信号，所以大型房间系统必须使用平衡式接口。一根电缆中包含多根电线或绞线。一根针对非平衡式接口设计的电缆中包含两条绞线，其中一条绞线为屏蔽线。一根针对平衡式接口设计的电缆中包含三根绞线，其中有一条对绞线对和一条屏蔽线（stp）。电缆本身基于这个原因，可能会称为非平衡式或平衡式电缆。本文章的讨论范围仅限于平衡式接口和电缆,先做些基础知识说明。平衡式模拟和数字接口要求使用的电缆不一样吗？

模 拟 音 频

模拟接口输送的信号是随着时间变化的电压，而且这个接口（包括电缆）必须保持电压形状不变（图2）。假设输入和输出电路的设计很好，此时电缆是信号衰减的一个原因。电缆有电子属性，而电容通常为影响信号质量的主要原因。电缆电容的属性会随着频率升高削减信号，从而导致信号的高频内容丢失。无论是家用产品还是专业产品，它们的音频接口设计都是为了让电缆电容效应产生于可听频率范围之外，虽然这听很让人震惊。

如果你使用的电缆质量高而且长度合理，那么音频应该不受影响。但是，这不等于没有电缆效应，我们也没有公认的人类听力高频上限。这个原因刺激了人们对“特殊”电缆的需求，意图保持模拟信号的保真度。

图 2– 模拟音频波形形状复杂，且必须为接口所保持不变

数 字 音 频

数字信号由数据包组成，这些数据包通过电缆传播，在负载处（输入）恢复。aes3数字格式包括两个音频数据通道，这些数据通过stp电缆单向传输。如果使用的是平衡式模拟接口，电缆屏蔽仅作为屏蔽使用，且不是音源和负载之间传输信号的必要条件。

模拟信号在不同时刻的数值可能不同，而数字信号只有两种状态。一“比特”（bit）等于零或者等于一。目标是在数字输入时保持这种差异。电缆电容依然存在，并且会因为四舍五入比特传输而改变信号（图3）。

图3 – 一种数字波形。信息由转换所携带，所以波形轻微的四舍五入并不会影响数据的完整

模拟和数字信号之间的一个主要区别在于带宽，或频率范围。模拟音频波形包含约20khz的有用信息。数字信号带宽能够很好地扩展到mhz区域（兆或百万赫兹）。这点是必需的能力，因为数据只有两种状态，所以需要大量比特来携带传输原始模拟波形中的信息。

电缆电容引起的高频丢失通常让数字波形的锐边变得圆滑。在一般情况下，这种修改不会影响信号所携带的信息，因为零或一实际上由转换或者零交点所决定。也就是说，数字信号比模拟信号更不容易遭受电线的“侵蚀”，因为数字信号不是音频，而是数据。这是数字音频优于模拟音频的重要特征。

关键点在于，电缆本身不分模拟或数字，电缆只是具有会改变流经信号的形状的阻抗特性而已。无论是模拟还是数字波形，随着电缆长度增加，都受电缆电容影响。但在短线距中，这两种接口类型可以忽略不计电缆的影响。

数字音频具有“要么完整要么损坏”（all-or-nothing）的自然属性，这点可以通过眼图（eye pattern）测试进行观察（图4）。眼图是一种包含了数千比特的特殊分析仪。噪音和抖动会让“眼睛”变小，但是只要“眼睛”大于aes 3的最小值，信号的完整性就不受影响。

图 4 – 经过平滑处理的数字脉冲看起来像眼睛。如果这个眼睛塌得太厉害，数据完整性则遭破坏

由于电缆电容起累积作用，那么在一定长度下，高频丢失对模拟信号和数字信号的完整性都会造成影响。

音频行业中的数字音频格式，如aes3和spdif实际上曾是针对模拟接口电缆而设计的。约定俗成的25英尺（762厘米）话筒电缆可以传输数字音频而不损害其质量，而数字信并不需要特定的电缆（图5）

如果音响系统中既有模拟设备，也有aes3数字设备，那么每种设备都可以使用同样的电缆，只要模拟输出路由至模拟输入，且数字输出路由至数字输入即可。简单就是胜任，这也是研发者在发明专业级和家用级数字音频接口和格式时牢记于心的理念。

好笑的是，线距过长对于数字信号的损害比模拟信号要严重。我们放松限制地说，两种信号的电缆都能使用1000英尺（300米）电缆。模拟信号会丢失部分高频，根据具体节目音频材料的不同，音质可能会变得稍微“模糊”一些。而数字音频如果不能区别一和零，就可能出现噼啪声，甚至完全中断。

我们在对比数字电视和模拟电视的时候都有这样的经历。衰减的模拟信号还是“看得过眼”的，不过衰减的数字信号却会出现卡顿、噪点和其它问题。“数字的”，无论是音频还是视频，都是这种要么完整要么损坏的状态。

图 5 – 一款25英尺的模拟级话筒电缆（上），它和一款数字级别的stp（下）在眼图测试中的表现一样好