Saída balanceada vs Saída single-ended (SE): Quais as vantagens de cada uma?

Entenda o que são e como funcionam as saídas balanceadas e single-ended (SE). Saiba quais são as diferenças e vantagens de cada uma delas!

Amplificador Woo Audio WA33. Fonte: Super Closey Closey (YouTube)
Amplificador Woo Audio WA33. Fonte: Super Closey Closey (YouTube)

Nos últimos anos, o número de dispositivos com saída balanceada aumentou significativamente, fazendo com que surgissem dúvidas sobre o funcionamento e as vantagens deste tipo de conexão nos fones de ouvido. Além disso, geralmente, quando encontramos uma saída balanceada, há também uma saída single-ended (SE), e neste caso o aparelho costuma ser mais caro que a versão (se houver) que possui somente uma conexão SE devido a necessidade de um circuito mais completo na balanceada.

Cabos balanceados e single-ended (SE)

Para conectar o fone de ouvido de forma balanceada ao DAC/amp ou amplificador, é necessário que o cabo seja balanceado e o fone seja compatível, com terras individuais por canal. Além disso, saiba que também é possível conectar DAC e amplificador de mesa dedicados através de uma conexão balanceada. Então, antes de mais nada, é necessário entender como é a construção de um cabo balanceado e um single-ended (SE).

Um cabo single-ended (SE) geralmente possui plugue TRS de 3,5mm (P2). Cabos deste tipo possuem fios negativos, dos canais esquerdo e direito, que funcionam também como fio terra (ground). Já os fios positivos, dos canais esquerdo e direito, são envoltos por uma blindagem (fios negativos).

Estrutura do cabo single-ended (SE) / Fonte(source): robrobinette.com
Estrutura do cabo single-ended (SE) / Fonte(source): robrobinette.com

A blindagem do cabo do fone de ouvido não atua apenas como retorno do sinal estéreo (isso nem sempre isso acontece, há cabos que são "pseudo balanceados", onde o terra é conectado só na origem do sinal), mas também protege o sinal de ruídos causados pela interferência de radiofrequência (RFI), ou IR.

Um cabo balanceado possui 4 fios (núcleos) de tamanho, comprimento e impedância iguais para conduzir o sinal estéreo. Ele é chamado de equilibrado porque a impedância dos 4 fios é balanceada. Aqui há quatro fios independentes, enquanto no single-ended a parte negativa é junta, então temos: Esquerda +, Esquerda -, Direita + e Direita -. Um cabo de 4 fios balanceado isola de forma natural o ruído causado pela RFI e pela interferência magnética de rápido (RMI) de forma natural devido a dois fios de bitola e comprimento iguais de cada canal estarem captando o mesmo ruído elétrico (um positivo e outro negativo), então quando o sinal de ambos é combinado no fone de ouvido, o ruído se anula.

Estrutura do cabo balanceado Fonte(source): robrobinette.com
Estrutura do cabo balanceado Fonte(source): robrobinette.com

Conectores balanceados e single-ended (SE)

Existem cabos balanceados e single-ended (SE), mas a diferença entre eles não está só aí. Os conectores utilizados em cabos single-ended são diferentes dos encontrados em cabos balanceados. Além disso, os conectores podem mudar dependendo do uso, que pode ser para fones de ouvido ou conexões de linha (line-level) entre DACs e amplificadores.

Nos conectores single-ended (SE) geralmente encontramos uma estrutura de 3 polos, independente se ela for maior (6,35mm ou P10) ou menor (3,5mm ou P2). Uma conexão de 3 polos (TRS) significa que o aterramento será compartilhado e não funcionará em uma saída balanceada. Portanto, não é possível converter um cabo SE em balanceado utilizando um adaptador.

TS (mono), TRS (estéreo) e TRRS (balanceado). Fonte(source): cablechick.com.au
TS (mono), TRS (estéreo) e TRRS (balanceado). Fonte(source): cablechick.com.au

Já nos conectores balanceados encontramos diversos tipos de estruturas, sendo a mais comum o TRRS (4 polos) de 2,5mm. Entretanto, alguns fabricantes de dispositivos têm adicionado também aos seus produtos a opção de conexão com conectores Pentaconn de 4,4mm de 5 polos (desenvolvido pela Sony). Estes conectores mencionados são atualmente os mais comuns de serem encontrados em DAPs (Digital Audio Players) e DAC/amps portáteis, estando presentes também, em alguns casos em adaptadores USB para entrada de fones de ouvido.

Conector balanceado TRRS de 2,5mm / Fonte(source): diyaudioblog.com
Conector balanceado TRRS de 2,5mm. Fonte: diyaudioblog.com
Conector balanceado Pentaconn de 4,4mm / Fonte(source): diyaudioblog.com
Conector balanceado Pentaconn de 4,4mm. Fonte: diyaudioblog.com

Ao irmos para DACs e amplificadores de mesa balanceados, podemos encontrar tanto saída para fones de ouvido balanceada quanto conexões de linha (line-level) balanceadas. No caso das saídas de fones, o que mais encontramos hoje em dia é a conexão XLR de 4 pinos e a Pentaconn de 4,4mm.

Conector balanceado XLR de 4 pinos / Fonte(source): diyaudioblog.com
Conector balanceado XLR de 4 pinos. Fonte: diyaudioblog.com

É importante salientar que é possível um cabo balanceado ser utilizado em uma saída single-ended (SE) através de um adaptador. Além disso, o contrário não é possível, como já foi dito acima.

As conexões de linha podem ser tanto balanceadas quanto single-ended (SE). Este tipo de conexão, em sistemas de fones de ouvido, ocorre entre um DAC e um amplificador de mesa, onde um par de cabos conecta o canal direito e esquerdo. Os conectores utilizados para isto, geralmente são o RCA (single-ended) e o XLR de 3 pinos (balanceado).

Dupla de cabos com conector XRL 3 pinos. Fonte(source): diyaudioblog.com
Dupla de cabos com conector XRL 3 pinos. Fonte(source): diyaudioblog.com

O que é preciso ter para conseguir um sistema balanceado?

Como você já deve ter percebido, não basta ter somente um dispositivo com saídas e entradas balanceadas para utilizar este tipo de conexão. Para utilizar um sistema balanceado é necessário ter tanto um cabo que suporte a configuração, que geralmente possui um conector 2,5mm ou 4,4mm ou XLR, por exemplo, quanto uma saída balanceada no dispositivo, seja ela 2,5mm, 4,4mm, XLR, entre outras.

Módulo de amplificação para o FiiO X7 e o FiiO Q5. Fonte: FiiO
Módulo de amplificação para o FiiO X7 e o FiiO Q5. Fonte: FiiO

É importante salientar que existem cabos com conectores 3,5mm ou 2,5mm balanceados e não balanceados, porém não é comum encontrar um plugue P2 (3,5mm) balanceado ou um 2,5mm single-ended (SE). Ou seja, geralmente quando um cabo possui conector 2,5mm ou 4,4mm ou XLR, geralmente ele é balanceado e quando um cabo possui conector 3,5mm, ele é single-ended (SE).

Amplificador Topping A90 e suas saídas para fones de ouvido. Fonte: Topping
Amplificador Topping A90 e suas saídas para fones de ouvido. Fonte: Topping

Confira abaixo uma imagem onde temos os conectores mais comumente utilizados, com exceção ao XLR (não possuo para colocar na foto):

Conectores de 3,5mm (esquerda), de 2,5mm (centro) e de 6,35mm (direita). Fonte: Vitor Valeri
Conectores de 3,5mm (esquerda), de 2,5mm (centro) e de 6,35mm (direita). Fonte: Vitor Valeri

Vantagens das conexões balanceadas

A principal vantagem das conexões balanceadas é o fornecimento de mais potência. Além disso, este tipo de conexão permite uma capacidade de resposta mais rápida, entregando uma quantidade "X" de energia com mais eficiência que a single-ended (SE). Embora isso seja de fato uma verdade, será que estes dois fatores oferecerão uma real melhora na qualidade final?

Mesmo havendo um grande incremento na potência de saída pareça ser uma vantagem, temos que lembrar que mais potência não quer dizer uma qualidade de áudio melhor. Se o fone de ouvido for fácil de ser "empurrado" (impedância baixa e sensibilidade alta), muita energia não irá oferecer melhoria sonora alguma. Recomendo ler o artigo "O que muda nos fones de ouvido com uma amplificação melhor".

A taxa de variação de tensão do amplificador se relaciona com a velocidade. Trata-se da taxa máxima na qual um amplificador pode responder a uma mudança abrupta no sinal analógico enviado pelo DAC. Essa velocidade é tecnicamente maior nas saídas balanceadas. Porém muito potente e muito rápido não irão significar nada se não for audível. Então é muito relativo falar que uma saída balanceada será melhor que uma SE por conta disso.

Desvantagens das conexões balanceadas

Inicialmente, conexões balanceadas parecem, pela descrição do funcionamento, possuir muitas vantagens ao compararmos com as single-ended. Isso acabou gerando um mito em volta delas, fazendo com que muitos audiófilos afirmem que é a melhor escolha para quem quer qualidade. Porém, embora a conexão balanceada seja de fato superior para certas aplicações, ela não é imune a falhas.

As conexões balanceadas proporcionam a redução de zumbido e interferência. Entretanto, o ruído variável (alterado de acordo com a impedância do fone) da saída balanceada aumenta duas vezes, pois existem dois amplificadores ao invés de um, sendo 1 para o lado esquerdo e outro para o lado direito.

A confecção de circuitos balanceados são naturalmente mais complexos do que os single-ended. Isso faz com que aumente o risco de imperfeições, falhas, na qualidade final de áudio. Pensando nesta linha, vemos que a qualidade dos circuitos balanceados é de suma importância para que não haja problemas de interferência ou ruído no mesmo nível de uma conexão single-ended.

Esse artigo é feito em parceria com o Grupo Fones de Ouvido High-End:

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