Linea bilanciata

La linea bilanciata (o anche simmetrica), è quella linea di trasmissione a doppia fase (o a fase opposta) per cui il segnale originario può essere estrapolato all'arrivo (dal circuito di ingresso), eliminando, per cancellazione di fase, gli eventuali rumori assorbiti durante il trasporto.[1] In elettrotecnica, indica una connessione atta a trasportare segnali elettrici, sia analogici che digitali, caratterizzata da una più alta immunità ai disturbi, rispetto ad una linea non bilanciata (detta, sbilanciata o coassiale o normale a due connessioni).

La condizione simmetrica della linea, prevede tre conduttori, di cui due per il trasporto dello stesso segnale, ma di fase invertita (+/- volt) o in controfase, ed uno come comune ad entrambi (massa), usato come riferimento di zero volt, spesso collegato alla messa a terra o allo schermo principale dello strumento. Sul cavo della linea bilanciata, la connessione di massa è costituito da uno schermo a calza di fili in rame intrecciati (quindi flessibili) che avvolge i due conduttori twistati interni (come nei cavi coassiali).

Si distingue dalla linea sbilanciata o asimmetrica, che è invece quella in cui i due conduttori non sono nelle medesime condizioni elettriche (come ad esempio un conduttore coassiale, nel quale il conduttore esterno risulta collegato a terra), perciò non captano i disturbi nello stesso modo.

Principio di funzionamentoModifica

 
Modello di linea bilanciata

Il bilanciamento della linea è tipicamente ottenuto utilizzando un particolare trasformatore o un amplificatore differenziale. Entrambi prelevano il segnale originale e lo trasformano in un doppio segnale, di cui uno con polarità inversa all'altro. La linea bilanciata è infatti costituita da tre conduttori, di cui uno in comune ad entrambi i segnali. Al termine della trasmissione, il segnale viene "sommato" (nel circuito analogo di ingresso), così da annullare automaticamente eventuali componenti di rumore assorbito, per l'effetto di cancellazione di fase: i disturbi di modo comune, che percorrono i due conduttori nello stesso verso, danno origine a due flussi uguali ma di segno opposto. Anche un amplificatore differenziale, amplifica la differenza tra i due segnali, pertanto raggiunge lo stesso scopo.

In teoria, il circuito di bilanciamento dovrebbe ottenere la totale eliminazione dei disturbi assorbiti, ma nella pratica ciò non avviene a causa dell'imperfetta simmetria dei circuiti reali. Tuttavia, sono in grado di ottenere una fortissima attenuazione, più che sufficiente nei casi pratici, adatti anche all'audio.

AudioModifica

Nel campo dell'audio professionale si impiegano quasi esclusivamente linee bilanciate, poiché riducono fortemente la captazione di disturbi sia dovuti alla lunghezza delle linee che alle fonti di disturbi a cui possono essere soggette, primi fra tutti i regolatori (o dimmer) delle luci a incandescenza nei concerti all'aperto e nelle sale da concerto, nei teatri e negli studi televisivi. Con i corpi illuminanti a LED la situazione è decisamente migliorata, poiché i regolatori sono integrati negli stessi corpi illuminanti, ma disturbi possono comunque propagarsi e irradiarsi dai cavi elettrici che li alimentano. Inoltre, nei mixer entrano molti segnali che vengono miscelati, cioè sommati, e anche i disturbi captati dalle altrettante linee si sommano.

Le linee bilanciate vengono usate soprattutto per collegare le sorgenti distanti dal mixer, come gli amplificatori finali e i microfoni, più soggetti ai rumori della linea (talvolta fornendo anche l'alimentazione phantom, tramite lo stesso cavo). Ma vengono usate anche per tutte le altre strumentazioni cosiddette professionali, con ingressi e uscite bilanciate. Per gli impianti audio di "livello domestico", si usano linee normali o cosiddette sbilanciate, ovvero linee di segnale a cavo coassiale e a due conduttori (centrale e schermo), per tratte non superiori a 5 m.

I cavi impiegati nelle linee bilanciate (tipicamente, a 2 conduttori + schermatura) possono essere impiegati anche per portare un segnale stereofonico, usando i due conduttori centrali come i poli caldi di due linee sbilanciate e il comune come schermo; oppure, per trasferire un segnale bidirezionalmente su uno stesso cavo, sempre utilizzando la linea bilanciata come due linee sbilanciate (ingresso e uscita): caso comune sui mixer, per il cablaggio di insert degli effetti (reverberi, compressori, equializzatori, ecc) che essendo posizionati vicini, captano i disturbi in minima quantità.

I connettori bilanciati sono standardizzati da decenni, a tre poli: c'è il tipo XLR (anche detto Cannon, dal nome del primo produttore) e il tipo jack TRS (Tip, Ring e Sleeve, rispettivamente, contatto di Punta, Anello e Manicotto). Per le linee sbilanciate si usano invece connettori a due contatti: il tipo RCA (coassiale), oppure il tipo jack TS (2 poli tramite Tip e Sleeve). Da notare che cortocircuitando il polo freddo alla massa, di una linea bilanciata, si ottiene in teoria una linea sbilanciata costituita dal polo caldo e la massa. Ma questo è il modo sbagliato per sbilanciare una linea bilanciata, che non può più lavorare come deve e che usa un cavo inadatto ai segnali sbilanciati (fattura e impedenze differenti). Per sbilanciare una linea bilanciata, è preferibile utilizzare uno strumento apposito (un "balun"), anche se è di uso molto comune, anche in campo professionale, collegare diversi tipi di apparecchiature tra di loro (bilanciate e sbilanciate).

Il livello nominale del segnale analogico per i programmi sonori, trasferito tramite le linee bilanciate tra le apparecchiature professionali, è solitamente indicato come +4 dBu (pari a circa 1,23 Veff), mentre il livello nominale indicato sulle stesse macchine professionali, come -10 dBV (pari a 0,316 Veff), viene spesso attribuito alle linee sbilanciate degli impianti domestici, benché questo non corrisponda alla realtà (sono due standard differenti).

VideoModifica

I segnali video vengono di solito trasportati da cavi coassiali con connettori BNC o RCA. Si tratta quindi di linee sbilanciate.

TelefoniaModifica

Un doppino telefonico è composto da una coppia bilanciata e non schermata.

NoteModifica

  1. ^ Marco De Angelis, Differenza tra Bilanciato e Sbilanciato, su Audio D'Istruzione, 19 giugno 2018. URL consultato il 27 gennaio 2023.

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