En nyligen publicerad nyhet från mikrofontillverkaren Blue presenterade en professionell studiomikrofon för 100 dollar, kallad Ember. Detta väckte en relevant fråga: Vad är egentligen detta med XLR och hur använder man det? Låt oss utforska vad XLR innebär och varför det kan vara fördelaktigt att använda det i din studio.
XLR är standarden inom professionell ljudteknik. Det är formatet som används i alla inspelnings- och radiostudior, liksom av liveartister på scenen. Detta beror på att XLR-kablar överför balanserade ljudsignaler, vilket är fundamentalt för att uppnå ett rent och högkvalitativt ljud.
Vad betyder XLR?
För det första, låt oss klargöra vad förkortningen XLR står för. Det är en relativt enkel förkortning av X Connector, Locking Connector, och Rubber Boot. ”Gummistövel”-delen av anslutningen är dock inte alltid en del av konstruktionen längre, då den inte är nödvändig. Trots denna mindre designförändring har namnet behållits.
Det finns för närvarande flera variationer av XLR-kablar med ett antal olika antal stift (från XLR3 till XLR7), men det vi fokuserar på här är XLR3, det vill säga kabeln med tre stift. Denna version är den absolut vanligaste.
Enkelt uttryckt är XLR standarden för högkvalitativa ljudingångar, särskilt för mikrofoner. Detta beror på deras förmåga att sända balanserade signaler som minimerar brus. Det är en överlägsen typ av anslutning för dessa typer av tillämpningar. Dess robusthet gör att den inte är något den genomsnittliga konsumenten behöver tänka på i vardagen, såvida man inte sysslar med högkvalitativ ljudinspelning eller streaming.
Utöver en XLR-mikrofon och kabel, krävs ett ljudinterface eller en mixer för att datorn ska kunna känna igen mikrofonen. Ett acceptabelt ljudinterface kan hittas för 40-50 dollar, medan mer avancerade enheter kan kosta betydligt mer. För den genomsnittliga entusiasten kan en budget på 150-200 dollar vara lämplig för ett bra interface. Focusrite Scarlett 2i2 är ett exempel på en bra startpunkt.
För heminspelning är en DAW (Digital Audio Workstation) nödvändig för att fånga inspelningen. Gratisalternativ som Audacity finns tillgängliga, men det finns också prisvärda alternativ som Reaper. Läs mer om de bästa DAW:erna här.
Den tekniska förklaringen till varför XLR är så mycket bättre än andra ljudingångar är ganska komplex. Nedan följer en mer detaljerad förklaring.
Balanseringens principer
Har du någonsin bytt batterier i en ficklampa, har du sannolikt lagt märke till att batteriet har en plus (+) och en minus (-) sida. Om du endast ansluter en av batteriets poler till lampan, kommer ingenting att hända. Du behöver båda anslutningarna för att glödlampan ska lysa. Detta kallas en elektrisk krets. Elektronerna måste färdas hela vägen från batteriets minuspol, genom ledningen, genom lampan och tillbaka till batteriet. Ljud fungerar på ett liknande sätt. Du behöver både den positiva och den negativa sidan av en ljudsignal för att något ska hända. En mikrofon genererar elektroner på en sida av kabeln, elektronerna skickas till en förstärkare och sedan tillbaka till mikrofonens andra sida.
Problemet är att de flesta ljudsystem hanterar kretsen som om det endast finns en ledning, oftast mittledaren i en koaxialkabel, och kombinerar den andra ledningen med all annan elektronik i systemet. Detta skapar en möjlighet för flera olika former av brus att påverka ljudsignalkedjan:
Jordbrum: Under min 35-åriga erfarenhet av professionella ljud- och videosystem är detta det vanligaste och mest irriterande problemet, särskilt när datorer är inblandade. Oftast hörs detta som ett lågfrekvent brummande, även om det kan framträda som statiskt eller oregelbundet brus. Jordbrum uppstår när ljudet tar två olika vägar till förstärkaren: en via ljudkabeln och en annan via byggnadens elledningar.
EMI och RFI: Transformatorer, motorer och högfrekvent elektronik kan skapa magnetfält som inducerar en ström i ljudkablarna. Detta skapar brum och kan till och med fånga upp hörbara radiosignaler om man befinner sig för nära en AM-sändare.
Överhörning: Detta sker när en signal på samma system läcker över till en annan.
Hur löser man detta? Lösningen är ganska uppenbar i efterhand: Man isolerar båda ledningarna i signalkedjan så att den positiva och negativa sidan av signalen separeras från allt annat. Den främsta fördelen med en balanserad ljudsignal (när den är korrekt implementerad) är att ljudsignalen aldrig berör förstärkarnas jordplan eller andra komponenter i systemet. Därmed elimineras risken för överhörning och jordbrum.
Som exempel kan nämnas att jag arbetade med ett liveband för ett par veckor sedan, och vi hade ett problem med ”klickspåret” som genererades av musikutrustningen som användes av en av artisterna på scenen. Ljudet från klickspåret läckte till de andra utgångarna på hans ljudinterface, vilket resulterade i att man kunde höra ett ”pip pip pip” i PA-systemet. Det var visserligen svagt, men märkbart. Vi bytte ut de obalanserade kablarna mot balanserade XLR-kablar, och problemet försvann.
En annan fördel är brusreduceringen. EMI och RFI uppstår eftersom ett magnetfält som rör sig skapar en spänning i en ledning. I obalanserade signaler genererar magnetfältet en spänning på signalens positiva sida, men inte på den negativa (eller omvänt). I en balanserad kabel ligger ledningarna intill varandra, och ett magnetfält skapar därför samma signal på båda sidorna.
Genom att invertera kopian av vågformen elimineras interferensen och vi återfår samma signal som skickades in i kabeln.
På sändarsidan skapar en XLR-enhet en andra kopia av ljudet och inverterar det. På mottagarsidan summeras den inverterade kopian med originalsignalen. Precis som i matematiken, där -2 + 2 = 0, eliminerar en balanserad ljudsignal brus från externa källor.
Slutligen minskar risken för överhörning markant när signalerna inte delar ett jordplan. Högkvalitativ utrustning med fullständigt balanserad ljudkedja har i princip ingen överhörning.
Praktisk användning
Hur kan man då applicera detta i praktiken? Vilken nytta har man av det?
Om du funderar på att använda Ember för streaming på Twitch, poddsändningar eller musikinspelning, kan du ansluta den till en USB-mixerkonsol (som Mackie Pro FX8) och använda mixern som en förstärkare för mikrofonen samt ett USB-ljudinterface. Du kan även lägga till ytterligare en mikrofon för en medspelare, samt koppla in annan utrustning – till exempel ett musikinstrument, en annan dator med Skype eller Discord, eller bara din smartphone.
Det är viktigt att komma ihåg att du behöver en mixer eller ett ljudinterface som inkluderar fantommatning (ofta markerat med en omkopplare som visar +48V). Eftersom mikrofonen behöver ström för att fungera, krävs en enhet som kan tillhandahålla den. Mixers är ett bra val för ljudinterface då de har fantommatning integrerad. Avancerade mikrofonförförstärkare kan också ha fantommatning, och vissa XLR-ljudinterface har fantommatning inbyggd.
Andra alternativ
Det finns även andra alternativ för att sända balanserade ljudsignaler än XLR-anslutningar.
TRS-telefonkontakter kan också överföra balanserade signaler. Kablar med telefonkontakter används ofta i professionell ljudutrustning för att ansluta mixers och förstärkare, men även för att koppla in externa effekter som reverbprocessorer, equalizers, kompressorer och ljudinspelare. Även om kontakten ser likadan ut (och är samma del) som de kontakter som används för högkvalitativa hörlurar, används ringen för den negativa sidan av ljudsignalen.
Du kan även uppnå en del av fördelarna med en balanserad ljudkabel med en enhet som kallas en jordbrumsisolator. Dessa ser vanligtvis ut som små lådor med två RCA-uttag eller ibland minihörlurskontakter. Jordbrumsisolatorer innehåller en 1:1 ljudtransformator som bryter jordbrum. Om du ansluter en dator till en mixer eller kabelbox kommer du nästan garanterat att uppleva jordbrum och växelströmsbrum. Dessa problem löses nästan alltid med en isolator. Det kan även vara ett problem i bilen om du ansluter din smartphone till bilstereon, så en jordbrumsisolator med 3,5 mm telefonkontakter kan vara till stor hjälp.
Varför inte USB-mikrofon?
Slutligen kanske du undrar varför den tillförlitliga USB-mikrofonen inte är tillräckligt bra.
USB-mikrofoner fungerar bra när du endast behöver spela in en källa åt gången. Jag har en bra Samson USB-mikrofon på mitt skrivbord för poddsändningar och streaming, och den fungerar utmärkt. Problemet med USB-mikrofoner är dock att du inte kan använda flera samtidigt. USB-ljudenheter har var sin egen klocka för att driva de digitala ljudomvandlarna, och om dessa klockor blir osynkroniserade kan det uppstå störningar eller avbrott i inspelningarna när programvaran på datorn försöker korrigera dessa fel.
Dessutom är det svårare att mixa ljudet på det här sättet, eftersom du inte har fysiska rattar att arbeta med. Så när jag vill spela in med mer än en person åt gången, väljer jag min stationära mixer och mina pålitliga XLR-anslutna studiomikrofoner.