Vad är en XLR-mikrofon, och varför skulle jag vilja ha en?

Nyligen tillkännagav mikrofontillverkaren Blue en $100 professionell studiomikrofon, den Glödande kol. Så frågan uppstod: Vad är den här XLR-grejen och hur använder jag den? Låt oss prata om vad XLR är och varför du kanske vill använda det i din studio.

XLR är proffsljud. Det är vad alla inspelnings- och radiostudior använder, och det är vad du kommer att se liveartister använda på scenen. Det beror på att XLR-kablar bär balanserat ljud, vilket är viktigt för att få ett rent ljud.

Vad är XLR?

Först till kvarn – låt oss definiera vad XLR betyder. Det är en ganska enkel förkortning för X Connector, Locking Connector, Rubber Boot. ”Gummistöveln”-delen av kontakten är dock inte alltid en del av ekvationen nuförtiden, eftersom det inte längre är nödvändigt. Trots den lilla designändringen har namnet förblivit detsamma.

Det finns för närvarande flera olika versioner av XLR-kablar tillgängliga med en mängd olika extra stift (XLR3 – XLR7), men det vi pratar om här är XLR3 eller kabelstilen med tre stift. Detta är den absolut vanligaste typen av kabel.

Kort sagt, XLR är standarden för högkvalitativa ljudingångar, som mikrofoner. Detta beror på att de skickar en balanserad signal som isolerar brus. Det är helt enkelt en bättre typ av kontakt för den typen av applikationer, men det är också så robust att det inte nödvändigtvis är något som den genomsnittliga konsumenten verkligen behöver tänka på att använda om det inte är för högkvalitativ ljudinspelning eller streaming.

Bortsett från en XLR-mikrofon och XLR-kabel behöver du något slags ljudgränssnitt eller mixer så att din dator kan se mikrofonen. Ett anständigt ljudgränssnitt kan hittas för så lite som $40-50, men trevligare enheter kan gå för mycket mer. Den genomsnittliga entusiasten kommer förmodligen att vilja spendera någonstans i intervallet $150-200 för ett bra gränssnitt—något i stil med Focusrite Scarlett 2i2 är till exempel ett bra ställe att börja.

Om du planerar att göra hemmainspelning behöver du också en DAW—en Digital Audio Workstation—för att fånga din inspelning. Du kan använda något gratis som Audacity, men det finns också utmärkta alternativ där ute som inte kostar mycket, som Reaper. Du kan läsa våra bilder för bästa DAW här.

Den tekniska sidan av det som gör XLR så mycket bättre än andra ljudingångar är, ja, ganska teknisk. Läs vidare för alla saftiga detaljer.

Avvägningslagen

Om du någonsin har bytt batterierna i ficklampan har du förmodligen märkt att det finns ett plus (+) och ett minus (-) på batteriet. När du bara hakar på ena sidan av batteriet i din ficklampas glödlampa händer ingenting. Du behöver både de positiva och negativa anslutningarna för att få glödlampan att lysa. Detta är en elektrisk krets. Elektronerna måste göra en hel slinga från batteriets negativa pol, genom ledningen, genom ljuset och tillbaka till batteriet igen. Ljud är inte annorlunda: du behöver de positiva och negativa sidorna av en ljudsignal för att något ska hända. En mikrofon trycker elektroner på ena sidan av kabeln, elektronerna skickas till en förstärkare och sedan tillbaka till den andra sidan av mikrofonen.

Problemet är att de flesta ljudsystem behandlar kretsen som om det bara finns en ledning, vanligtvis mittledaren i en bit koaxialkabel, och de kombinerar bara den andra ledningen med all annan elektronik i systemet. Detta skapar en möjlighet för flera olika typer av brus att komma in i en ljudsignalkedja:

Markslinga brus: Under mina 35 års erfarenhet av professionella ljud- och videosystem är detta det vanligaste och mest irriterande problemet, speciellt när datorer är inblandade. Oftast kommer du att höra detta som ett lågt brum, även om det också kan visa sig som statiska eller oregelbundna surrande ljud. Jordslingor inträffar när ljud tar två olika vägar för att komma till förstärkaren: en väg genom din ljudkabel och en andra väg genom din byggnads ledningar.
EMI och RFI: Transformatorer, motorer och högfrekvent elektronik kan skapa magnetfält som inducerar en ström i dina ljudledningar. Detta skapar surr, brum och kan till och med bära hörbara radiosignaler om du är placerad för nära en AM-sändare.
Överhörning: Detta händer när en signal på samma system går över till en annan.

Hur fixar du detta? Lösningen verkar ganska självklar i efterhand: man isolerar båda ledningarna i signalkedjan så att de positiva och negativa halvorna av signalen bärs separat från allt annat. Den främsta fördelen med en balanserad ljudsignal (när den görs rätt) är att ljudsignalen aldrig vidrör jordplanet för förstärkarna eller andra instrument i systemet. Så det finns ingen möjlighet till överhörning eller jordslingor.

Till exempel arbetar jag med ett liveband, och för några veckor sedan hade vi ett problem med ”klickspåret” som genererades av musikutrustningen som en av artisterna använde på scenen. Ljudet från klickspåret läckte igenom till de andra utgångarna på hans ljudgränssnitt, och så du kunde höra ”pip pip pip” i PA-systemet. Det var tyst, men där. Vi kopplade bort de obalanserade ljudkablarna han använde och bytte över honom till balanserade XLR-kablar. Problemet försvann.

Den andra fördelen är bulleravvisning. EMI och RFI fungerar eftersom ett magnetiskt fält som rör sig eller förändras skapar en spänning på en tråd. I obalanserade signaler skapar magnetfältet en spänning på den positiva sidan av signalen, men inte den negativa (eller kanske tvärtom.) I en balanserad kabel ligger ledningarna precis bredvid varandra, och alltså ett magnetfält skapar samma signal på båda sidor.

Genom att invertera kopian av vågformen upphör interferensen, och vi får samma signal som vi lägger på tråden.

På sändningssidan skapar en XLR-enhet en andra kopia av ljudet och inverterar det. På den mottagande sidan av signalen summeras den inverterade kopian av signalen tillbaka till den ursprungliga kopian av signalen. Och precis som i matematik, där -2 + 2 = 0, avvisar en balanserad ljudsignal brus från externa källor.

Slutligen minskar dina möjligheter till överhörning avsevärt när signalerna inte delar ett jordplan. High-end utrustning som använder en fullt balanserad ljudkedja internt har praktiskt taget ingen överhörning.

Att använda detta

Så hur kan du använda allt detta till praktisk användning? Vad hjälper det?

Om du tittar på Ember, kanske du funderar på att streama till Twitch, spela in en podcast eller lite musik. I båda fallen kan du ansluta den Ember till en USB-mixerkonsol (som Mackie Pro FX8) och använd mixern som en förstärkare för mikrofonen och ett USB-ljudgränssnitt. Du kan också lägga till ytterligare en mikrofon för din Internet-medspelare och koppla in annan utrustning – kanske ett musikinstrument, en annan dator som kör Skype eller Discord, eller bara din smartphone.

Det viktigaste att komma ihåg är att du behöver en mixer eller ljudgränssnitt som inkluderar fantomkraft (detta indikeras ofta av en omkopplare som säger +48V). Eftersom mikrofonen behöver ström för att fungera behöver du något som kan generera den kraften. Det är en anledning till att en mixer är ett bra val för ett ljudgränssnitt eftersom den har fantomkraft precis där i enheten. High-end mikrofonförförstärkare kan också ha fantomkraft, och vissa XLR datorljudgränssnitt ha fantomnätverk inbyggd.

Andra alternativ

Slutligen finns det andra alternativ för att skicka balanserat ljud förutom XLR-kontakter.

TRS telefonkontakter kan också bära balanserade signaler. Kablar med telefonkontakter används ofta i proffsljudutrustning för att ansluta mixare och förstärkare, såväl som för att ansluta utombordseffektutrustning, som reverb-processorer, equalizers, kompressorer och ljudinspelare. Medan kontakten ser likadan ut (och är samma del) som de pluggar som används i högkvalitativa hörlurar, används ringen för den negativa sidan av ljudsignalen.

Du kan också få några av fördelarna med en balanserad ljudkabel med en enhet som kallas a jordslinga isolator. Det här ser i allmänhet ut som en liten låda med två par RCA-uttag på, eller ibland minihörlurskontakter. Jordslingisolatorer har en 1:1 ljudtransformator inuti, som bryter jordslingor. Om du ansluter en dator till en mixer eller kabelbox, är du nästan garanterad att få jordslingabrus och AC-brum. Detta löser nästan alltid dessa brusproblem. Du kanske till och med har det här problemet i bilen när du ansluter din smartphone till din bilstereo, så en jordslinga isolator med 3,5 mm telefonkontakter är en stor hjälp.

Varför inte en USB-mikrofon?

Slutligen undrar du förmodligen varför den pålitliga USB-mikrofonen inte är tillräckligt bra.

Det är faktiskt bara bra när du bara behöver spela in en sak i taget. Jag har en fin Samson USB-mikrofon på mitt skrivbord för podcasting eller streaming, och den fungerar utmärkt. Men haken med USB-mikrofoner är att du inte kan använda mer än en samtidigt. USB-ljudenheter har var och en sin egen klocka för att driva de digitala ljudomvandlarna, och om dessa klockor blir osynkroniserade kommer du att börja få pop eller avbrott i dina inspelningar när programvaran på din dator försöker rätta till dessa fel.

Det är också svårare att blanda på det här sättet eftersom du inte har de fysiska rattarna att arbeta utifrån. Så när jag vill göra något med mer än en person åt gången, satsar jag på min stationära mixer och mina pålitliga XLR-anslutna studiomikrofoner.