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 funzionamento[modifica | modifica wikitesto]

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.

Audio[modifica | modifica wikitesto]

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).