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傳遞音頻訊號的連接器 来自维基百科，自由的百科全书
TRS端子（英語：TRS connector）是一種用於連接音響設備的音頻接口，可以傳遞模擬音頻信號。「TRS」是其三個組成部件的首字母縮寫：Tip（尖）、Ring（環）、Sleeve（套）。此類插頭出現於19世紀末，最早用於電話交換機的線路插接，目前常用於接插耳機、麥克風、揚聲器等設備。
TRS端子尖端的凹槽可以加固連接，整個插頭通常有2-5個觸點，觸點間通過不導電的材料絕緣。根據插頭金屬部分直徑的不同，有4種常見尺寸：1⁄4英寸（6.35mm）、3.5mm、2.5mm和4.4mm。而依據其插頭或插孔的環（R）數不同而有以下幾種分類：
由於靠近橡膠部分的套（S）需要提供接地或返回信號，因此實際可傳輸的信號數量會小於觸點數量。
在使用英語的國家，TRS端子的相關名稱可能會引起混淆。
1902年由國際教科書公司（I.T.C.）出版的《國際科技叢書》用「Jack」表示插孔，「Plug」表示插頭[2]。1989年由哈爾·倫納德公司出版的《擴聲手冊》使用「Phone jack」表示插孔，「Phone plug」表示插頭[3]。而在2005年出版的《無線電產品》一書中，作者Robert McLeish用「Jack」或「Jack socket」表示插孔，用「Jack plug」表示插頭[4]。到了2007年，美國機械工程師學會（ASME）建議不以插頭與插孔的形態差異做區分，而是使用「Jack」來表示固定接口，用「Plug」表示移動接口[5]。IEEE也曾在1975年制訂了相關標準，但在1997年又撤銷了該標準[6]。
TRS端子的廣泛使用還催生出了諸如「Audio jack」、「Headphone jack」、「Stereo plug」、「Microphone jack」和「Aux input」等名稱。在音頻行業，為了與XLR端子區分，工程師通常將TRS端子簡稱為1⁄4英寸（quarter inch）。對於尺寸為3.5mm的端子，常被叫做「Mini-phone」、「Mini-stereo」或「Mini jack」。
RCA端子與TRS端子外形不同，但前者的英文名稱「RCA phono connector」類似於「phono plugs」和「phono jacks」（在英國被稱為「phono sockets」）。3.5mm端子有時被稱為「mini phonos」[7]，這與接口製造商的命名慣例相悖[8]。
同時由於「Phone jack」和「Phone plug」有時也會代指RJ11和電話接口，因此也可能產生誤解。
1⁄4英寸（6.35mm）端子最早可以追溯到1877年於波士頓安裝的第一台電話交換機[9]，以及隨後於1878年George Willard Coy[10][11]在紐黑文設立的第一台商用人工電話交換機[12][13]。
Charles E. Scribner將彈簧插孔應用到交換機上，並在1878年申請了專利[14]。在裝置中，連接彈簧的導電槓桿正常情況下只與一個觸點相連，但當插頭插入孔中並與該槓桿接觸時，槓桿便會轉動，從而斷開連接。因為它很像一把摺疊刀，所以這種插孔被稱作Jack-knife[15]。此後，人們便將插孔稱為「Jack」。Scribner在1880年申請了一項新專利[16]，去除了插孔中的槓桿結構，整體外形與現如今使用的接近。隨後，Scribner對交換機的設計進行了改進，並於1882年申請了新專利[17][18]。
在1901年，Henry P. Clausen申請了一項專利[19]，對端子結構進行了改進。現如今在音頻設備上，這種1⁄4英寸的TS端子仍被廣泛使用。
西部電氣是貝爾系統的主要設備製造部門，對大部分工程設計都進行了改動，其中便含數種新型端子，此後包括美國軍方在內的多個行業都採用了新型端子。截至到1907年，西部電氣公司設計了以下幾種型號[20]：
| 型號 | 線芯數 | 配套插孔 | 線材型號 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| 47 | 2 | 3、91、99、102、103、108、124型 | 156、236型 | 電話交換機 |
| 85 | 3 | 77型 | 30型 | 頭戴式電話 |
| 103 | 2（兩對） | 91、99型 | 87、254型 | 頭戴式電話和胸掛式麥克風 |
| 109 | 3 | 92型 | 155、244型 | 電話交換機 |
| 110 | 3 | 49、117、118、140、141型 | 152、249型 | 電話交換機 |
| 112 | 2（兩對） | 91、99型 | 87型 | 頭戴式電話和帶靜音鍵的胸 掛式麥克風 |
| 116 | 1 | 3、103型 | 265型 | 電話交換機 |
| 126 | 3 | 132型 | 309型 | 城市軌道系統 |
到1950年，有2種主流設計：
由此衍生出了幾種現代版本：
西電插頭的美國軍用型號最初是在MIL-P-642第一個修訂版中規定的，其中包括：
3.5mm接口被設計於20世紀50年代，用於晶體管收音機的聽筒，時至今日仍在廣泛使用[22]。索尼於1964年發布的EFM-117J收音機普及了這一尺寸約為原版一半的版本[23][24]。
2.5mm接口在小型便攜式電子產品中被廣泛使用：它們經常出現在3.5mm麥克風插孔旁邊，用於早期便攜式錄音機上的遙控開關（這種收音機配備的麥克風具有開關，並使用帶有3.5和2.5mm插孔的兩腳插頭）。此類插頭還用於適配器的低壓直流電輸入。但在後一種用途中，它們很快便被同軸直流插頭所取代。2.5mm插孔有時也被用作移動電話的耳機插孔（見於移動設備）。
在美國，3.5mm和2.5mm有時分別稱為1⁄8英寸和3⁄32英寸——儘管這些尺寸只是近似值[25]。所有尺寸都有2芯（非平衡單聲道，見於非平衡音頻）或3芯（平衡單聲道或非平衡立體聲）版本。
3.5mm插頭和插孔的4芯版本僅用於某些特定場景：通常用於袖珍攝像機和便攜式媒體播放器，提供立體聲和複合模擬視頻。它還用於組合立體聲音頻、麥克風，並用於控制某些筆記本電腦和大多數移動電話上的媒體播放、通話、音量或虛擬助手[26]，以及八重洲無線的一些手持式業餘無線電收發器[27]。一些耳機放大器用它來連接平衡立體聲耳機，由於聲道不能公用接地，因此每個聲道需要兩個線芯[28]。
到了20世紀40年代，廣播行業在演播室開始使用西電的103型插頭和配套插孔。使用這個型號的原因是因為AT&T將其用於長線電路中，用以通過廣播網絡租用的電話線來播送廣播節目。但由於這種型號會占用大量空間，廣播行業又在40年代末開始改用含3根線芯的WE 291型插頭和WE 239型插孔。之所以使用291型插頭而不是標準的110型插頭，是因為110型TRS插頭上燈泡形狀的設計會導致在插拔插頭時兩個音頻信號連接短路。291型插頭的長度較短，從而避免了短路的問題[29]。
專業音頻和電信行業使用直徑為0.173英寸（4.4mm）的插頭，其商標名稱包括Bantam、TT、Tini-Telephone和Tini-Tel等。此類插頭與EIA RS-453/IEC 60603-11所定義的1⁄4英寸插孔並不兼容。除了直徑稍小之外，它們的形狀也略有不同[30]。該插頭的三線芯版本能夠處理平衡線路信號，因此用於專業音響的安裝。儘管Bantam接口無法處理與1⁄4英寸（6.35mm）接口一樣大的功率，工程可靠性也不如後者[31]，但它還是被用於錄音室和現場混音時的調音台和外置配線架，因為在有限的空間內需要大量的接口[30]。Bantam插頭的形狀有所不同，在使用時不易造成短路。
美國軍方使用包括9⁄32英寸（7.14mm）和1⁄4英寸（6.35mm）接口[32]在內的多種TRS端子。
商用和通用航空（GA）飛機通常使用一對TRS端子。耳機使用標準的1⁄4英寸的2芯或3芯插頭，型號為PJ-055。麥克風則使用較小的3⁄16英寸（5.23mm）的3芯插頭，型號為PJ-068。
在軍用飛機和民用直升機上，使用U-174/U（TP-101）[33]，也稱U-93A/U（Nexus TP-102）[34]和Nexus TP-120[35]，又稱美國北約插頭（US NATO plugs）。此種插頭直徑為0.281英寸（7.1mm），內含4條線芯，耳機2條，麥克風2條。此外，還有直徑相同但長度稍長的U-384/U（Nexus TP-105），線芯從4條變為5條[36][37]。
另有一種四芯的671型（10H/18575）插頭，直徑為0.298英寸（7.57mm）[38]，用在許多英國軍用飛機上的耳麥上，因此又被稱為英國北約插頭（UK NATO connector）或歐洲北約插頭（European NATO connector）[39]。
雙針端子在電信行業被稱為「310型」，由兩個1⁄4英寸端子組成，中心間距為5⁄8英寸（16mm）。雙針端子的插孔可以與普通端子一起使用，當然前提是端子的體積不能太大。但雙針端子只能插入中心間距為5⁄8英寸的兩個體積較小的插孔或接線板。如今，電信公司仍在DS1電路的DSX配線架[40]上使用這種端子。在老式飛機的扶手上，還有一種3.5mm雙針端子，用在飛機的娛樂系統上。僅將雙針端子的一個端子插入插孔時，就需要使用適配器，否則會導致音頻設備的一側發聲單元無信號輸入，從而無法發聲。
短式插頭用於20世紀的高阻抗單聲道耳機，特別是在二戰中的飛機上使用的頭戴式耳機。雖然常規型號的耳機可以在此類插孔中正常使用，但由於短式插頭並不能卡在正常插孔上，且其幾乎沒有現代使用場景，如今幾乎很難見到這種插頭。
一些廠商還製造了不同長度粗細的非標準插頭，在受限的場景下使用，例如用於消防安全通信的內徑為0.210英寸（5.3mm）的插孔。此插孔也在已停產的貝靈巧16mm投影儀揚聲器中被使用[41]。
2016年，在蘋果發布iPhone 7後，手機廠商便逐步移除了3.5mm耳機接口，從此TRS接口逐漸被取代。超薄設備（如MacBook Air和Chromebook）出現了完全取消TRS接口的趨勢。使用USB聲卡可在這些設備上實現模擬音頻輸出。
如今，除了TRS端子外，音頻信號還可以通過USB-C、藍牙、集成音頻的視頻接口（如DisplayPort和HDMI）以及內置揚聲器和內置麥克風傳輸。
通常，插頭連接線纜，插孔被固定在設備上。插頭和插孔的種類繁多，包括適用於各種尺寸電纜的插頭和直角插頭，以及各種價位的插頭和插孔。某些用於揚聲器的1⁄4英寸插頭的最大承載電流可達15A[42]。
TRS端子的常見使用場景包括：
個人電腦上有許多用於輸入和輸出音頻的3.5mm接口，例如主板側面的集成聲卡，或是移動聲卡。1999年的《PC系統設計指南》對3.5mmTRS接口的顏色做出了定義：粉色代表麥克風，淡藍色代表音源輸入，青檸色代表音頻輸出。AC97及2004年的後續版本英特爾高保真音頻技術規範被廣泛採用，雖然不強制要求物理插槽，但還是提供了前面板接口的規範，並為兩個帶有接口檢測功能的端口分配了引腳。
前面板通常有一個立體聲耳機輸出接口和一個立體聲麥克風輸入接口（相對少見）。後面板通常有一組接口，最常見的是線路輸出（淺綠）、麥克風（粉）和線路輸入（淡藍）接口，有時還會有多個環繞聲輸出接口。由於尺寸限制，筆記本電腦的接口往往比台式電腦少。
部分計算機帶有用於單聲道麥克風的3.5mmTRS接口，可在提供5V的偏置電壓，為駐極體麥克風的集成緩衝放大器供電[43]。蘋果的PlainTalk麥克風接口可以插入3.5mm線路輸入或加長型3.5mmTRS插頭，其尖端可承載放大器的電流。
一些較新的電腦，尤其是筆記本電腦有3.5mmTRRS耳麥接口，可與移動耳麥相兼容，並且可以通過頭戴式耳機圖標而不是通常的耳機或麥克風圖標來區分。這些接口尤其適用於VoIP。
輸出5.1環繞聲的聲卡有3個接口，可容納6個聲道：前置左右聲道、環繞聲左右聲道、中置聲道和重低音聲道。而創新科技的6.1和7.1聲道聲卡則使用一個三線芯接口（用於前置揚聲器）和兩個四線芯接口[a]。這是為了容納後置中置（6.1）或後置左右（7.1）聲道，而無需在聲卡上增加額外的接口。
某些便攜式計算機具有混合式3.5mmTRS-光纖音頻接口，可使用TRS接頭進行立體聲音頻輸出，或使用光纖適配器進行光纖音頻（立體聲、5.1杜比數字或DTS）數字輸出。大多數iMac電腦都標配這種數字-模擬混合輸出功能，早期的MacBook有兩個接口，一個用於模擬-數字音頻輸入，另一個用於輸出。但後續機型不再支持輸入[44][45]。
6.35mm（1⁄4英寸）TRS接口最初被用於人工電話交換機[46]。其有多種規格，線芯數可達五根以上，一度有多種形狀的接口並存。在各種型號中，只有尖端為圓形的雙線芯接口在不同廠商之間兼容，這種設計最初被用於麥克風、電吉他、耳機、揚聲器和各種音頻設備。後來，直徑同為6.35mm的三線芯插頭出現並被用於傳輸立體聲。與前者不同的是，為了避免右聲道短路，它的插頭被設計得更加狹長，成為立體聲專用接口。但這種嘗試早已被放棄，如今，大多數6.35mm插頭——無論是單聲道還是立體聲——都具有原始立體聲插頭的外形，但仍有一些圓形單聲道插頭被使用。3.5mm和2.5mm立體聲插頭的外形則一直與同尺寸的單聲道插頭相同。
以下是不同環數的插頭與插孔的兼容情況：
在環發生短路後，音頻設備仍可以使用的情況包括：
有些環數更高的設備可以向下兼容，但可能會對設備造成損害。例如，3.5mm的TRS（立體聲）插頭可以插入3.5mmTRRS（立體聲和麥克風），但在這種情況下，傳輸麥克風信號的觸點會短路，從而只能提供零信號。相反，在TRRS插頭插入TRS插座時，即使麥克風無法工作（麥克風的信號觸點被斷開），其揚聲器仍然可以工作[47]。
由於過去對6.35mm（1⁄4英寸）TRS端子中的環及其兩側絕緣部分的長度未明確定義，以及不同品牌和不同年代的接口寬度缺乏統一標準，各品牌插頭和插孔之間偶爾會有不兼容的問題出現。
支持立體聲音頻輸入或輸出的視頻設備使用3.5mmTRRS接頭，有兩種互不兼容的型號，長度分別為15mm（0.59英寸）和17mm（0.67英寸），錯誤使用會使設備無法正常工作，或造成物理損壞。
如果將17mm的插頭完全插入到為15mm插頭設計的插孔可能會損壞插孔，並損壞緊靠在插孔後面的電子設備。不過，部分插入插頭是可行的，因為兩種插頭的尖、環和環之間的距離是相同的。
短插頭在為較長插頭設計的插孔中可能無法固定，並導致信號路徑錯誤或設備內部短路（插頭尖端與插孔不匹配會導致插孔內的觸點短路）。
長度為15mm的TRRS端子較為常見，與標準的3.5mmTRS和TS接口兼容。
許多小型攝像機、筆記本電腦、錄音機和其他消費類設備都使用3.5mmTRS接口將麥克風連接到系統上，這些設備可分為以下三類：
功能機使用2.5mm（三芯）插孔，而在智能手機上常使用3.5mm（四芯）插孔。這些插孔可提供單聲道（三芯）或立體聲（四芯）音頻和麥克風輸入，以及信號（如按下按鈕接聽電話）。既可用於免提耳麥，也可用於立體聲耳機。
不過，隨着藍牙的廣泛使用，以及人們希望移動設備更加輕薄及防水，TRS接口已不再是必備的手機接口。取消這一接口的趨勢始於2016年由蘋果發布的iPhone 7，起初曾受到三星和谷歌等其他製造商的嘲諷，但最終也都效仿了這一做法[48]。但也有防水深度達到1米的SMT插孔[49]。
3.5mmTRRS插孔曾在智能手機上十分常見，自2006年以來一直被諾基亞等公司所使用，正如兼容性一節所述，它們通常與標準的3.5mm立體聲耳機兼容。許多個人電腦——尤其是筆記本電腦——也配備了與智能手機耳機兼容的TRRS耳機插孔。
不同製造商會將TRRS端子的四根線芯分配為不同的用途。任意的標準3.5mm插頭都可以機械地插入標準插孔，但許多組合在電氣上是不兼容的。例如，將TRRS插頭插入TRS插孔、將TRS插頭插入TRRS插孔，或將一個公司生產的TRRS耳機插入另一個公司生產的TRRS插孔，都可能無法正常工作，甚至根本無法工作。單聲道插頭（TRS）通常可以正常工作，但立體聲或麥克風音頻可能無法正常傳輸，或者暫停、播放控制等按鈕不起作用，這在試圖在安卓設備上使用帶有iPhone控制功能的耳機時很常見，反之亦然。
TRRS端子有兩種規範，都是將左音頻置於尖端，右音頻置於第一個環（為了與立體聲接口兼容）。不同之處在於麥克風和接地的位置。
第一種規範將接地設在末端的套上，麥克風設在第二個環上，此種定義在OMTP中被標準化[50]，並已被採納為中國國家標準YDT 1885-2016[51][52]。它主要用於較舊的設備，如早期的諾基亞手機、三星手機和部分索尼愛立信手機[53]，以及面向中國市場的產品[54][55]。使用這種連接方式的插頭會在環之間用黑色絕緣材料隔開[55][56]。
第二種規範互換了兩個觸點的定義。由於蘋果公司的iPhone系列在6S和SE（第一代）之前一直使用這種規範，因此這種配置已成為事實上的TRRS標準[57][58][59]。如今，宏達電子、三星、諾基亞和索尼等公司都遵循此規範。該規範也被稱為CTIA/AHJ，其缺點是如果設備的機身是金屬的，而套管有一個凸起與之接觸，麥克風就會短路。為避免和另一種混淆，使用這種接線方式的插頭會通過環之間的白色塑料分隔物來區分[55][56]。
如果將CTIA耳機連接到OMTP接口上，揚聲器就會因接地缺失而反相連接。這會導致人聲音頻無法傳輸。在這種情況下，如果按住主麥克風按鈕，將麥克風短路並恢復接地，音頻即可正常傳輸[55]。
下表列出不同標準間的差異：
| 標準 | 尖 | 環1 | 環2 | 套 | 舉例 |
|---|---|---|---|---|---|
| CTIA,AHJ | 左聲道 | 右聲道 | 接地 | 麥克風 | 大多數安卓設備[60]，如蘋果、宏達電子、LG、黑莓、諾基亞（包括第一代Lumia及以後的型號）、三星、Jolla、微軟（包括Surface和Xbox無線控制器）、索尼PS4（DualShock 4[59]）、谷歌Pixel 4a、Librem 5 |
| CTIA型AV[47] | 左聲道 | 右聲道 | 接地 | CVBS視頻 | Apple iPod（六代以前）、樹莓派（2014年後發售）、Xbox 360 E、Zune（已停止支持）、部分功能機和智能手機（包括諾基亞N93、諾基亞N95[61]、三星Galaxy S GT-I9000[62]、T-Mobile Sidekick 4G） |
| OMTP | 左聲道 | 右聲道 | 麥克風 | 接地 | 早期諾基亞以及Lumia（第二代後）[63]、三星（2012年的Chromebook）、索尼愛立信（2010年和2011年的Xperia）[64]、索尼（PS Vita）、一加。 |
| OMTP無線電 | 揚聲器 | 克隆[b] | 麥克風或PTT | 接地 | 八重洲無線FT-60R業餘無線電手持對講機[65][66][67]。 |
| 視頻/音頻1 | 左聲道 | CVBS視頻 | 接地 | 右聲道 | 索尼和松下攝錄一體機。在部分早期索尼攝像機上，此插孔兼作耳機插孔。當插入耳機插頭時，環2會與套（S）觸點短路，攝像機就會在環1上輸出音頻[68]。 |
| 視頻/音頻2 | CVBS視頻 | 左聲道 | 右聲道 | 接地 | 部分攝像機、便攜式VCD和DVD播放機、西部數據TV live!、後期的LG電視。 |
| 視頻/音頻3 | CVBS視頻 | 左聲道 | 接地 | 右聲道 | 東芝電視 |
| 視頻/音頻4 | 左聲道 | 右聲道 | CVBS視頻 | 接地 | 潮流科技GXV-3500[69] |
4芯3.5mm端子最初於1993年由日本標準《EIAJ RC-5325A 4芯微型單頭插頭/插孔》定義[70]。另參見JIS C 5401和IEC 60130-8。
蘋果公司的iPod Shuffle第二代可以使用TRRS插口播放音頻，還可以在基座上通過USB充電和同步[71]。
《USB Type-C線纜和接頭標準2.1版》規定了USB-C插孔到4芯TRRS插孔的映射，此映射用於耳機，並支持CTIA和OMTP（YD/T 1885-2009）模式[72]。
部分設備公開支持多種接口標準[73][74]，也有一些硬件組件可供選擇[75]。在某些情況下，可以通過在套和第二個環上施加電壓來檢測接線。後兩個觸點可以調換，以便將符合一種標準的設備與符合另一種標準的耳機一起使用[76]。
ITU-T制定了3.5mm端子的TRRRS標準[77]，該標準稱為P.382（原P.MMIC），概述了TRRRS插孔和插頭配置的技術要求和測試方法。與TRRS標準相比，TRRRS多提供一個線芯，可用於連接第二個麥克風或為音頻配件供電。
P.382要求符合標準的接口向後兼容原先的TRRS和TRS接口。因此，符合P.382標準的TRRRS接口在用於新產品時應能兼容使用。TRRRS支持以下功能：主動降噪、雙耳錄音和其他可將雙模擬麥克風線路直接連接到主機設備的應用。索尼在Xperia Z1-XZ1和Xperia 1 II等設備上使用該接口。
繼JEITA的RC-8141C之後，另一種用於4.4mm接口的TRRRS標準於2015年推出，用於耳機等平衡音頻的連接。此種插頭通常被稱為Pentaconn插頭，其品牌名稱為Nippon DICS（NDICS）。索尼的一些產品（如Signature系列的M1Z Walkman）和森海塞爾的一些產品（如HD 820耳機或HDV 820 DAC耳機功放）都使用了這種接口[78][79]。
TRS端子通常由一根或多根空心插針和一根實心插針製成。然後將插孔與由絕緣材料隔開的插腳組裝在一起。
右圖中：
磨損的或有共差的插頭很容易導致接觸不良[81]。根據插頭的表面材料，可以使用拋光劑（對於典型的實心黃銅觸點）或觸點清潔劑（對於電鍍觸點）來清潔有磨損的插頭[81]。
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