关于音频级联的阻抗匹配
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关于音频级联的阻抗匹配
为什么在大型演出中,我的吉他和效果器一进调音台就变得特别闷,高音惨淡无力,音色像贝斯一样?
为什么我把吉他直接接进声卡的mic in或者line in,音色变得怪怪的,没有高音?
什么是DI?它本质上究竟是个什么东西?
为什么有了诸如line6 pod、gnx3000等近期出的组合效果器,吉他就可以按某种接法直接进台子、声卡等录音设备?诸如以上的种种问题其实根本上都是音频阻抗匹配的问题。什么是匹配,顾名思义,匹配一定是某种状态,它让信号能够顺畅地传输。打个比方,软管浇花,管中的水就是我们的音频信号,我们要把它有效地加载到使用端——花上。软管的状态如果正常,也就是匹配态,我们的目的就可以达到;但如果有人掐住了软管,造成水流不畅,就是失配态了!也就是说我们的目标——不是没有蛀牙!而是追求一种状态,让我们的信号尽可能少地损失掉或反射掉,最好全部加载到后一级设备中去进行处理!首先,我们有两个概念要弄懂:
1、前后级——音频设备进行级联,任何两个相互衔接的功能模块都构成前后级。比如,你的吉他接效果器,这里你的吉他就是前级,效果器就是后级;效果器出来进音箱,这里效果器是前级,音箱是后级等等。。。
2、端口——通常信号的传输需要各级设备至少是一个2端口网络,一个端口输入,另一个端口输出。设备级联时,相邻的两级设备总是前级的输出端口衔接后级的输入端口。清楚了这两个概念,断弦客就要说出每个乐手应牢记心中的、本文的精华:音频前后级级联的阻抗匹配原则是——前级的输出阻抗必须远远小于后级的输入阻抗!
*什么是阻抗?不告诉你,这是个物理专业术语,出于本文浅显易懂的目的,断弦客在这里不作解释,感兴趣的同学可以去翻看电子线路相关书籍或者去google。在这里你只需知道阻抗是一个影响匹配的、几乎每一个电子设备说明书里都会提供的端口特性参数,单位是欧姆ohm,英文叫impedance。这就足够了!
*远远是多远?告诉你,如果仅仅是相等,已经是很临界的状态,不推荐这样的联接。通常,前级输出阻抗:后级输入阻抗≤1:10是好的开端。满足了这条原则,才能让前级的
信号被尽可能多得加载到后级上去进行处理。如果搞反了——前级输出阻抗大于后级输入阻抗,那么一部分信号就会损失掉,高音损失尤其优先。还是拿灌水打比方帮助大家加深理解:你有一杯子水要灌入啤酒瓶中去,水一下子倒出来形成了杯口那么粗的水柱,当水柱到达酒瓶口时,就只有等于瓶口口径大小
的部分水柱进入了酒瓶,而其他的都流失掉了。这就是失配!这里,水是音频信号,前级设备是杯子,后级是酒瓶,前级输出阻抗大小等于杯口口径,后级输入阻抗
大小等于瓶口口径。大家明白后果了吧?嘿嘿。。。。所以要想达到良好的匹配状态,前级的口径最好小于后级的口径,越小倒得越稳妥,你最好是对着长江嘘嘘不
是?那么,我们身边的世界是个什么样子的呢?大致的,我们可以记住一些数量级:
*普通单块效果器输入阻抗——几百千欧到几兆欧(1兆=1千千);
*普通单块效果器输出阻抗——几千欧到几十千欧;
*吉他专用音箱或专业录音声卡高阻输入口输入阻抗——几兆欧;
*声卡mic in端口输入阻抗——几十欧到几百欧;
*声卡line in端口输入阻抗——几千欧(通常大约是mic in
的10倍);
*调音台麦克输入端口阻抗——几十欧到几百欧;
*耳机输入阻抗——几十欧到几百欧;
*麦克风输出阻抗——几百欧;
*吉他的输出阻抗——当音量全开时在低频是几千到十几千欧,在高频是几百千欧。
。。。。。这些只是大致的数量级概念,具体设备参看对应的说明书。现在对照本文第一节里的问题,诸位不难找到答案了吧?再说DI,其实DI的本质就是个阻抗变换器!它具有相当高的输入阻抗用来承接前级较高的输出阻抗,和相当低的输出阻抗用来配合后级较低的输入阻抗。无论是
无源的DI还是有源的DI,它们的目标——也不是没有蛀牙!而是在尽可能少地渲染原音色的基础上,完成阻抗匹配!如
果还拿前面灌水的例子,DI就是杯子和
酒瓶之间的一个漏斗!那么效果器呢?早期的非专业级组合效果器,并非为直接录音而设计,它们仍然具有高阻输出。而随着个人计算机的普及,当录音走进寻常百姓家时,效果器生产厂
家开始设计生产带有DI功能的效果器,使它们带有低阻输出端口。如今不止是组合效果器,即便是单块上也能看到DI被集成到效果器内部的身影。结束语:
以上是对音频阻抗匹配个人理解,很多年了,不停得有人问我类似的问题,一直想写个文,对这类问题作一个浅显易懂的解释,懒惰的双手将时间表推倒了今天。。。希
望还不算太晚。。。不过凡事都有例外,用看似“错误”的方法未必导致“难听”的声音,本文只是提供给那些还不了解音频阻抗匹配的同学一个排查“故障”的参考,一个搭配
级联音频设备的正确的起始点