僅針對音頻系統中的電路進行說明
· 在對電路施加電壓時,電阻抗是對電路中交流電的抵抗力的度量。
· 阻抗以歐姆為單位(類似于電阻)測量,并且可以認為是交流電路中的一種“交流電阻”。
· 音頻信號是交流電壓,因為它們同時具有負電壓和正電壓(信號的正振幅和負振幅)。因此,音頻信號是交流電(具有負電流和正電流)。
· 僅當上級設備輸出連接到前置放大器(或串聯的下一個音頻設備)時,音頻信號才會通過。上級設備的輸出必須創建一個帶有負載的電路,以使音頻信號流動。
在音頻系統的連接中,有各式各樣的設備進行設備串聯
首先說兩個概念
1.輸出阻抗: 音頻設備輸出端上的固有阻抗。
2.負載阻抗: 音頻設備下一級(通常是前置放大器)的輸入阻抗,該阻抗與上級的輸出共同構成電路。
在音頻行業內,行業規定輸入接口的阻抗應為輸出阻抗的10倍以上,這樣才能保證音頻信號的傳輸質量。
這樣的“阻抗匹配”其實是為了“電壓匹配”,而不是傳統電學概念中的輸入輸出等阻抗的“阻抗匹配”。
源輸出阻抗和輸入阻抗之間的電壓傳遞公式:
VL = ZL? VS /(ZS + ZL)
VL輸入端 =前置放大器輸入端的電壓。
VS輸出端 =麥克風輸出端的電壓。
ZL輸入端 =前置放大器的輸入阻抗(麥克風負載阻抗)。
ZS輸出端 =麥克風輸出阻抗。
可以將其可視化為簡單的分壓器:
不難推算,如果其他所有條件保持不變,增加負載阻抗“ Z輸入端”可使上級設備的輸出電壓與前置放大器的輸入電壓之間的匹配度更高。
Z輸入端起碼要達到Z輸出端的10倍以上,電壓才可達到源輸出端電壓的90%,但是我們也不希望輸入端的阻抗過大,因為阻抗過高會增加線路出現噪音的可能。
這種最大化的電壓傳輸稱為“阻抗橋接”,或者稱為“電壓匹配”。
不同音頻信號類型的區別
HOLA,在了解完阻抗的秘密之后,在這里我們簡單說一下各個種類的信號等級和阻抗的差異。我們在這說下經常遇到的三類信號:麥克風信號、線路信號、樂器信號。
懶得看字兒的可以直接看圖
麥克風信號很好理解,就是麥克風輸出的信號,其電平大概在 -60dBV和-40dBV(0.001V - 0.010V)之間,通常需要前級放大器的放大才能正常使用,麥克風的輸出阻抗通常在150Ω至200Ω之間。所以呢,你的聲卡或者話放的Mic Input(麥克風輸入)接口的阻值應至少該有1500Ω。
麥克風信號輸入接口
線路信號也就是Line Level Signal,一般由TRS(大三芯)平衡線纜傳遞,比如一些播放器、效果器的輸出信號都為線路信號,其電平約為0dBV(1V),是麥克風信號電平的100倍-1000倍;其輸出阻抗通常在100Ω至600Ω之間,Line Input(線路信號輸入)接口的阻抗通常大于10,000Ω。有些音頻接口有獨立的Line Input,有的則是復合型。比如M-Audio Air192 | 4
M-Audio Air192 | 4
樂器信號 - Instrument Level Signal,樂器信號的電平位于麥克風信號和線路信號之間,通常以TS(大兩芯)線纜傳遞,通常需要前級放大器將其提升到合適的線路電平等級;電吉他、電貝斯、帶有拾音器的原聲樂器輸出的信號均為樂器信號,通常這些樂器的輸出阻抗非常高,約在7,000Ω至15,000Ω甚至更高。因此你經常能看到話放、聲卡的線路輸入通道上有“Hi-Z(高阻抗)”或者“Line/Instrument”切換開關,能使線路輸入接口的阻值增加,以適配樂器信號輸入,有些音頻接口則直接獨立出來高阻樂器輸入接口。樂器輸入接口阻值通常在1MΩ(100萬歐姆)左右。
M-Audio Air192 | 4
在前文說過,如果樂器輸入接口阻值過低時,信號會失真、高頻丟失,聲音聽起來會很沉悶;而阻值過高時,會增加線路出現噪音的可能。而有一類設備能完美的解決這一問題,讓你隨心所欲的調節滿意的音色。比如:
IK Multimedia的Z?Tone系列產品可對這些變量進行控制,通過使用高質量的前置放大器,并配備可調的輸入阻抗,以使各種拾音器都能發出其完美的聲音。Z-Tone系列有兩款相關產品,有體積較大的Z?Tone DI和更緊湊的Z?Tone Buffer Boost。
詳情請戳
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IK Z?Tone Buffer Boost
實際應用
最后,提醒大家伙兒一點。如果將高阻抗輸出輸入到低阻抗麥克風電平輸入中,它通常會使前置放大器過載。這將導致失真,甚至可能損壞前置放大器的電路!例如,如果你想將合成器、吉他等高阻信號插入調音臺、音頻接口的麥克風(XLR)輸入,建議你使用DI盒轉換,將高阻抗信號轉換為低阻抗信號。
使用Z-Tone DI錄制箱琴
注意:最好將DI盒盡可能靠近高阻抗輸出源,較長的走線應將轉換后的低阻抗信號傳送到調音臺或聲卡。通俗點說就是,連接時,兩芯線短,卡農線長。這將有助于節省更多的音頻信號高端頻率。
那么有的好奇的同學會問,低阻抗的輸出接入高阻抗會怎樣呢?按理論來說,低阻出,高阻入,很完美呀!但是…
舉個栗子,我們的麥克風是低阻輸出,你的吉他單塊效果器是高阻輸入,串聯在一起是理想的選擇,也有一些朋友想實現這樣的操作,讓聲音變得更有意思。但是你直接拿XLR卡農轉TS大兩芯,從麥克風插到效果器上,這樣是有問題的。
問題在于,線路或樂器輸入需要線路或樂器信號等級。線路和樂器信號的電壓比麥克風信號高得多。
將低阻抗麥克風插入高阻抗樂器或線路輸入會產生很低的電平信號。音頻信號將接近接收端設備本底噪聲,因此當你提升放大器的增益時也會產生更大噪聲,這種不良的信噪比是很令人絕望的。
這時候你就需要Re-amp盒或者類似AXE I/O這種帶有Re-amp功能的音頻接口來實現你的這一想法。
IK Multimedia AXE I/O
本期內容就到這啦,以后,在選擇輸入輸出端的各類音頻設備時,相信你已經明白如何讓匹配正確的阻抗和信號等級了!如果你覺得本文對你有幫助的話,歡迎轉發點贊留言!