DI 的功能? 阻抗转换要放到前面来看

文摘   2024-08-22 15:30   中国台湾  

       

 

   

如果你问一个音响师:为甚么要用DI?  

大多数的答案是:  

”非平衡传不远 会被干扰 所以需要转平衡式”  

但是DI大厂Radial®写道:   

“DI盒通常接受不平衡的高阻抗讯号,并将其转换为平衡的低阻抗输出,可以长距离运行而不会导致讯号衰减。”  

         

 

 

上面这句话又很容易被初入门者误解为" 不平衡是高阻抗" “平衡是低阻抗”  

那么要怎样正确理解?  

         

 

 

或许DI 盒存在目的/重要性重新叙写如下会更好-
1.解决音频设备之间阻抗不对称所导致的失真,
2.处理非平衡微小信号避免被干扰+降低传输成本+解决线路上引入干扰问题
3.非平衡容易受干扰?权衡S/N比+也要同时兼顾对其他通道的串扰影响    
4.在晶体管不普及的年代=主动DI不容易实践
-借鉴麦克风变压器被动DI先普及;电子技术进步后利用电路做转换
5.顺便处理接地环路

!!请注意!!  

音频噪音的问题并不会只发生在路径上被干扰  

-平衡式只是路径上的”吸噪作为”  

还有更多自身搭配的细节需要注意!  

         

 

以下我们来慢慢解构一下 DI盒的存在价值
         

 


调音台有HI-Z 口-应对乐器信号
许多PROTABLE便携式音频设备上 会有”HI-Z “的电吉他/乐器专用插孔

便于小型场合直接接受乐器输入

这是一个1 MΩ高阻的接口 对应10 kΩ Lines

而一般的Line in 是10 kΩ 对应600 Ω 以下的Lines    

这提醒了我们 阻抗”对应”的重要性 

这大约是一个 1:10~1:100的差距请注意有这种接口的PROTABLE便携式音频设备是近代才有,一般调音台并不会有!但是无论如何!离了有这种HI-Z接口的调音台/音频设备之后

我们需要有个东西来应对电吉他/乐器….的高阻输出!这是DI最重要的功能之一

设备间阻抗对不上也会导致噪音发生!!

         

 

         

 

处理非平衡微小信号避免被干扰+降低传输成本+解决线路上引入干扰问题
我们设想一下 在资源极度匮乏的状态下如果没有话筒 没有DI?
你会怎样让乐器信号传递到调音台?
很可能就是一条导线从舞台上直接到调音台
如果:非平衡信号足够强-由于 S/N比优渥    
在没有其他干扰的情况下还有一搏
但是并不容易!! 这段距离---很长!
早期更多乐器拾音器是被动的线圈 信号强度不足
加上-非平衡传输如果要避免噪声-需要非常低的接地电阻
换言之线缆的接地要加粗 在物理结构上就是屏蔽层必须加到很粗
成本很高 而且还是会引入干扰 所以解决方案就会转向平衡式去发展         

非平衡容易受干扰?权衡S/N比
也要同时兼顾对其他通道的串扰影响
事实上  非平衡信号并不会只有弱信号
想要在舞台上要取得非平衡高电平信号是可能的!
舞台上有乐器音箱
那是一个迷人的真空管失真来源
在那个初步工业化,DIY动手盛行的年代    
取得后级输出也就是鳄鱼夹 香蕉插就能搞定的事
30W 8Ω 意味着  V=15.5V  26dBu
这信号不低吧!  如果真的把他在舞台上面传
微弱的麦克风信号线就会受到串扰
如果直接给音频前级变压器则会导致失真
因此先做衰减是必要的…
舞台上的客观现实情况是:线缆虽然有一定程度的屏蔽与串音隔离度
但是让信号强度差不多的线缆挨着走总是较好的
否则会有较明显的串音感应….
因此我们会看到DI盒的输出会违反”S/N比较大比较好”的原则
很刻意的衰减电压值 使其接近话筒信号!


  在晶体管不普及的年代-主动式DI不容易实践
-借鉴麦克风变压器被动式DI先普及;电子技术进步后利用电路做转换    
被动DI盒在20 世纪 60 年代中期首次出现在美国,这些盒子通常包含匝数比约为8:1 至 12:1 的音频变压器,以帮助将乐器拾音器的高输出阻抗与典型调音台麦克风前级放大器的相对较低输入阻抗进行阻抗桥接。

Wolfbox  是最早提出  passive direct interface box名称的盒子里使用的Triad A-11J 的匝数比为 10:1 ,因此阻抗比为100:1。被动直接盒适用于大多数电子乐器,但它会对输出讯号较弱的乐器产生负面影响,例如带有单线圈拾音器的Fender Rhodes 钢琴和Fender Precision Basses 。为了适应这些乐器,设计了包含供电电子电路的主动直接盒,将输入阻抗增加到1MΩ以上成为一种需要

1975,Leon Russell的录音室设计了一个48伏幻象供电的主动直接盒,其电路发表在声音工程杂志dB 19754月。

以支持California Jam等大型摇滚音乐节而闻名的音响公司Tycobrahe在1977年推出了一款有源直接盒,能够提供+9 dBm 线路电平输出,并带有内置衰减器以补偿各种输入电平。*这一段我们引用网络文章 略为改写

         

 

顺便”处理接地环路    
当人们意识到电源保护接地重要性时,金属外壳设备上开始使用接地线并且结合到电源线当中, 其实早自 1962 年-美国在新建筑中已禁止使用 NEMA 1-15R 无接地插座;因此接地环路的问题浮上台面!
音频行业前辈也清楚平衡式透过断开信号接地能避免接地环路问题
但是由于舞台蛇缆若使用航空插头有共地形式,这意味着该通道即使在调音台端断开信号地 也会在其他通道接回
因此在DI盒上设计提供了信号接地开关,以便在必要时断开信号接地!

         

 

         

 

   
早期的Wolfbox 有接地开关
图片来自于en.wikipedia.org 著作权利归属于原作者所有
         

 

   
从复刻的Wolfbox 我们可以看到 接地开关 介于卡农1脚与变压器/6.35 接地脚之间
图片来自于www.brenafx.com/ 著作权利归属于原作者所有
         

 

         

 

小结:    
本来想翻译国外文章的,但是却发现DI盒功能性的论述/重要性 得要从
电信标准(平衡式)
电声设备的发展过程
电力标准的发展过程
来通盘思考
知道行业前辈遭遇了什么困扰-优先想解决什么
当下有甚么具有经济可行性的方案
才能真实的反应DI盒的价值
以上分享之
         

 

在这篇文章撰写时 我们参考了下列文章
https://en.wikipedia.org/wiki/DI_unit
https://gearspace.com/board/geekzone/52608-history-di.html
https://www.masterclass.com/articles/how-to-use-direct-input-boxes
https://en.wikipedia.org/wiki/Wolfbox

Radial®Radial Engineering. 的注册商标


         

 

         

 

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