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03-麥克風 樂器(音箱)


麥克風

SHUER

QLXD4+GLXD2 BETA58

BETA58 (有線)

Sennheiser(森海塞爾)

 Sennheiser EW100G3


MIPRO

mipro-act747

Mipro_ACT74

天線mipro-at90w


樂器

爵士鼓組



樂器音箱

bass trace elliot 715x bass


吉他Roland JC-120



電子琴 Roland KC-350









DI – BOX

Palmer PAN01 Audionomix Passive DI Box




Palmer PAN01 Audionomix Passive DI Box

DI – BOX介紹

在我們這個領域裡,幾乎是每一次都會用到的設備,那它的本身責任到底是在做什麼,這過程倒是有很多的似懂非懂,只知道樂器的聲音要接入它來轉換,不知所以然的來由,藉由此次的機會,
我們就來進入訊號轉換的時空吧。
這個元件牽涉到的最主要是一個阻抗的問題,又阻抗它區分為輸入的阻抗,輸出的阻抗,這對一般人
而言,完全不瞭解是什麼意義,說完這其中的原由,那各位早就離網睡覺去了,簡單明確的解釋,
有的人不是電科出身的,我們也勿須太官方,盡量減化。


任何一個電路結構組合而成時,那些大量的電子零件串並的連結在一起後,當我們供應了電源給這個
電路結構時,它本身除了要去運作的工作外,其上了電後就有一個內部的抗體在,很單純的,
每一種設備元件都有基本的阻抗值,經過多年的演變,這一般的規定就浮現出來,各位不難發現在
設備所配附的手冊裡都會寫出這些電器設備的輸入與輸出的電阻抗條件,那就是產品在設計後,提供
使用時,彼此有一個基本的匹配依據。
在寫入 DI – BOX 前,我們須要簡單的瞭解所謂的阻抗 ( Impedance ) 問題,
這牽涉到相關學術太多了,我們採用倒水的比喻來解釋它,各位不妨體會看看,如果有一桶水,倒入
一個桶子,那因為彼此倒入 / 出的口很大,得不到我們想要的衝力,此時若我們把水欲倒入水桶前,
加上一個漏斗,經過這個漏斗,由於入水處大,可以滿足水倒進來的速度,而出口因為變小之際,
就得到我們想要的水束,如此把它應用在輸入 / 出端口的阻抗說明應該很恰當了。
當一個輸出的元件的輸出端口阻抗很大,就如同倒水量很小,如此得不到可以使用的能,輸出的阻抗
小就像是倒水量很大之意,那麼要輕鬆的得到上一連結的能,你就必須擁有如漏斗般的調整裝置,
來控制進來的水量可以達到我們想要的、適當的水束。


我們都知道一個 Line 訊號,如 Guitar、Bass Guitar、Loop、Keyboard 等訊號,當你在一個短距離的
範圍,包括供電的距離,訊號線傳輸的距離等,都是很容易得到正常的結果,提出這情況是因為一般
大家都在公司內部工作及測試,結果所用的電源幾乎是同一相位的電,然後使用的訊號線都很短,
所以你跟本製造不出雜音來的,又此雜音的產生跟麥克風訊號線斷腳的問題不一樣,以至於在公司
測試都是好的,拿出去外場時就出問題,如果不清楚,最快的是找一個不同相的電源提供給一台你
最容易得到的資源 Keyboard,及 kb Amp,就如同在舞台上,你提供的電源線請不要低於 50 m 然後在
用一組不同相的電源,一樣的, 50m 長的電源線提供給一台混音器,EQ、擴大器、喇叭等器材,
接下來用 100m 的 multi cable 來連接這 Keyboard 及混音器。
幸運的話,你會沒雜音,那是因為你所在的電源旁路架構很好,不過很難如此結果,通常得到的會是
一個帶有哼聲的訊號,或者利用一個小升降電壓的變壓器,( 應該很容易取得這樣的材料 ),改變某一邊
的電壓,也可以取得電流哼聲的,到目前為止,我們所要清楚的,在外場,無論大小系統,都會有類似
情形出現,會產生這樣的傳輸問題就是,由於非平衡式的傳送,這隔離的包裝線,無論內部有幾條,
其傳送的格式就是正訊號端,及接地端,又負訊號就等於跟地線合在一起,這在短的距離內是不至於
產生 R、C、L 效應的,不過這高阻抗非平衡的架構,當它的傳輸距離拉遠時,這個線距就成為一個
很好的感應體,地線除了做為迴路的樞紐,又是負半週訊號的通道,不要的與要的訊號都加雜在一起,然後兩邊線距的關係,電壓降就會有所不同。

又高阻抗之由,譬如 TROTON 這台琴的輸出阻抗是 1KΩ,別以為那輸出很多,那是在 1KΩ 的狀態下,
這現象就如同前述,倒出水的端口變成是小的,所能造成的能不多,此時連結的端口開始調整跟它一
樣的接口,就如同我們在增加輸入的電平值一樣,又剛才已經提到訊號能不足,所以這麼一放大
電平量,雜音、哼聲也就跟著提升了,清楚嗎?各位?這種設備如前述的樂器外,還有 CD、卡座,
DJ Mixer 等,你所看到的設備。
如果有看到 mono 的phone jack 插座,RCA 接頭的,好心的有標示 – 10 dB,以上這些都通稱
Hi–Line Unbalance ( 高阻抗非平衡式架構 )。有人會問,既然有這些問題,那為何延留至今?
各位可要清楚,並不是每個人都跟我們一樣是從事專業級 ( 工業規格 ) 的事情,一般家用 Hi – Fi 與
行家級的使用人口比我們這一行的人口還多,光拿一台 cd 回家聽,總勿須要什麼配備,直接插入家用的
Line in or Aux in、cd in、Tape in 之類的名詞輸入端就可以使用了,不管什名詞,這些輸入端口都是
高阻抗輸入端,沒得調整的,因為據有定阻抗 Line in 的機器,它們的輸入阻抗都非常的高,
從 10KΩ 到 50KΩ 甚至更高都有,如同漏斗口弄得小小的,只要有一適當可用的水量,就可造成水束,
同樣的,機器內部不用再加裝什麼十倍放大電路,直接就可得到訊號來使用。
RCA 訊號線也不過 50cm長,製程便宜經濟,跟本就不用煩惱雜訊問題。
這就是家用 / 行家級數的方便,當然年代至今,這些家用的規格演變得更方便,更容易達到目的,
也因此在專業級 ( 工業規格 )的製品,除了本身高階的條件規格外,還必須能相容接受這些家用條件的
規格。
簡述阻抗而言,就是一個設備元件,它的輸入阻抗愈高,就愈能輕易的得到上一連結設備的訊號能,
而輸出的阻抗愈低的設備,它的輸出能量就愈足,能夠去供應給更大接水面。
怎麼講呢?一般的設備其阻抗通常在 600Ω,這個大家都非常清楚的,也因此每個廠家的產品再怎麼
的不同,頻率響應、諧波失真、高低頻滾降點等,所製作出來的機器,其輸出阻抗一工業規定,
都必須在 600Ω 以下,以配合下一連結的使用,因此這所謂的低阻抗規定就是從 50Ω ~ 600Ω。
高阻抗就有 1KΩ ~ 50KΩ 甚至更高,那麼這個範圍又這麼的大有什麼不同?我們撇開一些須求不說,
如果一個 600Ω 與一個 150Ω 的輸出,假如兩者都跨接一個輸入阻抗是 10KΩ 的設備時,它們在正常
下是沒什麼不一樣,若此時你再由同訊號端口並聯訊號出來,就如同以前常用的 Y Cross,把一個訊號
Y 出來給另一個設備使用,迄今都還有同行是這樣的作業方法,大多是在分音器輸出後,其訊號分接
給很多台的擴大器使用,你可能 Y 成兩組,或是 4 組以上,往往因為是放大級,聲音一有了,聽到了,就認為 OK了,這問題真的很大!不止是這個範圍而已,假設剛才所提的,Y 出訊號給另外一組設備
的輸入端,這樣的動作會讓源頭提供訊號的元件其輸出電平會衰減,頻寬會不正確( 頻率響應 ),我們
使用示波器、分貝計、電壓錶等儀測裝置,一般訊號在 600Ω 輸出下去 Y 出訊號出來時,都會降掉
1 ~ 2 dB 的訊號值,端看此設備的好壞。當我們再 Y出第 3 組第 4 組時,除了下降輸出電平外,
在極高極低頻域的地方全都產生不良的過度的滾降點,也就是說聲音變質了。
在 150Ω 的情況下,如此 Y CROSS 做法並沒有讓此元件的輸電平下降那麼多,一台機器的輸出阻抗
愈低的,其本身的工作電壓自然會高,才足以負擔大的電流系數,相對的製程就高了,費用就不低,
這也是得到好設備的代價吧!

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如何把剛才創造出來的雜訊消除掉呢?此時就拿起身邊的訊號轉換盒,在這兩設備中串接起來,
同樣的,把 Keyboard 訊號 phone jack 插頭接進 DI 的輸入端,從 DI 的輸出則轉換成為 XLR 的格式,
然後再接入混音器的 mic in。如此,你會發現這雜音哼聲已經消失。
神奇吧!說穿了,就是因為將非平衡的傳送,轉成平衡式,阻抗由高的變成低的如此,Balance ( 平衡式 )的傳輸就是將這正負的聲音訊號各自獨立由自己的導線傳送,然後地線旁路的工作,再由另一條導線
負責。也所以構成平衡式的架構就須要三條訊號線才完成。那麼雜音呢?雜音當然有,它充斥在正負
訊號線裡面,不同的是,利用輸入端的兩個半導體 ( 電晶體 ),其矽導體的特雜訊特性,( 因為半導體的特性,所以同規格的晶體,其矽的雜訊特性不可能會一樣的 ),藉由這樣的原理,當組合成差動架構的
電路時,當這正負訊號線所夾帶而來的雜訊同時間內的產生的相位一樣時,不予放大,同時間的雜音
相位相反時,自動抵消旁路,結果聲音訊號的標準正負週期在這過程剛好給予放大!
得到有差數就放大,沒差數就抵消旁路,也是電子術語裡的 ( 共模拒斥比 ) 原理,來達到消弭雜音的
動作。又因為輸出的阻抗低,所以不會如同高阻抗的特性,距離一遠就成為接收天線,所以允許長距
的傳送,一般都還可達 300 m 遠。
那為何要變成麥克風訊號呢?是什麼原因?現在各位已經知道平衡式的輸出規格是在 600Ω + 4 dBu 的
意思了,但是呢,這是主動的元件規格,+ 4 dBu,不管啦,+ 4 dBm、+ 4 dBv 都是一樣!現在都已經
不是標準說法,而是參考說法,就是它本身有能力提供 + 4 dB / 1.23V 的訊號電壓,就算提供給它訊號
的上一級設備,供應的訊號值只有 – 10 或 – 20 dB 的訊號值,它本身都可以自己再提供到+4 dB / 1.23V
/ 600Ω 的條件,或是再增加到 + 18 dB、+ 24 dB 等等,所以當機器上的輸出端有標示600Ω + 4 dBu的
字眼時,它肯定就是 Balance 平衡式低阻抗的輸出,在混音器的文章裡都概略有說到這些關係,也就是
在舞台上,你把 Guitar、Bass Guitar、Loop、Keyboard、DJ 等類似的非平衡式高阻抗訊號接入任一裝置,
其輸出功能可以轉換成平衡式低阻抗的設備,那就俱備了長距傳送的條件了。
但是這樣的經濟效益就太耗資了,不敷成本應用,另外當這樣高增益低阻抗的訊號傳輸在Multi Cable裡,
這個訊號傳輸的串音比也跟著提高,試想,如果舞台上有 5 組到 10 組這類的+ 4 dB 以上的訊號傳輸到
混音器,你可能 cue Bass 的訊號裡會聽到 Keyboard 的聲音,就算混音器輸入端的衰減裝置都已用上,
也沒有什麼幫忙,因為這種串音的現象是直接在 Multi Cable 上面交耦的。


DI – BOX 是一個被動元件,是無放大的功能,只有衰減的裝置,所以轉換出來的訊號電壓肯定是負值
的,一支正常的動圈式麥克風,它的靈敏度大多在 – 40 to – 55 dB 位置,一支電容式的麥克風,
它的靈敏度大多在 – 25 to – 35 dB位置,現在你用一個 – 10 dB的 Line 訊號輸入給 DI 它們轉換的訊號
值不過是在 – 35 to – 10 dB 左右,相當與動圈與電容式麥克風之間的數值,就像是麥克風輸出的訊號
般,又擁有低阻抗平衡式,所以就允許你做遠距及低於串音值的規定來傳輸訊號,同樣的它俱備了
高阻抗的輸入來配合這些非平衡訊號的輸入,基本的零件就是一顆訊號耦合的變壓器,這個元件就是
將訊號經過變壓器的線圈、矽鋼片、磁鐵等,來將訊號耦合到次級線圈來變成一個低阻抗平衡式的
小訊號電壓,以前這種變壓器的製程是很難很貴的,就算有,頻寬也不好,現在已經沒那麼神奇了,
早期電子式的 D I很普遍,俱代表性的就是 BOSS DI - 1,目前都還在線上服役,待會一一剖析。
變壓器耦合的好處非常的多,不用直接線對線連接就可以傳輸能量到下一連結,不過缺點就是頻寬
不夠,雖說滿足市面上使用,但真想要好一點的層級,它就會反應在價格上。變壓器大小也決定其
負載承受量,什麼因素都有關連的,現在我們就來看看這幾顆DI – BOX 的特性吧。



下面這一張表格是採用 4 段不同頻率播放正弦波來觀看其數據,訊號源就不用方波了,以免對這些設備
條件要求太過嚴苛。另外為什麼不使用SIA軟體來觀看呢?若是使用 Transfer的功能只能觀察到頻響,
那麼每一顆 DI 在這樣的量測下,全都可以20 Hz~20 KHz平坦,所以我們要加負載量取輸出電壓。