電吉他接聲卡-阻抗匹配與DI

1、電吉他拾音器專題 (電氣篇)-阻抗匹配與DI摘要: 如果將電吉他接聲卡LINE IN，阻抗失配將造成高頻完全損失掉！你還在這樣用嗎？如果你一直在這樣用，那么或許你還沒有聽過電吉他的真實聲音。本文總電氣學(xué)角度分析阻抗匹配的重要性，如果理解起來比較復(fù)雜，那就看最后那張曲線圖和分析前言:要了解一個拾音器的特性不能光只從工作原理來看，因為它本身是電子零件，所以就得從電子的角度來看。常聽人家說某個拾音器聲音怎樣音色怎樣。但事實上一個拾音器并沒有聲音，它只是個轉(zhuǎn)換器。它把弦的振動轉(zhuǎn)換成電子信號。重點在於轉(zhuǎn)換的過程，有所謂的頻率響應(yīng)問題。因為輸入是弦的振動，輸出是電子信號，在轉(zhuǎn)換的過程中，拾音器有自己的個性

2、，導(dǎo)致輸入不等於輸出。我們要探討的就是不同的拾音器，不同的外部零件會引起轉(zhuǎn)換特性產(chǎn)生何種變化。舉個例子，當(dāng)我輸入一個信號 A，送進一個增益為B的轉(zhuǎn)換器，得到的輸出為C，則C = A x B。 B不等於1的時候，C遠永不等於A。當(dāng)A與B為頻率的函數(shù)時，C的變化才是我們關(guān)心的重點。拾音器的電器性質(zhì):被動拾音器在電氣上的特性主要由幾項參數(shù)決定，最常見的就是DC阻抗，電感量，還有線圈間的電容。當(dāng)然磁石強度也會有影響，但是這部份無法選擇，且在頻率響應(yīng)上是無關(guān)的參數(shù)，只是影響信號強度，所以電路模型裡沒有磁石強渡這個參數(shù)。而外部的負載也影響拾音器的輸出甚鉅。我們會在下面證明。DC阻抗是很容易量測的，只需要一

3、個電錶即可。Fender單線圈拾音器的DC阻抗通常在6K-7.5K歐姆上下。雙線圈則在串聯(lián)時為8K-14K歐姆左右，越高的DC阻抗通常表示繞線圈數(shù)越高，因此輸出也較高。但越細的銅線阻抗也越高，因此DC阻抗沒有辦法作為絕對的參考。高遶線圈數(shù)雖然帶來高輸出，但同時也帶來高雜訊。繞線數(shù)越少的話，聲音則越偏明亮。反之，繞線越多則聲音會偏中低頻較多。超過16K的拾音器偏低頻且無生命感。拾音器的電感量是由繞線圈的多寡、線圈形狀、鐵心磁導(dǎo)率等參數(shù)決定，理想電感對DC信號來說是無阻抗，但在AC信號時，電感是有電感抗的。而銅線併排產(chǎn)生的電容，在AC信號當(dāng)中也是具有電容抗。在電感、電容、電阻三者的結(jié)合之下，拾音器

4、在電路上形成一個RLC諧振電路。所謂諧振電路意思是信號通過此電路時，在某個頻率下有最大的響應(yīng)。超過或低於這個頻率時，電路的響應(yīng)則越小。通常拾音器的諧振頻率多在2K-5KHz左右。但是外接的負載會改變這個數(shù)值。因為諧振頻率分布在2K-5KHz，因此這范圍內(nèi)的泛音會被加強。而基頻則沒什麼變化。不同的頻率的泛音強度就是讓聲音聽起來不一樣的主因。拾音器的電路模型:左圖是拾音器的電路模型，由一個理想的電感與電阻串聯(lián)，而銅線之間併排產(chǎn)生的電容則與其并聯(lián)。當(dāng)PU安裝在吉他上，接了音質(zhì)控制、音量控制和導(dǎo)線、AMP之后，整個模型變成下圖般。R2是TONE可變電阻(全開狀態(tài))，C2是TONE電容，R3音量調(diào)整電阻

5、(全開狀態(tài))，C3是導(dǎo)線的電容，R4是AMP的輸入阻抗。其中C1、C2、C3都會把高頻信號導(dǎo)引入地，因此他們的數(shù)值越大，信號的高頻衰減越多。TONE的控制就是調(diào)整C2影響信號的多寡。當(dāng)R2為500K的時候，R2+C2的阻抗較高，C2影響信號較少。整個電路是個低通濾波器，頻率越低的信號越可以通過，高頻的信號因為電容在高頻阻抗變低所以被衰減。另外，R3和R4的數(shù)值越高，則諧振頻率點的振幅就越高，Q越大。因此使用高阻抗的音量和音質(zhì)可變電阻可以讓聲音高頻泛音在諧振點附近增加音量。而電感值的大小也會影響諧振頻率的移動。越小的電感值可以得到較高的諧振頻率點。整個低通濾波器在信號功率降為一半時(-3dB)往

6、后的頻率每兩倍會衰減12dB。所以頻率越高衰減越大。低頻的部份則很滑順無大變化。當(dāng)然只用文字描述根本就讓人看的一團霧水，因此免不了要給它模擬一下。我們選定一些條件就是如上面的電路圖所示，一般拾音器輸出從0.1Vrms1Vrms不等，我們?nèi)?V，其實這不是重點，我們是看增益(dB)，其他的數(shù)值是取自一些常見的拾音器的參數(shù)。上圖是TONE轉(zhuǎn)最大的時候，在4.5KHz有個隆起，那就是諧振頻率點。此點增益7.3dB表示信號放大了2.3倍。這是RLC諧振電路的特點，雖然是被動電路，但信號也可以被放大，但是整體功率不變。因為信號電壓放大電流卻變小。上圖是將TONE轉(zhuǎn)到最小的狀態(tài)。比較和上圖的差異，諧振點的

7、頻率變成1.7KHz左右。到7KHz的部份就衰減-20dB。所以高頻變少了，聲音聽起來就比較悶，沒那麼活跳跳的感覺。諧振點的峰值沒太大變化。從上面的例子可以看出，光是一個電容就可以讓拾音器的頻率響應(yīng)改變，諧振頻率點整個位移，進而改變輸出的音質(zhì)。所以其實除了換PU以外，在電路零件的變化上其實也有不少動手腳的空間?；氐阶铋_始的話題，拾音器沒有聲音，只有轉(zhuǎn)移特性。我們模擬的時候，輸入的信號(不是吉他弦的振動信號)是不管什麼頻率下大小都一樣的，也就是說如果把響應(yīng)圖畫出來，它會是一條0dB的直線。0dB就是沒有放大沒有衰減。就像下圖。輸入是一條直線，輸出卻變成像山一樣的曲線，這就是拾音器的轉(zhuǎn)移特性，或是

8、它的增益。輸入乘上增益就是輸出。紅線代表的就是拾音器加上周邊線路的轉(zhuǎn)移特性。只要改變拾音器的組態(tài)(線圈的數(shù)量)或者外部電路，就可以改變這個轉(zhuǎn)特性曲線。把諧振點位移到喜歡的位置。實際上，弦的振動因為被木頭影響，因此在不同頻率也有類似的變化曲線，很少有吉他的弦在所有頻率下振動的幅度都一樣。木材和弦的相互影響是屬於機械系統(tǒng)，有其自然共振頻率。其實也可以用類似的模型來分析。就像汽車的懸吊系統(tǒng)可以用物理和力學(xué)的方程式導(dǎo)出它的轉(zhuǎn)移函數(shù)，找出輸入和輸出的關(guān)係。還有橋樑為什麼要算共振頻率，且要避掉地震的頻率，如果兩者頻率相同，震動會達到最高值而產(chǎn)生破壞。更多的模擬:接下來我將用更多的模擬來說明其他參數(shù)改變對P

9、U的轉(zhuǎn)移特性會造成什麼改變。所以的對照標(biāo)準(zhǔn)都以下兩圖為標(biāo)準(zhǔn)。1. 改變電感量: 假設(shè)L1電感2H變成4H。則結(jié)果會變成下圖，注意諧振點從4.5KHz變成3.3KHz。2.換可變電阻: 把電感恢復(fù)成2H，把音質(zhì)和音量可變電阻(R2,R3)改成250K歐姆。則結(jié)果變成下圖，注意諧振點沒什麼變動，但是諧振點的峰值變小，Q度降低(山坡變和緩)。3.換掉TONE電容: 把可變電阻恢復(fù)成500K，TONE電容C2改成0.1uF。變化卻不大。原因是TONE可變電阻R2的阻抗很大，因此改變C2的作用必須在可變電阻值轉(zhuǎn)到0時來分析。把TONE轉(zhuǎn)到最小變成下圖這樣，高頻都不見了。4.不好的導(dǎo)線: 如果把導(dǎo)線的電容

10、C3加大(比如說用到濫導(dǎo)線，電容特大)成1nF，效果和TONE電容C2變大一樣。諧振點從4.5KHz變成3.4KHz，也就是高頻少了。所以大家導(dǎo)線要注意的應(yīng)該是什麼?導(dǎo)線不要太長，因為越長的話電容越大，如果想要高頻(泛音)越多的話應(yīng)該知道怎麼做了吧?不管多貴多有名的導(dǎo)線，不要想的太神奇，都是電線的電容在作祟。通常明亮的導(dǎo)線表示電容量較小。5.阻抗不匹配: 最后看的就是AMP的電阻R4，正常都是1M，這算是高阻抗。如果你接到其他設(shè)備的Line IN孔 ，輸入阻抗是10K(對PU來說很低)，那會發(fā)生什麼事情?只有一個慘字可以形容啊!不僅音量超小，高頻都不見了。這就是阻抗不匹配的結(jié)果，拾音器內(nèi)阻高，負載太小，聲音變的超級無力。最后兩個模擬的重點在於告訴各位，導(dǎo)線不要用太長，也不要太迷信True Bypass效果器，因為全都是 True Bypass會造成效果器ALL OFF時導(dǎo)線太長反而電容變大導(dǎo)致吃痛，沒想到本來想要不吃痛卻出現(xiàn)反效果?所以建議盡可能第一顆效果器用緩衝功能(電子式Bypass)的效果器來做 ，或者使用內(nèi)建的前級將吉他后面的負載隔離。并且注意阻抗的匹配問題，不是給吉他插的就別亂插，避免拾音器過載，聲音死沉