关于DI的一些个人理解

裂空雷痕 · 发表于 2010-2-22 21:53:08

最近群里有朋友有对DI感兴趣，我和他聊了一些我对DI的理解。现发在这里来，想与DIY同好们交流。需要说明的是这纯属交流，因为我自己没有真的用过DI，这些都是我自己YY性质的个人理解，所以难免有错误，请内行高手指正~

DI的作用：一是阻抗转换，二是平衡/非平衡转换。在这里我想简单讲讲这两方面的原理。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~阻抗转换~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

阻抗，就是指的电阻和电抗，这里我想略去电抗的解释，简单地认为阻抗就是电阻。但这只是为了讲解方便，实际这是两个概念，希望大家不要混淆。

首先，讲解一个用得到的基本理论：分压原理，懂的朋友请略过~

分压原理.jpg.jpg

如图所示，两个电阻串联与一个电压源（电池）构成回路，电池电压为U，电阻R1两端的电压为V1，电阻R2两端的电压为V2。很容易知道：

V1+V2=U

即两个电阻各分摊一部分电源电压，称之为分压。根据欧姆定律可以推得

V1=U*R1/(R1+R2)

V2=U*R2/(R1+R2)

即：两个电阻分得的电压之比等于两个电阻阻值之比，大的电阻分得的电压大，小的电阻分得的电压小。

这个式子对于交流或直流信号都成立，实际吉他或其他信号源可以看作交流电压源，同样适用于分压原理。

输出阻抗和输出阻抗

如上述，吉他或者其他信号源可以看作是交流电压源。理想电压源的电压幅度为恒定值，不随外接电路的变化而改变。而实际电压源都有内阻，等效电路为理想电压源和内阻的串联，如下图：

交流电压源.jpg

此内阻即为信号源的输出阻抗。对于信号源，输出阻抗是一个重要的固有参数。

而对于调音台等音频电路，输入阻抗也是一个重要的固有参数。输入阻抗的等效电路如下图：

输入阻抗.jpg.jpg

即，输入阻抗为在电路输入端并联的电阻。

输出阻抗和输入阻抗对信号的衰减

如果将信号源接到电路的输入端，电路如下所示：

连接.jpg.jpg.jpg

图中可见，信号源的信号被信号源的输出阻抗和电路的输入阻抗分压，电路得到的实际的输入信号为它的输入阻抗所分得的信号分压。换句话说，信号源的信号会被R1和R2两个电阻所衰减。显然，信号源的输出阻抗越低、音频电路的输入阻抗越高，这种衰减作用越小，越有利于信号传输。

而对于电吉他的输出来说，调音台的输入阻抗比较低，琴的信号会被比较严重的衰减。假设琴的输出阻抗是10K，而调音台的输入阻抗也是10K的话（即上图中R1=R2=10K）琴的信号到达台子时会被衰减到原来的10/(10+10)=50%。这时如果在琴和台子中间插入这样一个电路，它的输入阻抗很高，输出阻抗很低，放大倍数为1（即输出信号幅度等于输入信号幅度）。对于琴来说，它的输入阻抗相对于琴的输入阻抗很高，琴的信号到达它的输入端时受到的衰减比较小；对于调音台，它的输出阻抗相对于调音台的输入阻抗比较低，使它的输出信号到调音台时同样不会受到太大衰减。如下图：

插入DI.jpg

设插入的电路的输入阻抗为500K，输出阻抗为100欧，则琴的信号到达此电路的输入端时被R1和R3衰减到原来的500/(10+500)=98%，由于电路放大放大倍数为1，它的输出也是98%，再到达调音台时，又被R4和R2衰减到电路输出信号的10000/(100+10000)=99%，也就是琴输出信号的99%*98%=97%。由此可见，加入这个电路进行阻抗转换之后使信号传输得到大大改善。DI的阻抗转换作用的原理就是这样。

实际情况中阻抗不只有电阻，还有电抗，所以阻抗转换除了影响信号幅度还涉及到信号频率响应的问题，不过这个这次就不说了，这里只作为纯电阻来理解。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~平衡/非平衡转换~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

这个其实搞明白平衡传输的道理就容易了。

对于非平衡，即一般的信号，它在传输过程中会受到干扰而感染到噪音（如信号线感染到周边的电磁杂波）。而平衡传输是使用差动信号传输，印制共模干扰噪音。

详细解释来说，平衡传输就是先把原信号反相，与原信号构成互相反相的两路信号，通过两芯信号线传输。反相的概念可以简单理解为两路信号的幅值互为相反数，即假如一路信号为X，另一路信号则为-X。

反相.jpg

互为反相的两个正弦波

若信号线中两个芯线结构相同，则感染到的干扰信号近似相同，设干扰信号为N，则到达传输终端的信号为原信号叠加干扰后的结果，即两路信号分别为X+N和-X+N。这时再对两路信号进行差动放大，简单理解为两路做减法，得到的结果为(X+N)-(-X+N)=2X，即抵消了N。所以，平衡传输主要的目的是抵消信号传输中干扰的噪音。

顺便说一句，双线圈拾音器降低噪音的基本原理和这个也是一样的。

可见，平衡传输最直观的特点是它需要两芯的信号线，因为要传输两路反相的信号。平衡信号的接口一般是三线的卡农口（两个信号一个地线）。当然并不是卡农口都是平衡信号，因为也有可能其中一个芯线没用。

最后，说两点我自己对DI的看法：

首先DI和箱体模拟、音箱模拟等东西不是一回事，DI不会使音色产生变化；

然后就是，如果使用了效果器，而效果器直连调音台的连线不是太长没有产生太大噪音，则不必使用DI，因为效果器电路本身的输出阻抗已经比较低，不需要阻抗转换，如果传输过程中噪音不大也就不用平衡传输（这一点我不确定，因为是纯YY没有实践过，请行家指正）。

zrui1010 · 发表于 2010-2-22 21:57:33

雷教授。。。。。。

斯巴达克 · 发表于 2010-2-22 22:04:10

哇好深奥的技术贴

yitiaotui · 发表于 2010-2-22 22:09:20

雷老湿讲解的很精彩。顶一个！！！！

雨季里石头 · 发表于 2010-2-22 22:10:25

`````````````晕``````必须教授````````````

beyondwpscq · 发表于 2010-2-22 22:26:38

虽然没看懂，还是顶一个·

yeesie · 发表于 2010-2-22 22:56:41

顶!

立阿立 · 发表于 2010-2-22 23:00:40

雷总，我来了！

立阿立 · 发表于 2010-2-22 23:19:05

精彩！要加精！把电抗频率响应也说了吧！精彩继续…

vacuum · 发表于 2010-2-22 23:40:13

呃~~~这篇教程可以了~~~

相当可以了！~~
鼓掌故障！！

bowling300 · 发表于 2010-2-23 01:08:52

好帖。够做老师的条件了。

yeesie · 发表于 2010-2-23 03:04:44

居然现在才发现是雷子的帖子... .. .

不过,确实很好.
再顶一下!
用冷场王的王道来顶上去!

鞭击金属头 · 发表于 2010-2-23 08:03:43

雷爷，我看懂了，而且一遍。。。
讲的太由浅入深了，哈哈真好

天蝎e2 · 发表于 2010-2-23 08:16:40

明白了。。。以前一直以为DI有音箱模拟的作用，原来不是这么回事。。。

立阿立 · 发表于 2010-2-23 08:28:31

继续顶……

老是弹断弦 · 发表于 2010-2-23 19:28:44

来晚了，谢谢雷爷的教导，雷爷万岁万岁万万岁

X-sound · 发表于 2010-2-23 20:27:42

开年就见专业贴！使劲的顶一下、再一下、再一下……停不下来了……可累死我了

梦游一刀 · 发表于 2010-2-23 22:48:43

X爷，我帮你喊口号。1234.2234.3234换个姿势，再来一次。

bacho · 发表于 2010-2-24 00:38:56

为什么用软件录音或者直接用效果器录音不需要DI音色也没变化呢？

bacho · 发表于 2010-2-24 00:41:17

哦 DI就是消除线路噪音的东西？

㊣摇滚烂仔㊣ · 发表于 2010-2-24 12:59:11

精彩啊老雷

gao022 · 发表于 2010-2-24 13:13:55

[em13]

好！！！

透明的狼 · 发表于 2010-2-24 20:21:49

雷子老师讲科学

line6xtlive · 发表于 2010-2-26 10:53:44

snoopyqd · 发表于 2010-2-26 17:19:58

丫也敢个人理解？！内容略过，直接看签名。

cqm · 发表于 2010-2-26 21:37:12

我想是最近我惹雷爷急了,上课来了,这个虽然不懂,但有需要充电,收藏了

jbjbzh · 发表于 2010-2-26 22:31:16

zy

[em01]

快乐时光 · 发表于 2010-3-2 08:26:45

最近正在找DI方便的资料，先顶再看，谢谢~~

寻找多年 · 发表于 2010-3-2 08:37:12

看完了，受益匪浅！准备给自己的效果器增加个DI功能，谢谢！！
补允个分压例子：
比如输入电压为5V，用两个22K电阻进行平均分压那么：
5*22/（22+22）＝2.5V

[ 本帖最后由寻找多年于 2010-3-2 08:41 编辑 ]

fizben · 发表于 2010-3-2 10:39:12

好顶了

la367 · 发表于 2010-3-9 18:00:24

看完了，受益匪浅！

yangwd41342 · 发表于 2010-3-9 21:27:44

up up ！！

colinli1990 · 发表于 2012-6-30 10:41:06

所以一般DI出都是用平衡卡农线？

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