DI 的具體作用是什麼?

DI Box (Direct Injection Box) 是一個十分常見的器材,相信大家在演出或是在錄音室,都曾使用過或看過,但卻從來沒搞清楚它具體的作用是什麼呢?

其實,一般來說常見的 DI 的主要作用有三個,消除雜音、改變阻抗以及切換接地狀態。

消除雜音

一般最常見使用到 DI 的時機,是使用在只有 Line out 輸出的樂器,如吉他、Bass 或是部分的合成器 KB。Line out 的線種一般來說是非平衡 TS 線,也就是俗稱的 Phone Jack 線。如果你曾經看過線材內部的話,就會發現它裡面只有一條主線和一條裸線,分別是訊號線和接地線。而連接 DI 輸出端的,則是平衡訊號 XLR 線或稱 Canon 線。XLR 線裡頭則有兩條主線,分別是正訊號線和負訊號線以及接地線。

▲ 平衡與平衡線內構的差異。

而主要要消除的雜音來源,則是因為線材在通訊距離較長時,有更大的機會會接收到來自周遭的電流雜訊。而要消弭這個電流雜訊的方式,則是透過相位反轉的方式,來抵銷聲音訊號傳輸過程中,額外接收到雜訊聲音。

其原理簡單來說,由於在平衡訊號線中有兩條主線,正訊號線和負訊號線,所以在傳輸的過程中,兩條主線都會接收到外在的電磁雜訊。然而在訊號到達控台時,控台機器裡的動差放大器,會將負訊號線的訊號做反轉,進而達到和正訊號線裡相同的雜訊聲音給抵消掉。而原本樂器的訊號,在進入動差轉換器轉換前就是正負相反的相位,經過轉換後,就只會有通訊途中加進來的外在雜音會被相位抵銷掉,這就是 DI 消除雜音的作用方式。


▲ 透過 DI 的平衡轉換後,正負極訊號是相反的相位。


▲ 訊號傳輸期間正負極都會接收相同的雜訊來源。


▲ 通過動差放大器將平衡訊號反轉,此時正負訊號變為同相位,而外來雜訊則變成反向以達到相位抵銷雜音。

▲ 使用 DI 時的訊號流。

另外一提的是,平衡訊號線的三個 Pin 腳上都會標記數字1.2.3。各自有相對應代表。標示1的代表接地,2代表正訊號線然後3則代表負訊號線。聲音相關的硬體器材也是依據此編排去設計。所以如果有自己嘗試做線材的話,焊接線材兩端時可要注意不要搞混,將接地端焊接到屬於正訊號或負訊號的 Pin 腳上了。如此一來,有可能會在送幻象電源時(Phantom Power)誤將器材給順壞了。因為硬體器材的幻象電源是透過第二和第三 Pin 腳供電的。


▲ 平衡訊號線材相對應的硬體 Pin 腳。

改變阻抗

改變阻抗則是 DI 另一個重要的作用。由於一般器材的輸出阻抗都會比輸入阻抗大,而阻抗訊號傳輸的作用,是阻抗較大的一方可以更輕易地接收訊號。因此使用 Line out 的設備,如果阻抗較大於接收訊號的輸入端,則會有訊號過小推不動的狀況發生。比如直接將吉他 Line in 到音控 Mixer 時,由於吉他本身的輸出阻抗大於 Mixer 的輸入阻抗,就會發生訊號過小、無法推出聲音的情形發生。尤其是演出場地的舞台,往往跟音控台有段距離,這增加的距離又會使得聲音的傳送能弱衰。這時 DI 就會發揮它的作用,將樂器端的輸出阻抗變小,將訊號傳送至更遠的接收訊號端的 Mixer。

切換接地

雖然轉換成平衡訊號後,已經能減少許多電磁雜訊,但依然有可能會因為 Ground Loop(安全接地和訊號接地接觸時,產生有電位差的閉鎖迴路),而產生低頻的電流的 Hum 聲,而這時就可以透過 DI 上的 Ground/Lift 切換功能,只要將 XLR 接頭的第1 Pin 腳中斷電流流動,解決 Ground Loop 造成的 Hum 聲。

▲ 除了演出之外,在錄音室使用並聯輸出的方式來一次錄製兩個聲音來源。

現在暸解了 DI 的具體作用,也能理解為什麼我們最常看到和使用到 DI 的場合,通常是在演出的舞台上了。不過除了演出場地外,有時錄音室裡也會透過 DI 來做為樂器直接 Line in 的錄音方式,或是透過 DI 上的並聯輸出(Parallel Output/Thru)功能,同時收錄乾淨以及處理過的聲音,方便日後作出修改、Re-Amp 或是增加混音時的選項。當然上述的三種 DI 功能在現今只能算是必備的基本功能,許多廠牌也推出了各具不同特色,以及額外作用的 DI 型號。如果要購置 DI 的話,不妨先做個功課,研究一下適合自己需求的 DI 型號。

撰文:煉丹小童

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