訊號衰減的兇手!?—-淺談阻抗匹配(上)
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當吉他手開始認真的研究器材時，不管是在拾音器、效果器、音箱、DI BOX都會常常看到關於阻抗(Impedance)的討論。但畢竟不是每個吉他手都對電子學很了解，所以我們就常常對他視而不見，反正就算不懂器材還是可以用啊，一樣可以發出聲音。在大多數時候其實是這樣沒錯，在進音箱或Mixer時接錯阻抗也只會讓聲音聽起來有一點奇怪，但如果是音箱要連接箱體(Cabinet)時，不當的串接是很有可能會導致音箱損毀的，這次我們會簡單的介紹什麼是阻抗和訊號完整度之間的關係，箱體阻抗匹配的內容我們就留到下一篇啦~
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閱讀重點
什麼是阻抗
阻抗在哪些地方會有影響呢?
輸入阻抗&輸出阻抗
常見問題
總結
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什麼是阻抗?
▲中高出力雙線圈拾音器的電阻值
國中的時候大家一定都有學過歐姆定律—-電壓=電流*電阻(V=IR)。電阻代表一個物體能阻礙電流通過的能力，電阻越小導電率就越佳(良導體)。
在直流電的世界中我們只要參考電阻就好了，但由於電吉他的訊號是交流電，所以一樣會阻礙電流的電容&電感產生的電抗我們也要考慮進去，電阻和電抗相加後就會得到我們常說的阻抗(Impedance)。
因為阻抗的單位也是使用歐姆(ohm,Ω)，所以也適用於歐姆定律。我們稍微回到上面的V=IR，其實可以得出—在固定電壓(V)時，阻抗(R)越大，通過的電流(I)就會越小；阻抗(R)越小時，通過的電流(I)則越大。
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阻抗在哪些地方會有影響呢?
看完上面的敘述後，好像還是很難和吉他的聲音做連結，那究竟阻抗會對訊號有什麼影響呢?
▲從吉他到音箱的訊號過程中都需要考慮阻抗匹配的問題
其實只要有聲音訊號的地方，不論是輸出訊號或是輸入訊號，都會有阻抗的考量。我們可以把從電吉他的拾音器->效果器->音箱前級->音箱後級->箱體看作是一個完整的電路，每多串一顆效果器等於多了一個電阻，每個電阻之間都要考慮輸出阻抗和輸入阻抗(把訊號從吉他輸出之後，對下一顆效果器來說就是一個訊號的輸入)，而輸出的阻抗和輸入的阻抗之間的比值，則決定了訊號能保留的多完整，越不完整的訊號我們通常會用吃Tone來表示。
▲串接的效果器越多，訊號的衰減量也更大
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輸出阻抗&輸入阻抗
▲每一個電阻的輸出阻抗和負載的輸入阻抗會決定訊號的完整度。
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輸出阻抗和輸入阻抗有什麼差別呢?
先從一顆效果器來看，他的輸出阻抗可以看做一個內阻，內組的功能在於分壓，分壓看起來好像是什麼很難的專有名詞，其實就只是說訊號的電壓要分多少給這顆效果器，要分多少給訊號後面的器材(下一顆效果器或音箱)，內阻越高的話，後方器材能分到的電壓就越少，所以輸出阻抗一般來說越低越好。
而這顆效果器的輸入端也會有一個輸入阻抗，他被視為訊號源的負載，觀念跟一般的電阻很接近。如果輸入的電壓固定的話，較低的輸入阻抗就就需要相對高的電流推動，輸入阻抗高的話，較小的電流也有辦法推動。所以輸入阻抗一般來說越高越好。
訊號的完整度是用輸出阻抗和輸入阻抗的比值來看的，我們就用實際的例子來做解釋。假如我有一個雙線圈的拾音器輸出阻抗是10k歐姆(就是一萬啦)，會直接接到輸入阻抗是1Mk歐姆(一百萬)的音箱，1Mk/(10k+1Mk)大約會等於0.990099，代表說這個阻抗搭配的結果能有99%以上的拾音器訊號被送進音箱。所以輸入阻抗通常要比輸出阻抗高非常多，才能將聲音完整的傳達，不然是無法匹配的。
聰明的你各位是不是發現了，那這樣是不是只要把輸入阻抗做的非常高，訊號就不會衰減啦??
理論上是這樣沒錯，但高阻抗時需要的電流就小(想想前面的歐姆定律)，電流小時就很容易受到外部的電磁雜訊干擾，所以輸入阻抗也不應該卯起來加大；相對的，如果能降低輸出阻抗，就能有較大的電流輸出能力，可以搭配一些輸入較低的器材，不失為一個良好的解決方式，相對的出力也會較小。
▲電流小較容易受電磁雜訊干擾
拾音器的輸出阻抗依據出力的不同，大約會在6kΩ~1xkΩ之間，音箱的輸入阻抗約在1MkΩ~2MkΩ，都算是相對高阻抗；耳機多為數十到數百歐姆，音箱單體最常見的是4Ω、8Ω、16Ω，都是低輸入阻抗，需要的電流較高。
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常見問題
1.為什麼有些音箱會有高阻抗跟低阻抗兩個Input孔呢?
最常見的做法是裝被動式拾音器的吉他阻抗比較高，會接到High那個孔，主動式阻抗稍低但訊號大，可以接到Low那個孔。被動式接了單顆效果器後輸出的阻抗比較低，也可以接到Low，不過就算高阻抗接Low也不會傷器材，頂多音量變小，高頻減少。
▲ROLAND/JC-120搭配高低阻抗兩種輸入孔。
2.為什麼音量踏板要分成高低阻抗啊?
通常是高阻抗樂器(被動吉他、被動貝斯)接高阻抗音踏，低阻抗樂器(鍵盤、主動吉他貝斯)接低阻抗音踏，低阻抗音踏的音量會較小。
高阻抗音踏通常會被放在效果器盤的第一顆(直接和吉他連接)，低阻抗音踏較常放在盤中最後一顆或在SEND-RETURN中間的LOOP，因為經過效果器或前級的訊號阻抗已經變低。
需要注意的是如果盤子裏面的效果器全部都是True Bypass，那在效果器全部關掉的時候，高阻抗的電吉他訊號還是會直接對到低阻抗的音踏，仍然會有吃Tone的問題。
▲BOSS/FV-50H 高阻抗音量踏板
▲BOSS/FV-50H 低阻抗音量踏板
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總結
只要有聲音訊號經過的器材，在串接時都需要去考量他的阻抗，輸出阻抗越小和輸入阻抗越大，訊號的完整度就會越大，但如果串了很多顆效果器的話，訊號的衰減一定會比吉他直接進音箱還要嚴重。
在音箱前端的不匹配(Mismatch)不會傷害器材，頂多造成訊號不當的衰減。音箱後級和箱體的不匹配則有可能會導致音箱損毀。我們會在下篇做詳細的介紹，如果是使用音箱頭卻對阻抗不熟悉的吉他手們，請記得繼續收看喔~
