Директ-боксы (ди-боксы): зачем нужны и как использовать

Сегодня мы поговорим о незаменимом для звукорежиссеров и музыкантов устройстве – директ-боксе (ди-бокс или DI-BOX). Оно помогает избежать многих проблем с согласованием уровней и типов разъемов при работе на сцене, а также в студии при записи гитар и других устройств с несимметричным входом/выходом.

На фото – классический ди-бокс (директ-бокс)

Если вы новичок и никогда ранее не пользовались этим устройством, то выбор моделей разных производителей с различными функциональными возможностями вас удивит. Как не запутаться в этом многообразии и сделать правильный выбор, будем разбираться вместе.

Кому и зачем нужен директ-бокс?

Основная задача, которую выполняет директ-бокс – удобное и безопасное подключение инструмента на сцене напрямую к остальному звуковому оборудованию (обычно микшерному пульту). Директ-бокс преобразовывает небалансный высокоомный выходной сигнал в низкоомный балансный, что позволяет использовать длинные соединительные кабели без риска получения дополнительных шумов.

Обычно директ-боксы имеют один вход (иногда выполненный на двух разъемах, XLR и TRS) и два выхода:

• Сквозной (директ) – для инструментального усилителя.
• Усиленный (микрофонного уровня) – для дальнейшего подключения к вещательной системе (в микшерный пульт или в звуковую карту для записи).

Функции директ-боксов

Устройство выполняет две важные функции:

1. Гальванической развязки (изолирования) аудиосигнала от электрической сети, которая не позволит гитаристу на сцене получить удар током при коротком замыкании или смене фазы и избавит от гула на частоте 50 Гц. Данная функция важна для работников сцены.

2. Согласования разъемов входного и выходного уровней, которое позволяет подключить между собой устройства с небалансным (несимметричным) и балансным (симметричным) разъемами. Эта функция директ-бокса незаменима при работе в студии.

Немного о входах для разных устройств

Входы концертных микшеров рассчитаны на подключение к ним микрофонов. Их сопротивление нагрузки обычно лежит в пределах от 1,5 до 10 кОм. Большинство профессиональных микрофонов имеют достаточно низкое (до 600 Ом) выходное сопротивление, подключаются к микшеру напрямую с помощью XLR-разъема. При этом применяется балансная схема.

Выходной сигнал электрогитары, в отличие от микрофонов небалансный, с типичным динамическим диапазоном – от 30 до 0 dBu, а для активных бас-гитар – до +10 dBu. Сопротивление источника звука высокое: от 5 до 20 кОм. Для пьезозвукоснимателей, используемых в акустических гитарах, еще выше.

Чтобы звук с гитары передавался правильно, она должна быть подключена ко входу с достаточно большим сопротивлением нагрузки, которое может достигать 1 мОм на входе гитарного усилителя. Нежелательно, чтобы это сопротивление составляло меньше 250 кОм.

Цепь между усилителем и гитарным звукоснимателем достаточно сложная, и обычно имеет резонансную частоту около 2–3 кГц. Сопротивление нагрузки определяет силу этого резонансного пика: меньшее сопротивление глушит этот пик, а большее делает его более ярко выраженным, что в свою очередь делает звук более ярким и читаемым.

Что касается синтезаторов и драм-машин, то они обычно выдают такой же динамический диапазон от -30 до +10 dBu, но их выходное сопротивление очень низкое и составляет около 100 Ом. Им достаточно сопротивления нагрузки чуть больше нескольких кОм.

Из вышесказанного следует, что обычный микрофонный вход микшерного пульта не подходит для большинства инструментов – его входное сопротивление слишком низко, что влияет на тембр звука, а чувствительность слишком высока. То есть предусилитель микшерного пульта легко можно перегрузить. Большинство концертных микшерных консолей имеют XLR- или TRS-разъемы, рассчитанные на балансный микрофонный сигнал. Подключать устройства с небалансным сигналом к ним нельзя.

Вывод напрашивается однозначный: необходимо преобразовать инструментальный сигнал в балансный, сопоставимый по уровню с микрофонным.

Что делает директ-бокс?

• Обеспечивает высокое сопротивление нагрузки от 250 кОм на входе, необходимое для правильной передачи звука с инструмента.
• Разделяет сигнал для одновременной подачи звука на усилитель на сцене и на микшерную консоль.
• Выравнивает уровень сигнала до микрофонного уровня.
• Преобразует небалансный сигнал высокого сопротивления в балансный низкого сопротивления, подходящий для микрофонного предусилителя консоли.
• Изолирует источник звука, исключая возможность появления нежелательного «земного» шума.

Cхема подключения директ-бокса

Виды директ-боксов

Директ-боксы (ди-боксы) бывают двух видов: активные и пассивные, они обладают одинаковым функционалом, но пассивные работают с активными источниками сигнала, активные – с пассивными. Давайте рассмотрим каждый из них подробнее.

Активный директ-бокс

Активные директ-боксы представляют собой предусилители и обладают целым набором опций: смена полярности выходного сигнала, ВЧ-фильтр и другими, выход на «футсвич» для отключения звука (Mute), дополнительный активный или трансформаторный выход на второй усилитель, записывающее устройство. Дополнительно они могут иметь два входных разъема с независимыми регулировками уровней сигналов, что полезно для использования одного прибора в стереоподключении.

На фото – разъём для подключения директ-бокса

Главная задача таких директ-боксов – обеспечение большего входного сопротивления, по сравнению с трансформаторным, для «поддержки» инструментов со слабым сигналом.

Активные директ-боксы запитываются от батареи (или за счет фантомного питания микшерного пульта) и предназначены для записи инструментов, не имеющих собственного встроенного питания. Например, при подключении электроакустической гитары активные директ-боксы выделяют высокие частоты, что хорошо для записи слэпа или других видов техники, в которых большое значение имеет не только тональная составляющая звука, но и атака.

Для энергичной и резкой игры на гитаре или бас-гитаре, отличающихся высоким уровнем выходного сигнала, лучше выбрать директ-боксы, способные работать с высоким входным напряжением, они позволят не опасаться искажений.

В активных директ-боксах на входе применяется буферная схема, что позволяет звукоснимателям гитары работать, передавая должный тембр и сустейн. В некоторых активных директ-боксах – выходной трансформатор, чтобы предоставить необходимую гальваническую изоляцию. В более дешевых моделях – электронная схема без него.

Цепь подключения директ-бокса

Гальваническая развязка может пригодиться при работе с неизвестной или ненадежной акустической системой, а также при проведении выступлений на открытом воздухе с использованием отдельного генератора. Активный директ-бокс с подходящим выходным трансформатором может стать хорошим средством защиты, если что-то произойдет с акустической системой или другим оборудованием на сцене. Директ-боксы с качественно разработанной выходной схемой в большинстве случаев превосходят по данным трансформаторные, имея больший запас максимально допустимого уровня входного сигнала и большую выносливость к искажениям. Они меньше, легче, дешевле, потому что для их работы не требуется массивный и тяжелый трансформатор.

Директ-бокс

Пассивный директ-бокс

Пассивный директ-бокс по сути представляет собой трансформатор, который играет роль посредника между входом и выходом, осуществляя связь при помощи электромагнитной индукции. Сигнал передается через общее магнитное поле, потому вход отделен от выхода по причине отсутствия проводной связи, что помогает уничтожить гул переменного тока частотой 50 Гц. Пассивные директ-боксы, в отличие от активных, не искажают сигнал при возникновении перегрузки. Источник питания для пассивного директ-бокса не требуется.

Директ-бокс пассивного типа

Однако работа пассивных директ-боксов со слабым сигналом не всегда хороша, так как у них недостаточно мощности для его раскачки. Поэтому используют данные устройства обычно с инструментами, выдающими сильный сигнал, например для инструментов со встроенным предусилителем, работающим от батареи. Пассивные директ-боксы могут вам пригодиться при возникновении проблем с шумом.

Путем подбора отношения числа витков и сопротивления трансформатор может обеспечить достаточно высокое выходное сопротивление (до 150 кОм), позволяя при этом снизить выходное напряжение на 20 dB, обеспечивая полностью балансный выход с низким сопротивлением, подходящим для подключения к микрофонному предусилителю.

Цепь подключения пассивного директ-бокса

Трансформатор также является гальванической развязкой. В хорошем трансформаторе электрическая изоляция может выдержать тысячу вольт и более. А это, в свою очередь, дает достаточный запас прочности и предотвращает возможный выход из строя оборудования, находящегося как на сцене, так и в зале.

Часто бывает необходимо, чтобы сигнал от источника звука, например электрогитары, одновременно поступал на гитарный усилитель на сцене и на микшерную консоль. Для этого в директ-боксах существует функция разделения сигнала. Оно достигается с помощью параллельного подключения входного (Input) и сквозного (Through) разъемов. Разделение сигналов помогает избежать нежелательной «земли».

Пассивные директ-боксы оснащены входным (Input) и сквозным (Through) разъемами

Некоторые директ-боксы могут выполнять функции активных и пассивных устройств, что особенно нужно в тех случаях, когда нет определенности в вопросе, с каким источником сигнала придется работать.

О стоимости директ-боксов

Стоимость директ-боксов различных моделей и производителей может существенно отличаться. Она зависит от конструкции устройства, от качества используемых материалов, сборки и бренда.

Если в двух словах, то более дорогие модели обычно сделаны более качественно, что делает их более прочными и гибкими в настройках. Обычно они звучат лучше, имеют меньшее число искажений, обладают большим запасом максимально допустимого уровня входного сигнала, с меньшим количеством шумов и большим частотным диапазоном.

Как выбрать директ-бокс?

1. Самое главное правило: ориентируйтесь на звучание. Выбирайте устройство, которое понравилось вам больше всего. Обычно пассивные директ-боксы выдают более округлое звучание, тогда как активные дают звук, насыщенный высокими частотами. Эти особенности очень схожи с разницей в звучании ламповых и транзисторных предусилителей.

2. Помните, что пассивные директ-боксы работают с активными источниками сигнала, активные – с пассивными. Хотя стоит отметить, что существуют некоторые активные устройства, которые хорошо функционируют с активными источниками, особенно в случае их специального проектирования для работы с более высокими уровнями напряжения.

3. В хорошем директ-боксе должны быть инструментальный вход и балансный выход (желательно, чтобы он был с разъемом XLR), переключатель ground-lift и хороший трансформатор.

4. Цена пассивного директ-бокса в основном определяется качеством трансформатора, который он содержит. Поэтому обращайте внимание на его характеристики (класс А, линейная АЧХ и т. д.).

Несколько полезных функций директ-боксов

• Pad – понижает мощность входного сигнала, что позволяет работать с очень мощными сигналами без перегрузки директ-бокса.
• Thru-put – нужна для подключения инструмента к усилителю параллельно с подключением к пульту.
• Polarity reverse – используется для комбинации разных по фазе сигналов.
• Ground-lift – переключатель, используемый в DI, как и во многих других приборах, который отключает «землю» сигнала от «земли» прибора.
• Isolated line outputs – это питание с помощью развязывающего трансформатора (floating-transformer-isolated). Выход не соединен с землей или с другими выходами, что обеспечивает максимальную электрическую изоляцию. Такой способ питания уменьшает шумы.

Несколько советов по использованию директ-боксов.

• Если вам необходимо избавиться от шума, подключите директ-бокс между проблемными устройствами.
• Для получения чистого и хорошего звука попытайтесь записать микрофонный и линейный сигнал на два канала с последующим их сведением. При этом применяйте переключатель смены фазы, которым должен быть оснащен директ-бокс.
• Если при использовании небалансного линейного выхода микшерного пульта слышится гул от сети питания, поэкспериментируйте с пассивным директ-боксом, имеющим развязывающий трансформатор и переключатель ground-lift. Поместите его между выходящим из пульта небалансным кабелем и кабелем мониторов. Если шум не прекратился, воспользуйтесь переключателем ground-lift – шум исчезнет.
• Если вы используете пассивный директ-бокс для подключения гитары одновременно к комбику и к пульту, никогда не кладите его на комбик или усилитель. Магнитные поля, которые генерируют трансформаторы питания усилителя, могут негативно влиять на изолирующие свойства устройства, взаимодействуя с его собственным трансформатором. В результате вы получите шум фазы и сдвиг сигнала.

Директ-бокс нельзя размещать на комбике или усилителе

Исходя из вышеизложенного, можно с уверенностью сказать, что ди-бокс хоть и небольшая вещица, но весьма полезная. Выступаете вы на сцене или работаете в студии, качество звука вашего инструмента должно быть в приоритете, не говоря уже о безопасной работе всего музыкального оборудования. Качественный директ-бокс – это почти вечное устройство. Вложившись в него однажды, вы сможете избежать многих проблем с коммутацией на сцене и в студии.