Дибокс: что это, и для чего он нужен?

На сцене и в студии под ногами гитариста, басиста или клавишника часто лежит небольшая коробочка, в которую подключается инструмент. Это не педаль эффектов или цифровой процессор, как можно подумать. Однако без этого устройства полноценный звук «потеряется» по пути в пульт или аудиоинтерфейс. Сегодня речь пойдёт про дибокс — прибор, позволяющий сохранить и передать звучание музыкального инструмента.

Что такое дибокс?

Дибокс, или DI box, расшифровывается как Direct Injection box — «прибор прямого ввода». Это устройство-посредник между инструментом и системой звукоусиления, записи или вещания. Его можно назвать «переводчиком» для сигнала. На вход дибокса попадает слабый небалансный сигнал с высоким импедансом от баса или электрогитары, а на выходе получается стабильный балансный сигнал линейного уровня, с которым работает большинство профессиональной аппаратуры.

Кто его изобрёл и при чём здесь автомобильная столица Америки?

С 1960-х конструкция эволюционировала, но базовая задача осталась прежней. Дибокс по-прежнему решает три инженерные проблемы: согласование импеданса, переход к балансному соединению и гальваническая развязка. О каждой из них расскажем по порядку.
По собственным воспоминаниям инженера, его коробка позволила бытовому звуковому оборудованию взаимодействовать с профессиональной аппаратурой и заметно подняла качество записи. Устройства Вольфрума ушли в Motown Records, United Sound Systems и Golden World, а оттуда — в индустрию по всему миру.
В начале 1960-х годов Детройт превратился в один из центров звукозаписывающей индустрии Америки, особенно по части музыки к фильмам. В этом заслуга молодых инженеров и техников, которые «сыпали» изобретениями в звукозаписи как из рога изобилия. Оно и понятно — в Детройте была сильнейшая инженерная база, связанная с автомобильной промышленностью (General Motors, Ford, Chrysler, Chevrolet). На местной радиостанции WEXL 16-летний техник Эдвард Вольфрум использовал свою разработку, которую можно назвать первым дибоксом.
У дибокса могут быть дополнительные функции, но согласование, преобразование и развязка — это три кита в работе устройства.
  • Гальваническая развязка земель. Когда инструмент, например, синтезатор и пульт подключены к разным контурам питания, то между их корпусами появляется разница потенциалов. По экрану кабеля начинает течь паразитный ток, который мы слышим как гул. Это явление называется «‎земляной петлей». Чаще всего её «‎разрывают» с помощью трансформатора внутри дибокса, то есть сигнал проходит через магнитное поле без соединения двух устройств проводом напрямую.
  • Балансное соединение. Длинный инструментальный кабель — это антенна. Чем длиннее провод, тем больше наводок он собирает, поэтому 5-6 метров инструментального кабеля — это потолок. Дальше начинаются серьёзные потери и помехи, которые приходят прямиком в усилитель. На концертной площадке требуются десятки метров кабеля, поэтому стандартом стало балансное соединение. Оно работает так: два провода несут одну и ту же информацию в противофазе, а приёмник вычитает синфазную помеху и оставляет только полезный сигнал. Дибокс преобразует небалансный инструментальный сигнал в балансный для длинных кабельных линий.
  • Согласование импеданса. Представим, что электрогитару на сцене нужно подключить к пульту. У гитарного звукоснимателя очень высокое выходное сопротивление, около 250 кΩ и больше. А линейный вход пульта рассчитан на приём сигнала с сопротивлением в десятки раз меньше. Подключив источник (гитару) и приёмник (пульт) напрямую, мы получим потер ю важных составляющих звука, прежде всего высоких частот. То есть гитарный тон станет глухим и безжизненным, будто вы слушаете гитару через подушку. Чтобы этого избежать, нужно ещё одно звено. Дибокс берёт сигнал в свой высокоомный вход и отдаёт через низкоомный выход для корректной работы с другим оборудованием. Это инженерная «база‎»: Дуглас Селф в «Малосигнальной схемотехнике аудио» строит на этом всю топологию усилителей: высокое входное сопротивление, низкое выходное. Пэт Браун в «Справочнике звукоинженера» формулирует то же правило.
Постараемся не уходить в технические дебри, дав базовое понимание. С момента изобретения и по сей день можно выделить три задачи этого устройства:

Что физически делает дибокс?

Мы в Simple Way Audio на данный момент отдаём предпочтение активной схеме с фантомным питанием из-за её универсальности и более качественной передачи звука.
Если сформулировать короткое правило выбора дибокса для гитары, то пассивный подойдёт для активных источников с сильным сигналом, например, активный бас, клавиши, гитарный процессор. Активный необходим для пассивных датчиков со слабым высокоомным сигналом: электрогитара, пассивный бас.
  • От фантома. Тот же класс прибора, питание идёт по сигнальной паре от пульта. Внутренний рейл поднимается до 30 В. Клиппинг отступает до +13 dBu, запас по динамике на 10 дБ выше. Отметим, что качество источника фантома прямо влияет на собственный шум активной электроники. На «уставших» пультах с плохим фантомом активный дибокс может шуметь. Стоит добавить, что приборы Simple Way Audio стабильно и малошумно работают с любым фантомным питанием.
  • От батарейки. Внутренний питающий рейл около 8,5 В. На пиках клиппинг наступает при +2 dBu. Запас по динамике скромный, поэтому на громких транзиентах можно услышать искажение. К тому же, когда батарейка садится, то потолок тоже снижается. Батарейка удобна автономностью, но потолок схемы зажат.
Однако активные дибоксы различаются: тип питания напрямую влияет на запас динамического диапазона. Один работает от 9-вольтовой батареи, второй от фантома пульта. На громких транзиентах первый «хрустит» и упирается в потолок. Второй держит атаку чисто. Рассмотрим оба варианта:
Для их работы необходимо либо фантомное питание, либо батарейка. Внутри устройства находится транзисторный буфер, который из-за питания даёт очень высокий входной импеданс (1 МΩ и выше), благодаря этому сигнал с пассивной гитарной электроники передаётся без потерь.

Пассивные

Внутри у них один аудиотрансформатор, иногда пара резисторов и переключателей. Этому устройству для работы не требуется внешнее питание. Сигнал переходит из несимметричного входа в балансный выход через обмотки трансформатора. У пассивной схемы есть преимущества: простота, отсутствие шумящей электроники и надёжность. При этом существенный минус в том, что такой дибокс в работе с пассивными гитарными датчиками может заметно подавить верх и уменьшить атаку. Это ограничения трансформатора при отсутствии внешнего питания. Поэтому для прямого подключения электрогитары и пассивного баса чаще выбирают активный прибор.

АКТИВНЫЕ

Эти устройства можно глобально разделить на две большие семьи: пассивные и активные. Внешне они похожи, но внутри устроены по-разному.

Активные и пассивные дибоксы: в чём разница?

Выходной сигнал некоторых музыкальных инструментов слишком сильный, что может вызвать слышимые звуковые искажения. Для решения этой проблемы в дибоксах предусмотрен аттенюатор (PAD), понижающий чувствительность входа на 20 дБ. Для борьбы с земляными петлями от сети D1 Mini снабжен функцией граунд-лифт, которая убирает жужжание и гул на 50-60 Гц. Одна из уникальных функций дибоксов Simple Way Audio, которая может спасти от поражения током, является Ground Safety. Индикатор на корпусе сигнализирует о неполадках с заземлением, когда через прибор протекает напряжение.
Помимо балансного выхода модель снабжена «сквозным‎» THRU для параллельной отправки инструментального сигнала в гитарный усилитель или цепь эффектов для обработки. У серий J Mini и D Mini сквозной выход не буферизированный, у него нет отдельного усиления. Буферизация будет доступна в новых сериях устройств.
У многих моделей «‎универсальный» набор разъёмов и возможностей, но есть особенности. Рассмотрим функционал на примере Simple Way Audio D1 Mini. Гитара или бас подключается к небалансному Hi-Z входу с разъёмом ¼" (TS), а на балансном выходе используется разъём XLR, через который на устройство подаётся фантомное питание 48В. Для работы с двухканальными инструментами, например, с синтезатором или драм-машиной нужно воспользоваться двухканальным D2 Mini или парой D1 Mini.

Подключение и полезные функции

  • На сцене. Дибокс стоит между инструментом и сценической коммутацией. Бас, акустическая гитара со звукоснимателем, клавиши, ноутбук с DAW — всё это уходит в FOH и в мониторы через DI. Питер Бьюик в книге «Живой звук. PA для концертирующих музыкантов» относит дибокс к базовой инфраструктуре сцены наравне с микрофонами и другим оборудованием. Он должен быть всегда в рабочем комплекте.
Реампинг — это отдельная задача. Для неё нужен «дибокс наоборот» Simple Way Audio RE. Уже записанный сигнал из DAW нужно подать обратно в гитарный усилитель или эффект-педаль. Без реампера сигнал из DAW «не помещается» в усилитель: уровни и импедансы не сходятся, а на выходе получается глухой тон.
  • В студии. Повсеместно применяется при записи электрических инструментов «в линию». Гитара или бас входят в дибокс, оттуда сигнал идёт в микрофонный вход интерфейса или в преамп. Высокий импеданс сохраняет атаку и верхние гармоники, а балансная линия защищает запись от наводок люминесцентных ламп, мониторов и компьютера. Параллельно с записью «в линию» гитару часто пишут через усилитель микрофоном, и дибокс даёт второй маршрут с чистым сигналом для последующего реампинга.
Вначале статьи мы сказали, что эти коробочки используют, и в студии, и на сцене. При этом у этих сценариев есть специфика.

Где использовать дибокс?

Три принципа, которыми мы руководствуемся при разработке, сформулировала генеральный директор Ольга Ломовская: качество без компромиссов, стопроцентная надёжность и безопасность на сцене. Последний принцип воплощён в конкретной детали: в каждом приборе предусмотрен индикатор Ground Safety — красный светодиод, который предупреждает о проблемах с заземлением и при должном внимании при подключении исключает удар током. Этот стандарт мы установили самостоятельно, без требования рынка. Надёжность проверяется не в лаборатории. Каждый прибор тестируется на реальных площадках в диалоге с прокатчиками, звукорежиссёрами и музыкантами.
Технически каждый наш дибокс строится на дискретной аналоговой схеме класса А без операционных усилителей и цифровых блоков. J-FET-каскад держит входной импеданс на уровне 4 МОм, поэтому звукосниматель инструмента получает именно ту нагрузку, на которую рассчитан.
Разработка и производство ведутся в Москве. Схемотехника, трансформаторы, печатные платы — всё проектируется самостоятельно. С 2024 года у нас партнёрство с Институтом точной механики и вычислительной техники имени С. А. Лебедева РАН (ИТМиВТ).
Мы наладили производство дибоксов в 2022 году, когда западные бренды начали уходить с российского рынка. Площадки, студии и прокатные компании оказались перед выбором: искать обходные пути к привычному оборудованию или строить отечественную альтернативу. Мы выбрали второе.

Как мы в Simple Way Audio производим дибоксы?

Вывод

Базовая задача дибокса не меняется с шестидесятых годов. Меняется уровень исполнения: схема, трансформатор, материалы, контроль на каждом этапе. Мы в Simple Way Audio производим дибоксы для индустрии, чтобы они первоклассно выполняли свои задачи, не создавая трудностей.
Небольшая коробочка под названием дибокс практически не заметна на сцене и в студии среди других важных устройств, таких как микрофоны, преампы, мониторы, гитарные стеки, линейные массивы. Но про неё можно сказать: мал золотник, да дорог. Она даёт возможность звуку инструмента дойти до слушателя без гула, без сужения верха, без потерь динамики. Это и есть критерий хорошего прибора.
Дмитрий Калинин
Руководитель PR-направления Simple Way Audio. Редактор и аналитик рынка аудиотехники. Более 5 лет писал обзоры, новости, репортажи с международных выставок и материалы о трендах в аудиоиндустрии для крупного продавца аудиотехники и профильных изданий.

АВТОР СТАТЬИ

Дибоксы