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.
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
Активный дибокс Simple Way Audio D1 Mini
Simple Way Audio D1 Mini — компактный активный моно дибокс на биполярных транзисторах со схемой в классе А для сцены и студии.
Двухканальный активный дибокс класса A, объединяющий две схемотехники Simple Way Audio в одном корпусе: канал JFET (J-серия) и канал Bi-Polar (D-серия).