DI-бокс 2017-11-29T08:21:07+00:00

SIMPLEWAY DI-бокс

Кратко о DI-боксах

В настоящий момент, одним из самых востребованных приборов в сценической и звукозаписывающей области является Di-бокс. Его основная функция — преобразовать несимметричный выход музыкального инструмента в симметричный для дальнейшей передачи его по кабелям до нужного прибора – микшерного пульта, звуковой карточки и т. д. Еще одна проблема, которую решает этот прибор — разрыв земляных» петель между различными устройствами.

Если инструмент включен в розетку на сцене, а пульт в другую розетку в конце зала, то через сигнальные кабели между приборами и электросетью может образоваться огромные «земляные» петли. Из-за наводок различных помех, по сигнальной земле начинают течь паразитные токи, соизмеримые по величине с сигналом самого инструмента. Чем длиннее провода, тем вероятность появления фона и помех больше.

История вопроса

Еще с давних времен для того чтобы избавится от этой проблемы, инструменты начали подсоединять через согласующие трансформаторы. Им не нужна общая земля и с «земляными» петлями легко было справиться. Современный простейший, т. е. пассивный, Di-бокс также содержит в себе трансформатор.

Они прекрасно разрывают земляные петли, но с передачей сигнала справляются очень плохо. Во-первых, хороший трансформатор — это реально очень дорогое устройство. Чтобы получать низкие искажения, он должен быть довольно громоздким. К тому же, он очень сильно нагружает выходы гитары или синтезатора. Звук становится глухим и невыразительным. Именно поэтому большинство гитаристов и звукорежиссеров не любят использовать Di-бокс, предпочитая снимать гитарный звук микрофоном с комбика.

Следующее поколение этих приборов — т. е. активные Di-боксы. В них уже применяется электроника. Входное сопротивление довольно высокое и не портит сигнал с гитары. Для питания схемы чаще всего используется фантомное питание конденсаторных микрофонов +48В с микшерного пульта или звуковой карты. Это, так же, позволило разрабатывать схемы без применения трансформатора, хотя во многих схемах он еще применяется. Основная проблема — невозможность обеспечить разрыв «земляной» петли, поскольку через земляной провод поступает минус 48В фантомного питания. Для того, чтобы можно было её разорвать, необходимо использовать дополнительные батареи или внешние источники питания. Это, конечно, достаточно неудобно. Не всегда под рукой может оказаться розетка или свежие батареи, а фантомное питание в пульте есть всегда.

Следующим этапом в конструировании Di-бокс, стало применение внутри прибора т. н. «вторичного» гальванически развязанного источника электропитания. В прибор встраивают схему, которая от фантомного питания генерирует напряжение переменного тока высокой частоты. Его пропускают через миниатюрный ВЧ трансформатор и преобразовывают в постоянный ток для питания входных усилителей. В этом случае общая земли между частями схемы уже не нужна и её можно разрывать.

Такая структура решала проблему земляных петель, но как всегда добавились новые проблемы. Во-первых, появился источник дополнительных ВЧ помех. Во-вторых, генератор дополнительно нагружал маломощное фантомное питание. Известно, что бы получить качественный звуковой сигнал, нужно питать схему довольно хорошим током. Максимум же, что можно с получить от фантомного питания — 8-10мА. А тут появляется еще один мощный потребитель – генератор вторичного питания. Все это ограничивает конструкторов в своих возможностях, поэтому разрабатываемые схемы Di-бокс, как правило, просты и не дают высокого результата с точки зрения Hi-End воспроизведения звука.

Разработка Simple Way

Изучив предложения Di-бокс, которые есть на рынке, мы не нашли прибора, который, на наш взгляд, не портил бы звук в той степени, который можно было бы считать приемлемым. Было принято решение сделать универсальный прибор, выполняющий все нужные функции, но удовлетворяющий самым жестким требованиям к качеству звукового сигнала. После полугодовой работы нам удалось получить отличный результат, преодолев все вышеперечисленные трудности.

При проектировании использовался предыдущий опыт в создании звуковоспроизводящей аппаратуры класса Hi-End. Нами были найдены оригинальные решения, позволяющие устранить проблемы, связанные с питанием схемы от маломощного фантомного питания +48В. Мы отказались от интегральных операционных усилителей (ОУ), которые используются в большинстве промышленных схем Di-бокс.

ОУ позволяют без головных болей получить гарантированные параметры. Не требует особых умений и навыков в проектировании. К примеру, в J48 фирмы Radial применена простейшая популярная микросхема LM833. Формально обеспечивая достаточно высокие параметры, тем не менее, прибор дает достаточно глухой невыразительный звук. С чем это связано? Все высококачественные ОУ должны потреблять значительные токи. Например, топовый операционный усилитель OPA604 — до 6мА. А ведь это больше половины того, что может выдать фантомное питание +48В. На остальную схему почти ничего не остается. Поэтому разработчики вынуждены применить очень малопотребляющие, т. н. микромощные, микросхемы. Тот же сдвоенный ОУ LM833 потребляет всего 3мА. То есть 1,5 мА на один усилитель. Естественно, что подобные микросхемы все работают в режиме усиления класса AB, с характерными для этого класса повышенными искажениями на малых уровнях сигнала. За счет очень глубокой обратной связи формально искажения существенно уменьшается, но теряется динамика. А ведь именно динамичная передача атаки инструмента и «тонкий нежный» сустейн, является определяющим при оценке качества звучания инструментов.

Вся усилительная часть Di-боксSimple Way разработана только на дискретных элементах. Малые нелинейные искажения получены, не за счет общих отрицательных обратных связей, а за счет линеаризации отдельных транзисторных каскадов с помощью оригинальной схемотехники. Каскада всего два. На входе стоит преобразователь с высоким входным сопротивлением. Он делает из несимметричного сигнала симметричный и не «душит» инструменты низким входным сопротивлением. А затем – усилитель мощности с пониженным выходным сопротивлением. Оно составляет менее 10 Ом, поэтому наш Di-бокс может «прокачать» кабели на многие десятки метров без деградации звукового сигнала. Обычные Di-боксы обещают выходное сопротивление в сотни Ом.

Изначально ставилась задача обойтись без применения трансформатора, как самой дорогой и сложной детали подобных изделий. Это позволило существенно снизить цену прибора и очень хорошо сказалось на динамике и искажениях прибора, особенно в области баса.

Еще одну задачу, которую мы успешно решили, это универсализм прибора. Он должен был работать от любых, самых некачественных, фантомных питаний. К сожалению, нам встречались пульты китайского производства с дефектным «фантомом». Схема Simple Way автоматически меняет свои режимы работы так, чтобы прибор мог работать от фантомных источников от 24 вольт и выше. И даже если источник питания не может обеспечить стандартного тока, то наш Di-бокс чаще всего останется работоспособным, с некоторой незначительной потерей качества звука. В частности, может погаснуть светодиод индикации питания.

Результат

По оценке музыкантов и звукорежиссеров, Di-бокс Simple Way значительно превосходит по качеству звука и музыкальности,  такие приборы как J48 фирмы Radial и AR-133 фирмы BSS Audio, являющиеся, практически, стандартами качества среди профессиональных музыкантов.

Спецификация.

Тип схемы — аналоговая схема, выполненная на дискретных полупроводниковых приборах, работающих в классе А, без применения общих отрицательных обратных связей.
  • Входное сопротивление — не менее 4,7 МОм
  • Входное сопротивление при вкл. функции PAD – 47 кОм.
  • Ослабление PAD – 20dB
  • Уровень шумов невзвешенный (10-20кГц)— менее -100 dBu.
  • Нелинейные искажения при входном уровне -20 dBu (гитара) – менее 0,001%
  • Нелинейные искажения при входном уровне 0 dBu, 1 кГц – менее 0,003% (типовое значение 0,002%)
  • Нелинейные искажения при входном уровне 0 dBu, 100 Гц – менее 0,006% (типовое значение 0,004%)
  • Максимальный входной уровень (искажения менее 3 %) — более +9 dBu
  • Максимальный входной уровень при вкл. PAD (искажения менее 3 %) — более +29 dBu
  • Выходное сопротивление cимметричного выхода (XLR)— менее 10 Ом
  • Выходное сопротивление несимметричного контрольного выхода (Jack) – 100 Ом.

Измерения произведены с уровнем сигнала 0dBu

Не забывайте, что звучание примеров зависит от качества вашей аудио системы и подключения к интернету. Для наилучшего эффекта при прослушивании просим использовать наушники.

Я считаю Simple Way D1 очень компетентным активным DI-боксом. Некоторые его аспекты были явно позаимствованы у Radial J48, и надо отдать Simple Way D1 должное, так как его характеристики соответствуют или превосходят J48 по разным параметрам.

 

Hugh Robjohns, Sound on Sound
 Механическй дизайн и обработка Simple way безупречны!
Цена в 160 евро немного высоковата для менее известного бренда, но это полностью себя оправдывает при использовании на студии и на сцене.
Von Stefan Kosmalla, Tools4Music