Үн сигналдарын түрлендіру құрылғысы

Кіріспе

Дыбыс сигналын түрлендіру құрылғысы

DI (тікелей енгізу немесе тікелей қосылым) – әдетте жаздыру студияларында және дыбысты күшейту жүйелерінде жоғары шығыс кедерісі бар теңгерімсіз сигналды төмен кедеріс, микрофон деңгейіне, теңгерімделген кіріске, әдетте XLR қосқышы және XLR кабелі арқылы қосуға арналған электрондық құрылғы. DI құрылғылары электр гитарасын немесе электр басын микшерлік консольдің микрофондық кіріс ұясына қосу үшін жиі қолданылады. DI деңгейді сәйкестендіруді, теңгерімдеуді және белсенді буферлеуді немесе пассивті кедеріс сәйкестендіруді/кедеріс көпірлеуді жүзеге асырады. DI құрылғылары әдетте кіріс және шығыс ұялары бар металл қораптар болып келеді, ал қымбат құрылғыларда «жерден оқшаулау» және әлсіретуші түймелері болады. DI қораптары кәсіби және жартылай кәсіби дыбыс күшейту жүйелерінде, кәсіби дыбысты күшейту жүйелерінде және дыбыс жаздыру студияларында кеңінен қолданылады. Өндірушілер арзан, қарапайым пассивті құрылғылардан бастап қымбат, күрделі белсенді құрылғыларға дейін көптеген түрлерін шығарады. DI қораптары көптеген мүмкіндіктер мен пайдаланушы басқаратын опцияларды ұсынуы мүмкін (мысалы, пайдаланушы таңдай алатын 0дБ, 20дБ немесе 40дБ әлсіретуі және/немесе «жерден оқшаулау» қосқышы). Олар әртүрлі корпус түрлерінде келуі мүмкін, әдетте электр кедергісінен қорғайтын металл шасси. Кейбір бас күшейткіштерінде DI құрылғылары орнатылған, сондықтан бас күшейткіштің шығыс сигналын дыбысты күшейту/тікелей эфирде немесе жазба жасау кезінде тікелей микшерге қосуға болады.

Терминология

DI бірліктері DI қорабы, тікелей қорабы немесе жай ғана DI деп те аталады, әр әріп жеке-жеке айтылады, мысалы, "Ди Ай". Бұл терминнің мағынасы туралы түрлі пікірлер бар: тікелей кіріс, тікелей инъекция, тікелей индукция немесе тікелей интерфейс.

Тарих

Пассивті тікелей қораптар алғаш рет 1960 жылдардың ортасында АҚШ-та пайда болды, әсіресе Детройтте радиостанциялар мен Motown, United Sound Systems, Golden World Records, Tera Shirma Studios және Metro Audio Capstan Roller сияқты студияларда. Бұл тікелей қораптарды инженерлер, Эд Вольфрумның "Wolfbox" және концерттік дыбыс компаниялары электр музыкалық аспаптардың күшіне жәрдемдесу үшін жасады. Мұндай қораптарда әдетте аудио трансформатор болады, оның бұрылыс қатынасы шамамен 8:1-ден 12:1-ге дейін, аспаптың пикаптың жоғары шығыс кедергісінен, әдеттегі микшерлік консольдің микрофондық күшейткішінің салыстырмалы түрде төмен кіріс кедергісіне дейін кедергіні теңестіруге көмектеседі. Мысалы, Wolfbox-та қолданылатын Triad A 11J 10:1 бұрылыс қатынасына ие, демек 100:1 кедергі қатынасына ие. Консольдің 1500 Омдық стандартты кіріс кедергісі электрондық аспапқа 150 000 Омдық жоғары кіріс кедергісі ретінде көрінеді. Пассивті тікелей қораптар көптеген электрондық музыкалық аспаптарға жарамды болды, бірақ Fender Rhodes фортепианолары және Fender Precision Basses сияқты бір катушкалы пикаптары бар аспаптардың әлсіз шығыс сигналдарының дыбысын бұрмалап беретін еді. Осы аспаптарға бейімделу үшін, кіріс кедергісін 1 000 000 Омнан жоғары көтеретін қуатты электрондық схемалары бар белсенді тікелей қораптар жасалды. 1975 жылы Леон Расселдің жазу студиясы үшін 48 вольтты фантомдық қуатпен жұмыс істейтін белсенді тікелей қорап жасалды, оның схемасы дыбыс инженериясы журналы dB-нің 1975 жылғы сәуірдегі санында жарияланды. California Jam сияқты ірі рок фестивальдерін қолдаумен танымал Tycobrahe дыбыс компаниясы 1977 жылы +9 дБм желілік деңгейін шығаратын және әртүрлі кіріс деңгейлерін өтеу үшін аттенюатормен жабдықталған белсенді тікелей қорапты сатуға ұсынды.

Мақсаты

Тікелей қораптың екі байланысты мақсаты бар: аудио және электрлік. Аудио мақсаты – аспаптан таза, өзгертілмеген сигналды микшерлік консольге немесе жазба құрылғысына жеткізу, онда оны өңдеуге болады (теңдеу, сығу, модуляция, реверберация және т.б.) арқылы дыбыс өндірісінің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін. Тікелей қорапсыз аспап немесе микрофон күшейткішке қосылуы керек, содан кейін динамикке, тағы бір микрофонға, және соңында микшерлік консольге жалғануы мүмкін. Бұл электрондық кезеңдер мен кабельдер дыбысты кейбір дыбыс инженерлері мен музыканттар ұнатпайтын түрде өзгертуі мүмкін. Әрине, керісінше де болуы мүмкін – музыканттар мен дыбыс инженерлері осы өзгертуді іздейді, себебі ол музыка стиліне немесе жазбаға сәйкес келеді. Тікелей қораптың электрлік мақсаты – кіріс пен шығыс арасындағы кедергінің үйлесімсіздігін жою. Көптеген электрондық аспаптар мен микрофондарды микшерлік тақталардың немесе жазба құрылғыларының алдын ала күшейткіш кірістеріне тікелей қосуға болмайды, себебі кедергі сәйкес келмейді. Аспаптар әдетте жоғары кедергілі, ал микрофон кірістері төмен кедергілі болады. Тікелей қорап жоғары кедергілі, теңгерімсіз сигналды қабылдап, оны төмен кедергілі, теңгерімді сигналға айналдырады. Бұл сигналдың ұзақ кабельдер арқылы сигнал жоғалтусыз жіберілуіне және теңгерімді сигналдың артықшылығына байланысты кедергілердің азаюына мүмкіндік береді. Сонымен қатар, бұл төмен кедергілі сигналды төмен кедергілі микрофондардан кіріс қабылдауға арналған микшерлік консольдің кіріс күшейткішіне жіберуге мүмкіндік береді. Барлық кабельдер сыйымдылыққа ие болғандықтан, тікелей эфирде және жазбада қолданылатын ұзақ кабельдер жоғары кедергілі көздермен қолданғанда жоғары жиілікті азайтатын төмен өткізгіш сүзгіге айналуы мүмкін. DI құрылымдарының тағы бір артықшылығы – DI құрылымында жер тізбегінен туындайтын шуды жоюға мүмкіндік беретін гальваникалық оқшаулауды қамтамасыз ететін трансформатор бар. Кемдеу жағдайда, пассивті DI құрылымы резистивті жүктемеден тұруы мүмкін, конденсаторлы қосылыммен немесе одан без. Мұндай құрылымдар құлаққаптарға немесе динамиктерге арналған шығыстарға ең жақсы сәйкес келеді. Арзан пассивті DI құрылымдары шуға бейім, ал пассивті құрылымдар белсенді құрылымдарға қарағанда аз әмбебап; алайда олар қуат көзіне мұқтаж емес, пайдалану оңай және жақсы құрылымдар жобаланғандай қолданылғанда өте сенімді. Пассивті DI құрылымдарында батареялардың болмауы пайдаланушылардың тікелей эфирде немесе жазба сессиясының ортасында батареяның қуатын жоғалту туралы алаңдамайтынын білдіреді. Кейбір модельдерде параметрлер немесе коммутаторлар жоқ, ал басқаларында жерді көтеру коммутаторы (жер тізбегінен туындайтын проблемаларды немесе шуды болдырмау үшін), деңгейлеу коммутаторы (әр түрлі көздердің деңгейлерін бейімдеу және тым күшті сигналдарды әлсірету үшін) және дыбысты немесе тонды өзгерту үшін пассивті сүзгі/теңдеу коммутаторы болуы мүмкін.

There are two related purposes for a direct box: audio and electrical. The audio purpose is to deliver a clean, unaltered instrument signal to a mixing console or recording device, where it may be processed using other devices (equalization, compression, modulation, reverberation, etc.) to meet the needs of the audio production. Without a direct box, an instrument or microphone needs to be connected to an amplifier, which might then be connected to a speaker, another microphone, and then to the mixing console. These electronic stages and cables can color the sound in ways that some audio engineers and musicians find undesirable. Of course the reverse is true—many times musicians and audio engineers seek this coloring because it fits the style of music or recording. The electrical purpose of a direct box is to bridge the impedance of the input and output. Most electronic instruments and microphones cannot be plugged directly into the pre amplifier inputs of mixing boards or recording devices because of impedance mismatch. Instruments are typically high impedance, whereas microphone inputs are low impedance. The direct box takes a high impedance, unbalanced signal and converts it to a low impedance, balanced signal. This allows the signal to be sent over long cable runs without signal loss, and greater rejection of interference due to the benefit of common mode rejection in a balanced signal. Furthermore, it allows the low impedance signal to be sent to the input preamp of a mixing console which is designed to accept input from low impedance microphones. Because all cables are capacitive, long cables used in live sound and recording can become a low‑pass filter which reduces the high end frequencies when used with high impedance source. Another advantage of DI units is that the DI contains a transformer to provide galvanic isolation that can eliminate a ground‑loop hum. Less commonly, a passive DI unit may consist of a resistive load, with or without capacitor coupling. Such units are best suited to outputs designed for headphones or loudspeakers. The less expensive passive DI units are more susceptible to hum, and passive units tend to be less versatile than active; however, they require no power source, are simpler to use, and the better units are extremely reliable when used as designed. The lack of batteries in passive DIs means that users do not have to worry about batteries losing their power in the middle of a live show or recording session. Some models have no settings or switches, while others can have a ground lift switch (to avoid ground loop problems or hums), a pad switch (to accommodate different source levels and attenuate too strong signals) and a passive filter/equalization switch for coloring the sound or tone.

Белсенді бірліктер

Активті DI блогында алдын ала күшейткіш болады. Сондықтан активті DI бірліктері күшейтуді қамтамасыз ете алады және пассивті бірліктерге қарағанда күрделірек және әмбебап болады. Активті DI құрылғыларына қуат көзі қажет, ол әдетте батареялар немесе стандартты AC розеткасы арқылы беріледі, сондай-ақ фантомдық қуатты пайдалану опциясы болуы мүмкін. Көптеген активті DI бірліктері олардың мүмкіндіктерін арттыру үшін ауыстырғыштармен жабдықталған. Бұларға күшейтуді немесе деңгейді реттеу, жерді оқшаулау, қуат көзін таңдау және моно немесе стерео режимі кіруі мүмкін. Жерді оқшаулау қосқыштары көбінесе фантомдық қуатты өшіреді. Кейбір активті DI құрылғыларында электрондық эффектілер де бар. Тікелей шығу – бұл екінші ұя, кейде кіріс ұясына параллель қосылған, ол кіріс сигналын өзгертусіз жеткізеді, бұл DI блогын сигнал жолынан үзіліссіз қосуға мүмкіндік береді. Бұл, мысалы, электр бас гитарашысының өзінің басын DI блогына қосып, бас сигналын микшерлік пультке бағыттауға, сонымен бірге бас гитарасын сахнадағы бас күшейткішіне мониторинг үшін қосуға мүмкіндік береді. Тікелей шығуды айналма деп те атайды. Нағыз айналма, сигнал кіріс ұясынан шығыс ұясына тікелей өтетін, ешқандай схемаға қатыспайтын және көздің кедергісін арттырмайтын кезде пайда болады. Жалған айналма (немесе жай ғана "айналма") сигнал буферлік схема арқылы бағытталғанда және сигналға басқа ешқандай қасақана өзгеріс енгізілмегенде пайда болады. Дегенмен, электрлік конструкциялардың ерекшелігіне байланысты сигналдың әрдайым аздап өзгеруі мүмкін. Өзгерістердің шамасы және оның қаншалықты байқалатыны әрбір құрылғыға қарай өзгеруі мүмкін.

Алдын ала күшейткіштер

Бірқатар компаниялар электробасс, контрабас немесе пьезоэлектрлік датчиктерді қолданатын акустикалық аспаптар үшін (мысалы, скрипка, акустикалық гитара, мандолина және т.б.) комбинациялық алдын ала күшейткіш DI құрылғыларын жасайды. Бұл құрылғылар "стомпбокс" педаль форматында, кішкентай (көбінесе толық стеллажға сыймайтын) немесе белбеуге немесе аспапқа бекітуге арналған корпусқа орналасуы мүмкін. Электр бассы үшін алдын ала күшейткіштерде көбінесе күшейту реттегіштері, кейде overdrive эффектісі, эквалайзер реттегіштері және жоғары сатыдағы модельдерде бірнеше арналар (мысалы, "таза" және "бұзылған" арналар, соңғысы overdrive эффектісімен) болады. Контрабас және басқа акустикалық аспаптарға арналған преамп DI құрылғылары көбінесе overdrive мүмкіндігін қамти алмайды, бірақ акустикалық аспаптар үшін жақсы дыбыс пен тембрді жасауға көмектесетін қосымша мүмкіндіктерді қосады, мысалы, аудиокомпрессия эффектісі, фазалық инвертор және кескіш сүзгі (соңғы екі мүмкіндік жағымсыз аудио кері байланыс "құлықтарын" азайтуға арналған). Акустикалық аспаптарға арналған преамп DI құрылғылары көбінесе екі арнаны және қарапайым микшерді қамтиды, бұл орындаушыға пикап пен конденсаторлық микрофонды бірге пайдалануға мүмкіндік береді. Кейбір преамп DI құрылғылары конденсаторлық микрофонды қуаттандыру қажет болған жағдайда фантомдық қуатты ұсынады. Алдын ала DI құрылғылары батареямен, желілік адаптермен немесе екеуімен де жұмыс істей алады.

Типтік қолданулар

Тікелей қораптар көбінесе электр аспаптарымен немесе тек теңгерімсіз 1/4" ұялы шығысы бар басқа электрондық музыкалық құрылғылармен қолданылады, оларды миксерлік пульттің XLR кірісіне қосу қажет. Бір корпус ішінде бірнеше тікелей қорап схемаларын орнатуға болады. Бұлар, мысалы, электронды пернетақталар жинағы сияқты, бірнеше теңгерімсіз шығыстар үшін пайдаланылады.

Акустикалық немесе электрлік аспаптар

DI қораптары электронды схемалары мен датчиктері бар, бірақ XLR теңгерілген шығысы жоқ аспаптарда қолданылуы мүмкін. Мысалы, электрлік клавиатураны тікелей немесе аудио кабельдер арқылы микшерлік пультке қосу осыған жатады. Тағы бір мысал – датчиктері бар акустикалық гитара, электрогитара немесе бас-гитара, сондай-ақ пьезоэлектрлік датчиктері бар контрабас. Бұл аспаптарды DI қорабына қосып, DI сигналын микшерлік пульт арқылы негізгі немесе мониторлық жиынтыққа жіберуге болады.

Құрал күшейткіштер

Кейбір аспап күшейткіштері, әсіресе бас күшейткіштері, кіріктірілген DI блогымен жабдықталған, сондықтан сыртқы тікелей қорап қажеттілігі болмай, оларды тікелей араластыру консоліне қосуға болады. Бұл, тікелей эфирде бассист өзінің аспабын үндік жүйеге (PA жүйесі) немесе дыбыс күшейту жүйесіне қосып, күшейткіштің алдын ала күшейткіші мен эквалайзер схемасының ерекше дыбысын және жеке параметрлерді сақтап қалу үшін қалыпты жағдай. Қарсылығында, егер сыртқы DI қорабы қолданылса, бассист басын DI қорабына қосып, сигналды бас күшейткішіне жібереді, онда DI қорабының сигналы бас гитараның датчиктерінен тікелей сигнал болады. Сыртқы DI қорабын пайдалануда, күшейткіштегі бас сигналына қосылған дыбыс түзету (мысалы, алдын ала күшейткішті күшейту, дисторшн қосу немесе тонды өзгерту үшін эквалайзерді реттеу) сыртқы DI қорабының сигналында болмайды. Кейбір аспап күшейткіштері күшейткіштің эквалайзерін (EQ) pre eq/post eq ауыстырғышы арқылы өшіру мүмкіндігіне ие. Бұл күшейткіштен «таза» тікелей шығыс қажет болғанда қолданылуы мүмкін, ол бассисттің EQ басқару элементтерін реттеу арқылы жасалған дыбыс түзетуін қамтымайды. Тікелей эфирде де, жазу студиясында да динамик қорабының немесе комбо-күшейткіштің алдына DI сигналымен және микрофонды бірге пайдалану кең таралған. Бір әдіс – бас гитара күшейткішінің динамик деңгейінің шығысын (сигналды әлсірету үшін пад арқылы) DI-ге қосып, содан кейін оны араластыру консолінің бір каналына, ал микрофонды гитара динамигінің сигналын араластыру консолінің басқа каналына жіберу. Тағы бір әдіс – гитара мен күшейткіш арасына DI қорабын қосу. DI сигналы мен микрофонды гитара динамигін қалау бойынша араластыруға болады, DI бірден, анық, жарқын, эквалайзерленбеген дыбыс береді, ал микрофон аспап күшейткіші мен динамик корпусының ерекшеліктерімен және бөлмедегі атмосферамен (табиғи реверберация) көбірек «жанды» дыбыс береді.

Пайдалану үлгілері

"Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band" альбомындағы электр бас гитараның дерлік барлық бөліктері тікелей кіріспен жазылған, ең айқын мысалдары – "Lucy In The Sky With Diamonds", "When I'm Sixty Four", "Lovely Rita" және "A Day in The Life", сондай-ақ "Only A Northern Song", "I Me Mine" және "Revolution" әніне кіріспе гитара. Басқа мысалдарға Dave Matthews Band тобының "So Much To Say" және Adele-дің "Daydreamer" әндері жатады. Byrds тобының жетекшісі және гитаристі Роджер МакГинн студияда 12 кыллы Rickenbacker гитарасын компрессор арқылы тікелей жазып алып, жоғары жиілікті дыбыстарды күшейтіп, өзінің әйгілі дыбысын жасады.