Palmer Audio Tools Brochure

TECHNICAL APPENDIX
DI BOXES
PASSIVE OR ACTIVE?
DI boxes are nothing new. So you would think everybody knows how to operate one
and where it can be utilized. However, a specialist magazine went so far as to call a DI
box a „hum killer" in a 19" rack. We would therefore like to give you some brief details
of the capabilities and uses of PalmerDI boxes.
The simplest way to give you a clear picture of how DI boxes work is to look at how
they developed. In the „electronic Stone age", only acoustic instruments were
recorded using a microphone. When electronic instruments first appeared on the
scene, you simply placed a microphone in front of the sound source, i.e. the
loudspeaker. Then somebody hit on the idea of cutting out electric/acoustic signal
conversion using a loudspeaker/microphone. This was achieved by feeding the
electrical signal produced by the electronic instrument directly into the mixing
console. However, as the electrical signal from a musical instrument is not
necessarily compatible with a microphone output signal, a special signal converter
box was required. This was where the DI box came in.
A DI box usually has three functions: 1. It reduces the line output level from electronic
musical instruments to microphone level, so as not to cause overloading at the mixing
console input. 2. Almost all musical instruments have an unbalanced output level.
Microphones, on the other hand, have a balanced level. This means that an
unbalanced signal must be converted into a balanced one. 3. Instrument output signal
levels are in the mid to high impedance range, whereas microphone levels are in the
low impedance range producing a nominal approx. 200 . A DI box must therefore
also be able to convert impedance levels. It basically consists of a transformer, which
also isolates the electronic instrument from the mixing console. This in turn
suppresses ground loops and any associated humming noise. It is obvious that a DI
box cannot provide a 1:1 transfer ratio. However, in some cases, it may be possible to
do this with an active DI box (PAD in 0dB position), but only just within the DI box
performance range. This is because the DI box output level is designed to operate
within microphone level ranges and not at +22dB line levels, e.g., required by radio
stations.
People often claim that „Active DI boxes are always better than passive DI boxes". It is
true that you can use cheap electronic components to tweak up a „doorbell"
transformer and so reduce its ear-piercing frequency response. The question is
whether such an active DI box actually produces a better sound than a passive one.
We believe that even inexpensive electronic musical instruments have adequate
output level ranges to produce satisfactory, if not excellent, results using a passive DI
box. A passive DI box is therefore the right choice for most purposes. However, some
instruments without electronics, such as passive bass guitars and acoustic guitars
fitted with a pick up but no preamp, require very high input impedances which can
only be supplied by an active DI box. Experienced professionals also use active DI
boxes when transmission routes are severely distorted. The DI box produces higher
levels, which can be reduced at the microphone input on the console by pressing the
PAD key. This improves the signal-to-noise ratio. If possible, active DI boxes should be
connected to a +48 V phantom power supply. This produces a better dynamic range
compared to using a 9 V battery power supply.
Ω
INPUT
OUTPUT
0dB
-20dB
-40dB
GND
LIFT
PDI 01
LINK
ATTENUATOR
PDI 02
IN
THRU
0 dB
-20 dB
-40 dB
BUFFER
GND LIFT
+9V DC
+48V
ISOLATED
DC/DC
CONVERTER
THRU
XLR/m
ATTENUATOR
DI-Boxen
PASSIV ODER AKTIV?
sind wirklich keine Erfindung von heute, daher sollte man glauben, Funktionen und
Einsatzgebiet seien hinreichend bekannt. Nachdem aber sogar in einer Fachzeitschrift
eine DI Box als Brummkiller im 19” Rack angepriesen wurde, möchten wir doch kurz
die Aufgaben und Möglichkeiten von PalmerDI Boxen erläutern.
Am einfachsten kann man sich die Funktionen einer DI Box verdeutlichen, wenn man
den Weg ihrer Entstehung betrachtet. In der „elektronischen Steinzeit” gab es nur
akustische Musikinstrumente, die mit Mikrofon aufgenommen wurden. Als die ersten
elektronischen Musikinstrumente zum Einsatz kamen, hat man zunächst
entsprechend ein Mikrofon vor die Schallquelle- nämlich den Lautsprecher- gestellt.
Bis jemand auf die Idee kam, sich diesen Umweg der elektrischen/akustischen
Signalwandlung über Lautsprecher/ Mikrofon zu sparen und das vorhandene
elektrische Signal des elektronischen Musikinstrumentes direkt ins Mischpult
einzuspeisen. Da aber das elektrische Signal des Musikinstrumentes nicht unbedingt
kompatibel zu einem Mikrofon-Ausgangssignal ist, mußte eine Box her, die eine
entsprechende Wandlung vornimmt, eben die DI Box. Üblicherweise erfüllt sie drei
Aufgaben: 1. Sie reduziert den vom elektronischen Musikinstrument abgegebenen
Line-Pegel auf Mikrofonpegel, um den Mischpulteingang nicht zu übersteuern. 2. Fast
alle Musikinstrumente haben einen unsymmetrischen Ausgang, Mikrofone sind
dagegen symmetrisch belegt, also muß das unsymmetrische Signal symmetriert
werden. 3. Die abgegebenen Signale sind mittel- bis hochohmig, Mikrofone dagegen
niederohmig, nominell ca. 200 . Daher muß durch die DI Box auch noch eine
Impedanzwandlung vorgenommen werden. Zentraler Baustein einer DI Box ist ein
Übertrager, dadurch fällt als Nebeneffekt auch noch eine galvanische Trennung
zwischen elektronischem Musikinstrument und Mischpult an. Dies wiederum
bewirkt, daß Erdschleifen und das damit verbundene Brummen wirkungsvoll
unterdrückt werden. Nun ist klar, warum eine DI Box nicht zur galvanischen Trennung
mit einem Übertragungsfaktor 1:1 geeignet ist. Im Einzelfall mag es mit einer aktiven
DI Box möglich sein, dies zu tun (PAD in 0dB Position), aber man arbeitet dann im
Grenzbereich der DI Box, denn der Ausgangspegel der Box liegt per Design im
Mikrofonbereich und nicht bei den z.B. von Rundfunkanstalten geforderten +22dB für
Line-Pegel.
„Aktive DI Boxen sind immer besser als passive”, wird manchmal vollmundig
verkündet. Richtig ist, daß man heute mit preiswerter Elektronik einen „Klingeltrafo”
soweit aufpeppen kann, daß sein bescheidener Frequenzgang nicht mehr unmittelbar
ins Ohr sticht. Ob eine solche aktive DI Box allerdings einen besseren Klang liefert, als
eine passive, sei hier offengelassen. Unsere Meinung: auch preiswerte elektronische
Musikinstrumente verfügen heute über eine ausreichend dimensionierte
Ausgangsstufe, um mit einer passiven DI Box gute oder sehr gute Ergebnisse zu
erzielen. Daher ist die passive DI Box in der überwiegenden Zahl der Anwendungsfälle
die richtige Wahl. Einige Gerätschaften ohne Elektronik an Bord, z.B. passive Bässe,
akustische Gitarren mit Pick up, aber ohne Vorverstärker, benötigen allerdings sehr
hohe Eingangsimpedanzen, die nur eine aktive DI Box liefern kann. Erfahrene Profis
setzen aktive DI Boxen auch dann ein, wenn der Übertragungsweg starken Störungen
ausgesetzt ist. Durch den höheren Pegel, den die aktive DI Box liefert, kann am
Mischpult der Mikrofoneingang der Pegel per Pad gedämpft werden. Der Störabstand
wird verbessert. Wann immer es möglich ist, sollte eine aktive DI Box mit +48Volt
Phantomspeisung versorgt werden, der Aussteuerungsbereich verbessert sich
erheblich gegenüber der 9 VoltBatteriespeisung.
Ω
14