وحدة DI

وحدة DI (الإدخال المباشر أو الحقن المباشر) هي جهاز إلكتروني يستخدم عادة في استوديوهات التسجيل وفي أنظمة تضخيم الصوت لتوصيل إشارة خرج غير متوازنة ذات مقاومة عالية بإشارة دخل متوازنة ذات مقاومة منخفضة بمستوى الميكروفون ، وعادة ما يتم ذلك عبر موصل XLR وكابل XLR.

تُعرف وحدات DI أيضًا باسم صندوق DI أو صندوق مباشر أو ببساطة DI ، مع نطق كل حرف كما في "Dee Eye". ويزعم البعض أن المصطلح يرمز إلى الإدخال المباشر أو الحقن المباشر (مصطلح بريطاني ^{[ 1 ]} ) أو الحث المباشر أو الواجهة المباشرة .

"مضخمات ومكبرات صوت الغيتار التقليدية أجهزة ذات جودة صوتية منخفضة نسبيًا، مما يقلل من النطاق الديناميكي، ويُدخل تشويشًا، ويُضيّق نطاق التردد. في المقابل، ستبدو إشارة الغيتار المباشرة الموصولة بشكل صحيح نقية للغاية، وديناميكية، وقوية، وأكثر سطوعًا." ^{[ 2 ]} - مجلة Guitar.com

تُستخدم أجهزة DI بشكل شائع لتوصيل الغيتار الكهربائي أو غيتار البيس الكهربائي أو لوحة المفاتيح الموسيقية الإلكترونية بمدخل الميكروفون في وحدة المزج . تأتي الإشارة "مباشرة" من الآلة المصدرية دون المرور عبر الهواء كموجات صوتية ، وبالتالي فهي معزولة عن الأصوات الأخرى وتتجنب تأثيرات الميكروفون أو خصائص الصوت في الغرفة . يقوم جهاز DI بمطابقة مستوى الصوت، وموازنة الإشارة، بالإضافة إلى التخزين المؤقت النشط أو مطابقة المعاوقة السلبية أو توصيل المعاوقة . عادةً ما تكون وحدات DI عبارة عن صناديق معدنية مزودة بمنافذ إدخال وإخراج، وفي الوحدات الأكثر تكلفة، توجد مفاتيح "عزل أرضي" ومخففات.

تُستخدم صناديق DI على نطاق واسع مع أنظمة الصوت الاحترافية وشبه الاحترافية ، وأنظمة تضخيم الصوت الاحترافية ، وفي استوديوهات التسجيل الصوتي . تُنتج الشركات المصنعة مجموعة واسعة من هذه الصناديق، بدءًا من الصناديق الأساسية البسيطة وغير المكلفة، وصولًا إلى الصناديق المتطورة والفعالة باهظة الثمن. قد توفر صناديق DI العديد من الميزات والخيارات التي يمكن للمستخدم التحكم بها (مثل مُخفِّض مستوى الصوت القابل للاختيار بين 0 ديسيبل، 20 ديسيبل، أو 40 ديسيبل، و /أو مفتاح فصل التأريض ). تأتي هذه الصناديق بأنواع مختلفة من الهياكل، وعادةً ما يكون هيكلها معدنيًا لحمايتها من التداخل الكهرومغناطيسي. تحتوي بعض مضخمات صوت الجهير على وحدات DI مدمجة، مما يسمح بتوصيل إشارة خرج مضخم الجهير مباشرةً بلوحة المزج في أنظمة تضخيم الصوت، أو العروض الحية، أو أثناء التسجيل.

ظهرت صناديق التحويل المباشر السلبية لأول مرة في الولايات المتحدة في منتصف الستينيات، وخاصة في ديترويت في محطات الإذاعة واستوديوهات التسجيل مثل موتاون ، ويونايتد ساوند سيستمز ، وغولدن وورلد ريكوردز ، واستوديوهات تيرا شيرما، وشاحنة التسجيل عن بُعد "ميترو أوديو كابستان رولر". صُممت هذه الصناديق خصيصًا من قِبل مهندسين مثل إد وولفروم باستخدام جهازه " وولف بوكس "، ومن قِبل شركات الصوت الخاصة بالحفلات الموسيقية للمساعدة في تضخيم صوت الآلات الموسيقية الكهربائية.

تحتوي هذه الصناديق عادةً على محول صوتي بنسبة لفات تتراوح من 8:1 إلى 12:1 تقريبًا، وذلك للمساعدة في موازنة المعاوقة بين معاوقة الخرج العالية للميكروفون في الآلة الموسيقية ومعاوقة الدخل المنخفضة نسبيًا لمضخم الميكروفون في وحدة المزج الصوتية . على سبيل المثال، يبلغ معدل لفات محول Triad A-11J المستخدم في Wolfbox 10:1 ^{[ 3 ]} ، وبالتالي تبلغ نسبة معاوقته 100:1. ستظهر معاوقة دخل مضخم الميكروفون في وحدة المزج الصوتية، والتي تبلغ 1500 أوم، للآلة الموسيقية الإلكترونية على أنها معاوقة دخل عالية تبلغ 150000 أوم. ^{[ 4 ]}

كان صندوق التحويل المباشر السلبي مناسبًا لمعظم الآلات الموسيقية الإلكترونية، ولكنه كان يُؤثر سلبًا على صوت الآلات ذات إشارات الخرج الضعيفة، مثل بيانو فيندر رودز وباس فيندر بريسيجن المزود بميكروفونات أحادية الملف. ولملاءمة هذه الآلات، صُممت صناديق تحويل مباشر نشطة تحتوي على دوائر إلكترونية مُزودة بالطاقة، مما زاد من مقاومة الدخل إلى أكثر من مليون أوم. في عام 1975، صُمم صندوق تحويل مباشر نشط يعمل بجهد فانتوم 48 فولت لاستوديو التسجيل الخاص بليون راسل ، ونُشرت تفاصيل دوائره في عدد أبريل 1975 من مجلة dB ، وهي مجلة هندسة الصوت. ^{[ 5 ]} وفي عام 1977، عرضت شركة تايكوبراهي للصوت ، المعروفة بدعمها لمهرجانات الروك الكبيرة مثل كاليفورنيا جام ، صندوق تحويل مباشر نشط للبيع، قادرًا على  إخراج إشارة خطية بمستوى +9 ديسيبل ميلي واط، مع مُخفف مدمج للتعويض عن مستويات الدخل المختلفة. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

يُستخدم صندوق التحويل المباشر لغرضين مترابطين: صوتي وكهربائي. يتمثل الغرض الصوتي في إيصال إشارة الآلة الموسيقية نقية وغير معدلة إلى وحدة المزج أو جهاز التسجيل، حيث يمكن معالجتها باستخدام أجهزة أخرى (المعادلة، والضغط، والتعديل، والتردد، إلخ) لتلبية متطلبات الإنتاج الصوتي. بدون صندوق التحويل المباشر، يجب توصيل الآلة الموسيقية أو الميكروفون بمضخم صوت، والذي قد يُوصل بدوره بمكبر صوت، ثم بميكروفون آخر، ثم بوحدة المزج. قد تُضفي هذه المراحل الإلكترونية والكابلات ألوانًا على الصوت بطرق يراها بعض مهندسي الصوت والموسيقيين غير مرغوب فيها. بالطبع، ينطبق العكس أيضًا، فكثيرًا ما يسعى الموسيقيون ومهندسو الصوت إلى هذا التلوين الصوتي لأنه يتناسب مع أسلوب الموسيقى أو التسجيل.

تتمثل الوظيفة الكهربائية لصندوق التوصيل المباشر في موازنة مقاومة المدخل والمخرج. لا يمكن توصيل معظم الآلات الموسيقية الإلكترونية والميكروفونات مباشرةً بمداخل مضخمات الصوت الأولية في لوحات المزج أو أجهزة التسجيل بسبب عدم تطابق المقاومة . تتميز الآلات الموسيقية عادةً بمقاومة عالية، بينما تتميز مداخل الميكروفونات بمقاومة منخفضة.

يستقبل صندوق التحويل إشارة غير متوازنة ذات مقاومة عالية ويحولها إلى إشارة متوازنة ذات مقاومة منخفضة. ^{[ 8 ]} يتيح ذلك إرسال الإشارة عبر كابلات طويلة دون فقدانها، مع تقليل التداخل بشكل أكبر بفضل ميزة رفض الوضع المشترك في الإشارة المتوازنة. ^{[ 9 ]} علاوة على ذلك، يسمح بإرسال الإشارة ذات المقاومة المنخفضة إلى مضخم الإدخال المسبق في وحدة المزج المصممة لاستقبال إشارات من ميكروفونات ذات مقاومة منخفضة.

نظرًا لأن جميع الكابلات ذات سعة كهربائية، فإن الكابلات الطويلة المستخدمة في الصوت المباشر والتسجيل يمكن أن تعمل كمرشح تمرير منخفض ، مما يقلل من الترددات العالية عند استخدامها مع مصدر ذي مقاومة عالية. ^{[ 10 ]} ومن المزايا الأخرى لوحدات DI أنها تحتوي على محول كهربائي لتوفير عزل جلفاني، مما قد يزيل طنين الحلقة الأرضية . ^{[ 10 ]}

تُستخدم صناديق التوصيل المباشر عادةً مع الآلات الموسيقية الكهربائية أو الأجهزة الموسيقية الإلكترونية الأخرى التي تحتوي فقط على مخرج سماعة رأس غير متوازن مقاس 1/4 بوصة، والذي يجب توصيله بمدخل XLR في لوحة المزج. يمكن تركيب دوائر متعددة لصناديق التوصيل المباشر داخل غلاف واحد. تُستخدم هذه الصناديق لمخارج غير متوازنة متعددة، كما هو الحال مع مجموعة من لوحات المفاتيح الإلكترونية.

استُخدمت تقنية التتبع المباشر في جميع مقاطع غيتار البيس الكهربائي تقريبًا في ألبوم "Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band " ، وخاصةً في أغاني " Lucy in the Sky with Diamonds " و" When I'm Sixty-Four " و" Lovely Rita " و" A Day in the Life "، بالإضافة إلى أغاني "Only a Northern Song " و" I Me Mine " ومقدمة غيتار الليد في أغنية " Revolution ". ^{[ 11 ]} ومن الأمثلة الأخرى أغنية " So Much To Say " لفرقة Dave Matthews Band وأغنية " Daydreamer " لأديل . ^{[ 11 ]} سُجّل اللحن الرئيسي للغيتار في أغنية " Black Dog " لفرقة Led Zeppelin مباشرةً عبر مضخم صوت الميكروفون، ثم أُمرر عبر زوج من مُحددات الذروة 1176. [ ^{12 ] حقق} روجر ماكغوين، عازف الغيتار الرئيسي في فرقة The Byrds ، صوته الرنان المميز في الاستوديو بتسجيل غيتاره Rickenbacker ذي الـ 12 وترًا مباشرةً عبر مُكبّر صوت لتضخيم الترددات العالية. ^{[ 13 ]}

تتكون وحدة DI السلبية من محول صوتي يُستخدم كموازن . يشير مصطلح "سلبية" إلى أن الوحدة لا تتطلب مصدر طاقة (مثل البطاريات أو الطاقة الوهمية) للتشغيل. تؤثر جودة المحول الصوتي بشكل كبير على دقة الصوت وقدرات كبح الضوضاء في صناديق DI السلبية. يؤكد المصنعون عادةً على أن المحولات عالية الجودة ضرورية لنقل إشارة صوتية فعالة وخالية من الضوضاء. [ ^{14 ] هذا} يجعل وحدات DI السلبية أقل تكلفة، ولكنه يعني أيضًا أنها لا تستطيع تضخيم طاقة الإشارة. يتم اختيار نسبة عدد اللفات في وحدة DI السلبية عادةً لتحويل مصدر إشارة اسمي بقيمة 50 كيلو أوم (مثل اللاقط المغناطيسي للجيتار الكهربائي أو جيتار البيس الكهربائي) إلى 100-200 أوم المتوقعة من مدخل الميكروفون في خلاط الصوت . تتراوح نسب عدد اللفات النموذجية بين 10:1 و20:1. ^{[ 15 ] [ 16 ]} في حالات أقل شيوعًا، قد تتكون وحدة DI السلبية من حمل مقاوم ، مع أو بدون اقتران مكثف . وتُعد هذه الوحدات الأنسب للمخرجات المصممة لسماعات الرأس أو مكبرات الصوت .

وحدات DI السلبية الأقل تكلفة أكثر عرضة للتشويش، كما أنها أقل تنوعًا من الوحدات النشطة؛ ومع ذلك، فهي لا تحتاج إلى مصدر طاقة، وأسهل استخدامًا، وتتميز الوحدات الأفضل منها بموثوقية عالية جدًا عند استخدامها بالشكل الصحيح. عدم وجود بطاريات في وحدات DI السلبية يعني أن المستخدمين لا داعي للقلق بشأن نفاد طاقة البطاريات أثناء العروض الحية أو جلسات التسجيل.

بعض الطرازات لا تحتوي على إعدادات أو مفاتيح، بينما يمكن أن تحتوي طرازات أخرى على مفتاح فصل أرضي (لتجنب مشاكل الحلقة الأرضية أو الطنين)، ومفتاح تخفيف (لاستيعاب مستويات المصدر المختلفة وتخفيف الإشارات القوية جدًا) ومفتاح مرشح/معادلة سلبي لتلوين الصوت أو النغمة.

تحتوي وحدة DI النشطة على مضخم أولي . ولذلك، توفر وحدات DI النشطة تضخيمًا، وهي بطبيعتها أكثر تعقيدًا وتعددًا في الاستخدامات من الوحدات السلبية. تتطلب وحدات DI النشطة مصدر طاقة، والذي يتم توفيره عادةً بواسطة بطاريات أو منفذ تيار متردد قياسي، وقد تحتوي على خيار استخدام طاقة فانتوم . توفر معظم وحدات DI النشطة مفاتيح لتعزيز تعدد استخداماتها. قد تشمل هذه المفاتيح ضبط التضخيم أو المستوى، وفصل الأرضي، واختيار مصدر الطاقة، ووضع أحادي أو ستيريو. غالبًا ما تفصل مفاتيح فصل الأرضي طاقة فانتوم. تحتوي بعض وحدات DI النشطة أيضًا على وحدات مؤثرات إلكترونية .

موصل التمرير هو مقبس ثانٍ، يُوصل أحيانًا بالتوازي مع موصل الإدخال، ينقل إشارة الإدخال دون تغيير، مما يسمح بإدخال وحدة DI في مسار الإشارة دون انقطاعها. يتيح هذا للمستخدم، كعازف غيتار البيس الكهربائي مثلاً، توصيل غيتاره بوحدة DI، التي توجه إشارة البيس إلى لوحة المزج، وفي الوقت نفسه توصيل البيس بمضخم صوت البيس على المسرح لأغراض المراقبة. يُشار إلى التمرير أيضًا باسم التجاوز . يحدث التجاوز الحقيقي عندما تنتقل الإشارة مباشرةً من مقبس الإدخال إلى مقبس الإخراج دون أي دوائر كهربائية أو تحميل لمقاومة المصدر. أما التجاوز الزائف (أو ببساطة "التجاوز") فيحدث عندما تُمرر الإشارة عبر دوائر الجهاز مع التخزين المؤقت ودون أي تغيير مقصود آخر على الإشارة. ومع ذلك، نظرًا لطبيعة التصميمات الكهربائية، يوجد دائمًا تقريبًا بعض التغيير الطفيف في الإشارة. يختلف مدى هذا التغيير ومدى وضوحه من وحدة إلى أخرى.

تُصنّع العديد من الشركات وحدات مُضخّمات صوتية مُدمجة مع مُحوّلات إشارة رقمية (DI) للغيتار الكهربائي ، والكونترباس ، أو للآلات الصوتية التي تستخدم مُلتقطات كهرضغطية (مثل الكمان، والغيتار الصوتي، والماندولين، إلخ). تأتي هذه الوحدات إما على شكل دواسة قدم، أو في وحدة صغيرة تُثبّت في رف (غالباً ما تكون أصغر من مساحة رف كامل)، أو في وحدات مُصممة ليتم تثبيتها على حزام أو ربطها بالآلة الموسيقية.

تحتوي مضخمات الصوت الأولية للغيتار الكهربائي عادةً على مقابض للتحكم في مستوى الصوت، وتتضمن أحيانًا وحدة تأثير التشويش الزائد ، ومقابض معادلة الصوت، وبالنسبة لبعض الوحدات المتطورة، قنوات متعددة (على سبيل المثال، قناة "نظيفة" وقناة "مشوشة"، حيث تحتوي الأخيرة على تأثير التشويش الزائد).

غالبًا ما تُستغنى وحدات مضخم الصوت المباشر (Preamp-DI) للكونترباس والآلات الصوتية الأخرى عن خاصية التشويش، ولكنها تُضيف ميزات أخرى تُساعد على إنتاج صوت ونغمة جيدين للآلات الصوتية، مثل تأثير ضغط الصوت ، ومفتاح عكس القطبية، ومرشح الترددات المنخفضة (صُممت الميزتان الأخيرتان للمساعدة في تقليل صدى الصوت غير المرغوب فيه ). تتضمن وحدات مضخم الصوت المباشر (Preamp-DI) للآلات الصوتية عادةً قناتين وخلاطًا بسيطًا، لتمكين العازف من استخدام كلٍ من الميكروفون اللاقط والميكروفون المكثف . توفر بعض وحدات مضخم الصوت المباشر (Preamp-DI) طاقة فانتوم ، في حال تطلب الأمر تشغيل الميكروفون المكثف. قد تعمل وحدات مضخم الصوت المباشر (Preamp-DI) بالبطارية، أو بمقبس كهربائي ، أو كليهما.

• إعادة تضخيم

• مخطط مقترح لصندوق DI ذي إشارة مقسمة يعتمد على محول كهربائي - محولات جينسن
• JdB Sound Acoustics (1998) Direct Boxes (مقال معلومات تقنية حول ما يمكن أن تحققه صناديق التوصيل المباشر)