Workshop: Was ist eine DI-Box? Aktiv oder Passiv?

20. Februar 2020

Knowhow DI-Boxen

Workshop: Was ist eine DI-Box?

Workshop: Was ist eine DI-Box?

Was ist eine DI-Box?

Die DI-Box (Direct-Injection-Box) ist ein nützliches Tool, das gleich mehrere Aufgaben erfüllen kann.

  • Signale mit hoher Impedanz (zum Beispiel Tonabnehmer von Gitarre oder Bass) lassen sich zur besseren Anpassung in Mikrofonsignale mit niedrigen Impedanzen umwandeln.
  • Unsymmetrische (2-polige) Signale werden in symmetrische (3-polige) Signale gewandelt, was besonders bei längeren Leitungswegen besseren Schutz vor Störsignalen (Einstreuungen durch fremde Quellen) bietet.
  • Die sogenannte galvanische Trennung (kein Durchgang zwischen Eingang und Ausgang) mit einem Übertrager (besonderer Trafo) kann Brummschleifen verhindern.

Es gibt zwei Arten von DI-Boxen, aktive Ausführungen und passive Varianten. Der Unterschied besteht darin, dass die Elektronik einer aktiven DI-Box Strom benötigt, der über ein Netzteil, eine Batterie oder mittels Phantomspeisung bereitgestellt werden muss. Der Übertrager in einer passiven DI-Box benötigt hingegen keine Spannung weswegen diese Bauform ohne Stromversorgung auskommt.

Warum greift man dann nicht ausschließlich zu passiven DI-Boxen? Beide Systeme bieten Vor- und Nachteile.

Passive DI-Box

Übertrager in hoher Qualität können recht teuer sein und zudem ist immer mit einem Pegelverlust am Ausgang zu rechnen. Am Mischpult muss also der Vorverstärker weiter aufgedreht werden. Der Vorteil von passiven DI-Boxen: sie sind einfach in der Handhabung und praktisch wartungsfrei. Passive DI-Boxen können auch symmetrische in unsymmetrische Signale wandeln. Zum Beispiel bei der Überbrückung von lagen Kabelwegen mit zwei DI-Boxen.

Passive DI-Boxen funktionieren besonders gut mit aktiven Instrumenten wie Keyboards, aktiven Bässen, elektronischen Drums.

Aktive DI-Box

Bei aktiven DI-Boxen verhindert ein integrierter Aufholverstärker Pegelverluste. Zudem ist der klangliche Verlust bei Instrumenten mit passiven Tonabnehmern geringer. Es gibt günstige, elektronisch symmetrierte DI-Boxen, aber auch hochwertige, trafosymmetrierte DI-Boxen. Bei langen Kabelstrecken sollte man galvanisch getrennte, trafosymmetrierte DI-Boxen wählen.

Aktive DI-Boxen funktionieren gut mit passiven Instrumenten wie E-Gitarren und passiven Bassgitarren.

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Günstige DI-Box von Behringer

An dieser Stelle sei gleich ein Hinweis auf unseren Vergleichstest für günstige aktive und passive DI-Boxen erlaubt. HIER KLICKEN. In diesem Artikel werden nicht nur fünf DI-Boxen getestet, sondern finden sich weitere Tipps zur Verwendung mit E-Gitarren und Bässen. Außerdem eine kleine Anleitung für den Selbstbau von DI-Boxen. nun aber weiter im Workshop:

Die seit 2011 auf dem Markt angebotene SC900 ist eine passive Box, kommt also ohne Halbleiter im Signalweg aus. Die Ausstattung entspricht auf den ersten Blick dem der klassischen DI-Box: zwei Klinkenbuchsen vorne zum Durchschleifen des unsymmetrischen Signals, eine XLR-M-Buchse hinten für das Ausgangssignal. Dazu kommt ein Schalter vorn für die Signalabschwächung und hinten ein Ground-Lift. Die SC900 weist aber noch eine Besonderheit auf: einen zusätzlichen Schalter mit der Bezeichnung „Ground Lift Mode“. Doch zunächst wollen wir etwas Ursachenforschung betreiben.

Was ist eine DI-Box?

Vorderseite der SC900

Warum brummt’s?

Das bekannte Brummen von Audioanlagen hat seinen Ausgangspunkt meistens in der Stromversorgung mit 50 Hz Wechselstrom. In den USA und einigen anderen Ländern wird eine Frequenz von 60 Hz verwendet. Dieser Wechselstrom strahlt entweder durch die Luft in Form eines Magnetfeldes in die Audioleitung ein oder kommt durch ein zu schwach dimensioniertes Netzteil als Störsignal der Versorgungsgleichspannung in die Signalkette. Um die Audioleitungen unempfindlicher für Einstrahlungen zu machen, wurde die symmetrische Leitungsführung entwickelt, mit dieser Methode werden Störeinflüsse weitgehend ausgefiltert.

Workshop: Was ist eine DI-Box?

Die rot eingezeichnete Brummschleife ist die Ursache des Problems

Wie verhindert eine DI-Box Brummschleifen

Ein weiterer Problemfall sind die gefürchteten Brummschleifen. Auch gut abgeschirmte und mit gut gesiebtem Netzteil versehene Geräte fangen in bestimmten Fällen an zu brummen. Das passiert, wenn ein oder mehrere Geräte mehrfach geerdet sind. Vor allem, wenn diese Erdverbindungen zu Kreisen (oder Schleifen) zusammengeschaltet sind, was oft unbeabsichtigt passiert, entstehen an den Erdungspunkten Potenzialunterschiede, die von einer Wechselspannung überlagert sind. Das macht sich dann möglicherweise als Brummen im Signalweg bemerkbar. Einige Studio- und Beschallungsgeräte haben daher einen Schalter, um an einer bestimmten Stelle die Erdverbindung zu unterbrechen, den sogenannten Ground-Lift. Diese Schalter beeinträchtigen aber nicht die Sicherheit: Anders als beim Abkleben des Steckdosenerdkontaktes bleibt die Verbindung des Gehäuses mit dem Erdkontakt erhalten.

Was ist eine DI-Box?

Sternförmige Masseleitungen verhindern Brummschleifen

Dieser Groundlift-Schalter ist auch bei allen DI-Boxen wiederzufinden. Wie der Schalter richtig steht, ist im Voraus kaum zu sagen. Es gilt die einfache Grundregel: Wenn’s brummt, den Schalter in die andere Position schalten und hoffen, dass das Brummen beseitigt ist. Eine Möglichkeit, die Probleme durch Brummschleifen zu vermeiden, ist das sog. Star-Grounding, also das sternförmige Anordnen der Masseleitungen. Diese Methode wird innerhalb der Geräteelektronik verwendet, funktioniert aber auch beim Zusammenschalten mehrerer Tongeräte im Studio und auf der Bühne.

Was ist eine DI-Box?

Rückseite einer klassischen DI-Box

DI-Boxen stehen normalerweise bei Beschallungsaufträgen auf der Bühne, im Studio stehen sie hinter einer großen Glasscheibe im Aufnahmeraum. Der Tontechniker muss also ein paar Schritte laufen, wenn er an der Einstellung der Box etwas ändern will.

… auch für Video-Ton ist manchmal eine DI-Box von Vorteil

Forum
  1. Profilbild
    Fredi  

    Hallo Peter Ludl,
    erst einmal Anerkennung, dass in Deinen Artikel erkennbar einiger Aufwand – beispielsweise in Deine Fotos – eingeflossen ist!
    Ich habe aber zwei generelle Kritikpunkte:
    Zum einen wird mir nicht klar, was in einem theoretischen Artikel die Eigenschaften eines Produktes verloren haben, insbesondere in Form einer Schlusswertung.
    Zum anderen bin ich nicht zufrieden, was Du in einem Grundlagenartikel zur Funktionsweise der DI-Boxen schreibst: laut Deinem Artikel geht es bei DI-Boxen vorrangig um Vermeidung von Brummschleifen. Das sehe ich nicht so. Das ist zwar durchaus ein Nebeneffekt der galvanischen Entkopplung, aber eine DI-Box leistet vorrangig die Symmetrierung des Signals und das reduziert die Empfindlichkeit gegenüber Einstreuungen. Das wird knapp im ersten Satz angedeutet, aber nicht ausgeführt.
    Interessant wäre auch gewesen, worin der Unterschied zwischen aktiven und passiven Boxen liegt, das wird nur ein einem Nebensatz abgehandelt. Passive Boxen arbeiten mit Transformatoren, brauchen daher keine Stromversorgung, haben aber prinzipbedingt (durch die nichtlineare Kennlinie eines Transformators) mehr Verzerrungen; aktive DI-Boxen sind signaltreuer, brauchen aber Strom (z.B. über eine Batterie).
    Vielleicht schiebst Du ja noch mal einen Theorieartikel nach, in dem diese Punkte genauer beleuchtet werden.
    Gruß Fredi

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      Tyrell  RED 11

      Hi Fredi, sorry, das Fazit ist verrutscht. Der Artikel von Peter Ludl ist jetzt bereinigt und enthält keine spezifischen Beurteilungen mehr. Dein Nachtrag ist eine gute Anregung – den Artikel werden wir umgehend ergänzen. Lieben Dank, Peter

      • Profilbild
        Fredi  

        Hallo Tyrell, hallo Peter Ludl,

        danke für Eure massive Überarbeitung des Artikels!
        Meine Kritikpunkte aus meinem ersten Kommentar sind damit hinfällig.

        Besten Dank und viele Grüße
        Fredi

    • Profilbild
      Fredi  

      Hallo swift,
      das liegt an der Symmetrierung: Mikrophone sind mit einer Masseleitung und zwei gegenphasigen Signalleitungen angeschlossen (weil die so hochohmig sind und daher mit normalen Instrumentenkabeln brummen würden) und die DI-Box setzt ein asymmetrisches Linesignal auf ein symmetrisches Mikrosignal um. Ob der übertragene Signalpegel dann auf niedrigem Mikrophonlevel oder so hoch wie beim Instrument selbst ist, hängt davon ab, ob in der DI-Box abgeschwächt wird (z.B. über das Übertragungsverhältnis des Trafos) oder nicht.
      Details hoffentlich im versprochenen Folgeartikel…
      Gruß Fredi

      • Profilbild
        swift  

        Danke, aber m.W. setzt die DI-Box ein asymmetrisches Hi-Z Signal in ein symmetrisches Mikrofonsignal um. Zwangsläufig muss es dann wohl noch durch einen (Mikrofon) Preamp.

        • Profilbild
          Fredi  

          Das hängt davon ab, wie der Ausgangspegel der Box ist.
          Bei aktiven Boxen (z.B. der billigen Behringer DI20) gibt es eine Einstellung „0dB“, in der der Eingangspegel 1:1 durchgereicht wird. Da bräuchtest Du keinen Preamp.
          Bei passiven Boxen mit gleichem Pegel an Ein- und Ausgang (der Trafo hat dann ein Übertragungsfaktor von 1:1) findet m.E.n. keine Impedanzwandlung statt, d.h. die hohe Impedanz der Quelle schlägt dann auf den Ausgang durch. Das wäre aber nicht tragisch, weil zumindest eine Symmetrierung passiert. Der Preamp ist aber auch dann nicht verpflichtend…

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