Direct box – Eu realmente preciso de um? Como eu o opero?

Essa é certamente uma peça que muitos demoraram a ter em seu home studio. Raramente visto como desejo de consumo, é fácil entender porque um direct box é menos interessante que uma interface, um amplificador ou uma guitarra. No entanto, em setups um pouquinho menos iniciantes, o DI pode vir a se tornar uma peça muito útil quando se trata de problemas com ruídos. Assim, aprender um pouco sobre esses gadgets vai lhe dar um belo adianto na vida sonora.

Quando eu devo usar um direct box?

Por via de regra, um direct box deve ser usado em dois casos. O primeiro é quando a relação de impedâncias entre os dois equipamentos que você está ligando não é adequada. A segunda é quando quer-se balancear um sinal, normalmente vindo de um instrumento desbalanceado. Se você estiver fazendo alguma dessas atividades, você muito provavelmente precisará (ou pelo menos se beneficiará) de um direct box:

• Conectar equipamentos desbalanceados em distâncias maiores que 6 metros.
• Conectar instrumentos com saídas desbalanceadas em distâncias maiores que 6 metros.
• Plugar uma guitarra ou baixo a uma mesa de som.
• Plugar uma guitarra ou baixo a uma interface que não tem entrada de instrumento.
• Gravar um sinal para fazer re-amp
• Gravar o sinal saindo direto do instrumento para usar em simuladores.
• Ligar a saída de fone de um notebook à entrada de linha/RCA de uma mesa ou CD-J

Conhecimentos prévios

Antes de entendermos como um direct box opera, precisamos ter em nosso domínio os dois seguintes conceitos:

• Balanceamento de sinal
• Impedância

Balanceamento de Sinal

Em resumo, quando se trabalha com captação de uma fonte sonora, estamos falando da geração de um sinal elétrico. Dessa forma, tudo o que passa pelos cabos é um sinal elétrico carregando informações. Este sinal pode ser balanceado ou não-balanceado.

• Sinais não-balanceados são aqueles que normalmente se conectam por um conector TS (P10 Mono) e são sucetíveis a ruídos externos.
• Sinais balanceados viajam normalmente por cabos XLR ou TRS (P10 Stereo) e tem a capacidade de rejeitar ruídos externos.  Neste link você encontra mais infos sobre o que é ruído de modo comum.

Impedância

Pra não entrar em toda conversa técnica sobre fazer um som, impedância (Z) é o nome dado à resultante dos três tipos de resistências existentes em um circuito elétrico: indutância, capacitância e resistência (sim, “resistência” é um tipo de resistência!) Ao medirmos esses três valores separadamente e somarmo-nos de um certo jeito, obtemos a impedância do circuito. O importante é saber que cada saída de instrumento tem uma impedância e cada entrada de equipamento também. Essa impedância é medida em OHMS e é representada pelo ômega (Ω)

O que o direct box faz, de verdade?

Corrige a relação de impedância

É ideal que a impedância de entrada do meu equipamento seja de 10 a 100 vezes maior que a impedância de saída do instrumento que estou ligando a ele. Ou seja, se minha impedância de saída da minha guitarra é de 30.000 Ohms (valor comum de impedância de saída para instrumentos com captador de bobina), é ideal que a impedância de entrada da minha interface ou mesa de som à qual estou conectando a guitarra tenha entre 300.000 Ohms (10 vezes) e 3.000.000 Ohms (100 vezes). Esse é mais ou menos o valor de impedância encontrado em “entradas para instrumento” de mesas de som e interfaces de áudio. Em outras palavras, essa entrada já foi projetada para receber valores como esse de impedância de saída. Isso permite que esses instrumentos que sejam plugados direto sem maiores distorções. No caso de eu não ter uma entrada de instrumento no meu equipamento, a solução é usar um direct box para obter uma ideal relação de impedâncias. O Direct Box abaixa a impedância do sinal até um valor adequado, para que então o mesmo possa ser plugado à entrada de linha ou de microfone da sua mesa de som ou interface sem maiores distorções. Em qual das duas o direct box deve ser conectado vai depender do modelo e de qual saída do DI que você está usando.

Balanceia o Sinal

Ao mesmo tempo que o direct box modifica a impedância do meu sinal, ele também balanceia-o. É com esse artifício que é possível conectar guitarras ou baixos elétricos a dezenas ou centenas de metros de distância. Sinais balanceados negam os ruídos incididos sobre o cabo, como sinais de rádio e interferências eletromagnéticas. Uma vantagem indireta desse processo é que essas saídas balanceadas do DI normalmente são XLR, tornando-o um jeito simples de converter um P10 em XLR caso tenha um DI à mão.

O que acontece se eu não usar um direct box?

Vamos destrinchar cada um dos casos de uso e avaliar suas consequências.

Casos com mais de 6 metros de distância

• Conectar equipamentos desbalanceados em distâncias maiores que 6 metros
• Conectar instrumentos com saídas desbalanceadas em distâncias maiores que 6 metros.

Nesses dois casos, o problema está em não ter um sinal balanceado e estará sujeito aos mesmos problemas da discussão “cabo balanceado VS desbalanceado”. Em resumo, você poderá começará a ter uma significativa indução de ruído. Tudo vai depender de onde você está e do nível de interferências na região. É possível que num campo distante não tenha grande problemas até 10 ou 15 metros, mas em grande metrópoles é muito comum captar interferência de sinal de rádio em distâncias muito menores que 6 metros. Em utilizações de curta distância, mesmo em gravações sérias, é possível, dentro de um studio, usar um setup desbalanceado sem grandes problemas. Em outras palavras, cabe ao responsável pela gravação avaliar se a sua relação sinal-ruído está boa ou está sendo comprometida. (é possível que aquele ruído não seja o tipo que um direct box resolve!) Lembre-se: Ao usar um DI por conta de viajar longas distâncias com o sinal, tenha a maior parte dessa distância coberta pelo sinal balanceado. Ou seja, tenha o direct box o mais perto possível do instrumento que se está ligando!

Casos com relação inadequada de impedâncias

• Plugar uma guitarra ou baixo a uma mesa de som.
• Plugar uma guitarra ou baixo a uma interface que não tem entrada de instrumento.
• Gravar um sinal para fazer re-amp
• Gravar o sinal saindo direto do instrumento para usar em simuladores.

Esses quatro exemplos caracterizam o mesmo caso: Um instrumento de captador de bobina sendo ligado direto em uma entrada que não é uma entrada de instrumento. Em outras palavras, o problema está em fazer uma conexão com uma relação inadequada de impedâncias. Nesses usos, o direct box é quase obrigatório. Os instrumentos ficam com um som péssimo e muitas vezes rachado ao serem plugados direto em linha. Se a entrada é de microfone, o sinal pode chegar a ficar inutilizável devido à má qualidade. Os casos que demandam direct box são instrumentos de captadores de bobina, como guitarras, baixos (Alguns DIs são feitos especificamente para baixos), violões elétricos (os com captação interna por microfone são outro caso!) ou pianos elétricos com captador de bobina, como o famoso Fender Rhodes.  Lembre-se: Teclados não costumam precisar de direct box, já que sua saída já é em linha. (ligue no “Line Out”, nunca no “Headphones”!). Instrumentos eletrônicos, no geral, já tem a saída normalizada em sinal de linha. O melhor a se fazer é consultar o manual do seu instrumento para maiores informações.

Notebooks/Computadores

• Ligar a saída de fone de um computador à entrada de linha uma mesa de som ou CD-J

Esse também é um caso em que o problema é a relação de impedâncias, mas é um caso especial. Computadores podem se beneficiar do direct box, mas diferentemente dos instrumentos de captador de bobina, eles já estão naturalmente muito mais próximos da faixa adequada de relação de impedância, fazendo com que plugar a saída de fone de um computador diretamente a uma entrada de linha não apresente maiores problemas sonoros ou grandes distorções. No entanto, a diferença de qualidade sonora existe. Essa diferença pode ser sentida se feito um teste A-B adequado, mesmo com sistemas mais simples. O problema aparece quando isso é praticado em sonorizações para centenas ou milhares de pessoas. Aqui, até pela alta qualidade dos falantes e equipamentos do sistema, a degradação do sinal pela relação inadequada de impedâncias já é perceptível. Além disso, essa prática pode trazer outros problemas como loops de terra e ruídos; agora facilmente perceptíveis, já que foram amplificados muitas e muitas vezes. Vale assegurar que esses problemas de ruído não estão relacionados com a relação de impedâncias estar fora da faixa adequada, mas sim pelo fato do computador estar ligado na energia. Ao usarmos essa conexão desbalanceada e sem isolamento entre o computador e a entrada de linha, estamos completando o círculo e dando um caminho para os ruídos da rede elétrica navegarem. Esse problema desaparece com o uso do direct box.

Tipos de direct box

Existem majoritariamente dois tipos de DI:

• Passivo
• Ativo

Os dois são capazes de executar igualmente as funções de balanceamento do sinal e correção de impedância, mas cada um tem sua peculiaridade.

Passivo

• Tipo mais simples de direct box
• Não precisa de alimentação externa
• Não dá ganho no sinal
• Mais difícil de distorcer, já que faz uso de transformadores.

Ativo

• Contém mais funções e é ligeiramente mais caro
• Necessita de alimentação externa (Phantom Power ou bateria 9V)
• Dá ganho no sinal, quase servindo como um pré-amp.
• Distorce mais facilmente, já que faz uso de componentes eletrônicos ativos e buffers.

Parâmetros do direct box

Vamos usar de exemplo um Behringer DI100 para a analisar o que faz cada porta ou função

• Attenuation (-20dB): Esse botão abaixa o sinal em 20dBs.
• The other (-20dB): Esse botão faz o mesmo que o outro. Se os dois estiverem apertados juntos, abaixam o sinal em um total de 40dBs. Se você precisar só apertar um, tanto faz qual.
• Input (P10):  Aqui é onde você deve conectar seu sinal de nível de instrumento. (Muitas vezes, isso será a guitarra/baixo). Ele suporta cabos TRS e aceita sinais balanceados, mas é aqui que normalmente você vai conectar seu instrumento desbalanceado. Afinal você comprou o DI pra ele fazer isso também, não?
• Input (XLR): Idêntico ao outro input, mas em versão XLR. Suporta sinal balanceado.
• Link: É o sinal original. É comum falar "cópia" do sinal original, mas nem uma cópia é - é o original de fato, sem mudanças. Considere o Link como uma saída! Normalmente é aqui que você vai plugar o cabo que vai mandar o sinal para o amplificador.

Importante! Se sua interface tem uma única chave de phantom power para todos os canais, cuidado quando estiver ligando o sinal direto! O microfone dinâmico pode receber phantom sem maiores problemas, mas se ligar um microfone de fita ele provavelmente irá queimar! (a grande maioria, pelo menos) Não ligue a não ser que o manual diga que não há problemas! Na dúvida, não ligue.

The Front

• IN/OUT: Esse botão deveria se chamar "On/Off"... mas não chama.  No "OUT", o DI desconecta a bateria para preservar carga. Em "IN", a bateria é conectada para poder alimentar o aparelho. Se usado Phantom Power, ele ligará a unidade de qualquer maneira, esteja ela em "Out" ou em "In". Sendo assim, se você só está usando Phantom Power, pode deixar no "OUT" pra ter certeza que a bateria não vai ser consumida de besteira. Se deixado no "IN", ele trocará automaticamente da bateria para o phantom power ao ligá-lo.
• GND Lift: Se ligado, ele interrompe a conexão elétrica entre os terras dos sinais de entrada e saída. Isso normalmente reduz o ruído, o que o faz uma função muito atrativa para muitos. No entanto, a melhor prática é manter o Ground Lift desligado. Em casos de studio ele pode ser inofensivo, mas em setups ao vivo com milhares de watts, Ligar o ground lift pode levar a sérios choques se um certo grupo de condições for atendida. Existem até casos de morte relatados por culpa de ligar o Ground Lift.
• Output: É aqui que você conecta o XLR que irá para sua interface ou mixer. Seu sinal, antes desbalanceado, agora é Balanceado.
• Battery Port: É onde a bateria 9 volts é alocada; ela é usada na ausência de phantom power.

Alguns DIs podem ter algumas funcionalidades mais especificas, como por exemplo:

• MERGE: combina o "Input" e o "Thru"/"Link" em um input stereo que é somado para mono no output.
• Variable gain control: Controle de ganho variável. Permite que uma gama de outros aparelhos sejam conectados via ajuste de ganho. (o Retrospec Audio Juice Box por exemplo)