DIユニット

DIユニット（ダイレクトインプットまたはダイレクトインジェクト）は、通常、レコーディングスタジオや音響システムで使用される電子機器で、高出力インピーダンスのアンバランス出力信号を、低インピーダンスのマイクレベルのバランス入力に接続するために使用され、通常はXLRコネクタとXLRケーブルを介して接続されます。

DIユニットは、 DIボックス、ダイレクトボックス、または単にDIとも呼ばれ、各文字は「ディーアイ」のように発音されます。この用語は、ダイレクト入力、ダイレクトインジェクション（英国用語^{[ 1 ]}）、ダイレクト誘導、またはダイレクトインターフェースの略であると様々に主張されています。

「従来のギターアンプとスピーカーは、ダイナミックレンジを圧縮し、歪みを発生させ、周波数帯域を狭める、かなりローファイな機器です。対照的に、適切に接続されたギターのダイレクト信号は、非常にクリアでダイナミック、パンチがあり、はるかに明るいサウンドになります。」^{[ 2 ]} - Guitar.com Magazine

DIボックスは、エレキギター、エレキベース、または電子キーボードをミキシングコンソールのマイク入力ジャックに接続するためによく使用されます。DIボックスの信号は音波として空気中を通過することなく、音源楽器から「直接」送られるため、他の音から分離され、マイクや部屋の音響特性による影響を回避できます。DIボックスは、レベルマッチング、バランス調整、アクティブバッファリング、パッシブインピーダンスマッチング、またはインピーダンスブリッジングのいずれかを実行します。DIボックスは通常、入力ジャックと出力ジャックを備えた金属製の箱で、高価な機種には「グランドリフト」スイッチとアッテネータースイッチが搭載されています。

DIボックスは、プロ用およびセミプロ用のPAシステム、プロ用音響システム、およびレコーディングスタジオで広く使用されています。メーカーは、安価で基本的なパッシブユニットから高価で高度なアクティブユニットまで、幅広い種類のユニットを製造しています。DIボックスには、ユーザーが選択可能な0dB、20dB、または40dBのパッドや「グランドリフト」スイッチなど、多くの機能とユーザーが制御可能なオプションが備わっている場合があります。筐体はさまざまなタイプがあり、通常は電気的干渉を防ぐのに役立つ金属製のシャーシが使用されています。一部のベースアンプにはDIユニットが内蔵されているため、ベースアンプの出力信号を音響システム、ライブショー、またはレコーディングの環境でミキシングボードに直接接続できます。

パッシブ・ダイレクトボックスは、1960年代半ばにアメリカで初めて登場しました。特にデトロイトでは、モータウン、ユナイテッド・サウンド・システムズ、ゴールデン・ワールド・レコード、テラ・シャーマ・スタジオ、メトロ・オーディオのキャプスタン・ローラー・リモート・レコーディング・トラックといったラジオ局やレコーディングスタジオで広く使用されました。これらのDIボックスは、エド・ウォルフラムが開発した「ウルフボックス」のようなエンジニアや、コンサート音響会社が電気楽器の増幅を目的として特注で製作したものです。

これらのボックスには通常、楽器のピックアップの高い出力インピーダンスから、一般的なミキシングコンソールのマイクプリアンプの比較的低い入力インピーダンスへのインピーダンスブリッジングを助けるために、約 8:1 ～ 12:1 の巻数比を持つオーディオトランスが内蔵されていました。たとえば、Wolfbox で使用されている Triad A-11J は、巻数比が 10:1 ^{[ 3 ]}であり、したがってインピーダンス比は 100:1 です。一般的なコンソールプリアンプの入力インピーダンス 1,500 オームは、電子楽器からは 150,000 オームの高い入力インピーダンスとして認識されます。^{[ 4 ]}

パッシブ ダイレクト ボックスはほとんどの電子楽器に適していましたが、フェンダーローズ ピアノやシングル コイル ピックアップのフェンダー プレシジョン ベースなど、出力信号が弱い楽器の音色を損ないました。これらの楽器に対応するために、入力インピーダンスを 1,000,000 オーム以上に高める電源付き電子回路を内蔵したアクティブ ダイレクト ボックスが設計されました。1975 年、レオン ラッセルのレコーディング スタジオ用に 48 ボルトファンタム電源のアクティブ ダイレクト ボックスが設計され、その回路は音響工学雑誌のdBの 1975 年 4 月号に掲載されました。^{[ 5 ]}カリフォルニア ジャムなどの大規模なロック フェスティバルをサポートすることで知られる音響会社Tycobrahe は、さまざまな入力レベルを補償するための内蔵アッテネーターを備え、+9 dBm ライン レベル出力が可能なアクティブ ダイレクト ボックスを 1977 年に販売しました。 ^{[ 6 ] [ 7 ]} 

ダイレクトボックスには、オーディオと電気という2つの関連する目的があります。オーディオの目的は、楽器の信号を加工せずにクリーンな状態でミキシングコンソールや録音機器に送ることです。そこで、オーディオ制作のニーズに合わせて、イコライザー、コンプレッション、モジュレーション、リバーブなどの他の機器を使用して処理されます。ダイレクトボックスがない場合、楽器やマイクはアンプに接続し、アンプはスピーカー、別のマイク、そしてミキシングコンソールへと接続される可能性があります。これらの電子回路やケーブルによって音色が変化する可能性があり、オーディオエンジニアやミュージシャンの中にはそれを好ましくないと感じる人もいます。もちろん、その逆も真です。ミュージシャンやオーディオエンジニアは、音楽や録音のスタイルに合うように、あえて音色の変化を求める場合も少なくありません。

ダイレクトボックスの電気的な目的は、入力と出力のインピーダンスをブリッジすることです。インピーダンスの不一致のため、ほとんどの電子楽器やマイクロフォンは、ミキシングボードや録音機器のプリアンプ入力に直接接続できません。楽器は通常高インピーダンスであるのに対し、マイクロフォンの入力は低インピーダンスです。

ダイレクトボックスは、高インピーダンスのアンバランス信号を低インピーダンスのバランス信号に変換します。^{[ 8 ]}これにより、信号損失なく長いケーブルを通して信号を送信でき、バランス信号における同相除去の利点により干渉の除去が向上します。^{[ 9 ]}さらに、低インピーダンス信号を、低インピーダンスのマイクからの入力を受け入れるように設計されたミキシングコンソールの入力プリアンプに送信できます。

すべてのケーブルは容量性を持つため、ライブサウンドやレコーディングで使用される長いケーブルは、高インピーダンスのソースで使用すると、高周波を減衰させるローパスフィルターになることがあります。 ^{[ 10 ]} DIユニットのもう1つの利点は、DIにトランスが内蔵されており、ガルバニック絶縁を提供することで、グランドループハムを排除できることです。^{[ 10 ]}

ダイレクトボックスは通常、ミキシングボードのXLR入力に接続する必要がある、アンバランス型の1/4インチフォーン出力端子のみを備えた電気楽器やその他の電子楽器で使用されます。1つの筐体内に複数のダイレクトボックス回路を搭載することも可能です。これらは、電子キーボードのバンクなど、複数のアンバランス出力に対応するために使用されます。

サージェント・ペパーズ・ロンリー・ハーツ・クラブ・バンドのほぼすべてのエレクトリック・ベース・パートでダイレクト・インプット・トラッキングが使用されており、特に「ルーシー・イン・ザ・スカイ・ウィズ・ダイアモンズ」、「ホエン・アイム・シックスティ・フォー」、「ラブリー・リタ」、「ア・デイ・イン・ザ・ライフ」のほか、「オンリー・ア・ノーザン・ソング」、「アイ・ミー・マイン」、そして「レボリューション」のリード・ギターの導入部分で顕著である。^{[ 11 ]}他の例としては、デイヴ・マシューズ・バンドの「ソー・マッチ・トゥ・セイ」やアデルの「デイドリーマー」などがある。^{[ 11 ]}レッド・ツェッペリンの「ブラック・ドッグ」のメイン・ギター・リフは、マイク・プリアンプを通して直接録音され、1176 ピーク・リミッターのペアを通して送られた。^{[ 12 ]}バーズのフロントマン兼ギタリストの ロジャー・マッギンは、スタジオで有名なジャングリー・ギター・サウンドを実現するために、12弦リッケンバッカーをコンプレッサーを通して直接録音し、高音域を強調した。^{[ 13 ]}

パッシブDIユニットは、バランとして使用されるオーディオトランスで構成されています。「パッシブ」という用語は、ユニットが動作するために電源（バッテリーやファンタム電源など）を必要としないことを示しています。オーディオトランスの品質は、パッシブDIボックスの忠実度とノイズ抑制能力に大きく影響します。メーカーは、高品質のトランスが効果的でノイズのないオーディオ信号伝送に不可欠であることを一般的に強調しています。^{[ 14 ]}これにより、パッシブDIは安価になりますが、信号パワーを増幅できないことも意味します。パッシブDIの巻数比は通常、公称50kΩの信号源（エレキギターやエレキベースのマグネティックピックアップなど）をオーディオミキサーのマイク入力で想定される100～200Ωに変換するように選択されます。一般的な巻数比は10:1～20:1の範囲です。^{[ 15 ] [ 16 ]}あまり一般的ではありませんが、パッシブDIユニットは、コンデンサ結合の有無にかかわらず、抵抗負荷で構成される場合があります。このようなユニットは、ヘッドホンやスピーカー用に設計された出力に最適です。

安価なパッシブDIユニットはハムノイズの影響を受けやすく、アクティブユニットに比べて汎用性に劣る傾向がありますが、電源が不要で操作が簡単、そして高性能なユニットは設計通りに使用すれば非常に高い信頼性を発揮します。パッシブDIにはバッテリーが不要なため、ライブ演奏やレコーディング中にバッテリー切れを心配する必要がありません。

一部のモデルには設定やスイッチが一切ありませんが、他のモデルにはグランドリフトスイッチ（グランドループの問題やハムノイズを回避するため）、パッドスイッチ（さまざまなソースレベルに対応し、強すぎる信号を減衰するため）、音色やトーンを調整するためのパッシブフィルター/イコライゼーションスイッチが搭載されている場合があります。

アクティブDIユニットにはプリアンプが内蔵されています。そのため、アクティブDIユニットはゲイン調整が可能で、パッシブユニットよりも本質的に複雑で多機能です。アクティブDIユニットには電源が​​必要で、通常は電池または標準的なACコンセントから供給され、ファンタム電源を使用するオプションを備えている場合もあります。ほとんどのアクティブDIユニットには、汎用性を高めるためのスイッチが備わっています。これには、ゲインまたはレベル調整、グランドリフト、電源選択、モノラルまたはステレオモードなどがあります。グランドリフトスイッチは、ファンタム電源を遮断することがよくあります。一部のアクティブDIユニットには、電子エフェクトユニットも搭載されています。

パススルーコネクタは、入力信号をそのまま出力し、DIユニットを信号経路に挿入しても信号を中断させないようにする、入力コネクタと並列接続された2つ目のジャックです。これにより、エレキベース奏者などのユーザーは、ベースをDIユニットに接続してベース信号をミキシングボードに送り、同時にベースをステージ上のベースアンプに接続してモニタリングすることができます。パススルーはバイパスとも呼ばれます。トゥルーバイパスは、信号が回路を介さずに、ソースインピーダンスに負荷をかけずに、入力ジャックから出力ジャックに直接送られる場合に発生します。フォールスバイパス（または単に「バイパス」）は、信号がバッファリングされたデバイス回路を通過し、信号に意図的な変更が加えられない場合に発生します。ただし、電気設計の性質上、信号にはほぼ必ず何らかのわずかな変化が生じます。変化の程度やその目立ち具合は、ユニットによって異なります。

エレキベース、コントラバス、または圧電ピックアップを使用するアコースティック楽器（バイオリン、アコースティックギター、マンドリンなど）用のプリアンプとDIボックスを一体化したユニットを製造している企業は数多くあります。これらのユニットは、ストンプボックス型のペダル、小型ラックマウントユニット（多くの場合、フルラックサイズよりも小さい）、またはベルトにクリップで留めたり楽器に取り付けたりできるユニットなど、様々な形態で提供されています。

エレキベース用プリアンプには、一般的にゲインノブ（オーバードライブエフェクトユニットを含む場合もある）、イコライザーノブ、そして一部のハイエンド機種では複数のチャンネル（例えば、「クリーン」チャンネルと「ダーティ」チャンネル、後者にはオーバードライブエフェクトが含まれる）が備わっています。

コントラバスなどのアコースティック楽器用のプリアンプDIユニットは、オーバードライブ機能を省略することが多いですが、オーディオコンプレッションエフェクト、極性反転スイッチ、ノッチフィルター（後者2つの機能は、不要なフィードバックノイズを低減するために設計されています）など、アコースティック楽器のサウンドとトーンを向上させるための追加機能を備えています。アコースティック楽器用のプリアンプDIには、ピックアップとコンデンサーマイクの両方を使用できるように、2つのチャンネルとシンプルなミキサーが搭載されていることがよくあります。コンデンサーマイクに電源が必要な場合に備えて、ファンタム電源を提供するプリアンプDIもあります。プリアンプDIユニットは、バッテリー駆動、AC電源プラグ、またはその両方に対応しています。

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• トランスフォーマーベースの信号スルーDIボックス、スプリットシグナルDIボックスの回路図案 - Jensen Transformers
• JdB Sound Acoustics (1998)ダイレクトボックス（ダイレクトボックスで何ができるかについての技術情報記事）