Lautsprecher Simulation Teil 2: Gehäuse & Einbau

Wie schon in der letzten Folge von Hot Rod Mod angekündigt, soll unsere Platine heute ein angemessenes Zuhause bekommen. Da sie ja sehr klein gehalten wurde, gibt es hierzu verschiedene Möglichkeiten. Natürlich kann die Cab Sim ein eigenes, extra für sie hergestelltes Gehäuse bekommen, die Miniplatine passt allerdings auch problemlos in ein anderes Effektgerät hinein.

Ich könnte mir z. B. vorstellen, dass man seinem Lieblingsverzerrer noch einen zweiten, frequenzkorrigierten Ausgang spendieren möchte. Noch charmanter finde ich allerdings die Idee, die Cab Sim nicht in ein anderes Effektpedal zu stecken, sondern eine passive DI-Box als Vermieter zu suchen. Ich hatte ja schon in der letzten Folge angedeutet, dass mir mindestens eine Nutzung vorschwebt, die der guten alten Hughes & Kettner Red Box nicht nachsteht. Unsere Cab Sim muss also sowohl mit einem Line-Pegel, als auch mit Verstärker-Signalen klarkommen und ein symmetrischer XLR-Ausgang soll auch dran sein. Features, die einige DI-Boxen schon bieten.

di-box – was ist das?

Mit einer DI-Box (DI = Direct Injection) kommt man als Musiker ja erst mal nicht sofort in Berührung. Wir verwenden ja immer noch die antiquierten Klinkenkabel zur sog. „unysmmetrischen“ Signalübertragung vom Instrument zum Verstärker (und allem was wir so dazwischen schalten). Mit Klinkenkabeln wird das Signal über zwei Adern weitergeleitet: um die Signalader liegt noch ein Abschirmungsgeflecht, über das die Masse geleitet wird. Es gibt natürlich auch Stereo-Klinkenkabel mit zwei Adern plus Abschirmung – aber die spielen im Musikerbereich keine nennenswerte Rolle.

Auf der Bühne oder im Tonstudio tauchen plötzlich vermehrt die kleinen Kästchen auf, die auf der einen Seite Klinkenbuchsen und auf der anderen Seite XLR-Ausgänge haben. XLR-Ausgänge, die man zumindest schon mal bei Mikrofonen gesehen hat, haben drei Anschlüsse. Dementsprechend benötigen XLR-Kabel auch drei Adern: zwei Signaladern und eine Abschirmung über die die Masse läuft. Mit den drei Leitungen könnte man Stereo-Signale übertragen, aber dazu werden die XLR-Kabel im professionellen Bereich gar nicht benutzt. Statt dessen nimmt man die dreiadrigen Kabel, um das Signal „symmetrisch“ zu übertragen, d. h. neben der Abschirmung/Masse-Ader leiten die beiden anderen Leitungen das (Mono-)Nutzsignal – allerdings mit jeweils entgegengesetzter Polarität. Das hilft (neben einer guten Abschirmung), das Signal auch über weite Strecken störungsfrei zu übertragen.

Symmetrische Übertragungen schützen besser gegen etwaige Störsignale, weil ein Störsignal, das gleichermaßen auf beide Adern wirkt, durch die Polaritätsumkehr beim Zusammenführen der beiden Signale wieder ausgelöscht werden kann. Dazu muss das Zusammenführen übrigens als Subtraktion und nicht als Addition erfolgen, da beim Summieren das Nutzsignal komplett ausgelöscht und nur das Störsignal übrig bleiben würde.

DI-Boxen werden nun verwendet, um solch ein symmetrisches Signal zu erzeugen. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten: Passive DI-Boxen, die ohne eigene Spannungsquelle auskommen, verwenden dazu einen Audio-Trafo. Aktive DI-Boxen nehmen die Symmetrierung des Signals meist elektronisch vor. Angesichts der Preise für ordentliche Audio-Trafos ist das meist die günstigere Variante. Die Unterdrückung der Störgeräusche bei aktiven DI-Boxen ist zwar meist sehr ordentlich, eine echte galvanische Trennung, die wirksam bei der Unterdrückung von Brummschleifen hilft, können sie jedoch nicht vornehmen.

brummschleifen

Brummschleifen oder korrekter „Erdschleifen“ entstehen, wenn unterschiedliche Geräte sowohl über den Schutzleiter des Netzstroms als auch über die Erdung der Signalübertragung miteinander Kontakt haben. Falls nun zwischen dem Schutzleiteranschluss des einen Gerätes und dem Schutzleiteranschluss des anderen Gerätes auch nur ein geringer Potentialunterschied besteht, fließt ein Ausgleichsstrom. Ein paar mA genügen bereits, um eine Brummschleife aufzubauen. Auflösen kann man die Brummschleife, indem man an einer Stelle die Masseverbindung unterbricht.

Wem sein Leben lieb ist, unterbricht aber bitte nicht die Masseverbindung an den Schutzleitern, indem man diese einfach abklemmt oder abklebt, sondern an der Masseleitung des Audiosignals. Bei symmetrischen Kabelverbindungen kann man auf einer Seite die Masseleitung auftrennen. Das macht z. B. ein Ground-Lift-Schalter, der bei vielen (passiven) DI-Boxen verbaut ist. Denn der Trafo in der DI-Box, der eigentlich eine Pegel- und Impedanzanpassung vornehmen soll, funktioniert auch als Trenntrafo.

billig und gut

Auf der Suche nach einem geeigneten Partner für die Cab-Sim-Platine stößt der preisbewusste Kunde recht schnell auf die Millenium DI-E von Thomann. Für extrem günstige € 9,90 bietet die kleine passive DI-Box erstaunlich viel: zwei parallele Klinkeneingänge, um das Eingangssignal auch unbeeinflusst durchschleifen zu können; einen Schalter zur Pegelabsenkung, damit nicht nur Line-Signale sondern auch Verstärkersignale verarbeitet werden können, einen recht stattlichen Trafo, der das Signal symmetriert, einen Ground-Lift-Schalter gegen Brummschleifen und natürlich eine XLR-Buchse zur symmetrischen Weiterleitung des Signals an das Mischpult. Das alles steckt in einem super stabilen und recht kompakten Metallgehäuse mit sehr ordentlicher Verarbeitungsqualität.

Zu dem Preis kann man nicht einmal alle Bauteile kaufen, um solch eine DI-Box selbst zu bauen. Und mit dem Trafo werden meine selbstgestellten Voraussetzungen sogar noch übertrumpft. Denn meine alte Red Box MK II hat keinen Trafo, sondern symmetriert das Signal mit Hilfe einer Schaltung. Den Trafo der DI-E nehmen wir aber nicht nur gerne wegen technischer oder eventueller klanglicher Vorzüge mit, sondern vor allem, weil er uns die Möglichkeit bietet, unsere Cab Sim mit der Phantomspeisung des Mischpultes zu versorgen. Aber darum kümmern wir uns das nächste Mal.

wie, nur vier kabel?

Um die Platine in die DI-Box zu integrieren brauchen wir einen Ansatzpunkt für das Signal, einen Zugang zur Masse und natürlich noch Strom. Der Einbau der Platine in die Cab Sim ist also mit vier Lötpunkten erledigt. Alles andere ist ja schon da. Der Masseanschluss ist schnell gefunden: Am Ground-Lift-Schalter der DI-Box liegt der mittlere Pin an Masse an. Alternativ könnten wir auch ein Kabel von einer der Klinkenbuchsen nehmen, aber warum in die Ferne schweifen …

Um den Ansatzpunkt für das Signal zu finden, muss die Platine der DI-Box kurz raus – so kann man den Signalverlauf auf der Unterseite verfolgen. Der Platinenausbau ist überhaupt kein Problem und ruckzuck erledigt: die beiden Überwurfmuttern der Klinkenbuchsen sowie die Schraube, die die Platine am Gehäuse befestigt, ab, und schon haben wir das gute Stück in der Hand. Jetzt wird auch die Schaltung der DI-E erkennbar. Die beiden Klinkenbuchsen sind parallel geschaltet und leiten das Signal über einen Schalter an das Netzwerk aus einem 47nF-Kondensator und drei Widerständen. Dieses Netzwerk sorgt für die Dämpfung, damit die DI-Box auch mit Verstärkersignalen klarkommt. Von dem Netzwerk geht es weiter zum Trafo und von dort über ein Kabel an die zweite Platine mit dem XLR-Stecker.

Um die Cab-Sim-Platine einzubauen, bietet es sich an, das Signal zwischen Netzwerk und Trafo abzugreifen. Bei meinem Exemplar ist das gelbe Kabel an den mittleren Pin des Dämpfungsschalters gelötet. Das muss ab! Das gelbe Kabel der DI-Box wird mit dem Ausgang der Cab-Sim-Schaltung verbunden und der mittlere Pin des Dämpfungsschalters bekommt ein blaues Kabel vom Eingang der Cab-Sim-Schaltung. Die Masse holen wir uns, wie schon gesagt, vom mittleren Pin des Ground-Lift-Schalters.

strom bitte!

Jetzt brauchen wir nur noch Strom. Kein Problem: In der DI-E ist noch genug Platz für einen 9-Volt-Block. Der rote Anschluss des Batterieclips kommt an die Cab-Sim-Platine und den schwarzen Anschluss legen wir auf den bereits belegten äußeren Pin des Ground-Lift-Schalters. Jetzt kann der Ground-Lift-Schalter auch gleich die Cab Sim ein- und ausschalten – sehr praktisch. Und wichtig! Wir sollten nämlich nicht vergessen, dass eine Schaltung immer Strom zieht, egal ob sie aktiviert ist, oder nicht. Auch wenn der Stromverbrauch unserer Schaltung sehr gering ist, würde die Batterie über kurz oder lang leergesaugt werden.

Üblicherweise werden Effektgeräte mit dem Einstecken eines Klinkensteckers eingeschaltet. Dazu wird meist am Eingang des Pedals eine Stereobuchse verwendet, bei der durch Einstecken von Monoklinkensteckern die Masse (Schaft) und der erste Ring über den Stecker verbunden werden. Die Spitze (Tip) leitet das Signal. Der Masseanschluss des Batterie-Clips ist mit dem Ringanschluss – also dem mittleren Anschluss – der Buchse verbunden, so dass die Batteriemasse und die Schaltungsmasse über den Schaft des Klinkensteckers Kontakt haben.

Um diesen Trick auch bei der DI-E anzuwenden, wäre aber ein Eingriff in die DI-Box-Platine notwendig. Zwar sind in der DI-E auch Stereobuchsen verbaut, aber über die Platine sind der mittlere Pin und der Masse-Pin miteinander verbunden. Um die Schaltfunktion nutzen zu können, müsste man diese Verbindung trennen. Das erspare ich mir aber, da in der nächsten Folge noch ein viel eleganterer Weg zur Stromversorgung der Cab-Sim-Schaltung aufgezeigt werden soll – die Phantomspeisung übers Mischpult.