Patchbay – I

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La Patchbay a volte chiamata anche Patch Pannel in ambiente audio, è un componente outboard che viene utilizzato per effettuare routing e cioè smistare segnali audio da e verso ingressi ed uscite a seconda delle esigenze, si presenta sotto forma di rack ( fig. 1 ), questo per seguire lo standard dimensionale generalmente utilizzato per gli outboard cosi da poter essere facilmente installato in rack ed eventualmente trasportato.

fig. 1E’ stato uno dei primi outboard inventati, il cui suo utilizzo iniziale era quello di smistare le linee telefoniche per permettere alla gente di telefonare ( ricevere ed inviare chiamate ), poi evoluto ed utilizzato anche in altri settori come quello audio – video.

La patchbay ha lo scopo di permettere il cablaggio di tutte le strumentazioni audio ( linee input ed output mixer audio, linee input ed output outboard ed effetti, input ed output recorder, ecc.. ) generalmente cablate nel Back della Patchbay ( fig. 2 ) e ritrovabili nelle connessioni Front, cosi da poter gestire gli input e gli output a piacimento consentendo un tipo di cablaggio fisso ( quindi per cui non si deve ogni volta ricablare tutti gli input e gli output delle strumentazioni audio ) e potendo attraverso opportuni cavi decidere che tipo di configurazione dare al percorso del segnale audio ( fig. 3 ).

fig. 2

fig. 3

Come si vede dalla figura 3 tutti gli input e gli output delle varie strumentazioni sono collegati nel Back della Patchbay, il quale segnale è poi ritrovabile e gestibile come vedremo più avanti nel Front.

Nelle connessioni anteriori, possiamo quindi avere tutti gli ingressi e tutte le uscite dei nostri dispositivi a seconda di come cabliamo la patch posteriormente.

Generalmente vengono utilizzate per lo più in situazioni quali studio di registrazione e broadcast o comunque in installazioni fisse visto lo scopo, più raramente nel live se non in rack in cui sono presenti altri outboard e tutti i collegamenti sono già pre-cablati in Patchbay cosi da avere collegamenti più rapidi secondo le esigenze evento per evento e non dover ricollegare tutto ogni volta, risparmiando anche notevolmente le tempistiche di montaggio – cablaggio.

Rimanendo sempre in ambiente audio sono 2 le tipologie di Patchbay:

1. Patchbay Analogiche
2. Patchbay Digitali

Patchbay Analogiche

Le Patchbay analogiche si trovano con connessioni a Jack TRS ( fig. 1 ) o Bantam TRS ( fig. 4 ) cosi da permettere la circolazione sia di segnali bilanciati che sbilanciati e quindi utilizzano cavi Jack o Bantam, questi cavi vengono a volte chiamati anche Patchcord ( cavo per patch ) proprio perchè sono inizialmente nati esclusivamente per l’utilizzo nelle Patchbay nello smistamento delle linee telefoniche.

fig. 4

Molto raramente si utilizzano invece le XLRbay quindi Patchbay su XLR o connettori Combo ( fig. 5 ) ( per lo più auto costruite ) in quanto che pur avendo una connessioni più solida rispetto ai Patchcord una connessione XLR occupa uno spazio superiore potendo offrire una Patchbay con minor numero di canali, più costoso e meno rapido nell’effettuare operazioni di Patching ( aggancio e sgancio dei connettori ) in quanto come sappiamo le connessioni XLR presentano molle che bloccano il connettore al loro interno cosi da non permettergli il distacco se non cliccando sull’apposita levetta di distaccamento della molla ( fig. 6 ).

fig. 5

fig. 6

Le Patchbay con connessioni Bantam sono quelle più utilizzate in quanto il Bantam impegna uno spazio inferiore sia dell’XLR che del Jack, la sua misura è 1/6″, le sue dimensioni consente di realizzare Patchbay con molti più canali oltre che essere un tipo di connessione più solida ed affidabile rispetto al Jack.

Una Patchbay può portare generalmente un numero di canali che può variare tra 16 – 24 – 32 – 48 – 96 ( generalmente quelle a Jack 16 – 24 – 32, mentre quelle Bantam anche 32 – 48 – 96 ).

Per quanto riguarda il cablaggio nella parte Back della Patchbay, quelle ha Jack TRS che generalmente sono le più scadenti hanno sempre connessioni a Jack, per cui è necessario arrivare con il connettore Jack da inserire nell’apposita connessione, come si vede nella figura 2.

Quelle più professionali a Bantam invece possono presentare sia connessioni Bantam, da utilizzare con il connettore Bantam, che connessioni D-Sub ( fig. 7 ), che connessioni Elco ( fig. 8 ) che dover saldare direttamente i connettori alla Pachbay o tramite inserti ( le più professionali, fig. 9 ).

fig. 7

fig. 8

fig. 9

Le connessioni D-Sub ed Edac portano generalmente 8 o 12 o 24 canali su connettore multipolare, per cui generalmente le Patchbay hanno più di 1 connettore D-Sub o Edac.

Altre Patchbay a livello più consumer possono presentare un misto di connessioni Jack, XLR e D-Sub ( fig. 10 ).

fig. 10

Alcune Patchbay come quella in figura 4 possono avere i connettori modulari e quindi in caso di mal funzionamento è possibile sostituirli con altri componenti compatibili ( fig. 11 ).

fig. 11

Le Patchbay analogiche possono consentire il trasporto non solo di segnale analogico ma anche digitale su 3 poli, in quanto le connessioni delle Patchbay sono sempre a 3 poli per il trasporto di segnale bilanciato, lo standard digitale su 3 poli è l’aes/ebu o AES3. Per fare questo però devono rispettare certe caratteristiche qualitative ( quindi non tutte sono adatte ), tra cui le principali:

Resistenza dei contatti al passaggio del segnale: < 20 MΩ

Diafonia ( Channel Separation ): < 40 dB per connessioni a 110 Ω/km ( le connessioni AES3 ).

Se si necessità di gestire più canali basta aggiungere ulteriori patch, per cui è una soluzione tendente all’infinito ( fig. 12 ).

fig. 12 

Come si vede dalla figura 12 i Bantam in commercio sono spesso offerti in diverse colorazioni, questo per aiutare il tecnico nelle operazioni di patching.

Le Patchbay viste le innumerevoli connessioni una volta cablati tutti gli input e output delle strumentazioni audio sarà necessario poterli “ricordare, altrimenti impossibile da gestire”, quindi cosa si ha in ogni connessione, per fare ciò vengono etichettate ( utilizzando generalmente nastro ) con nastri di diverso colore anche per definire a colpo d’occhio i vari settori, lo stesso per i Bantam con colori diversi per arrivare subito a colpo d’occhio a sapere in quale sezione vengono o sono collegati ( quindi dove si trovano gli input del mixer audio, dove gli output, ecc.. ).

Alcune Patchbay ( fig. 1 ) vengono già fornite con le strisce per la scrittura, generalmente però non colorate ma bianche o colorate in base al tipo di configurazione della Patchbay se presenta diverse configurazioni fisse, in quanto sta poi al tecnico decidere come organizzare il cablaggio dei segnali audio.

Le Patchbay generalmente, come detto, vengono installate cablate e disposte su rack come in figura 12, ma in certi casi soprattutto quando si acquistano mixer audio di alto livello ( da studio di registrazione o broadcast ) è possibile trovarle già incluse insieme al mixer audio e già precablate con tutti gli input ed output ( fig. 13 ), posizionate generalmente in un apposito alloggio che va a completare la struttura e dimensioni del mixer audio. Starà poi al tecnico audio il compito di estrarle o aggiungerne altre eventualmente su rack esterno se le connessioni delle Patchbay incluse con il mixer audio sono già tutte cablate, al fine di collegare outboard, registratori ed attrezzature esterne.

fig. 13

Come si vede dalla figura 1 – 2 e figura 4, le Patchbay sono costruite sempre con doppia connessione nel Back e quindi doppia connessione nel Front, questo perchè seguono una logica di cablaggio degli input ed output dei dispositivi audio da collegare e perchè questo permetterà come vedremo alcune configurazioni per poter gestire a piacimento il routing dei segnali collegati nel Back.

Generalmente come logica si usa cablare le Output nelle connessioni superiori e gli Input nelle connessioni inferiori ( fig. 14 ).

fig. 14

Questo perchè risulta come movimento naturale prendere il segnale dall’alto ( Out ) ed inviarlo verso il basso ( In ).

No Normal – Normal – Full Normal

Qualsiasi Patchbay non presenta circuiti passivi ( se non minimi ) o attivi, in quanto lo scopo è il semplice passaggio del segnale da e verso dispositivi ad essa collegati.

Esistono diverse metodologie di cablaggio interno delle Patchbay che determinano diverse funzionalità di trasmissione del segnale tra le connessioni Back e Front.

1. No Normal
2. Normal
3. Full Normal

Alcune Patchbay hanno solo un tipo di cablaggio altre invece presentano un selettore che ne può cambiare i parametri tra le 3 tipologie di cablaggio proposte o solo 2 delle 3 secondo le proprie necessità. Altre ancora sono costruite a settori, una parte con una tipologia di cablaggio ed un’altra con un’altra tipologia ( fig. 15 ).

fig. 15

Patchbay come quella in figura 4 presentano diagrammi e funzionalità del cablaggio, direttamente disegnato sulla scocca della Patchbay.

I metodi di cablaggio pre-fabbricato rappresentano sempre le variazioni del percorso di segnale internamente tra le le connessioni sopra e sotto dello stesso canale, 1 Out con 1 In, 2 Out con 2 In, e cosi via.

No Normal

Le Patchbay No Normal ( non normalizzate ), hanno le connessioni Out ed In indipendenti ( fig. 16 ), per cui la connessione Out 1 nel Back della Patchbay lo si ritroverà nel Out 1 nel Front della Patchbay, lo stesso per l’In, In 1 nel back ritrovabile nell’In 1 del Front ( fig. 17 ).

fig. 16

fig. 17

Molto utile quando si collegano in Patchbay microfoni ed ingressi microfonici del mixer.

Esempio nel Back della Patchbay, nell’Out tutte le linee microfoniche dirette dal microfono o dalla Stage Box e nell’In gli ingressi microfonici del mixer audio, come si vede anche dalla figura 3.

Cosi facendo avendo In e Out separati ( non normalizzati ) è possibile dal Front della Patchbay decidere in quale canale di ingresso del mixer audio inviare una qualsiasi linea microfonica in modo indipendente, anche se poi come vedremo per altri motivi si preferiscono usare Patchbay Full Normal.

Esempio: Attraverso un cavo Bantam se la Patchbay è con connessioni Bantam, è possibile prelevare dall’Out 1 la linea microfonica e portarla all’In 2 nell’ingresso microfonico del mixer audio, e cosi per qualsiasi canale ( fig. 18 ).

fig. 18

Molto utilizzate anche per collegare i processori Outboard, collegando l’Output del processore nel Back Out della Patchbay e l’Input del processore nel Back In della Patchbay. Cosi facendo ad esempio è possibile prelevare il segnale microfonico dall’Out 1, inviarlo all’ingresso di un processore esterno ( es. pre-amplificatore ) nell’In in cui è collegato, ritrovarsi il segnale post processato sul Out a cui è collegato, prelevando il segnale e potendolo inviare all’ingresso esempio di linea o insert del mixer audio ( fig. 19 ).

fig. 19

Una variante della Patchbay No-Normal è la Parallel ( fig. 20 ), si tratta di una pura Patchbay Split in cui qualsiasi segnale presente nell’Out è in copia nell’In, utile quando si necessita di avere sempre delle copie splittate di segnale per creare una o più configurazioni viste in argomento Splitter Audio.

fig. 20

Normal

Le Patchbay Normal chiamate anche Half Normal ( mezze normalizzate ) ( fig. 21 ) e ( fig. 22 ), fungono da splitter di segnale, in pratica inviando un segnale all’Out o In della Patchbay, in Front è possibile trovare una copia nell’In o Out sempre in Front ( ovviamente attenuato di 6 dB causa split ).

fig. 21 
fig. 22

Ci sono due tipi di Patchbay Normal, quelle con normalizzazione nell’In come quella in figura 19 e 20 e quelle con normalizzazione nell’Out come quella in figura 23 e figura 24.

fig. 23
fig. 24

Se la normalizzazione è nell’In, è possibile ritrovare il segnale collegato all’Out della Patchbay in copia nell’In, se inseriamo un connettore nell’Out in Front Patchbay per prelevare il segnale da inviare ad un ingresso In sempre in Front Patchbay la normalizzazione rimane, mentre se inseriamo il connettore nell’In in Front Patchbay la normalizzazione si rompe e la connessione diventa No Normal, quindi In e Out indipendenti.

Al contrario se la normalizzazione è nell’Out, inserendo il connettore nell’In è possibile ritrovare il segnale in copia nell’Out, mentre se inseriamo il connettore nell’Out la normalizzazione si rompe e la connessione diventa No Normal.

Per questo una Patchbay normalizzata permette di ottenere copie di segnale, ad esempio se nell’Out 1 ci ritroviamo un segnale microfonico questo sarà sempre normalizzato con l’In 1 e quindi arriverà il segnale direttamente all’ingresso microfonico del mixer audio se collegato nell’In 1 nel Back della Patchbay. Per cui una Patchbay Normalizzata ci evita l’utilizzo di cavi per il cablaggio degli ingressi e delle uscite, già fatto internamente.

Se si vuole inviare una copia di segnale anche all’In 2 del mixer audio, sarà necessario utilizzare una Patchbay Normalizzata nell’In cosi che la normalizzazione non si rompe ed è possibile inviare una copia di segnale anche all’In 2 o qualsiasi altro ingresso. Si romperà invece la normalizzazione del canale 2 in quanto che il connettore entrerà nell’In 2 rompendo la normalizzazione, utile per evitare che vi siano più segnali nello stesso ingresso ( quello in arrivo dall’Out 2 e quello in arrivo dall’Out 1.

La Patchbay Normalizzata nell’Out permette di avere il percorso di segnale diretto senza dover utilizzare cavi per l’indirizzamento dei segnali di Out ed In e permettere di decidere di inviare un segnale in un qualsiasi ingresso senza dover creare delle copie, esempio portare il segnale microfonico in uscita dall’Out 1 all’In 2 senza avere una copia anche nell’In 1 in quanto la normalizzazione è rotta inserendo il connettore nell’Out.

Non si usano invece per collegare processori outboard per non rischiare di avere delle copie di segnale che possano creare loop e ritorni di segnale, causa di feedback a meno di non lasciare collegati i connettori nell’Out ed In della Patchbay a cui sono connessi per rompere la normalizzazione.

Full Normal

Le Patchbay Full Normal ( pienamente normalizzate ) ( fig. 25 e fig. 26 ).

fig. 25
fig. 26

La Patchbay Full Normal è la Patchbay più utilizzata per collegare microfoni, ingressi ed uscite del mixer audio, ingressi ed uscite di registratori multitraccia, in quanto che è normalizzata sia nell’Out che nell’In ed inserendo un connettore nell’Out o nell’In la normalizzazione si rompe permettendo una qualsiasi delle configurazioni viste precedentemente ( tranne la copia di segnale ) e consentendo di base il flusso di segnale tra l’Out ed In senza dover inserire dei ponti per decidere il percorso di segnale.

n.b. Le normalizzazioni Half Normal e Full Normal possono essere con massa comune ( per cui viene utilizzata la massa del connettore dal quale si preleva il segnale da inviare ai vari in ed out nel Back della Patchbay ) ( meno qualitativi ) o massa indipendente ( per cui ogni linea sfrutta la propria massa ) ( più qualitativi ).

In caso di utilizzo cavi per creare ponti e percorsi di segnale in Patchbay è sempre consigliato di scollegare prima eventuale alimentazione Phantom presente nella linea da interrompere, questo per evitare sovraccariche che possano danneggiare i componenti sia della Patchbay che del generatore stesso della Phantom o dispositivi a cui questa alimentazione arriva. Se si utilizzano Patchbay Normalizzate è bene fare attenzione quando si sfruttano le copie di segnale in cui arriva l’alimentazione Phantom, evitando di inviarla verso dispositivi che non ne necessitano, inserendo eventualmente connettori per interrompere la normalizzazione.

Qualsiasi Patchbay si utilizzi è sempre bene conoscerne il funzionamento, avere pratica e dimestichezza nell’utilizzo delle connessioni di Output ed Input al fine di non creare loop di segnale o inviare alimentazione Phantom verso ingressi che non ne necessitano e rischiare la rottura di eventuali componenti elettrici o elettronici.

In conclusione sono consigliate Patchbay Full Normal per il collegamento di linee microfoniche, In e Out di mixer audio ( opportunamente collegati in diverse patchbay per evitare loop di segnale ), In e Out di registratori multitraccia ( opportunamente collegati in diverse patchbay per evitare loop di segnale ). Patchbay Normal per lo split di segnale. Patchbay No Normal per il collegamento di Outboard esterni.

Nel prossimo articolo vedremo alcuni esempi di collegamento.

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