Принципи и основи на цифровия аудио запис
За субективността на възприятието...
Сега има много спорове относно обективността на оценките на звуковото оборудване. Как най-добре да го направя.
Ще дам един вече класически пример. Когато AKG се зае да пусне легендарния си микрофон C12 в производство през 90-те години, разработчиците се сблъскаха с неочакван проблем - всички прототипи, взети за новата серия, бяха различни един от друг. Това се обяснява с факта, че през 60-те и 70-те години производственият процес не е цифрово прецизен. И в резултат на това всеки AKG C12, пуснат по това време, имаше собствен звук. Те намериха много прост изход - взеха десетте най-добри прототипа, осредниха параметрите и ги пуснаха в производство. Името е променено на C12R. Днес това е един от най-скъпите микрофони.
Предусилватели, миксери, устройства за аналогова обработка
Предусилвателите са специален клас устройства, които ви позволяват да повишите нивото на микрофонния сигнал до линейно ниво. В повечето случаи модерните предусилватели имат допълнителни вградени устройства за обработка на динамиката (компресор / порта / ограничител) и корекция на честотата (еквалайзер) на борда. Някои модели предоставят допълнителни функции за премахване на артефакти, например, като "de-esser" (коригира свистене и съскане). Предусилвателят трябва да има фантомно захранване за свързване на кондензаторни микрофони.
Някои начинаещи, които вече са се сблъскали с този тип устройство, често питат защо има разделение на микрофонни и линейни входове? Ще обясня: факт е, че модулите за динамична обработка и корекция на честотата в едно устройство са много удобни за първоначална обработка на сигнала.
Могат да се вграждат предусилвателии в смесители - сложни комутационни устройства, предназначени за смесване на сигнали. Миксерите са разделени по предназначение: студийни, концертни, ефирни и по вида на превключваните канали: аналогови и цифрови. Цифровите миксери се използват най-вече в студийна среда, въпреки че вече можем да говорим за цифрова революция в областта на телевизионното и радиоразпръскване. Повечето съвременни цифрови модели могат да се управляват програмно от компютър.
Вкъщи те използват предимно малки конзоли, произведени от Behringer, Yamaha и Mackie. Не са скъпи - 150-200$. Ако имате повече от два източника на звук, тогава имате нужда от този тип устройство.
Въпреки че можем да предоставим друга опция, ако имаме многоканален хардуерен интерфейс - използвайте софтуерен миксер в компютъра и обикновен пач панел, който можете да направите сами.
Устройствата за аналогова обработка на сигнали са изживели времето си, с изключение на някои професионални и скъпи модели с много патенти. Цифровата обработка е много по-добра и качествена. Въпреки че във варианта с предусилватели - малка корекция на честотната характеристика в началния етап няма да навреди.
Електрически вериги, кабели, съединители и заземяване
Ако мислите, че електрическите вериги са прости, тогава грешите. Непознаването на този въпрос може да доведе до огромна поредица от проблеми. Виждал съм хора да изгарят скъпо оборудване поради липса на заземяване и грешният кабел може да причини много проблеми при смесването на концерти на живо.
Да започнем по ред. Основно срещаме в практиката четири вида кабели: едножилни, "усукана двойка", четириполюсни и комбинирани.
Единичните кабели са много прости по дизайн, те се състоят отизолиран проводник, екранираща намотка и втори слой изолация. Такива кабели са предназначени за небалансирано свързване на микрофони и инструменти и за просто превключване.
Усуканата двойка е малко по-сложна структура, тъй като има два изолирани проводника, поставени в органичен изолационен слой (памук или подобен), екранираща намотка и външен изолационен слой от PVC или подобни съединения.
Четириполюсните кабели, както подсказва името, се състоят от четири проводника. Използват се като шумоустойчива усукана двойка.
Комбинираните кабели се състоят от много по-прости кабели, затворени в един вид обвивка. Можете да ги срещнете на концерти или големи студиа (понякога ги наричат "черва").
Проводниците най-често се изработват от мед - това е най-евтиният вариант. Малко по-скъпо е използването на специална безкислородна мед (Oxygen-Free Copper, OFC), произведена чрез претопяване при понижено налягане. Е, най-скъпият вариант, както знаете, е сребро и злато.
Екраниращата намотка, използвана в аудио кабелите, е три вида - фолио, спирала и телена мрежа. Тъй като основната задача на този кабелен елемент е защитата срещу външни електромагнитни смущения, най-важният параметър е степента на покритие. Например във варианта с фолио тя се доближава до 100%, спиралата - до 80%, мрежата - между тях. В този случай важна роля играе такъв параметър като гъвкавостта на кабела. Разбирате, че ако екраниращата намотка е направена от фолио, тогава кабелът не може да се огъне много. Ето защо, например, в концертна версия се използват кабели със спирална или двойна спирална намотка.
Ако опишете кабела по отношение на електричеството, тогава той има свой собственсъпротивление, индуктивност, възникваща между проводниците и между проводниците и намотката, и капацитет, възникващ на същото място. Обикновено производителят посочва всички тези стойности във връзка с дължина, равна на 1 метър.
Тъй като сигналът се пренася от променливо напрежение и ток, съпротивлението играе важна роля. Колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-слаб става сигналът. При условия на големи дължини на кабела към веригата обикновено се свързва допълнително линеен усилвател на сигнала. Въпреки че производителите се опитват да сведат съпротивлението до минимум, а то е наистина малко.
Поради факта, че капацитетът и индуктивността се появяват в кабелите, те могат да повлияят на честотната характеристика на сигнала, работейки като честотни филтри. Това зависи от дължината на кабела, неговите конструктивни характеристики и от изходния импеданс на веригата, към която е свързан този кабел.
Ако говорим за превключване на източник на сигнал и товар, тогава трябва да важи правилото, според което импедансът на източника трябва да бъде много по-малък от съпротивлението на товара. Това правило не важи за високочестотни и цифрови линии.
Електрическите вериги са обект на смущения. Екранирането и свързването му към земята ни позволява да се отървем от статичното електричество и радиочестотните смущения. Усуканата двойка ни позволява да се отървем от други проникващи външни сигнали и смущения (не забравяйте, че кабелът работи като антена за нас). Едножилен кабел просто ще ги вкара в сигнала, но ако използваме симетрично превключване, при което сигналът се подава през един проводник непроменен ("горещ"), а във втория - в антифаза ("студен"), тогава при изваждане на втория сигнал от първия премахваме всички смущения и печелим в амплитудата на полезния сигнал. По този начин, симетрично превключванее един от най-добрите.
За балансирано (балансирано) превключване се използват три стандартни типа конектори: жакове, мини-жакове, XLR. Фигура 3 показва как правилно да разпоявате. Понякога контактът на общия проводник е запоен върху корпуса. Единственото нещо, което бих искал да отбележа е, че при някои видове оборудване третият контакт е обозначен като "горещ" (специално обозначен с фраза като "3 - "горещ").
При небалансирано (небалансирано) превключване се използват четири стандартни типа конектори: жакове, мини-жакове, XLR и RCA (лалета). За да направите XLR небалансиран, просто трябва да оставите пин 3 изключен, същото важи за стерео жаковете и стерео жаковете мини.
Както разбираме, симетричното превключване е най-добрият начин да се отървете от смущенията, така че е най-добре да се опитате да използвате само него, където е възможно.
Сега нека поговорим за един от най-важните аспекти на студийното превключване - заземяването. Заземяването може да предпази верига от електрически смущения, неадекватна комуникация между свързани устройства и от токов удар на човек. Обикновено заземяването се състои от заземителен проводник и заземителни защитни проводници. Заземителният проводник е метален проводник, разположен в земята, заземителният защитен проводник е метален проводник, свързващ хардуера на вашето студио и заземителен проводник. Като естествени заземителни проводници могат да се използват стоманобетонни конструкции, като изкуствени - метални контури, пръти, заровени в земята. Силно не се препоръчва използването на водопроводни тръби и батерии като заземителен електрод. Ефектът може да е обратен.
При свързване на устройства към земята също може да има грешки. На фиг. 4 показва ефекта на така наречената "земна" верига. Както можете да видите отустройство A има два земни пътя - през мрежата и през устройство B през екраниращата намотка на аудио кабела. Това поражда редица проблеми - добавя се допълнителен шум към аудиосигнала, пристигащ към устройство B, "земният" контур работи като антена. Ако сте свързали мощно устройство, тогава във веригата могат да възникнат сериозни спадове на напрежението.
Оказва се, че на входа на устройство B се подава сигнал с доста съмнително качество. Решението на този проблем се нарича "отделяне на земната верига" и предполага следното - на аудио кабела от устройство A към устройство B, на входа на последното, екраниращата намотка е изключена от земята. Тоест, кабелът се оказва свързан към земята само от страната на устройство А. Ако имаме работа с асиметрични връзки, тогава този процес е много по-сложен - трябва да осигурите няколко вида "земи", звук и мрежа. Това може да се направи правилно само от специалисти с определени умения. Идеалната схема за свързване на устройства към земята е следната:
Целият хардуер е заземен в една точка, често наричана "Мека".
Освен това се препоръчва използването на специални захранвания, в които има специални филтри, които предпазват от смущения и външни влияния. Тези опции са стандартни за скъпите системи за непрекъсваемо захранване (UPS).
В професионалната технология често има бутони за включване и изключване на заземяването, което понякога може да реши проблеми с небалансирани връзки.
Друг важен детайл, който си струва да се спомене, е ефектът на преходните процеси. Преходните процеси са явления, които възникват при включване / изключване на оборудването. Например, много от вас са виждали как един китаристиздърпва жака от китарата и след това се чува силен неприятен звук, който може да съсипе цялото студийно оборудване, от предусилвателя до високоговорителите.
Нека опишем пътя на звука в следната последователност: микрофон/инструмент, предусилвател, компютър/магнетофон, миксер, усилвател, високоговорители. Така че трябва да включите всичко в същия ред, както изброих. Тоест първо микрофон, после предусилвател, после компютър, после миксер, после усилвател и колони.
Трябва да го изключите в обратен ред, като започнете от колоните. Ако включите или изключите устройството, докато всичко останало е включено, направете го така, че следващият елемент в списъка да има най-ниската чувствителност. Например, включете микрофона, задайте усилването на предусилвателя на нула (ако свържете кондензаторен микрофон, първо изключете фантомното захранване). Ако изключите компютъра, настройте фейдърите на миксера на нула и т.н. Тази схема изисква ред и поддържа оборудването работещо.