Przepływ sygnału audio
Przepływ sygnału audio to ścieżka, którą pokonuje sygnał audio od źródła do wyjścia. Koncepcja przepływu sygnału audio jest ściśle związana z koncepcją stopniowania wzmocnienia audio; każdy element w przepływie sygnału może być traktowany jako stopień wzmocnienia .
W typowych domowych systemach stereo przepływ sygnału jest zwykle krótki i prosty, z zaledwie kilkoma elementami. Jednak w studiach nagraniowych i miejscach występów przepływ sygnału może być często dość skomplikowany, z dużą liczbą komponentów, z których każdy może spowodować, że sygnał nie osiągnie pożądanego poziomu wyjściowego. Znajomość każdego elementu w przepływie sygnału staje się coraz trudniejsza i ważniejsza wraz ze wzrostem rozmiaru i złożoności systemu.
Informacja zwrotna
Sprzężenie zwrotne, zwane również „wyciekiem okrągłym”, występuje, gdy wyjście urządzenia zostanie przypadkowo podłączone do jego wejścia. Jeśli urządzenie wzmacnia sygnał, to wzmocniony sygnał wyjściowy zostanie podawany z powrotem do wejścia, gdzie zostanie ponownie wzmocniony i wysłany na wyjście, skąd powróci do wejścia, ponownie zostanie wzmocniony i wysłany na wyjście, w nieskończoność. Zrozumienie przepływu sygnału jest ważne w zapobieganiu sprzężeniu zwrotnemu.
Przykład odtwarzania płyty CD
Poniższy przykład prześledzi przepływ sygnału typowego domowego zestawu stereo podczas odtwarzania płyty audio CD.
Pierwszym elementem w przepływie sygnału jest odtwarzacz CD, który wytwarza sygnał. Wyjście odtwarzacza CD jest podłączone do wejścia amplitunera. W typowym domowym systemie stereo to połączenie będzie analogowe i niezbalansowane na poziomie linii konsumenckiej -10dBV przy użyciu złączy RCA. Wybierając odpowiednie wejście w odbiorniku, sygnał jest kierowany wewnętrznie do wzmacniacza, który podwyższa napięcie sygnału z poziomu liniowego do napięcia wymaganego przez głośniki. Wyjście wzmacniacza jest następnie podłączone do głośników, które przetwarzają sygnał elektryczny na dźwięk akustyczny.
Przykład przepływu sygnału nagrywania pojedynczego wokalisty
Dokładna seria elementów w przepływie sygnału będzie się różnić w zależności od systemu. Poniższy przykład przedstawia typowy przepływ sygnału podczas nagrywania wokalisty w studiu nagraniowym.
Pierwszym elementem w przepływie sygnału jest wokalista, który wytwarza sygnał. Sygnał ten rozchodzi się akustycznie do mikrofonu zgodnie z prawem odwrotnych kwadratów , gdzie jest przetwarzany przez przetwornik na sygnał elektryczny. Inne obiekty mogą również wytwarzać dźwięk w środowisku akustycznym, takie jak HVAC , wentylatory komputerowe, hałas uliczny, windy, hydraulika itp. Te źródła hałasu mogą być również wychwytywane przez mikrofon. Dlatego ważne jest, aby zoptymalizować stosunek sygnału akustycznego do szumu w mikrofonie. Można to osiągnąć, zmniejszając amplitudę niepożądanego szumu (na przykład wyłączając system HVAC podczas nagrywania) lub korzystając z prawa odwrotnych kwadratów; przesuwając mikrofon bliżej źródła sygnału i dalej od źródeł hałasu, zwiększa się stosunek sygnału do szumu.
Za mikrofonem sygnał przechodzi kablem do przedwzmacniacza mikrofonowego, który wzmacnia sygnał mikrofonu do poziomu liniowego. Jest to ważne, ponieważ sygnał o poziomie liniowym jest niezbędny do napędzania obwodów wejściowych każdego dalszego sprzętu przetwarzającego w dół łańcucha, który generalnie nie będzie w stanie zaakceptować sygnału o bardzo niskim napięciu wytwarzanego przez typowy mikrofon.
Na potrzeby tego przykładu sygnał wyjściowy przedwzmacniacza mikrofonowego jest następnie przesyłany do korektora, w którym można manipulować barwą dźwięku w celach artystycznych lub technicznych. Przykłady celów artystycznych obejmują nadanie piosenkarzowi brzmienia „jaśniejszego”, „ciemniejszego”, „bardziej do przodu”, „mniej nosowego” itp. Przykłady celów technicznych obejmują zmniejszenie niepożądanego dudnienia niskich częstotliwości z systemów HVAC, kompensację utraty wysokich częstotliwości spowodowane odległym umieszczeniem mikrofonu itp.
Wyjście korektora zostanie następnie przesłane do kompresora, który jest urządzeniem manipulującym zakresem dynamicznym sygnału z powodów artystycznych lub technicznych.
Wyjście kompresora jest następnie przesyłane do przetwornika analogowo-cyfrowego, który przetwarza sygnał na format cyfrowy, umożliwiając przesłanie sygnału do cyfrowego urządzenia rejestrującego, takiego jak komputer.
Przykład przepływu sygnału dźwiękowego wokalisty na żywo
Poniższy przykład śledzi przepływ sygnału wokalisty występującego w kościele.
Przepływ sygnału rozpoczyna się jak w poprzednim przykładzie; wokalista, mikrofon, przedwzmacniacz mikrofonowy, korektor i kompresor. W tym przykładzie sygnał ten przepływa następnie do tablicy miksującej, która umożliwia kierowanie sygnału do różnych wyjść. Mikser zawiera zaplecze dla magistrali main mix, którą wyślemy do domowego systemu nagłaśniającego, szynę monitor mix, którą wykorzystamy do stworzenia miksu monitorowego dla wokalisty oraz szynę miksującą aux, którą wykorzystamy do utwórz drugą mieszankę, która zostanie wysłana do holu i pokoju dziecinnego.
Przykład przepływu sygnału pasma
Przykład przepływu sygnału wydajności transmisji
W tym przykładzie zbadamy przepływ sygnału podczas hipotetycznego koncertu rockowego. Dla naszego przykładu ten koncert nie tylko ma publiczność na żywo, ale jest również transmitowany na żywo w telewizji i nagrywany, a kopie nagrania są sprzedawane publiczności natychmiast po zakończeniu koncertu. Sygnał z każdego mikrofonu jest zatem wysyłany do pięciu miejsc; system nagłośnienia domu, system odsłuchu dousznego dla wykonawców, system transmisji, system nagrywania oraz lobby, toalety i obszary za kulisami, aby ludzie mogli słyszeć występ poza obszarem występu.
System nagłośnienia domu będzie sterowany z pozycji „Front of House”, zwanej także „pozycją Mix”. Ta pozycja zwykle znajduje się za widownią.
System odsłuchu dousznego będzie kontrolowany przez inżyniera miksu monitorów znajdującego się w skrzydle po jednej stronie sceny. Konieczne jest, aby inżynier miksu monitorów mógł komunikować się z wykonawcami, więc przebywanie blisko nich jest niezbędne. Pozycja miksu monitora jest często nazywana „światem monitorów”.
Miks transmisji będzie kontrolowany z ciężarówki transmisyjnej, znajdującej się na parkingu za miejscem występu.
System nagrywania będzie znajdował się w innej ciężarówce, znajdującej się obok wozu transmisyjnego.
W tym przykładzie hol, toaleta i miks za kulisami będą kontrolowane przez asystenta kierownika sceny zza kulis.
zostanie użyte urządzenie zwane rozdzielaczem mikrofonu . Rozdzielacz mikrofonu służy kilku celom; podzieli sygnał na 5-drożny, zapewni zasilanie fantomowe dla mikrofonów pojemnościowych i aktywnych DI boxów, a także zapewni izolację pomiędzy 5 wyjściami, zapobiegając powstawaniu pętli uziemienia. Zapobieganie powstawaniu pętli uziemienia jest niezwykle ważną funkcją, ponieważ nasilenie pętli uziemienia zwykle wzrasta wraz z odległością. W dużej sieci połączonych ze sobą systemów dźwiękowych, takich jak ten w tym przykładzie, pętle uziemienia mogą stać się niebezpiecznie poważne. Izolacja zapobiegająca powstawaniu pętli uziemienia jest zatem niezwykle ważna.
Zacznijmy od prześledzenia ścieżki sygnału od rozdzielacza do publiczności. Sygnał opuszcza rozgałęźnik, zwykle za pośrednictwem wielożyłowego kabla audio , i trafia do pozycji Front of House. W tym przypadku sygnał o poziomie nieruchomego mikrofonu wchodzi do przedwzmacniacza mikrofonowego, który zwiększa napięcie sygnału do poziomu liniowego. W tym przykładzie przedwzmacniacz mikrofonowy jest wbudowany w stół mikserski. Typowe dla miksera jest to, że za przedwzmacniaczem znajduje się trymer liniowy. Pozwala to na regulację amplitudy sygnału o poziomie liniowym. Można to zrobić ze względów artystycznych lub technicznych. Typowym zastosowaniem trymera liniowego jest tłumienie sygnałów, które zostały celowo zbyt mocno wzmocnione przez przedwzmacniacz mikrofonowy. Nadmierne wzmocnienie sygnału może spowodować zniekształcenie przedwzmacniacza, co w pewnych okolicznościach może zapewnić pożądany dźwięk.
Po przycięciu linii sygnał jest przetwarzany przez korektor płyty mikserskiej, filtr, kompresor, ogranicznik, de-esser, opóźnienie, pogłos i wszelkie inne funkcje przetwarzania sygnału, które są dostępne na płycie mikserskiej i które inżynier miksu zdecyduje się użyć. Przetworzony sygnał jest następnie przesyłany do szyny miksującej, gdzie jest łączony ze wszystkimi innymi sygnałami pochodzącymi ze sceny. Balans sygnałów jest kontrolowany przez suwaki.
Miks jest następnie kierowany do jednego z wyjść miksera i przepływa do kontrolera głośnika. To urządzenie przetwarza sygnał, aby zoptymalizować go pod kątem systemu dźwiękowego zainstalowanego w miejscu występu. Następnie przepływa do szafy ze wzmacniaczami, a następnie do głośników.