Share
Välkommen tillbaka mina vänner för en annan omgång av systemkalibrering! Hittills i serien har vi täckt allt från allmänt setup, till grundläggande kalibrering, till högtalarmönster, till bashantering, till förstärkare. Så vad är då kvar? Våra goda gamla vänner omvandlarna förstås!
Den här nästa delen i serien är avsedd för att analysera precis vad som exakt går in i dessa omvandlare, varför de har en sådan inverkan på ljudet och i sista hand vad vi behöver leta efter i dem som ljudingenjörer. Och om du är orolig att den här handledningen kommer att bli för teknisk eftersom det handlar om elektronik, frukta inte. Allt kommer att hållas klart, enkelt, men fortfarande detaljerat så att alla kan följa med!
Så med det i åtanke, förbered dig för omvandling!
Medan ingenjörer kommer att prata hela dagen om hur den här högtalaren låter jämfört med den här eftersom den här porten är, eller hur den här rörförstärkaren är renare än den här fasta förstärkaren eftersom de använder högre spänningar, hör du inte ofta ingenjörer som pratar om omvandlare i alltför tekniska termer. Du kommer alltid att höra, "Jo, det här låter bara bättre!" Och medan det förmodligen är den viktigaste aspekten, kan de flesta ingenjörer ofta inte förklara varför det låter bättre eller inte ensam vad som händer inuti omvandlaren.
I sin kärna kommer en omvandlare att ta en analog signal (spänning) och generera ett proportionellt digitalt tal i förhållande till storleken på ingångsspänningen (i vårt fall amplituden för att säga vår mikrofonsignal). Processen kan också fungera i omvända där vi tar våra digitala nummer och genererar en proportionell analog spänning; Detta är i sin tur det som kommer ut från omvandlare och går till förstärkaren. En omvandlare som går från analog till digital är känd som en ADC och en digital till analog är känd som en DAC medan en omvandlare som kan göra båda är en AD / DA.
Men några av er kanske undrar, hur vet den min signal om amplituden om den ständigt förändras? Det sätt som vi hanterar den ständigt växlande signalen är att kvantisera den analoga signalen till enskilda enskilda prover så att vi kan generera våra digitala nummer över tiden. Problemet med kvantisering är att genom att vrida vår kontinuerliga analoga signal till diskreta prover genererar vi fel eftersom vår signal inte längre är kontinuerlig men i enskilda steg; detta är känt som kvantiseringsfel.
Men om vi provar tillräckligt snabbt kommer våra steg att vara så nära det ursprungliga kontinuerliga provet att felet minimeras till att vara försumbar. detta refererar naturligtvis till samplingsfrekvensen. Tänk också på att för att korrekt registrera en sinusvåg vid en given frekvens måste vår samplingsfrekvens vara minst dubbelt så snabb som den angivna frekvensen; Därför varför vi spelar in vid 44,1 kHz för att ge ett frekvensområde upp till 22,5 kHz.
Även om ovanstående uppgifter kan verka gemensam för vissa läsare finns det andra aspekter på omvandlingsprocessen som inte är så vanligt kända och är avgörande för att förstå omvandling. Tänk på att det här avsnittet kommer att hållas väldigt enkelt eftersom matematiken som kan uppstå är sinnet numrerande!
Först och främst hittar du att om du tittar på en omvandlare konverterar vi inte direkt till PCM-information. I stället börjar de bättre chipset (som tack och lov är de flesta av dem nu och dagar) börja med vad som är känt delta-sigma-modulering. Denna form av omvandling sätts mycket enkelt (och som en grov underdrivning), gissningar om vad nästa amplitudbyte kommer att vara i förhållande till föregående ingång och hur nära dess tidigare gissning var. Men det gör det så snabbt (i MHz-område!) Och med så små mängder som vi hamnar med en extremt noggrann representation av vår signal.
Så till exempel var vår ingång 0,5 vår gissning var 0,6 och med det sagt var vi ganska nära. Så logiskt kommer vi gissa någonstans där borta för nästa amplitudbyte. Men vår nästa amplitudskift var inte 0,6 eller 0,8 utan istället 3,0 och vi gissade 0,7! Så för att kompensera vårt nästa gissning kommer att vara omkring 3,0. Medan det felet kan tyckas högt, kom ihåg att vi samplar signalen många gånger snabbare, även 192 kHz så att felet är så snabbt det kan lika mycket vara obetydligt.
Efter att vi genererat denna vansinnigt snabba omvandling behöver vi skapa en PCM-dataström som våra datorer lättare kan förstå, eftersom behandlingen med en direkt delta sigma-ström är mycket svår och de flesta programvaror och hårdvara kommer inte att hantera det. Detta görs genom ett decimeringsfilter som gör vår signal till 44,1 kHz, 96 kHz, etc.
Tänk också på att vi också behöver använda en hel del filtrering för att minimera och fel som uppstår före omvandling och efter decimering. Först och främst för att noggrant digitalisera en signal utan att framkalla aliasing, placeras ett anti-aliasingfilter före delta-sigma; mer vanligt är detta ett lågpassfilter med en mycket hög och brant skärningspunkt. Dessutom är ett högpassfilter idealiskt placerat efter decimeringsfiltret, eftersom decimeringsfiltret kan inducera en DC-förskjutning som behöver korrigeras.
Om du skulle spricka öppna de flesta omvandlare skulle du se att de alla kör samma antal konvertera chips från ett fåtal företag (vanligtvis Cirrus Logic, Asahi Kasei och Texas Instruments (som förvärvade Burr Brown). Hur är det då det olika ljudet omvandlare kan låta så olika i klarhet? Det kommer vanligtvis ner till jitter.
Jitter är tendensen för en omvandlare att avvika från sin periodiska signal, eller mer enkelt är det fel i tidsdomänen. För att vi ska kunna exakt prova vår inkommande signal över tiden måste vi se till att en sekund alltid är en sekund, eller mer specifikt är ett prov alltid längden på ett prov. För att hålla saker organiserade och reglerade behöver vi en klocka för att säkerställa noggrannhet.
Men den här klockan kan drifta övertid och när det införs jitterfel i vår signal då vi börjar provtagning av den felaktiga delen av signalen vid det givna ögonblicket. För att reglera klockan används antingen en kristall eller en PLL (faslåst slinga) för att säkerställa stabilitet och minimera jitter. Ju mer jitter närvarande i klockan är desto mer sannolikt ska vi inducera amplitudproblem och effektivt börja reducera bitdjupet på vår signal och samtidigt orsaka mycket subtila fasskiftningar som skapar en mer oskarp stereobild.
Vanligtvis kommer vi inte att märka detta fasskifte tills vi jämför en omvandlare mot en bättre omvandlare och så plötsligt blir det uppenbart (eller i vissa fall inte så självklar än!). Denna omställning av klockan är också en primärtävling för varför vissa omvandlare har bättre stereomönster och uppfattat djup som de har drastiskt minimerat jitteren. Självklart spelar andra delar av signalkedjan också in i det här, men med en rockstabil klocka för att minimera jitter är nyckeln.
Om allt detta verkar lite förvirrande tänka på jitter så här. Om du försöker ta en bild med en kamera i handen måste du verkligen försäkra dig om att din hand fortfarande är eller om du kommer att få rörelseoskärpa. Men med tiden kan din hand bli trött och du kan börja bli mer rörelseoskärpa. Visst en bild kommer då och då att bli snygg och tydlig, men den större delen av dina bilder blir blurrier.
Men om du skulle använda ett stativ från början så skulle du nästan garantera tydligare bilder från början. För ljud är vår omvandlare kameran, jitteren är rörelsesläckan och stativet är den perfekta klockan. Enkelt nr?
Så om klockan är så viktig för oss, kan vi köpa några ultimata precisa klockor för att styra våra omvandlare? Jo det kan du! Men ska du? Det beror på.
Det finns många typer av klockning som finns i ljudområdet men mer än troligt har vi alla sett en BNC-klockingång på baksidan av gränssnitt och omvandlare. Dessa används för att koppla samman två delar av växeln och få dem att fungera i synkronisering med att en är en mästare och en som är en slav.
Du kan självklart daisy kedja dem tillsammans men du börjar förlora trohet när du gör det här. I stället kan vi använda en komplett extern klocka med flera utgångar för att klocka ihop alla våra digitala växlar. Du brukar se dessa i posthus med videoproduktionsutrustning och olika digitala mixers, etc. som alla behöver fungera i samma skala. I det här fallet är den externa klockan fantastisk eftersom den kommer att hålla allt synkigt och stabilt. ljuv!
Så varför skulle vi inte vilja ha det? För det är oavsett hur bra den externa klockan är, det är inte internt!
Interna klockor som till och med är bara måttligt bra är mycket bättre än en extern klocka, eftersom det är svårt för ett redskap att synkronisera med extern klocka. Visst kan vi göra det, men det låter inte lika bra som det inre, om inte det interna är mycket dåligt utformat. Så om du inte behöver ansluta två eller flera enheter, håll dig borta från externa klockor!
Som med allra flesta ljudrelaterade, att kunna jämföra två eller flera enheter sida om sida är alltid din bästa satsning. I slutet av dagen är dina öron och vad de hör de viktigaste kriterierna för att välja en fristående omvandlare. Men de flesta av oss kommer inte att få lyxen att kunna göra dessa jämförelser personligen. Så vad ska vi då leta efter i en omvandlare?
Att ha det högsta möjliga bitdjupet är avgörande i en omvandlare. Du borde verkligen inte ha något under 24 bitar som med 24-bitars omvandlare, vi kan driva bullergolvet till en extremt låg nivå som inte skulle göra något problem för oss under blandning. Tänk på att den teoretiska gränsen för signal / brusförhållande (SNR) för 24 bitars omvandlare är -144 dB, men de bästa chipsen i verkligheten kan bara nå -120 dB! Nu ser du varför bitdjupet är så viktigt?
En annan mycket praktisk funktion som är inställd på att hitta en omvandlare är användningen av flerstegs PLL och brusformning. Under en enda etapp är PLL mycket användbar, vi är begränsade till vissa bandbredd för jitterreduktion beroende på PLL: s design. Genom att integrera flerstegs PLL kan vi minska jitter vid olika bandbredd och säkerställa en tydligare konvertering. Dessutom är en annan teknik som används av några high end-omvandlare användningen av brusformning. I huvudsak moduleras jitterljudet till en mycket högre frekvens långt bortom det hörbara spektrat och filtreras sedan enkelt ut med ett grundläggande lågpassfilter.
Medan vi diskuterade varför det är både bra och dåligt att ha en extern klocka är det alltid bra att ha alternativet alltid. Men om du verkligen inte tror att du inte behöver något externt, oroa dig inte om det. Men om du sätter upp ett posthus eller kanske en levande rigg med mycket digital anslutning (vilket blir ganska vanligt nu och dagar) så se till att du har en extern klockingång
Att bestämma vilka typer av ingångar och utgångar du behöver kan hjälpa dig att begränsa ditt fokus när du försöker välja en omvandlare. Om du behöver en direktanslutning till din dator behöver du självklart USB, Firewire eller Thunderbolt. Om du har ett internt PCI-e-kort kan du dock titta på AES, ADAT, etc som extra alternativ.
För dig som använder en digital konsol som Presonus Live-serien eller Tascam DM-serien kan du eventuellt använda de digitala ingångarna som AES, ADAT etc. för att gå direkt från brädet till omvandlaren utan att behöva gå från digital till analog till digital igen för att återgå till analog. Pointless konverteringar bör alltid undvikas!
Eftersom omvandling är förmodligen den svagaste punkten i vår signalkedja; Det är också det svåraste att höra hur det påverkar den resulterande signalen. När vi digitaliserar ett fotografi med en skanner, förlorar vi tekniskt alltid kvalitet, men med en bra skanner bör denna nedbrytning vara omärkbar.
Ljudkonvertering är i princip samma idé men vi använder våra öron och inte våra ögon. Om vi skulle skriva ut vår skanning och sedan skanna den igen och upprepa den här processen om och om igen skulle vi börja se nedbrytningen tydligare med varje återcanning. Med ljud, ju mer vi konverterar signalen till digital från analog och bakåt desto mer lägger vi till ljud och jitter på vår signal och börjar skymma vår stereobildbildning och minska dynamisk räckvidd.
Så se till att du får de bästa omvandlarna du kan, och se till att du minimerar antalet omvandlingar!
Tills nästa gång!
Accentsconagua