Dispozitive de captare, procesare si transmitere a informatiei audio

Sunetul reprezinta o serie alternativa de modificari ale presiunii aerului, care se propaga sub forma de unde sferice concentrice. Detectarea sunetului se face masurand si convertind variatiile de presiune ale aerului la o anumita locatie data. Fiind o unda elastica ce se propaga prin aer cu o viteza medie de aprox. 344 m pe secunda, sunetul are proprietatile clasice ale undelor: reflectia, refractia, difractia, rezonanta, etc.

In limbajul comun diferentiem sunetele ca fiind 'inalte' sau 'joase'. Din punct de vedere tehnic, aceasta proprietate poarta denumirea de frecventa si descrie cate vibratii pe secunda prezinta respectivul sunet. Frecventa se masoara in 'cicli pe secunda' sau Hz - 'Hertz'. Urechea umana poate percepe sunetele cu frecventa mai mare de 20-30 Hz si mai mica de 16000-18000 Hz. In mod interesant, abilitatea umana de a localiza sursa de sunet scade odata cu scaderea frecventtei. Pentru un sunet de frecventa joasa este greu de localizat sursa acestuia, pentru unul de frecventa inalta, cum ar fi vocea unui om, localizarea facandu-se relativ usor.

Cea mai pura forma de sunet este reprezentata de o unda periodica sinusoidala. Desi teoretic unda sinusoidala este cel mai simplu tip de unda, in practica este foarte dificil de obtinut. Cel mai mult se apropie de ideal sunetul generat de diapazon. Majoritatea sunetelor intalnite in realitate sunt compuse din mai multe sinusoide de diferite frecvente, denumite componente armonice. Acestea se caracterizeaza prin faptul ca frecventele lor sunt multiple de o frecventa comuna, denumita fundamentala sunetului respectiv. Intensitatea sunetului reprezinta magnitudinea vibratiilor aerului datorate sunetului si este in directa dependenta de amplitudinile componentelor sale sinusoidale. Intensiatea se exprima in decibeli (dB).

Operatia de crestere a intensistatii sunetului poarta denumirea de amplificare audio.

1. Microfoane.

Microfoanele folosite uzual in studioul de inregistrare se impart , din punct de vedere al principiului fizic de functionare, in microfoane dinamice si microfoane condensator. Cele dinamice au in general rezultate bune in aproape toata gama spectrala audibila , fiind folosite mai ales la captarea semnalelor cu dinamica si presiune sonora mari cum ar fi instrumente de percutie, tobe, amplificatoare  de instrument.

a  b

 

c  d

e

Fig.1. Tipuri de forme constructive ale microfoanelor. a- microfonul electrodinamic, b- microfonul cu banda, c- microfonul celular, d- microfonul piezoelectric, d- microfonul shot-gun.

Pentru sursele de semnal cu un spectru mai bogat in zona frecventelor inalte (voce, instrumente de suflat, alamuri, viori) se prefera microfoanele condensator care pot capta cu mai multa acuratete aceasta zona de frecvente, avand si un raspuns mai bun la semnale tranzitorii (semnale cu atac foarte scurt si dinamica mare - cinelele de la tobe). Microfoanele de tip condensator trebuie alimentate cu o tensiune ce trece prin cablul de semnal, acest lucru facandu-se printr-o metoda speciala numita PHANTOM POWER (prezenta pe majoritatea preamplificatoarelor de microfon sau consolelor de mixaj actuale). Directivitatea microfonului este un factor de care trebuie tinut seama la pregatirea unei inregistrari sonore. Din acest punct de vedere microfoanele se clasifica in trei tipuri principale: unidirectionale, bidirectionale si omnidirectionale.

2. Tipuri de microfoane

3. Difuzorul

Difuzorul a putut fi realizat prin cuplarea unui traductor de tipul receptorului telefonic la un radiator acustic (piesa in miscare cu suprafata mare de contact cu aerul). Difuzorul este constituit dintr-un traductor electroacustic la care se aplica o membrana, asupra careia actioneaza forta mecanica dezvoltata de acesta si care o determina sa vibreze. Energia electrica (semnalul electric amplificat) este transformata in energie acustica (sonora). Pot exista tot atatea tipuri de difuzoare cate tipuri de traduc­toare electromagnetice sunt realizabile in prezent. Datorita parametrilor care influen­teaza fidelitatea, randamentul sau costul,pe piata s-a impus practic numai difuzorul electrodinamic.

Difuzorul electrodinamic este cel mai raspandit tip de difuzor si, in decurs de peste 60 de ani de utilizare, a fost continuu perfectionat, in special prin cautarea de noi materiale care sa asigure functionarea optima a fiecarui subansamblu.

Fig. .Schema de principiu a dufuzorului.

Monitoare audio

In terminologia studiourilor, sistemele de difuzoare (grupate de obicei in incinte acustice) se numesc monitoare audio (AUDIO MONITORS).

Importanta alegerii unor monitoare de calitate si mai ales a pozitionarii lor corecte in studioul audio este covarsitoare.

Un prim criteriu dupa care s-ar putea clasifica monitoarele audio ar fi numarul de cai al incintei acustice. Datorita imposibilitatii unui singur difuzor de a reda cu fidelitate si randament maxim intregul spectru audibil (20Hz-20.000Hz), se folosesc mai multe difuzoare de dimensiuni (si constructie) diferite, fiecare redand o anumita zona a spectrului sonor, rezultatul fiind o incinta acustica pe mai multe cai, cu raspunsul in frecventa si randamentul sonor mult imbunatatit. Uzual se folosesc doua, trei sau uneori patru benzi de frecventa, filtrele de separare (CROSSOVER) putand fi pasive (cu circuite rezistive, capacitive si inductive - adica folosind rezistori si inductante), active (cu amplificatoare pentru fiecare banda de frecventa) si combinate. Cu cat puterea difuzoarelor este mai mare, cu atat este mai preferata folosirea filtrelor active, pentru evitarea pierderilor prea mari de putere in componentele pasive.

O importanta deosebita o are dimensiunea difuzorului de frecvente joase (denumit WOOFER), care influenteaza direct cea mai de jos frecventa redata de monitor. Cu cat diametrul membranei lui este mai mare, cu atat va putea reda corect frecvente mai coborate. Dimensiunile standard folosite pornesc de pe la 5 inch, ajungand pana la 15 si chiar 18 inch. Daca acestea din urma ajung sa poata reda frecventele de la limita de jos a spectrului audibil, cele mai mici (de 6 - 8 inch, mai des intalnite in monitoarele de studio) pot reda doar pana la 40-50Hz, fiind necesara utilizarea unor incinte separate de constructie speciala pentru redarea frecventelor foarte joase, numite SUBWOOFER-e.

Derivand din aceste doua caracteristici ale incintelor/monitoarelor, rezulta un alt criteriu important de clasificare a monitoarelor de studio: distanta fata de ascultator. Astfel, daca sunt asezate relativ aproape (1- 2 m) de pozitia de ascultare, in asa-numitul camp apropiat (NEARFIELD) in care sunetul direct radiat de difuzoare este mult mai puternic decat reflexiile venite de la peretii camerei, ele se numesc NEARFIELD MONITORS. Realizate in general pe doua cai, cu WOOFER-e de 5, 6.5 sau 8 inch, sunt prezente in aproape orice studio, mai ales datorita pretului relativ mic si usurintei in utilizare, fiind de obicei asezate la capetele frontale ale consolei de mixaj (daca constructia ei o permite) sau pe suporturi speciale mobile (montare FREE STANDING).

In cazul monitoarelor mai mari, cu WOOFER-e de 12 inch sau mai mult, acestea sunt asezate mai departe (3 - 4 m) pentru a permite formarea undelor sonore de frecventa joasa (cu lungime de unda mai mare), in zona numita FAR FIELD, unde la realizarea semnalului sonor final contribuie in mare masura si reflectiile sunetelor din peretii incaperii. In acest caz, monitoarele poarta numele de MAIN MONITORS sau MAINS, adica monitoare principale. Ele sunt de obicei incastrate in nise speciale din peretii studioului pentru a minimiza interferentele sunetelor direct radiate cu reflexiile din peretii alaturati difuzoarelor. Datorita faptului ca sunt mai scumpe si mult mai greu de montat, desi ofera conditii de monitorizare mult mai fidele, acest tip de monitoare este folosit doar in studiourile de tip COMMERCIAL sau in cele PROJECT cu buget mai mare, in majoritatea cazurilor in paralel cu monitoare de tip NEARFIELD.

5. Magnetofonul (casetofonul)

Magnetofoanele analogice cu banda magnetica au intrat in studiourile de inregistrare acum mai bine de 50 de ani, si inca se tin bine pe pozitii. De la modele pe una sau doua piste de la inceput si pana la cele pe 24 de piste de astazi a fost un drum lung, ajungandu-se la un nivel al calitatii si fiabilitatii greu de egalat chiar si in domeniul digital. Datorita neliniaritatii la inregistrare a benzii magnetice, aceasta prezentand un efect de saturatie la nivele mari ale semnalului inregistrat - similar unui compresor de dinamica, se obtine un sunet mai 'rotund' si mai 'cald' fiind un mediu de inregistrare inca preferat de multi utilizatorii profesionisti.

Principalul factor care diferentiaza magnetofoanele analogice este latimea benzii folosite, de aici in general decurgand si numarul de piste disponibile. Astfel, cele mai simple modele (exceptand comunele casetofoane stereo) sunt recorderele cu casete pe 4 sau 8 piste, utilizate (inca) in unele studiouri HOME, de catre muzicieni.

Fig.5. Principiul de functionare a magnetofonului.

Magnetofoanele cu banda de 1/4 inch (6,35mm) mai sunt inca utilizate pentru realizarea de master-uri, avand de obicei doar 2 sau 4 piste. De la latimea de 1/2 inch (12,7mm) incep magnetofoanele multipista profesionale, utilizabile la inregistrari de studio, ele avand uzual intre 8 si 16 piste. Cele mai valoroase raman insa magnetofoanele cu banda de 1 inch (25mm) si mai ales de 2 inch (51mm), avand intre 8 si 24 de piste, adevarate masini industriale de produs muzica; fiabilitatea lor extraordinara (exista modele care functioneaza de peste 20 de ani) si calitatea deosebita a inregistrarii sunetului le fac inca instrumentul preferat de lucru pentru multe dintre studiourile actuale, mai ales cele de top. De multe ori, la cererea unor clienti mai pretentiosi, studiourile inchiriaza cu ora asemenea aparate de la firme specializate.

Fidelitatea inregistrarii semnalelor este data in principal de dinamica si banda de frecventa maxime suportate de banda magnetica (si circuitele electronice interne), parametrii de care depind acestea fiind grosimea benzii magnetice si viteza ei de deplasare prin fata capetelor de inregistrare. Cu cat banda este mai groasa si stratul magnetic mai profund, cu atat zgomotul propriu este mai mic si nivelele semnalelor inregistrate pot fi mai mari, rezultand o dinamica mai mare a semnalului. Cu cat viteza de deplasare a benzii este mai mare, cu atat ea va putea memora semnale cu frecventa mai mare si cu spectru mai bogat. Daca pentru modelele mai modeste viteza este de 3,75 inch/sec (9,5 cm/sec) sau 7,5 inch/sec (19 cm/sec), la cele mai performante ajunge la 15 inch/sec (38 cm/sec) sau chiar 30 inch/sec (76 cm/sec).

Sunetul unui magnetofon cu 24 piste pe banda de 2 inch rulata la 30 inch/sec poate fi cu greu depasit de cele mai sofisticate tehnologii actuale.

Modelele mai complexe dispun de posibilitatea inregistrarii pe una dintre piste a unui semnal standard de sincronizare (SMPTE CODE), facand posibila sincronizarea mai multor astfel de aparate, nu neaparat identice, oferind spre utilizare un sistem cu mult mai multe piste simultan (suma pistelor oferite de fiecare aparat, minus pistele de sincronizare).

Dezavantajele magnetofoanelor analogice (in afara de pretul mare) sunt uzura in timp a capetelor magnetice rezultand altererea calitatii inregistrarii si necesitatea intretinerii lor periodice (de asemenea cu cheltuieli mari), precum si sensibilitatea marita a benzii magnetice la factori degradanti externi (campuri magnetice, umezeala, praf, temperaturi excesive,deformari mecanice ale suportului) care o fac un mediu destul de nesigur pentru pastrari de durata mai mare a materialelor sonore. O rola de banda magnetica de 2 inch latime si lungime 762 m (dimensiune standard) poate inregistra la viteza de 30 inch/sec. aproximativ 17 minute de material sonor (pe maxim 24 piste), si costa 160-180 de Euro.

6. Magnetofonul digital

Magnetofoanele digitale cu banda magnetica au fost urmatorul pas in evolutia tehnologica a echipamentelor de inregistrare sonora. Aparute in studiouri pe la inceputul anilor '80, au fost privite initial cu neincredere de catre inginerii de sunet, in mare parte din cauza slabei calitati a convertoarelor si algoritmilor de procesare, apoi, pe masura ce tehnologia digitala a evoluat, ele au devenit tot mai intalnite si mai apreciate, la inceputul anilor '90 avand loc o adevarata explozie a folosirii lor prin aparitia pe piata a modelelor modulare folosind casete video (in special cele de tip ADAT sau DTRS), mai ieftine si mai usor de utilizat decat modelele cu role de banda. Aceste doua directii au evoluat oarecum in paralel, fiecare castigandu-si o anumita categorie de utilizatori.

Magnetofoanele digitale cu role reprezinta varful tehnologic in inregistrarea digitala pe banda. Ele se folosesc de o serie de capete magnetice care citesc in paralel datele de pe banda magnetica (cu latimea uzuala de 1/2 inch), sistemul fiind denumit DASH (pentru anumite modele). Formatul digital folosit este de 16b/41kHz, 16b/48kHz sau 24b/41kHz si 24b/48kHz. Modele mai noi, pot inregistra pana la 48 de piste, iar viteza de transport a benzii poate ajunge pana la 115cm/sec. Constructia aparatelor (la fel ca in cazul variantelor analogice de acelasi calibru) este foarte bine realizata, avand o fiabilitate foarte mare a componentelor mecanice si o calitate deosebita a circuitelor electronice interne. Au prevazute intrari si iesiri de semnal pentru fiecare pista, atat in format analogic (cu convertoare A/D si D/A de foarte buna calitate) cat si in format digital (in general de tip AES/EBU), eventual sub forma de module optionale. Unele modele au implementate si functii suplimentare de editare interna a pasajelor inregistrate, precum copierea de pe o pista pe alta sau montajul mai multor sectiuni sonore intr-una singura. Sunt deosebit de scumpe, dar sunt foarte intalnite inca (de multe ori doar inchiriate) in studiourile mari care isi permit aceste cheltuieli.

7. Casetofoanele DAT

O varianta aparte a recorderelor digitale cu banda magnetica o reprezinta casetofoanele DAT, utilizand o caseta de format mic cu banda ingusta (3,8mm), pe doua piste. Principiul constructiv este la fel ca la MDM-uri, cu capete magnetice rotative, dar la o scara mai mica. Caseta DAT este de multa vreme principalul mediu digital de inregistrare a masterului stereo in operatiile de mixaj din studioul de inregistrari (si probabil va ma fi inca - in paralel cu noile formate pur digitale - chiar si numai pentru compatibilitate cu vechile echipamente). Multe studiouri, in special cele HOME si PROJECT, au abandonat insa acest format, in favoarea noilor recordere direct pe hard disk sau a CD-recorderelor, considerandu-se inutila stocarea intermediara a semnalului pe caseta digitala ,pentru care, formatul de esantionare este doar 16b/44,1kHz sau 16b/48kHz.

8. Recordele modulare

Recordele modulare cu caseta (MDM - Modular Digital Multitrack) au aparut prin modificarea sistemelor video de inregistrare pe caseta, folosind aceeasi metoda a capului magnetic rotativ care permite o foarte buna utilizare a suprafetei benzii magnetice din casete, fiind posibila inregistrarea pe o caseta standard a pana la 60 de minute de material pe 8 piste, fidelitatea fiind reglabila de la 16b/44,1kHz pana la 24b/96kHz, in functie de model. Posibilitatea de a sincroniza un numar mare de recordere intre ele si de a avea un sistem foarte scalabil, dupa necesitati, impreuna cu cheltuieli mult mai mici (atat pentru aparate cat si pentru casetele cu banda magnetica) necesare realizarii unui asemenea sistem, au facut ca acest tip de recordere sa aiba o raspandire foarte mare in studiourile cu buget mediu (studiouri de tip PROJECT, studiouri mobile, studiouri de postproductie sunet pentru film, studiouri HOME cu pretentii mai ridicate), devenind un standard utilizat in multe din studiourile scumpe care pastreaza 2-3 MDM-uri pentru eventualii clienti ce folosesc aceste formate.

S-au evidentiat doua tipuri constructive de MDM-uri : tipul ADAT (standard initiat de firma Alesis) utilizand casete S-VHS si interfata digitala pe fibra optica (format ADAT), si tipul DTRS (dezvoltat de firma Tascam) pe casete Hi8 si interfata digitala in format TDIF, acesta din urma devenind aproape un standard in activitatile de postproductie sunet pentru film. Ambele tipuri prezinta atat intrari si iesiri digitale cat si analogice. Chiar daca nu se ridica la nivelul recorderelor DASH, calitatea MDM-urilor multumeste o mare categorie de utilizatori, fiind o buna optiune pentru cei care nu vor sa se aventureze in zona recorderelor pe hard disk.

9. Recorderele digitale pe hard disk

Recorderele digitale pe hard disk au aparut acum aproape doua decenii si abia in ultimii 5-6 ani au devenit foarte populare, datorita progreselor deosebite in realizarea hard disk-urilor de capacitati mari. Variantele lor constructive se impart in doua categorii importante:

- sisteme de sine statatoare numite chiar HARD DISK RECORDER-e (HDR),

- sisteme implementate in calculator in cadrul asa numitelor DAW-uri (Digital Audio Workstation).

In principiu sunt acelasi lucru, ambele continand interfete de intrare si iesire a semnalelor audio si de control, o unitate de procesare si control a semnalelor (hardware + software) si unitatea de stocare a datelor (hard disk-ul), realizarea practica insa diferind considerabil.

In cazul HDR-ului, constructia este compacta, asemanatoare cu un MDM dar avand ca suport de inregistrare un hard disk si nu banda magnetica. Datorita modului neliniar in care se stocheaza informatiile pe hard disk, comparativ cu banda magnetica, accesul la diferite pozitii din cadrul materialului sonor inregistrat este practic instantaneu, obtinandu-se astfel o foarte mare economie de timp.

Operatiunile ce pot fi efectuate sunt definite de catre un software ce este inscris intr-o memorie interna, care, in general, nu poate suferi modificari majore ulterioare. Aproape fiecare comanda sau reglaj are propriul buton de operare, facand utilizarea aparatului foarte simpla si comoda. Datorita stabilitatii si simplitatii mari in utilizarea lor, ele sunt preferate de profesionisti si de studiourile comerciale, pentru care aceste calitati sunt esentiale in realizarea lucrarilor la timp si in siguranta. La fel ca si MDM-urile, HDR-urile poseda mai multe tipuri de intrari si iesiri de semnal, de obicei grupate dupa format pe placi inserabile optional in aparat, in functie de necesitatile concrete de interconectare cu celelate echipamente din studio. Rezolutiile de lucru ajung pana la 24b/96kHz, iar numarul de piste este uzual 8, 16 sau 2 Pot fi sincronizate mai multe aparate intre ele, crescand astfel numarul de piste audio simultan disponibile, la multe dintre modelele de pe piata existand si 'telecomenzi' speciale (REMOTE CONTROLER) cu care se poate comanda de la distanta si intr-o forma eleganta toata reteaua de recordere. Mediul principal de inregistrare a datelor il reprezinta un hard disk intern (format ATA sau SCSI), langa care pot fi atasate medii auxiliare pentru marirea capacitatii (alte hard disk-uri) sau arhivarea datelor (unitati ZIP, discuri magneto-optice, CD-Recordere, DVD,etc.). La multe dintre modelele recente de HDR sunt incluse facilitati de editare a semnalelor inregistrate (copieri, deplasari sau stergeri de pasaje, ajustari ale nivelelor, filaje ale inceputului sau sfarsitului unui pasaj (FADE IN, FADE OUT), etc.), fiind posibila chiar vizualizarea semnalelor inregistrate pe monitoare video externe de mare rezolutie, sau conectarea prin retea la sisteme de calcul pentru prelucrari auxiliare.

10. DAW (Digital Audio Workstation)

DAW. Infrastructura fizica a acestuia o reprezinta un calculator (PC sau MAC), cu componentele optimizate pentru prelucrari audio, insemnand un procesor la o frecventa cat mai mare, cat mai multa memorie RAM, unu sau doua hard disk-uri de capacitate cat mai mare si cu parametrii de viteza cat mai buni (turatie mare, timp de acces mic, rate de transfer mari), si o placa de sunet profesionala, cu intrari si iesiri analogice si digitale, avand rezolutiile interne si de conversie cat mai mari. Avantajul esential pe care il are un DAW fata de un HDR este posibilitatea de a rula orice aplicatie audio (software) compatibila cu sistemul de operare si componentele calculatorului (aplicatie ce poate fi reinstalata de cate ori apare o noua versiune a ei), rezultand o extraordinara flexibilitate in prelucrarea semnalelor audio inregistrate, singurul factor limitator fiind imaginatia si pregatirea programatorilor aplicatiilor.

Se pot folosi programe (numite SEQUENCER-e audio) ce simuleaza un recorder multipista, pe un numar teoretic nelimitat de piste (dar limitat practic de capabilitatile fizice ale sistemului), cu nenumarate facilitati de editare si organizare a secventelor audio inregistrate, putand incorpora o consola de mixaj virtuala cu procesoare de dinamica si efecte sonore. Se obtine asadar un intreg studio virtual in interiorul calculatorului, cu nimic mai prejos decat un studio real. Printre dezavantajele DAW-ului, relativ la celelalte tipuri de recordere, putem aminti operarea mai complicata (justificabila insa datorita multitudinii si complexitatii operatiilor executabile), necesitatea unei anumite pregatiri in tehnica de calcul a operatorului, existenta de multe ori a unor dificultati in configurarea corecta a aplicatiei audio pe anumite sisteme, chiar a unor instabilitati in functionare daca componentele calculatorului nu sunt de foarte buna calitate si fara incompatibilitati intre ele. Exista insa firme care sunt specializate pe configurarea si furnizarea de DAW-uri 'la cheie', si chiar daca uneori pretul lor este foarte mare, garantia stabilitatii si calitatii sistemelor compenseaza pe deplin.

11. Configuratii de studio

In cazul studiourilor COMMERCIAL, recorderele preferate sunt cele digitale pe banda tip DASH si cele analogice pe banda lata de 1-2 inch, in ultima vreme folosindu-se si modele de HDR sau DAW de mare performanta (cu stabilitate sporita, si facilitati specifice lucrului in studiourile scumpe), in special pentru operatii de editare si postprocesare a materialelor sonore inregistrate.

In studiourile de tip PROJECT se va intalni o varietate mai mare de recordere (in functie de buget), de la recordere pe banda mai ieftine, pana la MDM-uri, HDR-uri sau DAW-uri de categorie medie cu caracteristici si facilitati satisfacatoare).

In studiourile HOME se lucreaza cu DAW-uri nepretentioase, pentru care conteaza mai mult facilitatile disponibile decat stabilitatea sau calitatea sistemului (pentru bugetul mic alocat); chiar si in aceste conditii, calitatea realizarilor ajunge de multe ori la nivelul celor din studiourile mult mai pretentioase.

12. Compact discul audio

Compact discul audio se defineste standard un disc compact pe care poate fi inregistrat ceva. Acest standard este cel mai cunoscut si a revolutionat lumea audio.

Principalii sai parametrii sunt:

- Tresiunea liniara constanta:1,2 m/s sau 1,4 m/s;

- Timp de rulare pana la 89 de minute;

- Spatiul pistelor pentru inregistrare: d=120 mm;

- Capatul de intrare d 1 = 47mm;

- Capatul de iesire  d 0 = 117 mm;

- Viteza discului  W1(la capatul de intrare) de la 486 rpm la 1,2 m/s

la 568 rpm la 1,4 m/s;

- Viteza discului  W0(la capatul de iesire) de la196 rpm la 1,2m/s

la 228 rpm la 1,4m/s

- Numarul de piste: 20 260 = 35 mm/1.6 μm

Pe un compact disc sunt inregistrate date digitale care sunt imaginea datelor analogice care au fost transformate in convertorii A/D, la o viteza de 44100 de esantioane pe secunda, fiecare esantion continand 16 biti.

Informatia este in format stereo (specificatiile pot permite date monofonice sau chiar quadrofonice).

Dupa conversia A/D datele /informatiile vor fi codate in sistemul (programul) CIRC; aceasta metoda de codificare permite CD player- ului sa corecteze multe erori de citire. In principal, in timpul codificarii CIRC, datele audio originale sunt suplimentate cu alte date , care au fost calculate din datele audio intrate. De aici rezulta ca datele audio si cele suplimentare sunt intercalate; acest lucru reprezinta si o precautie pentru erorile de pornire (de start).

Un sistem de codare important folosit este EFM (8 pana la 14 codificari) ceea ce permite ca toate datele sa fie scrise pe un compact disc intr-o maniera care sa permita citirea corecta. Fiecare esantion de 16 biti va fi luat in condiderat ca 2 ori 8 biti si fiecare parte de 8 biti la esantionat la 16 biti.

Datele transformate vor fi imprimate pe stratul reflectant a unui disc de polimer. Informatiile sunt apoi inregistrate pe o pista spiralata incepand din partea interioara a discului. Informatia digitala, pana acum reprezentata in biti (1 sau 0) este acum imprimata pe disc sub forma unor cavitati pe partea reflectanta a unui disc.

Pentru ca datele sa fie utilizate ,un spot de laser va fi pozitionat pe pista ce contine informatiile. ce duce la o reflexie a luminii care este modulata. Datele vor fi recunoscute, decodate si reconstruite in acelasi mod in care au fost codate. CD player-ul include: o parte mecanica pentru a manevrarea discului, o unitate laser pentru a citi datele, o unitate/sistem de procesare a datelor , un convertor D/A si in cele din urma o unitate de control.

13. Generatoarele de efecte sonore

Procesoarele (generatoare) de efecte sonore (FX sau SFX). Aceasta categorie de procesoare de semnal este mai bogata, putand fi la randul ei impartita in doua subcategorii principale:

generatoare de ambianta;

modulatoare.

Generatoarele de ambianta au ca reprezentanti principali reverberatorul (REVERB) si ecoul (DELAY). Ambele procesoare au ca principiu de functionare intarzierea semnalului audio cu ajutorul unui circuit de intarziere si insumarea lui cu semnalul original neintarziat. Totodata semnalul intarziat este trecut printr-un atenuator reglabil si reintrodus in circuitul de intarziere, realizandu-se o bucla de reactie (FEEDBACK), semnalul continuand sa circule prin bucla pana la disparitia sa totala datorita repetatelor atenuari suferite.

Diferenta dintre reverberator si ecou este data de marimea timpului de decalare prin circuitul de intarziere (DELAY TIME), pentru valori mai mici de 50 ms considerandu-se circuitul ca reverberator, si ecou pentru cele mai mari In functie de setarile catorva parametrii ai circuitului, se pot simula diferite ambiante sonore, de la camere mici cu sunet estompat sau stralucitor (DARK ROOM, BRIGHT ROOM) pana la sali mari sau foarte mari (HALL, CATHEDRAL).

Reverberatorul este principalul efect sonor folosit in studioul de inregistrare, fiind esential in crearea unei ambiante acustice pentru vocile sau instrumentele muzicale inregistrate in mediul 'mut' al salii de inregistrare. Cu ajutorul lui se poate realiza o distributie in 'adancime' a instrumentelor in scena sonora dintr-un mixaj stereofonic, pe langa distributia clasica stanga-dreapta realizata cu ajutorul potentiometrelor de panoramare. O utilizare apropiata o are si ecoul, la care intarzierile repetate ale semnalului de la intrare sunt percepute distinct (timpul de intarziere uzual fiind de 100-1000ms), simulandu-se reflectarea acestui semnal de catre obiecte indepartate, efectul fiind foarte placut cand este utilizat pe vocile sau instrumentele solistice.

Inserarea in lantul audio a reverberatoarelor si ecourilor este in general de tip paralel, prin circuite de trimitere-intoarcere (SEND-RETURN). Astfel, de pe fiecare canal audio (al consolei de mixaj) ce contine semnalul dorit a fi procesat, se trimite o fractiune de semnal prin iesirile auxiliare (AUX SEND), toate fiind insumate si trimise spre circuitele de reverberatie sau ecou externe (sau interne in unele cazuri, mai ales la consolele digitale) , semnalul de la iesirile acestora fiind reintrodus prin intrari speciale de tip RETURN (sau chiar intrari normale) in consola si mixat cu semnalele directe de pe canale. Semnalul rezultat va contine atat sunetele directe neprocesate, cat si cantitati de semnal procesat, variind pentru fiecare semnal in parte, in functie de nivelul trimiterii corespunzatoare.

Exista si varianta simplei inserari a procesorului in calea de semnal, acest mod de utilizare fiind specific tratarii individuale a instrumentelor (de exemplu la inregistrarea unei chitari electrice, cand se poate insera un circuit de ecou intre chitara si amplificatorul de chitara).

Daca initial se foloseau dispozitive mecanice si electromecanice pentru realizarea acestor efecte sonore (camere de reverberatie, dispozitive cu arcuri sau placi metalice de reverberatie, ecouri cu banda magnetica), si ulterior circuite electronice cu tranzistoare, in zilele noastre ele se genereaza in majoritate prin mijloace digitale, versatilitatea si calitatea unui procesor digital fiind incontestabil mai bune decat ale celor analogice (cu unele exceptii in cazul unor echipamente analogice de top, preferate inca de unii profesionisti).

1 Modulatoarele sonore

Modulatoarele sonore indeplinesc o functie de alterare spectrala a semnalelor procesate, alterare ce poate lua forma unei accentuari sau reduceri a unei (sau mai multor) benzi de frecvente si baleierea ei (lor) cu o anumita periodicitate de-a lungul spectrului semnalului (efectele de CHORUS, FLANGER), sau chiar modificarea totala a semnalelor prin multiplicarea tuturor frecventelor din spectru cu un anumit factor (efectul de PITCH SHIFT).

In primul caz, efectele au rolul de a imbogati spectrul sonor al semnalelor, fiind foarte apreciate la utilizarea lor pe instrumente cu sunet sustinut, de acompaniament (viori, orga, chitara, cor de voci umane), obtinandu-se senzatia de inmultire a instrumentelor. PITCH SHIFTER-ul, dupa cum si numele lui o sugereaza, este un schimbator in frecventa, fiind capabil efectiv sa 'transpozeze' in frecventa un semnal. Una dintre principalele sale utilizari este procesarea vocii umane, el putand sa schimbe tonalitatea in care se canta, sau sa genereze voci aditionale armonice cu cea originala, iar cu ultimele tehnologii digitale, pot fi modificati chiar formantii vocii umane, rezultand o schimbare naturala a timbrului vocal (de exemplu dintr-o voce masculina intr-una feminina, sau dintr-una de adult intr-una de copil).

15. Multi Effects Box

Multi Effects Box contin mai multe tipuri de procesoare digitale care pot fi configurate si aranjate in mai multe moduri, toti parametrii putand fi stocati in memorie sub forma unor programe care pot fi foarte usor apelate in functie de necesitati. In ceea ce priveste procesoarele de dinamica, in afara de cele implementate in consolele digitale si virtuale, ele sunt construite in majoritate in tehnologie analogica, fiind un foarte bun 'tampon' intre o sursa de semnal analogic si o intrare intr-un dispozitiv digital (printr-un convertor analog/digital) mai ales cand acesta din urma este un recorder.

In cazul folosirii rezolutiilor mai mici de 24 de biti, este chiar indicata folosirea unui compresor analogic extern in locul unuia digital intern incorporat in consola digitala, pentru a exploata la maxim dinamica redusa a mediului digital.

16. Console de mixaj

Punctul central al unui studio de inregistrare il reprezinta consola de mixaj (masa de mixaj, mixerul). Ea preia semnalele de la microfoane si celelalte surse de semnal, le amplifica la un nivel corespunzator, le trimite spre recorderul multipista, le preia din nou de la recorder, le proceseaza (corectii de ton, efecte de reverberatie, ecou), le insumeaza si in final le trimite la master recorder pentru a obtine mixajul final.

Clasificarea consolelor de mixaj se poate face in functie de mai multe criterii, dar cel mai important este principiul de functionare. Dupa acest criteriu, consolele de mixaj se impart in doua mari categorii : console analogice si console digitale. In ultimii ani se observa impunerea unei a treia categorii , derivata din a doua si anume aceea a consolelor virtuale, realizate prin software pe calculator, indeplinind aceleasi functii ca o consola 'reala' dar la un pret cu mult mai mic.

17. Consolele de mixaj analogice 

Consolele analogice sunt cele mai vechi in istoria 'industriei' audio si au dominat piata pana la inceputul anilor '90 cand au inceput sa apara modele digitale la un pret accesibil si la o calitate acceptabila. Construite la inceput cu tuburi catodice, ulterior trecandu-se la folosirea tranzistoarelor si mai recent a circuitelor integrate, principiul lor de functionare este cel clasic al amplificatorului audio, in componenta lor intrand mai multe preamplificatoare de semnal cu sensibilitate reglabila (si suficienta pentru a amplifica semnalele provenite de la sursele de semnal mic, precum microfoanele) urmate de circuite de corectie a tonului (egalizoare spectrale- EQ) si circuite de insumare si distributie, care permit trimiterea spre iesirile de semnal mai multe combinatii ale semnalelor de intrare. De obicei exista o iesire prinicipala stereo la care se obtine mixajul final al tuturor semnalelor prezente la intrari, pe langa care mai pot exista, in functie de complexitatea consolei, iesiri de grup (asa numitele BUS OUT-uri, tipic in numar de 8, la consolele mai mari chiar 24 sau 48) folosite mai ales pentru a trimite semnale spre recorderul multipista, si iesiri auxiliare pentru monitorizare sau pentru procesoarele de sunet externe.

  Fig.17. Consola pentru mixaj audio.

Numarul de canale audio (intrari ) poate varia de la doua pana la sute si este de obicei multiplu de 8, valorile uzuale intalnite fiind 16, 24 sau 32.

Structura unui canal audio cuprinde o intrare de semnal mic, pentru preluarea semnalelor de microfon (utilizand in mod standard un conector de tip XLR, si putand fi prevazut cu tensiune de alimentare de tip PHANTOM POWER pentru alimentarea prin cablul de semnal a microfoanelor condensator), aceasta fiind de obicei comutabila cu o intrare de semnal mare (de tip LINE - linie, printr-un conector de tip JACK) pentru preamplificatoare externe, instrumente muzicale electronice sau electroacustice, etc, primul circuit electronic fiind un preamplificator de semnal audio cu amplificarea reglabila in mod continuu (cu ajutorul unui potentiometru - reglajul de GAIN) si eventual mai brut, printr-un comutator (marcat de obicei PAD). Dupa preamplificator urmeaza egalizorul spectral (EQ), constand din mai multe filtre cu parametrii variabili. Structura standard consta in doua pana la patru filtre trece banda cu frecventele de operare repartizate de-alungul intregii benzi audio, la care li se poate modifica amplificarea in banda , frecventa centrala si uneori largimea de banda (sau factorul de rezonanta -Q). Daca acesti ultimi doi parametrii sunt reglabili, egalizorul este numit 'parametric'. Dupa egalizor urmeaza atenuatorul principal de nivel cu ajutorul caruia se realizeaza dozajul dintre diferitele canale in cadrul unui mixaj de semnale. Acesta apare de obicei sub forma unui potentiometru rectiliniu (FADER), si este prevazut cu o scala ce marcheaza atenuarea semnalului in decibeli (dB) corespunzatoare pozitiei cursorului. Exista de asemenea un numar de circuite de distributie sub forma matriceala a semnalelor de la diferitele intrari (via canal audio) spre magistralele de semnal si iesirile existente, manifestarea lor fizica fiind un numar de reglaje prezente pentru fiecare canal audio : potentiometrul de panorama stereo (PAN) - cu ajutorul caruia se 'aseaza' semnalul de pe canalul corespunzator in scena sonora dintre canalul stang si canalul drept al iesirii stereo, butoanele de selectare grup (BUS SELECT) - cu care se selecteaza inspre care dintre grupurile de iesire se trimite semnalul de pe canal, precum si potentiometrele de volum ale trimiterilor auxiliare de semnal (AUX SEND) inspre circuite externe de monitorizare (de exemplu inspre amplificatoare de casti pentru muzicienii care inregistreaza in studio, pentru a le permite auditia propriilor voci sau instrumente muzicale precum si a eventualelor instrumente sau voci inregistrate anterior pe recorderul multipista) sau inspre procesoarele de sunet externe (blocuri de reverberatie, ecou, efecte speciale).

Se obisnuieste folosirea unui comutator PRE/POST pentru ca aceste trimiteri sa isi poata lua semnal dinaintea FADER-ului (PRE) caz folosit pentru monitorizarea semnalelor independent de dozajul de la iesirea stereo principala, sau de dupa acesta (POST), situatie utilizata la procesarea externa. Unele canale pot fi grupate in perechi stereo, cu reglaje comune, de obicei destinate preluarii de semnale de tip LINE de la dispozitive stereofonice (casetofoane, magnetofoane, CD-playere, etc.).

La unele console mai complexe, pot exista module de procesare a dinamicii incorporate in canalele audio, dar se prefera in mod normal prevederea cu niste conectori (INSERT) special configurati pentru a permite insertia in lantul audio (de obicei intre preamplificator si egalizor) a unor procesoare de dinamica externe.

18. Consola hibrid analogica cu suprafata de control programabila

Consola analogica cu suprafata de control programabila este mai mult un hibrid, o etapa de trecere de la analogic la digital. Prin crearea acestui hibrid s-a urmarit pastrarea sound-ului analogic si in acelasi timp beneficierea de unele dintre avantajele consolelor digitale (posibilitatea memorarii parametrilor de control, a scenelor de mixaj, ba chiar automatizarea dinamica a acestora in unele cazuri).

19. Consola de mixaj virtuala

Consola de mixaj virtuala este de fapt o implementare strict software intr-un calculator a unei console digitale, de la algoritmii de procesare a semnalelor si pana la suprafata de control - reprezentata grafic ca o consola analogica, cu FADERE, potentiometre, butoane, etc., suprafata ce poate fi controlata cu ajutorul mouse-ului si a tastaturii. Legatura cu exteriorul, adica intrarea si iesirea semnalelor, se face prin intermediul unei placi de sunet instalate in calculator. Cu cat placa este mai performanta (mai multe intrari si iesiri de semnal, convertoare mai bune cu rezolutie mai mare) cu atat folosirea acestui tip de consola este mai apropiata de folosirea uneia 'normale', fizice - nevirtuale.

Principalul factor in acest sens ramane acuratetea implementarii software a consolei (numarul de canale audio, numarul parametrilor reglabili la EQ-uri, trimiteri auxiliare, numarul de grupuri de iesire, etc.), calitatea procesarii semnalului audio fiind data, la fel ca la consola digitala, de calitatea algoritmilor de calcul si a convertoarelor folosite. In general, consola de tip virtual se intalneste in DAW-uri sau SEQUENCER-e audio (pachete software ce implementeaza si recordere audio multitrack). In ultimul timp au aparut pe piata mai multe controlere fizice programabile care pot fi folosite pentru controlarea parametrilor unei console virtuale, astfel ca granita dintre consolele virtuale si cele digitale devine tot mai vaga, singura diferenta notabila dintre ele ramanand faptul ca la cea virtuala calculele au loc in calculator si au o flexibilitate mai mare in implementare datorita acestui fapt.