Gain Staging - Согласование уровней аудиоаппаратуры
Правильная регулировка усиления позволяет добиться максимального количества полезного динамического диапазона в записи.
В рамках видео на YouTube мы уже рассматривали, как регулируется параметр Gain на аудиоинтерфейсах.
В данной статье обсудим, как регулировать настройки при использовании цепочки из нескольких устройств. Будь то внешний предусилитель или рекордер, звук из которого передается в камеру.
Подобные схемы имеют свои особенности, которые важно учитывать.
Уровень шума задает первый усилитель в цепи.
Для начала стоит уяснить, что лучшее соотношение сигнал/шум, которое вы сможете получить от своего звукового тракта, определяется первым предусилителем в цепи.
Если вы хотите использовать внешний преамп для улучшения шумовых показателей - убедитесь, чтобы он обладал более низким параметром EIN (Equivalent Input Noise), чем усилитель идущего впереди устройства.
Отмечу, что на современных аудиоинтерфейсах имеются высококлассные преампы с очень низким уровнем EIN. В свете этого использование внешних усилителей начинает терять актуальность.
Также стоит учитывать, что конденсаторные микрофоны обладают встроенным предусилителем. Он в звуковом тракте будет являться самым первым, тогда как последующие на шумовые параметры записи уже не повлияют - от них будет достаточно самой возможности усиления.
Если вы все-таки решились на авантюру с внешними устройствами, то двигаемся дальше.
Подключение дополнительной аппаратуры.
Микрофонные активаторы
Сначала рассмотрим более простой вариант. Активатор добавляется в тракт между динамическим микрофоном и аудиоинтерфейсом. Для работы ему требуется фантомное питание.
При подключении происходит автоматическое усиление сигнала на определенное количество децибел. Если вам понадобится больше - остаток добавите уже на звуковой карте.
Активаторы рассматриваются, скорее, как дополнение для идущего после них предусилителя. В сложной настройке они не нуждаются.
Некоторые динамические микрофоны сегодня выпускаются уже со встроенными активаторами. Яркий пример - Shure SM7Db.
Внешняя аудиоаппаратура
Следующий вариант - полноценное внешнее устройство. Динамические процессоры, микшерные пульты и другие девайсы, передающие аналоговый линейный сигнал.
В данном случае на промежуточном устройстве имеются дополнительные регуляторы усиления (Gain) и выходного уровня (Output Level). С ними важно научиться работать.
Согласование уровней на выходе и входе.
Для достижения максимального динамического диапазона и удобства работы со шкалами громкости на разных приборах нам важно согласовать максимальный выходной уровень (Max Output Level) промежуточного устройства и максимальный входной уровень (Max Input Level) конечного устройства.
Единицы измерения для этих значений используются в dbu или dbv. Это децибелы, привязанные к конкретному напряжению (0db = 0.775V и 1V соответственно), благодаря чему их можно сравнивать на разной аппаратуре. Если что, формула пересчета: (dbu = dbv + 2.21).
В цифровые децибелы (dbfs) конвертация упомянутых выше единиц невозможна, т.к. dbfs в качестве опорной точки отсчета (0db) имеют не конкретное значение, а предельный уровень, который у каждой аппаратуры свой.
Нам в этом всем полезно знать, что 0 dbfs в цифровой записи означает - абсолютный максимум. Тем временем выходные и входные уровни аппаратуры, считающиеся в dbu или dbv, тоже имеют свои предельные значения (у каждого устройства свои).
Клиппинг - это именно та точка, которая позволит нам сопоставить уровни и заставить децибелы вести себя предсказуемо относительно нее.
Практический пример
Динамический процессор DBX 286s имеет значение Max Output Level = +21dbu
Аудиоинтерфейс Motu M4 имеет Max Input Level для Line подключения = +18dbu
В данном случае сигнал с DBX необходимо понизить на 3db для согласования максимальных уровней. Необходимое понижение можно сделать, используя параметр “Output Level” на процессоре (фото выше).
Второй способ - опция PAD (Passive Attenuation Device) на конечном устройстве. По умолчанию данный параметр должен быть отключен (0db). Использовать только при необходимости снизить слишком высокий входной сигнал. Также отмечу, что PAD имеется не на всех интерфейсах.
Обратный пример
Бывает и противоположная ситуация: когда выходной уровень промежуточного устройства ниже допустимого входного уровня конечного устройства.
Повышать Output Level в данном случае будет нецелесообразно т.к. это приводит к потере динамического диапазона. Увеличение громкости на выходе имеет смысл лишь в случае, когда мы хотим улучшить соотношение сигнал/шум, а мощности предусилителя промежуточного устройства для этого не хватило. На современной аппаратуре такие сценарии почти не встречаются.
Поэтому, если выходной сигнал у нас слабый, мы можем прибегнуть его к усилению, используя регулятор Gain на конечном устройстве. По умолчанию этот параметр должен стоять в минимальном положении. Только при необходимости усилить недостаточно мощный входной сигнал мы можем его задействовать.
Что делать при неизвестных данных?
В первую очередь - попытаться их найти. Если не получится - можно попробовать согласовать уровни “на глаз”.
Для этого установите Выходной уровень промежуточного устройства на 0db (середина).
На Входе конечного устройства установите Минимальный Gain, PAD выкл (0db).
Далее вам нужно добиться перегрузки сигнала на промежуточном устройстве. Можете установить его Gain на максимум и хлопать возле микрофона.
После этого оцените: как такой сигнал отображается на конечном устройстве? Там, как и в случае с промежуточным устройством, должна быть перегрузка.
Если вы заметите, что входящий сигнал получается сильно выше или ниже точки перегрузки конечного устройства - примите меры, описанные в абзацах выше.
Кстати, некоторые устройства умеют генерировать выходной сигнал. В таком случае вам не придется хлопать в микрофон. Будет достаточно включить подачу тестового сигнала на промежуточном устройстве, после чего согласовать его по уровням на конечном. При этом важно знать начальную громкость такого сигнала. К примеру, на рекордере Zoom F3 его "Test Tone", находящийся в разделе Output Level имеет громкость на 6db ниже точки перегрузки.
Согласование уровней для 32-битной аппаратуры
Отдельно стоит упомянуть 32 битные аудиоинтерфейсы. Но не из-за их отличий, а ровно наоборот. В описанных выше сценариях такие девайсы подчиняются все тем же законам: имеют максимальный уровень входного и выходного сигналов, а также точку клиппинга (при минимальном усилении на устройстве она будет на уровне 0dbfs).
Подобные интерфейсы защищены только от цифровой перегрузки при регулировке уровней и записи в рамках самих себя.
Если же планируется построение тракта с внешней аппаратурой (как в роли промежуточного, так и в роли конечного устройства) - вам и вашему интерфейсу будет необходимо соблюдать описанные выше принципы.
Итоги
Согласовав свою аппаратуру по точкам перегрузки, вы в дальнейшем сможете комфортно работать, имея полный динамический диапазон и предсказуемое поведение уровней на всех устройствах. Благодаря этому будет удобно соблюдать headroom (запас громкости для пиков) на своей записи, не доводя звук до искажений.
Если вы используете больше трех устройств в тракте, то для каждого из них будет необходимо согласовать уровни по аналогичному принципу.
После этого можно перейти к настройке усиления. Помним, что шумовые параметры определяет первый предусилитель в цепи, поэтому приоритетно настраиваем Gain именно на нем. На последующих устройствах усиление лучше не менять т.к. это нарушит выстроенное нами ранее согласование уровней.
Узнать, что именно мы пытаемся добиться от регулировки усиления, вы можете в моем ролике на YouTube.