Creació musical. Mastering - part 2

Vaig escriure sobre el fet que el mastering en el procés de producció musical és l'últim pas en el camí des de la idea de la música fins al seu lliurament al destinatari en el número anterior. També hem fet un cop d'ull a l'àudio gravat digitalment, però encara no he parlat de com aquest àudio, convertit en convertidors de tensió CA, es converteix a forma binària.

1. Tot so complex, fins i tot un grau molt alt de complexitat, en realitat consisteix en molts sons sinusoïdals simples.

Vaig acabar l'article anterior amb la pregunta, com és possible que en una ona tan ondulada (1) tot el contingut musical estigui codificat, encara que parlem de molts instruments que toquen parts polifòniques? Aquesta és la resposta: això es deu al fet que qualsevol so complex, fins i tot molt complex, és realment consta de molts sons sinusoïdals simples.

La naturalesa sinusoïdal d'aquestes formes d'ona simples varia amb el temps i l'amplitud, aquestes formes d'ona es superposen, s'afegeixen, es resten, es modulen entre si i, per tant, es creen primer sons d'instruments individuals i després mescles i enregistraments complets.

El que veiem a la figura 2 són determinats àtoms, molècules que formen la nostra matèria sonora, però en el cas d'un senyal analògic no hi ha aquests àtoms: hi ha una línia parell, sense punts que marquen les lectures posteriors (la diferència es pot veure en la figura en passos, que s'aproximen gràficament per obtenir l'efecte visual corresponent).

Tanmateix, com que la reproducció de música gravada des de fonts analògiques o digitals s'ha de fer amb un transductor electromagnètic mecànic, com ara un altaveu o un transductor d'auriculars, la gran majoria de la diferència entre l'àudio analògic pur i l'àudio processat digitalment es desdibuixa. En la fase final, és a dir. en escoltar, la música ens arriba de la mateixa manera que les vibracions de les partícules d'aire provocades pel moviment del diafragma en el transductor.

2. Les molècules que formen el nostre so importen

dígit analògic

Hi ha diferències audibles entre l'àudio analògic pur (és a dir, l'àudio analògic gravat en una gravadora analògica, barrejat en una consola analògica, comprimit en un disc analògic, reproduït en un reproductor analògic i un amplificador analògic amplificat) i l'àudio digital convertit de analògic a digital, processat i barrejat digitalment i després processat de nou a forma analògica, és just davant de l'amplificador o pràcticament al mateix altaveu?

En la gran majoria dels casos, més aviat no, encara que si enregistréssim el mateix material musical de les dues maneres i després el reproduïm, les diferències serien audibles sens dubte. Tanmateix, això es deu més aviat a la naturalesa de les eines utilitzades en aquests processos, a les seves característiques, propietats i sovint limitacions, que al fet mateix d'utilitzar tecnologia analògica o digital.

Al mateix temps, assumim que portar el so a una forma digital, és a dir. atomitzat explícitament, no afecta significativament el procés d'enregistrament i processament en si, sobretot perquè aquestes mostres es produeixen a una freqüència que, almenys teòricament, està molt més enllà dels límits superiors de les freqüències que escoltem i, per tant, aquesta granulat específica del so convertit. a la forma digital, és invisible per a nosaltres. Tanmateix, des del punt de vista del domini del material sonor, és molt important, i en parlarem més endavant.

Ara anem a esbrinar com es converteix el senyal analògic a forma digital, és a dir, zero-un, és a dir. una on la tensió només pot tenir dos nivells: el nivell digital, que significa tensió, i el nivell zero digital, és a dir. aquesta tensió és pràcticament inexistent. Tot al món digital és un o zero, no hi ha valors intermedis. Per descomptat, també hi ha l'anomenada lògica difusa, on encara hi ha estats intermedis entre els estats "on" o "off", però no és aplicable als sistemes d'àudio digitals.

3. Les vibracions de les partícules d'aire provocades per una font sonora posen en marxa una estructura molt lleugera de la membrana.

Primera part de les transformacions

Qualsevol senyal acústic, ja sigui veu, guitarra acústica o bateria, s'envia a l'ordinador en format digital, primer s'ha de convertir en un senyal elèctric altern. Això s'acostuma a fer amb micròfons en què les vibracions de les partícules d'aire provocades per la font sonora impulsen una estructura de diafragma molt lleugera (3). Aquest pot ser el diafragma inclòs en una càpsula de condensador, una banda de làmina metàl·lica en un micròfon de cinta o un diafragma amb una bobina connectada a un micròfon dinàmic.

En cadascun d'aquests casos A la sortida del micròfon apareix un senyal elèctric molt feble i oscil·lantque en major o menor mesura conserva les proporcions de freqüència i nivell corresponents als mateixos paràmetres de partícules d'aire oscil·lants. Per tant, es tracta d'una mena d'anàleg elèctric, que es pot processar posteriorment en dispositius que processen un senyal elèctric altern.

Primerament el senyal del micròfon s'ha d'amplificarperquè és massa feble per ser utilitzat de cap manera. La tensió de sortida d'un micròfon típic és de l'ordre de mil·lèsimes de volt, expressada en mil·livolts, i sovint en microvolts o milionèsimes de volt. Per comparar, afegim que una bateria convencional de tipus dit produeix una tensió d'1,5 V, i aquesta és una tensió constant que no està subjecta a modulació, la qual cosa significa que no transmet cap informació sonora.

Tanmateix, la tensió de CC és necessària en qualsevol sistema electrònic per ser la font d'energia, que després modularà el senyal de CA. Com més neta i eficient sigui aquesta energia, menys sotmesa a càrregues i pertorbacions actuals, més net serà el senyal de CA processat pels components electrònics. És per això que la font d'alimentació, és a dir, la font d'alimentació, és tan important en qualsevol sistema d'àudio analògic.

4. Amplificador de micròfon, també conegut com a preamplificador o preamplificador

Els amplificadors de micròfons, també coneguts com a preamplificadors o preamplificadors, estan dissenyats per amplificar el senyal dels micròfons (4). La seva tasca és amplificar el senyal, sovint fins i tot en diverses desenes de decibels, el que significa augmentar el seu nivell en centenars o més. Així, a la sortida del preamplificador, obtenim una tensió alterna directament proporcional a la tensió d'entrada, però superant-la centenars de vegades, és a dir. a un nivell de fraccions a unitats de volts. Aquest nivell de senyal està determinat nivell de línia i aquest és el nivell de funcionament estàndard en dispositius d'àudio.

Transformació segona part

Ja es pot passar un senyal analògic d'aquest nivell procés de digitalització. Això es fa mitjançant eines anomenades convertidors o transductors analògic-digital (5). El procés de conversió en mode PCM clàssic, és a dir. La modulació d'amplada de pols, actualment el mode de processament més popular, es defineix per dos paràmetres: velocitat de mostreig i profunditat de bits. Com sospita amb raó, com més alts siguin aquests paràmetres, millor serà la conversió i més precís serà el senyal enviat a l'ordinador en forma digital.

5. Convertidor o convertidor analògic-digital.

Norma general per a aquest tipus de conversió mostreig, és a dir, agafar mostres de material analògic i crear-ne una representació digital. Aquí s'interpreta el valor instantani de la tensió en el senyal analògic i el seu nivell es representa digitalment en un sistema binari (6).

Aquí, però, cal recordar breument els conceptes bàsics de les matemàtiques, segons els quals qualsevol valor numèric es pot representar en qualsevol sistema de numeració. Al llarg de la història de la humanitat, s'han utilitzat i encara s'utilitzen diversos sistemes numèrics. Per exemple, conceptes com una dotzena (12 peces) o un cèntim (12 dotzenes, 144 peces) es basen en el sistema duodecimal.

6. Valors de voltatge en un senyal analògic i representació del seu nivell en forma digital en un sistema binari

Per al temps, utilitzem sistemes mixtes: sexagesimal per segons, minuts i hores, derivat duodecimal per dies i dies, setè sistema per dies de la setmana, sistema quàdruple (també relacionat amb el sistema duodecimal i sexagesimal) durant setmanes en un mes, sistema duodecimal per indicar els mesos de l'any, i després passem al sistema decimal, on apareixen dècades, segles i mil·lennis. Crec que l'exemple d'utilitzar diferents sistemes per expressar el pas del temps mostra molt bé la naturalesa dels sistemes numèrics i us permetrà navegar amb més eficàcia en els problemes relacionats amb la conversió.

En el cas de la conversió analògica a digital, serem els més habituals convertir valors decimals en valors binaris. Decimal perquè la mesura de cada mostra sol expressar-se en microvolts, mil·livolts i volts. Aleshores aquest valor s'expressarà en el sistema binari, és a dir. utilitzant dos bits que hi funcionen - 0 i 1, que denoten dos estats: sense tensió o la seva presència, apagat o encès, actual o no, etc. Així, evitem la distorsió i totes les accions es fan molt més senzilles en la implementació mitjançant l'aplicació de l'anomenat canvi d'algorismes amb què estem tractant, per exemple, en relació als connectors o altres processadors digitals.

Ets zero; o un

Amb aquests dos dígits, zeros i uns, podeu expressar cada valor numèricindependentment de la seva mida. Com a exemple, considereu el número 10. La clau per entendre la conversió de decimal a binari és que el número 1 en binari, igual que en decimal, depèn de la seva posició a la cadena numèrica.

Si 1 és al final de la cadena binària, llavors 1, si al segon des del final, llavors 2, a la tercera posició - 4, i a la quarta posició - 8 - tot en decimal. En el sistema decimal, el mateix 1 al final és 10, el penúltim 100, el tercer 1000, el quart XNUMX és un exemple per entendre l'analogia.

Per tant, si volem representar 10 en forma binària, haurem de representar un 1 i un 1, de manera que, com he dit, seria 1010 al quart lloc i XNUMX al segon, que és XNUMX.

Si haguéssim de convertir tensions d'1 a 10 volts sense valors fraccionats, és a dir. utilitzant només nombres enters, és suficient un convertidor que pugui representar seqüències de 4 bits en binari. 4 bits perquè aquesta conversió de nombre binari requerirà fins a quatre dígits. A la pràctica es veurà així:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Els zeros inicials dels nombres de l'1 al 7 només han d'afegir la cadena fins als quatre bits complets, de manera que cada nombre binari tingui la mateixa sintaxi i ocupi la mateixa quantitat d'espai. En forma gràfica, aquesta translació dels nombres enters del sistema decimal al binari es mostra a la figura 7.

7. Converteix nombres enters en sistema decimal a sistema binari

Tant les formes d'ona superiors com les inferiors representen els mateixos valors, excepte que la primera és comprensible, per exemple, per a dispositius analògics, com ara mesuradors de nivell de tensió lineal, i la segona per a dispositius digitals, inclosos els ordinadors que processen dades en aquest llenguatge. Aquesta forma d'ona inferior sembla una ona quadrada d'ompliment variable, és a dir. diferent relació dels valors màxims als valors mínims al llarg del temps. Aquest contingut variable codifica el valor binari del senyal a convertir, d'aquí el nom "modulació de codi de pols" - PCM.

Ara tornem a convertir un senyal analògic real. Ja sabem que es pot descriure mitjançant una línia que representa nivells que canvien sense problemes, i no hi ha cap representació saltadora d'aquests nivells. Tanmateix, per a les necessitats de conversió analògica a digital, hem d'introduir aquest procés per poder mesurar el nivell d'un senyal analògic de tant en tant i representar cada mostra mesurada en forma digital.

Es va suposar que la freqüència a la qual es farien aquestes mesures hauria de ser almenys el doble de la freqüència més alta que pot escoltar una persona, i com que és d'aproximadament 20 kHz, per tant, la més 44,1 kHz segueix sent una freqüència de mostreig popular. El càlcul de la taxa de mostreig està associat a operacions matemàtiques força complexes, que, en aquesta etapa del nostre coneixement dels mètodes de conversió, no té sentit.

Més és millor?

Tot el que he esmentat anteriorment pot indicar que com més gran sigui la freqüència de mostreig, és a dir. mesurant el nivell d'un senyal analògic a intervals regulars, més alta és la qualitat de la conversió, perquè és, almenys en un sentit intuïtiu, més precisa. És realment cert? D'aquí a un mes ho sabrem.