Analog vs. Digital – Hvorfor analog stadig lyder bedre!

 

Mastering Equipment API Warm Audio Drawmer Whitstone og IGS

Det gælder ikke i alle tilfælde, men i ny og næ analog lyd im Blanding eller mastering immer endnu langt foran lydplugins.

Det sjove er, at der faktisk er videnskabelige tabeller og fakta, der sætter analog mixing og mastering langt foran lydplugins. Så det her handler ikke om magi eller bare mavefornemmelse, fakta taler meget.

Men det betyder ikke, at du har en Nummer et hit kan kun producere analog. Der er mange gode sange, der også blev skabt digitalt, rent ITB (i kassen). Men hvis en ret dyb og rig lyd skal genereres analogt, er stadig den bedste måde.

Endnu en ting at sige, før vi går i dybden. Som det så ofte er tilfældet, er djævelen i detaljerne, og dette er kun alt for ofte gemt i de mørkeste afkroge af signalbehandlingsmatematik. Derfor prøver vi ikke at bruge for meget teknisk jargon her og forklare det på en meget nem måde.

SAMPLERATE – NØJAGTIGHED OG TIDSOPLØSNING

Alle lydsystemer (DAW'er) har deres begrænsninger. Men det sker, at analoge kredsløb ikke altid er begrænset til 22 kHz eller 48 kHz (hvordan det fungerer digitalt med 44,1 kHz eller 96 kHz sample rate), og selvom den kombinerede ind-til-ud-båndbredde kun er 20 kHz, kan de enkelte grene af det samme kredsløb Har båndbredder i megahertz-området eller højere.

Men hvorfor er dette nødvendigt? Mennesker hører kun op til 20 kHz og kun i en ung alder, eller hvis din far er en hund 🙂

Spøg til side, under selve behandlingen, især hvis nogen er hurtige tidskonstanter i dynamikbehandling involveret (f.eks. Audio Compressor 1176...), kan biprodukterne fra syntetisering af styresignalerne, eller endda selve styresignalet, forekomme og have en meget bredere båndbredde, end det menneskelige øre kan opfatte.

Sammenlignet med grundlæggende digitale behandlingsalgoritmer giver dette de analoge kredsløb mulighed for at "toppe mellem prøverne“ at reagere og generere kontrolsignaler fra frekvensindhold, der er uden for det menneskelige auditive område eller Nyquist frekvensgrænse af et digitalt system overskrider væsentligt.

Et lydkredsløb med højere båndbredde, hvis det ikke er virkelig omhyggeligt designet, kan være mere modtageligt for svingninger ved frekvenser langt over vores høreområde. Dette fænomen kan reduceret frihøjde, mærkelige forvrængninger og intermodulation i vores sang, hvoraf ingen lyder rigtig behageligt. Ikke desto mindre er det ikke at foragte, at med det korrekte kredsløbsdesign af den "indbyggede" Ægte topbehandling kan spare et par dB frihøjde, når man går ind i AD-konverteren (konvertering fra analog til digital).

NONLINEARITET – FORSKELLIGE LIGE BEDRE?

Analoge enheder i musik behøver heller ikke på en eller anden måde at sy forskellige matematiske kurver sammen for at kunne mætning, forvrængning og simulering af andre ikke-lineariteter - ting, der er iboende i digital lydbehandling hårdeste faldat gøre rigtigt. I stedet kan analogt udstyr nøjagtig samme effekt med langt overlegen nøjagtighed opnå, så du kan opnå perfekte, uperfekte resultater i mixing eller mastering. Det er ikke nødvendigt oversampling at bruge. Det vil fortsætte med at fungere, selvom du har opdateret din DAW eller plugins.

OVERSAMPLING I LYDREDIGERING

Oversampling* eller oversampling opstår, når et signal med en højere sample rate behandles, end det faktisk er nødvendigt for at vise signalbåndbredden. En oversampling kan have fordele i nogle applikationer.

*De korrekte udtryk for denne proces, når den udføres digitalt/ITB, ville være upsampling, behandling og downsampling, men da effekten af ​​øget båndbredde er den samme, som hvis signalet oprindeligt blev oversamplet, når det blev konverteret til digitalt, bruger de fleste plugins -Producenter bruger udtrykket oversampling som en forklaring.

Denne proces skal inkludere meget gode filtre i plugins for at undgå at skabe frekvensindhold, der ikke var til stede i den originale lyd, for ikke at få en forvrænget lyd i mixet eller masteren.

Mange vellydende digitale dynamikprocessorer (VST-plugins) har indbygget oversampling for at give en mere nøjagtig, naturlig gevinstreduktionsrespons at levere.

Men selv oversampling kan ikke sammenlignes med det Nøjagtighed af et veldesignet analogt kredsløb. Dette er især vigtigt for al tidsafhængig behandling. Forskellen er derfor meget mere mærkbar i dynamikprocessorer (såsom kompressorer, limitere, porte osv.), hvor nøjagtigheden af Angreb og slip timing-kurver har afgørende indflydelse på den tonale karakter af kompressionen, begrænsningen, udvidelsen eller gatingen. Plugins skal i det mindste oversample både lyd- og timingkredsløb for at have nogen chance for sammenligning.

BÅNDBREDDE AF ANALOGE ENHEDER OG PLUGINS

Emnet båndbredde for analoge enheder og plugins er allerede blevet berørt i teksten ovenfor, men vi ønsker at gå mere i dybden her.

Når lydsignalet ikke-lineær løb, der skaber en ekstra frekvensindhold. Så hvis en top bliver skåret af, skal alt over snittet et sted hen, for det er meget usandsynligt, at det suser ud i luften...

Med analoge enheder forsvinder disse højere frekvenser enten i kredsløbet, eller de når A/D-konverteren og går tabt der.

Tingene kan blive komplicerede med lydplugins. For at forblive tro mod samplingsætningen skal en digital algoritme kombinere denne energiomfordeling med en meget mere begrænset sæt af tilgængelige frekvenser.

Hvordan påvirker dette lydsignalet?

Så for at høre behagelige 2. og 3. harmoniske i din sang, når mætning forekommer på en 14kHz-komponent af en "S"-lyd ved en samplerate på 48kHz, er du nødt til at tage mere drastiske foranstaltninger. 28kHz og 42kHz frekvenser "eksisterer" simpelthen ikke i 48kHz sample rates, fordi den måde fysikken fungerer på, overskrider Nyquists frekvensgrænse.

Hvis du ikke er forsigtig, vil disse højere harmoniske vises forkert ved 20kHz og 6kHz. Hvis det sker, er det helt slemt, kaldes dette fænomen Aliasing. Her kan du høre en mærkelig lyd under behandlingen metallisk eller plastisk kvalitet. At finde en god løsning på dette plugin-problem er ikke altid let og kræver altid Afvejninger i filterdesign og CPU-brug.

ANALOG MODELLERING FOR PLUGINS

Vil du lave en virkelighedstro analog replika? Så spænd op, for det bliver ikke nemt.

Vi forsøger at kaste lidt lys over teknologisumpen og give et grundlæggende overblik uden teknisk jargon.

At modellere et analogt kredsløb betyder, at vi skal finde ud af, hvordan kredsløbene performer i forhold til de forskellige indgangssignalniveau og frekvensindhold opføre os, så vi ved, hvad der kommer ud i den anden ende for et givet input. Det er ikke nok at prøve emuleringen med et testsignal og derefter gøre det nøjagtigt det samme for alle lyde. Du skal gøre det muligt med forskellige lyde, og det bliver en Afbalancering ved kodning af plugins.

For at gøre det omhyggeligt og korrekt skal vi kende de elektriske komponenter i dette kredsløb (Modstande, kondensatorer, transistorer, rør, induktorer osv.), og jo mere nøjagtig modellen formodes at være, jo bedre er vi nødt til at beskrive disse elementer. Sikker på, en modstand er bare en ledning, der ikke kan lide, at der bliver skubbet mange elektroner hen over den, men gør den det lige meget for alle typer lydsignaler? Hvad hvis denne modstand er i nærheden af ​​en omfangsrig induktor eller et overophedet rør?

Hver gang vi opretter en bedre, mere komplet beskrivelse for hvert element for at opnå større nøjagtighed, bliver ekstrapoleringen inden for VST eller AU plugins mere kompliceret. Det kan blive så komplekst, at det enten er næsten umuligt at navigere eller for svært at beregne i realtid.

Det siger sig selv, at der er meget mere udviklingstid og har derfor brug for penge for at få denne ekstrapolering til at fungere rigtig godt. Derfor mange plugins har en forenklet version. Og selvom det virker i realtid, så skal det siges, at selvom man ser på det på afstand, så er det kun ligner hvad et rigtigt kredsløb kan, fordi de væsentlige detaljer mangler.

Der mangler noget i lydalgoritmerne, og det kan du også høre. Hvis halve mål er acceptable for dig på dine spor, så er det fedt, men jeg gætter på, at de fleste af jer har brug for mere.

MERE DYBDE I LYDREDIGERING

Analogt hardwareudstyr til optagelse, mixing og mastering

Lad os tage et kig på sidekæde kredsløb dynamiske processorer som lyd kompressorer eller Begrænsning-Plugins. De bruger dioder (blandt mange andre elementer) til at skabe styrespændingen fra et lydsignal. En diode er enenvejsventil' for elektrisk strøm, og hver gang denne ventil åbner eller lukker, gør den det meget hurtigt og producerer følgelig en kortslutning højfrekvent støj, svarende til et "klik", der producerer en manglende eller dårlig prøve i den digitale optagelse af lyd. Det er intet problem for et analogt kredsløb med en naturligt begrænset båndbredde, der bare filtrerer den støj fra, men i digitale plugins skal du være forsigtig med sådan noget, ellers er det mere arbejde, end det er værd.

Og så er der ikke-linearitet i hver tredje komponent og forskelligt for hver enkelt transistor, rør, transformer og mange andre elementer.

Konklusion: Analoge enheder gider ikke matematiske ligninger, de gør bare deres ting med jævne overgange, komplekse kurver eller mærkelige cut-offs og uden latens. Simpelthen uovertruffen.

Ikke-lineariteter i digital behandling håndteres sædvanligvis med mere eller mindre komplekse polynomielle overførselsfunktioner - kurver, der fortæller dig, hvilket niveau en output sample skal være for en given input sample. Nogle gange skal forskellige sættes sammen for at få forskellige mætninger til forskellige niveauer eller forskellige polariteter, hvis det er en asymmetrisk mætning handlinger. Disse ligninger og deres kurver er normalt tilnærmelser af, hvad en enkelt transistor, rør, transformer eller hele elektriske kredsløb kunne gøre, men de er kun tilnærmelser.

OGSÅ MERE DYBDE TIL DIN SANG?

Test vores analoge mixing og/eller mastering nu, uanset om det er til CD eller streamingtjenester! Drag fordel af over 20 års erfaring og ikke-lineariteten af ​​den fineste hardware!

KOMPLEKSITET AF ANALOG LYDHARDWARE

Jo mere nøjagtige disse tilnærmelser formodes at være, jo længere og større er ligningerne, hvilket betyder mere kompleks matematik, længere beregningstider og en højere fejlrate. Så i de fleste tilfælde er det et kompromis mellem nøjagtighed, CPU-brug og fornuft hos DSP-ingeniøren at udvikle et godt audio-plugin. Det er de manglende "sidste par procent".

Så lad os gå dybere. Lad os bygge en rigtig elektrisk model af det kredsløb, vi elsker for den varme tone og dybde.

Bare rolig, du behøver ikke have læst elektroingeniør i tre semestre for at følge med, og du behøver ikke forstå alt. Det er blot beregnet til at illustrere kompleksiteten af ​​ægte analog modellering i plugins, så du kan sætte endnu mere pris på de fantastisk lydende plugins og få en idé om, hvorfor der stadig er så mange svagheder.

Vi starter med Kirchhoffs ligninger, som bruges til at beregne strømme og spændinger i elektriske kredsløb, og går i gang! Efter dage med kørsel af simuleringer og kørsel af 20 cm lange ligninger på tværs af flere ark papir, får vi endelig en overførselsfunktion. 7. orden (fordi et ret lille lydkredsløb nemt 7 kondensatorer kan have). lavet?!

Desværre kommer det ikke til at ske foreløbigt. Hver kondensator er også en lille induktor og har en vis lækstrøm (parallel modstand) og en vis seriemodstand (ESR). Dette fordobler praktisk talt antallet af reaktive dele i kredsløbet og fordobler rækkefølgen af ​​overføringsfunktionen.

Ups, jeg glemte at nævne, at der er forskellige Op-forstærkere har forskellige slew-hastigheder har det i en niveauafhængig højskæringsadfærd slå ned. Men du har ikke op-amps, kun transistorer eller rør? Parasitære kapacitanser, ikke-lineære overføringsfunktioner, udluftningsmodstande mellem N- og P-lagene, .... Matematikken ser ud til at eksplodere med hver rigtige model, du ønsker at integrere. Du prøvede så hårdt, hvad skete der?

 

induktionsspoler

Er det muligt, at jeg så en input, interstage og output transformer i denne smukke Neve 33609? Åååh, man har endda en tertiær vikling - åh fantastisk!

Giv ikke op nu!

Før du overhovedet tænker over det, bare det transmissionsforhold og noget mætning at anvende...der er også en parasitisk kapacitans mellem viklingerne, som danner en resonansløkke med viklingens induktans, seriemodstanden for hver vikling og sandsynligvis lidt mindre end ti andre elektriske parasitære sidemandslidelser, som du skal overveje, når du begiver dig ud på din rejse for at skabe en perfekt transformermodel.

Mætnings- og hystereseegenskaberne af kernen afhænger af dens legering, produktionsproces, form, konstruktionsproces og mulige fysiske ufuldkommenheder som f.eks. B. en utilsigtet luftspalte i en kerne, som ikke er perfekt samlet.

Nogle transformere og induktorer begynder endda at støje fysisk, fordi magnetiske kræfter flytte dem langt nok til, at du kan høre dem. Dette er en anden ikke-lineært energitab, som du skal overveje for en perfekt skabelon. Ovenstående tekst refererer i øvrigt til induktorer, der bruges i mange vintage EQdesign bruges (f.eks. Pultec EQP-1A), til en vis grad til magnetbånd og i mange henseender til tapehoveder.

DEN NØGRE KONKLUSION

Nu hvor alle ovenstående punkter er blevet dækket fra alle vinkler, hvad med at modellere en klasse A diskret, vintage, transformer-afbalanceret båndmaskine korrekt?

Hører jeg nu fra dig, at jeg hellere vil skyde mig selv i benet?

Nå, det er nok det eneste rigtige svar.

Og jeg skal fortælle dig hvorfor...

Som du kan se, har digitale lydværktøjer de fleste problemer, når det kommer til lyden lige lyder ikke perfekt tillade. For som heldet ville have det, så elsker vi den ufuldkommenhed, fordi vi føler, at de er optagelserne fyldigere, glattere, mere veltalende lad det lyde – og selvfølgelig subjektivt bedre i mange henseender.

Vi har internaliseret denne lyd i krop og sjæl, det specifikke lydindtryk af de analoge enheder, der bruges i vores yndlingssange. Det er fordi vi elsker de sange og de lyde, som ingeniørerne og producenterne valgte, de er blevet en del af en kombineret æstetik. Når du opretter et spor, er disse lyde den reference, du ønsker at opnå og overgå.

Når man ved dette, er det ikke tilfældigt, at mange lydingeniørerder bruger hybride opsætninger er gået over til en arbejdsgang, der lyder noget som "digital til kirurgi og korrektion, analog til farve“. Det tager det bedste fra begge verdener og bruger forskellige teknologier til opgaver, som de klarer bedst.