아날로그 vs. 디지털 – 아날로그가 더 좋게 들리는 이유!
모든 경우에 적용되는 것은 아니지만 가끔은 아날로그 사운드 im 혼성 또는 마스터 immer noch 오디오 플러그인보다 훨씬 앞서.
재밌는 건 아날로그 믹싱과 마스터링이 오디오 플러그인보다 훨씬 앞선다는 것을 보여주는 과학적 표와 사실들이 실제로 존재한다는 것입니다. 그러니까 이건 마법이나 단순한 직감이 아닙니다. 사실이 많은 것을 말해줍니다.
하지만 그것이 당신이라는 것을 의미하지는 않습니다. 1위 히트곡 아날로그만 제작할 수 있습니다. 디지털, 특히 순수하게 ITB(In the Box)로 제작된 훌륭한 노래들이 많이 있습니다. 하지만 정말 깊고 풍부한 사운드 생성해야 하는데, 아날로그가 여전히 가장 좋은 방법입니다.
더 깊이 들어가기 전에 한 가지 더 알아두셔야 할 점이 있습니다. 흔히 그렇듯이, 핵심은 세부 사항에 있으며, 이는 신호 처리 수학의 가장 어두운 구석에 숨겨져 있는 경우가 많습니다. 따라서 너무 많은 전문 용어는 피하고 매우 간단한 방식으로 설명하도록 노력하겠습니다.
샘플러 속도 - 정확도 및 시간 해상도
모든 오디오 시스템(DAW)에는 한계가 있습니다. 하지만 아날로그 회로가 항상 22kHz 또는 48kHz로 제한되는 것은 아닙니다.44,1kHz 또는 96kHz 샘플링 속도로 디지털로 작동하는 방식), 그리고 결합된 입력-출력 대역폭이 20kHz에 불과하더라도 동일한 회로의 개별 분기는 메가헤르츠 이상의 대역폭을 갖습니다..
하지만 그게 왜 필요할까요? 사람은 최대 20kHz까지만 들을 수 있고, 그것도 아주 어릴 때나 아빠가 개일 때만 들을 수 있습니다. 🙂
농담은 제쳐두고, 특히 빠른 처리 과정에서 타이밍 상수 ~ 안에 동적 처리 관련되어 있습니다(예: 오디오 압축기 1176…), 제어 신호를 합성하는 부산물, 또는 제어 신호 자체가 발생할 수 있으며 인간의 귀가 감지할 수 있는 것보다 훨씬 더 넓은 대역폭을 가질 수 있습니다.
기본 디지털 처리 알고리즘과 비교했을 때 이는 아날로그 회로가 "샘플 간 피크“그리고 인간의 청력 범위를 초과하는 주파수 콘텐츠에서 제어 신호를 생성합니다. 나이퀴스트 주파수 한계 디지털 시스템 상당히 초과하다.
더 넓은 대역폭을 가진 오디오 회로는 신중하게 설계되지 않으면 가청 범위를 훨씬 넘는 주파수의 진동에 더 취약할 수 있습니다. 이러한 현상은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다. 헤드룸 감소, 우리 노래에는 이상한 왜곡과 혼변조가 있고, 그 중 어느 것도 특별히 기분 좋게 들리지 않습니다. 그럼에도 불구하고 "내장" 회로의 올바른 회로 설계를 통해 진정한 피크 처리 AD 컨버터(아날로그에서 디지털로 변환)에 들어갈 때 일부 dB의 헤드룸을 절약할 수 있습니다.
오디오 편집에서의 오버샘플링
오버샘플링*은 신호가 더 높은 샘플링 속도 신호 대역폭을 표현하는 데 실제로 필요한 것보다 더 많이 처리됩니다. 오버샘플링 일부 응용 프로그램에서는 이점이 있을 수 있습니다.
*이 과정을 디지털/ITB로 수행할 경우 업샘플링, 프로세싱, 다운샘플링이라는 용어가 정확하지만, 대역폭이 증가한 효과는 신호를 디지털로 변환할 때 원래 오버샘플링된 것과 동일하므로 대부분 플러그인 제조업체는 오버샘플링이라는 용어를 설명으로 사용합니다.
이 프로세스에는 원래 오디오에 존재하지 않았던 주파수 콘텐츠가 생성되는 것을 방지하기 위해 플러그인에 매우 뛰어난 필터가 포함되어야 하므로 믹스나 마스터에서 왜곡된 사운드가 생성되는 것을 방지할 수 있습니다.
좋은 사운드를 내는 많은 디지털 다이내믹 프로세서(VST 플러그인)에는 보다 정확한 결과를 얻기 위한 내장 오버샘플링 기능이 있습니다. 자연 이득 감소 응답 전달하기.
그러나 오버샘플링도 다음과 비교할 수 없습니다. 잘 설계된 아날로그 회로의 정확도이는 모든 시간 의존적 처리에서 특히 중요합니다. 따라서 동적 프로세서(예: 컴프레서, 리미터, 게이트 등)의 경우 차이가 훨씬 더 두드러집니다. 공격 및 릴리스 타이밍 곡선 압축, 리미팅, 익스팬션 또는 게이팅의 음향적 특성에 결정적인 영향을 미칩니다. 플러그인은 경쟁력을 갖추려면 오디오 회로와 타이밍 회로를 최소한 오버샘플링해야 합니다.
아날로그 장치 및 플러그인의 대역폭
아날로그 장치와 플러그인의 대역폭에 대한 주제는 본문에서 이미 다루었지만, 여기서는 더 자세히 살펴보겠습니다.
오디오 신호가 있을 때마다 비선형 실행하면 이것이 생성됩니다 추가 주파수 콘텐츠. 따라서 봉우리가 잘리면, 잘린 부분 위에 있는 모든 것은 어딘가로 가야 합니다. 공기 중으로 사라질 가능성은 매우 낮기 때문입니다...
아날로그 장치에서는 이러한 높은 주파수가 회로에서 사라지거나 A/D 컨버터에 도달해서 사라집니다.
오디오 플러그인을 사용하면 상황이 복잡해질 수 있습니다. 샘플링 정리를 준수하려면 디지털 알고리즘이 이러한 에너지 재분배를 보상해야 합니다. 훨씬 더 제한된 문장 사용 가능한 주파수.
이것은 오디오 신호에 어떤 영향을 미치나요?
따라서 2kHz 샘플링 속도에서 "S" 사운드의 3kHz 구성 요소에서 포화가 발생할 때 노래에서 기분 좋은 14차 및 48차 고조파 오버톤을 들으려면 좀 더 과감한 조치가 필요합니다. 28kHz와 42kHz 주파수는 물리학적 작동 방식으로 인해 나이퀴스트 주파수 한계를 초과하기 때문에 48kHz 샘플링 속도에서는 존재하지 않습니다.
조심하지 않으면 이러한 고조파가 20kHz와 6kHz에서 잘못 나타날 수 있습니다. 이런 현상이 발생하면 매우 심각한데, 이를 "고조파"라고 합니다. 앨리어싱여기서 이상한 소리가 들립니다 금속 또는 플라스틱 품질이 플러그인 문제에 대한 좋은 솔루션을 찾는 것은 항상 쉽지 않으며 항상 필요합니다. 필터 설계와 CPU 활용의 균형.
플러그인을 위한 아날로그 모델링
충실한 아날로그 복제품을 만들고 싶다면 안전벨트를 착용하세요. 쉽지 않을 테니까요.
우리는 기술적인 미로에 대해 간략하게 설명하고, 기술적인 전문 용어를 사용하지 않고 기본적인 개요를 제공하려고 노력할 것입니다.
아날로그 회로를 모델링한다는 것은 회로가 다른 것과 관련하여 어떻게 동작하는지 알아내야 한다는 것을 의미합니다. 입력 신호 레벨 싶게 빈도 콘텐츠 주어진 입력에 대해 반대편에서 어떤 결과가 나오는지 알 수 있도록 동작해야 합니다. 테스트 신호로 에뮬레이션을 시도해 보고 모든 소리에 똑같이 적용하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 다양한 소리에 적용해 봐야 합니다. 플러그인 코딩 시 균형 잡기.
이를 신중하고 정확하게 수행하려면 이 회로의 전기 구성 요소를 알아야 합니다.저항기, 커패시터, 트랜지스터, 튜브, 인덕터 등)을 포함하며, 모델이 정확할수록 이러한 요소들을 더 잘 설명해야 합니다. 물론 저항기는 전자가 많이 눌리는 것을 싫어하는 전선일 뿐이지만, 모든 유형의 오디오 신호에 동일한 영향을 미칠까요? 만약 그 저항이 부피가 큰 인덕터나 과열된 진공관 근처에서 발생한다면 어떨까요?
정확도를 높이기 위해 각 요소에 대한 더 좋고 완전한 설명을 만들 때마다 VST 또는 AU 플러그인 내부의 외삽법은 더욱 복잡해집니다. 너무 복잡해져서 탐색이 거의 불가능하거나 실시간으로 계산하기가 너무 어려워질 수 있습니다.
말할 것도 없이 많은 것이 있습니다 더 많은 개발 시간 따라서 이 예측이 제대로 작동하려면 돈이 필요합니다. 따라서 많은 플러그인에는 간소화된 버전이 있습니다.그리고 실시간으로 작동한다고는 하지만 멀리서 보더라도 실제 회로가 할 수 있는 것과만 유사합니다필수적인 세부 정보가 부족하기 때문입니다.
오디오 알고리즘에 뭔가 빠진 게 있는데, 들립니다. 트랙에 중간 정도만 적용해도 괜찮다면 괜찮지만, 대부분은 더 필요할 것 같습니다.
오디오 편집에 대한 심도 있는 연구
살펴보자 사이드체인 회로 동적 프로세서(예: 오디오 압축기 또는 제한- 플러그인. 오디오 신호에서 제어 전압을 생성하기 위해 다이오드(다른 여러 요소 중 하나)를 사용합니다. 다이오드는 "일방향 밸브“전류의 경우 이 밸브가 열리거나 닫힐 때마다 매우 빠르게 열리고 결과적으로 단락이 발생합니다. 고주파 소음, 디지털 오디오 녹음에서 누락되거나 잘못된 샘플이 생성하는 "클릭"과 유사합니다. 이는 아날로그 회로에는 문제 없음 본래 제한된 대역폭으로 이런 노이즈를 간단히 걸러내지만, 디지털 플러그인에서는 이런 것들을 주의 깊게 살펴봐야 합니다. 그렇지 않으면 그만큼의 가치가 있는 작업이 됩니다.
그리고 다음이 있습니다 Nichtlinearität 3번째 구성요소마다 다르며, 이는 각 트랜지스터, 진공관, 변압기 및 기타 여러 요소마다 다릅니다.
결론아날로그 장치는 수학 방정식 따위는 신경 쓰지 않습니다. 부드러운 전환, 복잡한 곡선, 혹은 특이한 컷오프를 통해 지연 시간 없이 제 역할을 다합니다. 그야말로 타의 추종을 불허합니다.
디지털 처리에서 비선형성은 일반적으로 다소 복잡한 다항식 전달 함수, 즉 주어진 입력 샘플에 대해 출력 샘플의 레벨을 나타내는 곡선으로 처리됩니다. 때로는 레벨이나 극성에 따라 다른 포화도를 얻기 위해 여러 다항식 전달 함수를 더해야 할 수도 있습니다. 비대칭 포화 이러한 방정식과 곡선은 일반적으로 단일 트랜지스터, 진공관, 변압기 또는 전체 전기 회로가 할 수 있는 일을 대략적으로 나타낸 것이지만, 이는 단지 근사치일 뿐입니다.
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아날로그 오디오 하드웨어의 복잡성
이러한 근사값이 정확할수록 방정식의 길이와 크기가 커져 수학이 더 복잡해지고, 계산 시간이 길어지며, 오류율도 높아집니다. 대부분의 경우, 좋은 오디오 플러그인을 개발하려면 정확도, CPU 사용률, 그리고 DSP 엔지니어의 정신력 사이에서 균형을 맞춰야 합니다. 이러한 요소들이 바로 "마지막 몇 퍼센트"의 부족입니다.
자, 더 깊이 파고들어 볼까요? 따뜻한 소리와 깊이 때문에 우리가 사랑하는 회로의 실제 전기 모델을 만들어 봅시다.
걱정하지 마세요. 이 영상을 따라가기 위해 전기 공학을 3학기 동안 공부할 필요는 없고, 모든 것을 이해할 필요도 없습니다. 단지 플러그인에서 진정한 아날로그 모델링의 복잡성을 보여주기 위한 것입니다. 이를 통해 훌륭한 사운드의 플러그인을 더욱 깊이 이해하고 왜 그렇게 많은 단점이 있는지 이해할 수 있을 것입니다.
전기 회로에서 전류와 전압을 계산하는 데 사용되는 키르히호프 방정식부터 시작해 보겠습니다! 며칠 동안 시뮬레이션을 실행하고 여러 페이지의 종이에 20cm 길이의 방정식을 연습한 끝에 마침내 7차 전달 함수를 얻었습니다(아주 작은 오디오 회로이기 때문에). 7개의 커패시터를 밝게 하다 가질 수 있다). 됐지?!
안타깝게도 그렇게 빨리 진행되지는 않습니다. 모든 커패시터는 작은 인덕터이기도 하며, 일정한 누설 전류(병렬 저항)와 일정한 직렬 저항(ESR)을 갖습니다. 이로 인해 회로의 리액턴스 부품 수가 두 배로 늘어나고 전달 함수의 차수도 두 배로 늘어납니다.
아, 다양한 것을 언급하는 것을 깜빡했습니다. 다양한 슬루율을 갖는 연산 증폭기 ~에 있는 것을 가지고 있다 레벨에 따른 하이컷 동작 하지만 연산 증폭기는 없고 트랜지스터나 진공관만 있다고요? 기생 커패시턴스, 비선형 전달 함수, N층과 P층 사이의 블리더 저항 등등. 정확한 모델을 적분하려고 할 때마다 수학이 폭발하는 것 같습니다. 정말 열심히 노력했는데, 무슨 일이 일어났을까요?
유도 코일
이 아름다운 Neve 33609에서 입력, 인터스테이지, 출력 변압기를 본 적이 있나요? 아, XNUMX차 권선까지 있는 변압기도 있네요! 대단하네요!
지금 포기하지 마세요!
그것에 대해 생각하기도 전에, 변속비 그리고 뭔가 포화 …를 적용하려면 권선 사이에 기생 용량도 있는데, 이는 권선의 인덕턴스, 각 권선의 직렬 저항 및 아마도 10개 미만의 다른 전기 기생 용량과 공진 루프를 형성합니다. 사이드킥 장애완벽한 변압기 모델을 만들 때 고려해야 할 사항입니다.
코어의 포화 및 히스테리시스 특성은 합금, 생산 공정, 모양, 설계 공정 및 다음과 같은 가능한 물리적 결함에 따라 달라집니다. 코어의 의도치 않은 공기 간극완벽하게 맞지 않습니다.
일부 변압기와 인덕터는 물리적으로 소음을 발생시키기도 합니다. 자기력 소리가 들릴 만큼 충분히 멀리 옮기세요. 이것은 또 다른 비선형 에너지 손실완벽한 템플릿을 위해 고려해야 할 사항입니다. 참고로, 위 텍스트는 여러 가지 용도로 사용되는 인덕터를 참조합니다. 빈티지 EQ(예: Pultec EQP-1A) 설계는 어느 정도는 자기 테이프를 위한 것이고 많은 면에서는 테이프 헤드를 위한 것입니다.
미안한 결론
이제 모든 각도에서 위의 모든 사항을 다루었으니, 개별 변압기 균형 빈티지 클래스 A 테이프 머신을 적절하게 모델링해 보면 어떨까요?
내가 차라리 스스로 발에 총알을 맞는 게 낫다고 말하는 걸 들었나요?
글쎄요. 아마도 그게 유일하게 옳은 대답일 거예요.
그 이유를 말씀드리겠습니다...
보시다시피, 디지털 오디오 도구 소리를 제대로 내는 데 있어서 가장 큰 문제가 발생합니다. 완벽하지 않은 것 같아 운 좋게도 우리는 이 불완전함을 어떻게든 좋아하는데, 그것이 녹음을 더욱 즐겁게 만들어준다고 느끼기 때문입니다. 충만하고, 부드럽고, 선율적이다 소리가 좋으며, 주관적으로 여러 면에서 더 좋습니다.
우리는 이 사운드, 우리가 좋아하는 노래에 사용된 아날로그 장비의 특유의 음향적 느낌을 마음속 깊이 새겨 넣었습니다. 엔지니어와 프로듀서가 선택한 노래와 사운드를 사랑하기 때문입니다. 이 사운드들은 하나의 미학으로 통합된 하나의 작품이 되었습니다. 트랙을 제작할 때, 이러한 사운드는 우리가 달성하고 뛰어넘고 싶은 기준이 됩니다.
이를 알고 있기 때문에 하이브리드 설정을 사용하는 많은 오디오 엔지니어가 "와 같은 워크플로로 전환한 것은 우연이 아닙니다.수술 및 교정에는 디지털, 컬러에는 아날로그". 두 세계의 장점을 모두 취하고, 가장 잘 수행하는 작업에 다양한 기술을 사용합니다.
