Analog ve Dijital: Ses teknolojisindeki farklar, avantajlar ve dezavantajlar
Ne zaman analog ses Ses basıncı, ayrıştırma yapılmadan, sürekli bir elektrik sinyali olarak iletilir. Dijital ses Buna karşılık, bu sinyal sabit zaman aralıklarında (örnekleme hızı) örneklenir ve bir sayı dizisi olarak saklanır. Her iki yaklaşım da profesyonel uygulamalarda başarılı olduğunu kanıtlamıştır. Karıştırma ve Mastering Güçlü ve zayıf yönleri — bu makale, teknik farklılıkları tarafsız bir şekilde ve ölçülebilir gerçeklere dayanarak açıklıyor.
Her durumda geçerli değildir, ancak arada sırada analog ses im Karıştırma Mastering hâlâ ses eklentilerinin çok ilerisinde.
İşin komik yanı, analog miksajı ve mastering'i ses eklentilerinin çok önüne koyan gerçekten bilimsel tablolar ve gerçekler var. Yani bu sihirle ya da sadece içgüdüyle ilgili değil, gerçekler çok şey anlatıyor.
Ama bu senin bir tane olduğu anlamına gelmez bir numaralı vuruş Sadece analog olarak üretilebilir. Tamamen dijital ortamda, yani bilgisayar ortamında da üretilebilecek birçok harika şarkı var.kutuda) ortaya çıkmıştır. Ama eğer gerçekten derin ve zengin ses benzer şekilde üretilmesi hala en iyi yoldur.
Daha derine inmeden önce söylenecek bir şey daha var. Çoğu zaman olduğu gibi, şeytan ayrıntılardadır ve bunların hepsi genellikle sinyal işleme matematiğinin en karanlık köşelerinde gizlidir. Bu yüzden burada çok fazla teknik jargon kullanmamaya ve çok kolay bir şekilde açıklamaya çalışıyoruz.
NUMUNE - DOĞRULUK VE ZAMAN ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ
Tüm ses sistemlerinin (DAW'ler) kendi sınırlamaları vardır. Ancak analog devrelerin her zaman 22 kHz veya 48 kHz ile sınırlı olmadığı görülür (44,1 kHz veya 96 kHz'de dijital olarak nasıl çalıştığı örnekleme funktioniert) ve birleşik girişten-çıkışa bant genişliği sadece 20 kHz olsa bile, aynı devrenin ayrı dalları Megahertz aralığında veya daha yüksek bant genişliğine sahip olmak.
Ama bu neden gerekli? İnsanlar sadece 20 kHz'e kadar duyar ve sadece genç yaşta veya babanız bir köpek ise 🙂
Şaka bir yana, işlem sırasında, özellikle hızlı olanlar varsa zamanlama sabitleri içinde dinamik işleme dahil olurlar (örneğin ses kompresörü 1176…), kontrol sinyallerinin sentezinin yan ürünleri veya hatta kontrol sinyalinin kendisi, insan kulağının algılayabileceğinden çok daha geniş bir bant genişliğine sahip olabilir.
Temel dijital işleme algoritmalarıyla karşılaştırıldığında bu, analog devrelerin "örnekler arası zirveler“İnsanın işitme aralığını aşan frekans içeriğinden yanıt vermek ve kontrol sinyalleri üretmek Nyquist frekans sınırı dijital bir sistemin önemli ölçüde aşmak.
Daha yüksek bant genişliğine sahip bir ses devresi, gerçekten dikkatli bir şekilde tasarlanmadıysa, işitme aralığımızın çok üzerindeki frekanslardaki salınımlara karşı daha duyarlı olabilir. Bu fenomen azaltılmış Kafa boşluğu, şarkımızda garip çarpıtmalar ve intermodülasyon, bunların hiçbiri kulağa gerçekten hoş gelmiyor. Bununla birlikte, "yerleşik" devrenin doğru tasarımı ile küçümsenmemelidir. Gerçek tepe işleme AD'ye doğru yürüyüş sırasında-Wandler (Analogdan dijitale dönüştürme) birkaç dB'lik bir boşluk payı sağlayabilir.
DOĞRUSAL OLMAYANLIKLAR – FARKLI EŞİT DAHA İYİ?
Müzikteki analog aygıtların da bir şekilde çeşitli matematiksel eğrileri bir araya getirmesi gerekmez. doyma, çarpıtma ve diğer doğrusal olmayanları simüle etmek - dijital ses işlemenin doğasında bulunan şeyler en zor düşüşdoğru yapmak. Bunun yerine analog ekipman ile tam olarak aynı etki çok üstün doğruluk elde edin, böylece karıştırma veya mastering'de mükemmel, kusurlu sonuçlar elde edebilirsiniz. Bu gerekli değil oversampling kullanmak. DAW'ınızı veya eklentilerinizi güncellemiş olsanız bile çalışmaya devam edecektir.
SES DÜZENLEMEDE AŞIRI ÖRNEKLEME
Aşırı örnekleme* veya aşırı örnekleme, bir daha yüksek örnek oranı sinyal bant genişliğini görüntülemek için gerçekte gerekenden daha fazla işlenir. aşırı örnekleme bazı uygulamalarda avantajları olabilir.
*Dijital/ITB olarak yapıldığında bu işlem için doğru terimler üst örnekleme, işleme ve altörnekleme olacaktır, ancak artan bant genişliğinin etkisi, sinyalin dijitale dönüştürüldüğünde orijinal olarak aşırı örneklenmesiyle aynı olduğundan, çoğu eklenti kullanır -Üreticiler aşırı örnekleme terimini kullanır. açıklama olarak.
Bu işlem, orijinal seste bulunmayan frekans içeriğinin oluşmasını önlemek ve böylece ses bozulmasını engellemek için eklentilerde çok iyi filtreler gerektirir. Karışım veya yüksek lisans derecesi almak için.
Pek çok iyi ses veren dijital dinamik işlemci (VST eklentileri), daha doğru, doğal kazanç azaltma yanıtı teslim etmek.
Ancak aşırı örnekleme bile bununla karşılaştırılamaz. İyi tasarlanmış bir analog devrenin doğruluğu. Bu, özellikle zamana bağlı tüm işlemler için önemlidir. Bu nedenle fark, dinamik işlemcilerde (kompresörler, sınırlayıcılar, kapılar, vb.) çok daha belirgindir. Saldırı ve serbest bırakma zamanlama eğrileri sıkıştırma, sınırlama, genişletme veya geçitlemenin ton karakterini kesin olarak etkiler. Eklentiler, herhangi bir karşılaştırma şansına sahip olmak için en azından hem ses hem de zamanlama devrelerini örneklemelidir.
ANALOG CİHAZLARIN VE PLUGİNLERİN BANT GENİŞLİĞİ
Analog cihazların ve eklentilerin bant genişliği konusuna yukarıdaki metinde zaten değinildi, ancak burada daha derine inmek istiyoruz.
Ses sinyali ne zaman doğrusal olmayan koşmak, bir tane yaratır ek frekans içeriği. Yani bir tepe kesilirse, kesimin üzerindeki her şey bir yere gitmek zorundadır, çünkü havada fışkırması pek olası değildir...
Analog cihazlarda bu yüksek frekanslar ya devrede kaybolur ya da A/D dönüştürücüye ulaşır ve orada kaybolur.
Ses eklentileri ile işler karmaşıklaşabilir. Örnekleme teoremine sadık kalabilmek için, bir dijital algoritma bu enerji yeniden dağıtımını bir çok daha sınırlı set mevcut frekanslar.
Bu, ses sinyalini nasıl etkiler?
Bu nedenle, 2 kHz örnekleme hızında bir "S" sesinin 3 kHz bileşeninde doygunluk meydana geldiğinde şarkınızda hoş 14. ve 48. harmonik tonlar duyabilmek için daha sert önlemler almanız gerekir. 28kHz ve 42kHz frekansları 48kHz örnekleme hızlarında "mevcut değildir" çünkü fiziğin çalışma şekli nedeniyle Nyquist frekans limitini aşmaktadırlar.
Dikkatli olmazsanız, bu yüksek harmonikler 20kHz ve 6kHz'de yanlış görünecektir. Bu olursa, tamamen kötüdür, bu fenomene denir Takma ad. Burada işlem sırasında garip bir ses duyabilirsiniz metalik veya plastik kalite. Bu eklenti sorununa iyi bir çözüm bulmak her zaman kolay değildir ve her zaman Filtre tasarımı ve CPU kullanımında ödünleşimler.
EKLENTİLER İÇİN ANALOG MODELLEME
Gerçeğe yakın bir analog replika yapmak ister misiniz? O zaman kemerlerinizi bağlayın çünkü bu kolay olmayacak.
Teknoloji bataklığına biraz ışık tutmaya ve teknik jargon olmadan temel bir genel bakış sunmaya çalışıyoruz.
Bir analog devreyi modellemek, devrelerin farklı devrelere göre nasıl performans gösterdiğini anlamamız gerektiği anlamına gelir. giriş sinyali seviyesi ve frekans içeriği Herhangi bir girdi için diğer uçtan ne çıktığını bilmemiz için davranın. Öykünmeyi bir test sinyali ile denemek ve ardından tüm sesler için aynısını yapmak yeterli değildir. Farklı seslerle yapılabilir hale getirmelisiniz ve bir tane olur Eklentileri kodlarken dengeleme eylemi.
Bunu dikkatli ve doğru bir şekilde yapabilmek için bu devrenin elektriksel bileşenlerini bilmemiz gerekir (Dirençler, kapasitörler, transistörler, tüpler, indüktörler vb.) ve modelin ne kadar doğru olması gerekiyorsa, bu öğeleri o kadar iyi tanımlamamız gerekir. Elbette, direnç, üzerinden çok sayıda elektronun geçmesinden hoşlanmayan bir teldir, ancak bunu her tür ses sinyali için eşit şekilde yapıyor mu? Ya bu direnç hacimli bir indüktörün veya aşırı ısınmış bir tüpün yakınındaysa?
Daha fazla doğruluk elde etmek için her öğe için daha iyi, daha eksiksiz bir tanım oluşturduğumuzda, VST veya AU eklentileri içindeki ekstrapolasyon daha karmaşık hale gelir. O kadar karmaşık hale gelebilir ki, gezinmek neredeyse imkansız veya gerçek zamanlı olarak hesaplamak çok zor.
Çok fazla olduğunu söylemeye gerek yok daha fazla geliştirme süresi ve bu nedenle, bu ekstrapolasyonun gerçekten iyi çalışması için paraya ihtiyacı var. Bu yüzden birçok eklentinin basitleştirilmiş bir sürümü vardır. Ve gerçek zamanlı olarak çalışsa da, ona uzaktan baksanız bile, söylenmesi gerekir. sadece gerçek bir devrenin yapabileceklerine benzer, çünkü temel ayrıntılar eksik.
Ses algoritmalarında bir şeyler eksik ve bunu da duyabilirsiniz. Yollarınızda yarım ölçüler sizin için kabul edilebilirse, o zaman bu harika, ama çoğunuzun daha fazlasına ihtiyacı olduğunu tahmin ediyorum.
SES DÜZENLEMEDE DAHA FAZLA DERİNLİK
Şuna bir göz atalım yan zincir devreleri gibi dinamik işlemciler ses kompresörleri Sınırlama-Eklentiler. Bir ses sinyalinden kontrol voltajını oluşturmak için diyotları (diğer birçok öğe arasında) kullanırlar. Bir diyot birTek yönlü valf' elektrik akımı için ve bu valf her açıldığında veya kapandığında, bunu çok hızlı yapar ve sonuç olarak kısa devre üretir. yüksek frekanslı gürültü, sesin dijital kaydında eksik veya bozuk bir örnek oluşturan bir "tıklama"ya benzer. Yani analog devre için sorun yok sadece bu gürültüyü filtreleyen doğal olarak sınırlı bir bant genişliği ile, ancak dijital eklentilerde bunun gibi şeylere dikkat etmelisiniz, yoksa değerinden daha fazla iş.
Ve sonra orada doğrusal olmama her üçüncü bileşende ve her bir transistör, tüp, transformatör ve diğer birçok eleman için farklı şekilde.
Sonuç: Analog cihazlar matematiksel denklemlerle uğraşmazlar, sadece yumuşak geçişler, karmaşık eğriler veya tuhaf kesintiler ile ve gecikme olmadan işlerini yaparlar. Sadece rakipsiz.
Sayısal işlemedeki doğrusal olmama durumları genellikle az ya da çok karmaşık polinom transfer fonksiyonlarıyla ele alınır - belirli bir girdi örneği için bir çıktı örneğinin hangi seviyede olması gerektiğini size söyleyen eğriler. Bazen farklı seviyeler veya farklı kutuplar için farklı doygunluklar elde etmek için farklı olanların bir araya getirilmesi gerekir. asimetrik doygunluk davranır. Bu denklemler ve eğrileri genellikle tek bir transistör, tüp, transformatör veya tüm elektrik devresinin yapabileceklerinin yaklaşık değerleridir, ancak bunlar yalnızca yaklaşık değerlerdir.
ŞARKINIZ İÇİN DE DAHA FAZLA DERİNLİK?
İster CD ister akış hizmetleri için analog miksaj ve/veya mastering'imizi şimdi test edin! 20 yılı aşkın deneyimden ve en iyi donanımın doğrusal olmama özelliğinden yararlanın!
ANALOG SES DONANIMININ KARMAŞIKLIĞI
Bu yaklaşımların ne kadar kesin olması gerekiyorsa, denklemler de o kadar uzun ve büyüktür; bu da daha karmaşık matematik, daha uzun hesaplama süreleri ve daha yüksek hata oranı anlamına gelir. Dolayısıyla çoğu durumda iyi bir ses eklentisi geliştirmek için doğruluk, CPU kullanımı ve DSP mühendisinin akıl sağlığı arasında bir uzlaşma söz konusudur. Bunlar eksik olan "son birkaç yüzde"dir.
Öyleyse daha derine inelim. Sıcak tonu ve derinliği için sevdiğimiz devrenin gerçek bir elektrik modelini yapalım.
Merak etmeyin, gelmek için üç dönem elektrik mühendisliği okumak zorunda değilsiniz ve her şeyi anlamak zorunda değilsiniz. Eklentilerdeki gerçek analog modellemenin karmaşıklıklarını göstermek içindir, böylece harika görünen eklentileri daha da fazla takdir edebilir ve neden hala bu kadar çok zayıflık olduğu hakkında bir fikir edinebilirsiniz.
Elektrik devrelerindeki akımları ve gerilimleri hesaplamak için kullanılan Kirchhoff denklemleriyle başlayacağız ve işe koyulacağız! Günlerce simülasyonlar yürüttükten ve birkaç yaprak kağıt üzerinde 20 cm uzunluğunda denklemler uyguladıktan sonra nihayet bir transfer fonksiyonu elde ederiz. 7. sıra (çünkü oldukça küçük bir ses devresi kolayca 7 kapasitör sahip olabilir). Yaptı?!
Ne yazık ki, yakın zamanda gerçekleşmeyecek. Her kapasitör aynı zamanda küçük bir indüktördür ve bir miktar kaçak akıma (paralel direnç) ve bir miktar seri dirence (ESR) sahiptir. Bu pratik olarak devredeki reaktif parça sayısını iki katına çıkarır ve transfer fonksiyonunun sırasını iki katına çıkarır.
Oops, farklı olanlar olduğunu söylemeyi unuttum Op amp'lerin farklı dönüş hızları var bir tane var seviyeye bağlı yüksek kesim davranışı yere sermek. Ama op-amp'leriniz yok, sadece transistörler veya tüpler var mı? Parazitik kapasitanslar, lineer olmayan transfer fonksiyonları, N ve P katmanları arasındaki boşaltma dirençleri, .... Matematik, entegre etmek istediğiniz her doğru modelle patlayacak gibi görünüyor. Çok denedin, ne oldu?
indüksiyon bobinleri
Bu güzel Neve 33609'da bir giriş, ara kademe ve çıkış trafosu görmüş olmam mümkün mü? Ooooh, birinin üçüncül sargısı bile var - oh harika!
Şimdi vazgeçme!
Bunu düşünmeden önce, sadece iletim oranı ve bir şey doyma ayrıca sargıların endüktansı, her sargının seri direnci ve muhtemelen ondan biraz daha az diğer elektrik paraziti ile rezonans bir döngü oluşturan sargılar arasında parazitik bir kapasitans vardır. yardımcı bozukluklar, mükemmel bir trafo modeli oluşturmak için yola çıktığınızda göz önünde bulundurmanız gereken .
Tartışma eski, uygulama pragmatik; modern mastering'de analog ve dijitalin nasıl birleştirildiği şu şekilde açıklanıyor: Ustalık Kılavuzu.
Çekirdeğin doygunluk ve histerezis özellikleri, alaşımına, üretim sürecine, şekline, yapım sürecine ve aşağıdaki gibi olası fiziksel kusurlara bağlıdır. Kemik bir çekirdekte kasıtsız hava boşluğu, mükemmel bir şekilde monte edilmemiş.
Bazı transformatörler ve indüktörler fiziksel olarak ses çıkarmaya bile başlar çünkü manyetik kuvvetler duyabileceğiniz kadar uzağa taşıyın. bu başka doğrusal olmayan enerji kaybı, mükemmel bir şablon için göz önünde bulundurmanız gereken. Bu arada, yukarıdaki metin birçok yerde kullanılan indüktörlere atıfta bulunur. eski EQtasarımlar (örneğin Pultec EQP-1A), bir dereceye kadar manyetik bant için ve birçok açıdan bant kafaları için kullanılır.
AYDIN SONUÇ
Şimdi yukarıdaki noktaların tümü tüm açılardan ele alındığına göre, A Sınıfı ayrık, eski, transformatör dengeli bir bant makinesini düzgün bir şekilde modellemeye ne dersiniz?
Şimdi senden kendimi bacağımdan vurmayı tercih ettiğimi mi duydum?
Pekala, muhtemelen tek doğru cevap bu.
Ve sana nedenini söyleyeceğim...
Gördüğünüz gibi, sahip dijital ses araçları düz ses söz konusu olduğunda çoğu sorun mükemmel gelmiyor izin vermek. Çünkü şansımız yaver giderse, bu kusuru seviyoruz çünkü sanki onlar kayıtlarmış gibi hissediyoruz. daha dolgun, daha pürüzsüz, daha coşkulu kulağa hoş geliyor - ve elbette birçok açıdan öznel olarak daha iyi.
Sevdiğimiz şarkılarda kullanılan analog cihazların kendine özgü ses izlenimi olan bu sesi bedende ve ruhta içselleştirdik. Bunun nedeni, mühendislerin ve yapımcıların seçtiği şarkıları ve sesleri sevdiğimiz için, birleşik bir estetiğin parçası haline geldiler. Bir parça oluştururken, bu sesler elde etmek ve aşmak istediğiniz referanslardır.
Bunu bilerek, hibrit kurulumlar kullanan birçok ses mühendisinin "şöyle bir iş akışına" geçmesi tesadüf değildirameliyat ve düzeltme için dijital, renk için analog". Her iki dünyanın da en iyisini alır ve en iyi yaptıkları görevler için farklı teknolojiler kullanır.
Analog ve Dijital: Bir bakışta doğrudan karşılaştırma
| Kriterler | Analog | Dijital (ITB) |
|---|---|---|
| ses karakteri | Sürekli sinyal, doğal doygunluk ve doğrusal olmayan etkiler yoluyla sıcaklık | Ayrık sinyal; doğru kazanç ayarıyla, nötr ve şeffaf bir ses elde edilir. |
| Dinamikler ve Baş Mesafesi | Yumuşak kırpma, aşırı yükleme müzikal bir ses çıkarıyor. | 0 dBFS'de sert kırpma, hassas boşluk planlaması mümkün. |
| uğuldamak | Termal gürültü ve bant gürültüsü mevcuttur (karakteristik). | Nicelleştirme gürültüsü (24 bit'te < -144 dBFS, pratikte duyulmaz) |
| İş Akışı | Donanım, patchbay ve geri çağırma işlemleri karmaşıktır; her cihaz benzersizdir. | Tamamen geri çağrılabilir, sürümleme özelliği mevcut, uzaktan çalışma mümkün. |
| Maliyet | Yüksek kaliteli donanım satın almak ve bakımını yapmak pahalıdır. | Ölçeklenebilir; düşük bütçeyle giriş mümkün. |
Analog ses gerçekten dijitalden daha mı iyi?
Genellikle hayır. Analog ekipman, doğrusal olmayan yapısı nedeniyle, birçok müzisyenin çekici bulduğu doğal bir sıcaklık ve doygunluk üretir. Bunun daha iyi Bu, tarza ve amaca bağlıdır. Dijital baskı genellikle daha hassas, tarafsız ve şeffaf sonuçlar verir. Profesyonel ortamlarda... Mastering Stüdyolar genellikle bu iki dünyayı bir araya getirir.
Analog ve dijital ses arasındaki temel fark nedir?
Analog ses, sürekli bir elektrik sinyalidir. Dijital ses ise, oynatma sırasında tekrar analog sinyale dönüştürülen, ayrık bir sayı dizisidir (örnekler). Temel fark sinyal işlemede yatmaktadır: Analog işleme gerçek fiziksel olayları (transistörler, kapasitörler, transformatörler) kullanırken, dijital işleme matematiği kullanır.
Eklentiler analog donanımın yerini birebir alabilir mi?
Hayır, tamamen değil. Eklentiler, analog devrelerin davranışını matematiksel olarak modeller; model ne kadar doğruysa, işlemci yükü de o kadar yüksek olur. En ince doğrusal olmayanlıkları (hızlı geçişlerde veya aşırı yüklenmede bulunanlar gibi) kopyalamak zordur. Bununla birlikte, yüksek kaliteli emülasyonlar buna çok yaklaşır.
Analog mastering hangi müzik prodüksiyonları için faydalıdır?
Analog işleme, özellikle sıcak bir ses karakterinden ve doğal doygunluktan fayda sağlayan müzik türleri için oldukça değerlidir: rock, caz, şarkıcı/şarkı yazarı tarzı müzik, plak kayıtları. EDM veya çok şeffaf pop miksleri için ise dijital işleme tercih edilir. Mastering Genellikle daha hassastır. Peak-Studios gibi birçok stüdyo ise hibrit bir yaklaşım kullanıyor.
