Ljudteknik 1. Ljudkedja. Kablar och kontakter. Ljudkällor och utrustning

Transkript

1 Ljudteknik 1 Ljudkällor och utrustning Ljudkedja Kablar och kontakter 1

2 Dynamik Analog utrustning ca 60 db Digital utrustning ca 98 db Brum elektromagnetiskt Distortion Överstyrd utrustning Mäts i % Svaj Frekvensomfång Kanalseparation Elektronik Distortion THD - harmonisk distortion IM - Intermodulationsdistortion TIM - Transient Inetrmodulationsdistortion Brum Ju svagare spänning och högre impedans en signal har desto känsligare för störningar är den. Genom induktion skapas brum Överallt finns elektrisk utrustning som skapar magnetiska fält 2

3 Balanserade system Balanserade, obalanserade och skärmade kopplingar Brumslingor Gemensam jordpunkt Samma urtag 3

4 Balanserat - Obalanserat Blanda balanserat och obalanserat Elektriska signaler Decibel - är ett mått på hur många gångers skillnad det är mellan två tal. dbu - en jämförelse mellan två spänningar där den ena är 0,775V 4

5 Elektrisk anpassning mellan utrustningen Apparater ska leverera och ta emot signaler på 0dB Den apparat som levererar en signal måste också kunna driva den efterföljande apparaten En apparat kan vara lättdriven eller tungdriven In- och utgångs-impedans (ohm) Hög Låg Hög Låg Hög Låg Mixern Mixern har två skilda huvuduppgifter: Att elektriskt jämställa och bearbeta alla signaler Att blanda programkällor till flera olika ändamål 5

6 Ingångsmodul Ingångsnivåer 0dB Linjenivå - Bandspelare, CD etc -30dB - Grammofon (måste RIAAkorrigeras) -40dB - Mikrofon vid akustisk musik -60dB - Mikrofon vid tal Filter och tonkontroller 6

7 Distribution Utgångarna är av tre skilda slag: Huvudutgång Förlyssning Tappning Nivåer Radioregel nr 1; Musik skall styras ut 6dB - 10dB lägre än tal. Radioregel nr 2; Alla reglage och reglar skall vara nollställda och nerdragna när de inte används. Förlyssning Pre Fade Listning PFL Höger kanal kan användas till förlyssning Lyssna på en speciell mikrofon Kommunicera med kontrollrummet 7

8 Tappningar Monitormixar Telefonmixar Pre och Post tappningar Utgångsmodul Sammanfattning mixern Val av programkälla Val av utgång Likställa alla signaler Filtrera signalens tonfärg 8

9 Hårddiskinspelning Headroom Utrymmet mellan nominell 0-nivå och den nivå där utrustningen börjar dista. Ett analogt system har normalt ett headroom en bit över nominell 0- nivå, och därefter börjar systemet gradvis dista. Digitalt headroom Ett digitalt system har inget headroom i normal mening. Kvantiseringsnivåerna är jämnt fördelade från första till sista, och sen tar de slut Fuska fram headroom Satta nollnivåer ger en säkerhetsmarginal vid inspelning och mixning, men förlust i dynamik Digitalt headroom Flera olika standarder EBU: -14dB digitalt ska motsvara analog nollnivå Vid välkontrollerat ljudmaterial kan man använda mindre headroom, och därmed få bättre dynamik Om peaknivån är känd finns normalt ingen anledning att inte lägga peaknivån så nära digital 0 som möjligt Mixning Det behövs högre upplösning under mixning och bearbetning än vid slutlig leverans. Behöver headroom för att kunna mixa utan kvalitetsförluster. Vid digitala effekter kan man behöva ytterligare upplösning för att undvika att avrundningsfel kryper upp i de bit:ar som verkligen kommer att användas. 9

10 Interface Hårdvara och kommunikation Kommunikation mellan utrustning Digital data mer komplext än analog Massor med format Datakanal och synkroniseringsklocka Digitala ljudgränssnitt Skillnader i kabellängd Frekvensmodulation 10

11 Gränssnitt Standarder AES/EBU S/PDIF MADI SDIF2 Interface-format AES/EBU Professionell standard Stereosignal - multiplexad Samplingsfrekvenser: 32, 44.1, 48 khz Kvantisering: bitar Linjär ljuddata Binär frekvensmodulation Bitceller: FM: Fig. 12;1 a. Binär frekvensmodulation. 11

12 Subframe synk ord extra bitar ljudsampel 20 bitar V U C P LSB MSB LSB MSB Fig. 12;1 b. En "subframe" i AES/EBU-interfacet. Innehåller ett sampel med bitars kvantisering för en av stereokanalerna Etikett X= vänster knl. Etikett Y= höger knl. Etikett Z= vänster knl. startpunkt nytt block Fig. 12;1 c. Varje "subframe" inleds med ett 4-bitars synkroniseringsord. Blockstruktur LSB MSB synk extra ord X bitar LSB "subframe" vänster kanal ljudsampel 20 bitar MSB V U C P X "subframe" vänster kanal Y "subframe" höger kanal "frame" X Y frame 0 frame 1 frame 2 frame 3 frame 4 frame 5 frame 6 frame 7 frame190 frame191 Z Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y etikett Z indikerar start av nytt block Fig. 12;1 d. Blockstrukturen i AES/EBU-interfacet. Kanalstatusblock 0 1 PRO=1 datatyp audio/annat emphasis fs låst samplingsfrekvens antal kanaler mono / stereo användning av U-bit användning av extra bitar ordlängd reserverad framtida flerkanalsfunktion referenssignal reserverad för framtida bruk tillförlitlighet hos kanalstatusdata felskyddskod Fig. 12;1 e. Delar av kanalstatus-blocket i AES/EBU-interfacet. 12

13 Övrigt AES/EBU Balanserad linjesignal XLR/Coaxial 5Vpp 3,072 Mbit/s S/PDIF Konsumentformat Obalanserad linjesignal Phonokontakt/Optisk fiber 0.5 Vpp Kanalstatusblock kopierings 0 PRO=0 datatyp audio/annat 4 5 emphasis spärr status bit SCMS kategorikod generation ursprung 26 antal kanaler mono / stereo samplingsfrekvens reserverad klockpuls-noggrannhet reserverad för framtida bruk reserverad för framtida bruk Fig. 12;2. Delar av kanalstatus-blocket i S/PDIF. 13

14 MADI Multichannel 56 kanaler Koaxial eller fiber SDIF2 Parallellt format Koaxialkabel BNC kontakter Separat klockpuls 1.5T 1.5T ljudsampel 20 bitar extra bitar synk synk MSB LSB 25-26: pre emphasis 27: kopieringsspärr 28: Start nytt block. Fig. 12;4. SDIF2-frame, kanalerna överförs parallellt i block om 256 ord. SMCS Serial Copy Management System PRO=0 Kopieringsspärr datatyp kopierings audio/annat emphasis kategorikod ursprung SMCS generation Kategorikod spärr status bit SCMS generation antal kanaler mono / stereo samplingsfrekvens reserverad klockpuls-noggrannhet reserverad för framtida bruk reserverad för framtida bruk Fig. 12;2. Delar av kanalstatus-blocket i S/PDIF. 14

15 Generell kategori: copy: generation: kategori: copy: generation: Generell kategori: copy: generation: kategori: copy: generation: kategori: copy: generation: går inte att kopiera DAT SMCS system DAT ID=00 S/PDIF DAT 1 kopia DAT ID=00 kanalstatus i SP/DIF: copy: 1 = får kopieras copy: 0 = får inte kopieras kategorikod i SP/DIF: DAT-P : kategori för ID=11 som tillåter kopiering även om copy=0 S/PDIF 1 original DAT ID=11 subkod på DAT-band: ID: 00 = får kopieras ID: 10 = får inte kopieras Analog ingång på DAT DAT ID=11 ID: 11 = får kopieras en gång DAT ID=11 S/PDIF DAT-P 0 kopia DAT ID=10 CD S/PDIF CD 1 original DAT ID=10 DAT ID=10 S/PDIF DAT 0 kopia Fig. 13. SCMS Samplingsfrekvenser Omvandling vid sammanfogning Omvandling vid ändrad tonhöjd och hastighet D/A - A/D Omvandlingssätt Matematiskt samband Algoritmer 15

16 Synkronisering uppspelning MASTER intern synk AES/EBU ljuddata + synk inspelning SLAV extern synk Fig. 16 a. Digital kopiering. Inspelningsmaskinen är "slav" och synkroniseras av uppspelningsmaskinen via AES/EBU. DAT SLAV AES/EBU ljuddata synk kontrollbord MASTER AES/EBU ljuddata synk CD SLAV Fig. 16 b. Digitalt kontrollrum. Kontrollbordet är "master" och synkroniserar övrig utrustning. Mastersynk synk MASTER synkgenerator synk synk DAT SLAV AES/EBU ljuddata kontrollbord SLAV AES/EBU ljuddata CD SLAV Fig. 16 c. Digitalt radiohus. Ett större digitalt produktionssystem som synkroniseras av en central synkgenerator. Samplingsfrekvenssynk synk MASTER synkgenerator synk synk extern digital ledning DAT SLAV AES/EBU ljuddata kontrollbord SLAV AES/EBU ljuddata buffertminne Fig. 16 d. Digitalt radiohus med inkommande extern ledning. 16

17 Bussar ISA, EISA - Industry Standard Architecture PCI, PCI-x - Perhiperal Component Interconnect SCSI - Small Computer System Interface ATA - Advanced Technology Attachment ATA1 ATA2 ATA3 Advanced Technology Attachment ATA/ATAPI-4 ATA/ATAPI-6 Small Computer System Interface SCSI-1, SCSI-2, SCSI-3 Narrow, Wide, Ultra Terminering 7-15 enheter bakåtkompatibelt 17

18 USB Ersättare för parallella och seriella portar Tangentbord, möss, modem, cd/dvd etc Mbps 127 enheter Plug and play hotplug USB Skalbar Flexibel Användarvänlig IEEE 1394 Billig 1394a - 100, 200, 400 Mbit/s 1394b - 3,2Gbit/s Hotplug 18

19 Firewire Dataöverföring Asynkron Synkron Peer-to-peer Ingen hub/switch Standard Branchorgan Enkelhet Självförsörjande med ström (8-40V, <1,5A) Två typer av kablar 4/8 pin Uppgift Vilka interface kommer ni att stöta på i er radioproduktion? Kan ni koppla in utrustning via AES/EBU till MOTU 828? Hur överför ni ljudinformationen digitalt från MD spelaren? -vilken typ av MD spelare behövs? -vilket interface används -behövs någon mjukvara? Källor: datablad på utrustning, internet Synkronisering och överföring SMPTE Midi AES3 S/PDIF 19

20 Transducer Omvandlar från en energiform till en annan Upptagningsförmåga Membran Elektrodynamiska - Elektrostatiska Mikrofontyp Konstruktionsprincip Kolkornsmikrofon Dynamisk- / Bandmikrofon Kondensatormikrofon Elektretmikrofon Karaktäristik Njure Riktad Kula 8:a kopplad Riktningskänslighet 20

21 Bandspelare Portabla bandspelare: Rullbandspelare Kassettbandspelare DAT-bandspelare Bandspelarens funktion Elektrisk signal Magnetisk lagring In-/Avspelningshuvud Azimutvinkel Brusreducering Limiter / ALC Spåren på rullband Mono ensidigt Stereo ensidigt Mono tvåsidigt Stereo tvåsidigt 21

22 Vinylskivor CD-skivor Kassettband Stenkakor Fonogram Pickup RIAA-kurva Grammofonen HF-inslag High frequency Snabb, resurssnål Bra nerv i programmet distributionsmetod 22

23 Kortvågssändare System av länkar A och B Kanaler HF Telefonisar Tekniskt låg kvalitet Används endast i nödfall Ger en vid sidan av känsla Telefoner 23