Вопрос 17. Основные виды ацп/цап, применяемые в профессиональной аудиотехнике

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются устройствами, которые принимают входные аналоговые сигналы и генерируют соответствующие им цифровые сигналы, пригодные для обработки микропроцессорами и другими цифровыми устройствами. ЦАП – наоборот.

А ЦП параллельного типа опираются на однородность резисторов. Входной сигнал сравнивается со всеми напряжениями одновременно, в результате чего на выходе компаратора 0 или 1. Выходное напряжение из всех компараторов – thermometer code. Быстрая логика конвертирует код в обычный n-битный бинарный код.

Из-за простоты преобразователь быстр, но они ограничены 10 битами (больше разрядов, больше компараторов и резисторов). В одном устройстве значение резисторов скачет не сильно, то АЦП обладает хорошей линейностью.

Сигма-Дельта АЦП (-AD) – подавляющее большинство преобразователей построено по этой схеме. Эта же модуляция применяется в формате SASD. Максимальная скорость изменения сигнала такого АЦП (максимальная частота) определяется тактовой частотой (большая 50 МГц).

1-й ОУ. Суммирует входной сигнал и сигнал из цепи ОС (вычитает); служит ФНЧ.

2-й ОУ. Одноразрядный преобразователь (компаратор)  АЦП. 1 и 0 меняется с частотой clock-а.

DSP – сигнальный процессор, который преобразует 0 и 1 в цифровой код. Это основной элемент, без которого не работало бы устройство.

Т .к. в диапазон от 20 до 20000 Гц, попадает очень мало шума (из-за полосы частот в преобразователя в 25 МГц), то ОСШ очень высок, и производитель может заявлять до 120 дБ.

Вопрос 18. Классификация и применение ревербераторов

Ревербератор — устройство или программа, имитирующая эффект реверберации. Реверберация, созданная с помощью таких устройств, называется искусственной, она может выполнять две задачи:

• Создание естественного пространственного эффекта.

• Создание искусственных эффектов, которые не существуют в природе.

1. Реверберационная комната

Первые эффекты реверберации создавались при помощи реального физического помещения, так называемых эхо-камер. В одном конце комнаты устанавливался ГГ, проигрывающий звук, а в другом микрофон, записывающий этот звук вместе с эффектом реверберации. Но главная проблема - трудность изменения времени реверберации.

2. Пластинчатый ревербератор

Система пластинчатого ревербератора использует электромеханические преобразования. Для создания вибраций используется большая пластина из листового металла. Звукосниматель фиксирует колебания, которые появляются по всей пластине, а результат выводится в виде звукового сигнала. Ранние модели использовали один звукосниматель, получая моно сигнал на выходе, более поздние модели имеют два звукоснимателя для создания стерео сигнала. Время реверберации можно регулировать с помощью поглощающих мягких подушек, сделанных из акустических плиток. Чем ближе поглощающая подушка, тем короче время реверберации.

3. Пружинный ревербератор

Система пружинного ревербератора, также как и пластинчатого, использует электромеханические преобразования, но для создания вибраций используется пружина. На одном конце пружины установлен преобразователь, а на другом – звукосниматель, аналогичный тому, который используются в пластинчатом ревербераторе. Преобразователь создаёт колебания пружины, а звукосниматель захватывает их. Пружинные ревербераторы очень часто установлены в гитарных усилителях, это связано с их компактностью и низкой стоимостью.

4. Ленточный ревербератор

Подаваемый на вход ленточного ревербератора сигнал поступает на записывающую головку, с помощью которой записывается на ленту, замкнутую в кольцо. После этого сигнал считывается с ленты несколькими воспроизводящими головками, расположенными последовательно и рядом друг с другом. При этом количество головок в некоторых моделях могло доходить до нескольких десятков. Для того, чтобы реверберация носила затухающий характер, уровень считываемого с каждой последующей головки сигнала должен быть меньше предыдущего. Сигналы со всех головок воспроизведения смешиваются и поступают на выход устройства. Кроме того, эти же сигналы (уже значительно ослабленные) вновь подаются на записывающую головку вместе с основным сигналом.

5. Цифровой ревербератор

Цифровые ревербераторы для создания эффекта реверберации используют различные математические алгоритмы. Вследствие того, что реверберация вызвана очень большим количеством эхо, простые алгоритмы ревербераторов используют несколько схем задержек и обратной связи для создания больших, распадающихся серий эхо. Более продвинутые цифровые ревербераторы могут имитировать различные временные и частотные отклики реальных комнат. С появлением цифровой обработки звука и других цифровых технологий стало возможным моделирование практически любой эхо-камеры.

6. Свёрточный ревербератор (Импульсный)

Свёрточный ревербератор — это цифровой процессор, моделирующий реверберацию физического или виртуального пространства на основе математической свёртки. В качестве свёртки используется предварительно записанный аудио сэмпл импульсного отклика моделируемого пространства. Процесс свёртки умножает каждый сэмпл звука для обработки (отражений) с сэмплами импульсного файла.

Основная цель импульсного ревербератора состоит в моделировании реального помещения, а именно точное повторение реверберации определённой комнаты или устройства. При создании свёртки помещения в нём устанавливается микрофон или несколько микрофонов, затем производится очень короткий импульс звука, микрофон улавливает все эти звуки, как оригинальный, так и отклик комнаты на этот звук. Затем запись импульса очищается и загружается в процессор свертки .

В сравнении с другими видами ревербераторов импульсный считается наиболее качественным. Потому как импульсы повторяют все особенности и нюансы помещений, в которых они записывались. То есть если записать свёртку кафедрального собора, а потом этой свёрткой обработать звук, то его звучание будет помещено в этот собор, повторяя все его особенности. Более того, импульсы часто снимаются с дорогих аналоговых ревербераторов, такой импульс способен очень точно моделировать этот ревербератор без необходимости его покупки.

Типы реверберации:

Hall (зал) — имитирует акустику концертного зала. Глубокая реверберация с большим временем затухания. Субъективно как бы отдаляет источник звука от слушателя.

Room (комната) — реверберация небольшого помещения. Подходит для применения к акустическим инструментам в камерной атмосфере.

Live (Stage) — имитирование живого выступления на сцене, считается, что данный тип реверберации хорошо подходит для солирующих инструментов.

Plate (пластина) — симуляция плоской электромеханической реверберации металлической пластины, описанной выше. Применяют для вокала и ударных инструментов.

Spring (пружина) — lo-fi реверберация, имитирует упомянутую выше пружинную электромеханическую конструкцию.

Chamber (эхо-камера) — имитация описанного ранее помещения для записи реверберации.

Gate (гейт, шлюз) — реверберация с отрезанием конечной фазы затухания. Придает звуку некий динамичный характер и используется для ударных инструментов и, в частности, для барабанов.

Reverse (реверс) — тип искусственной реверберации с инвертированной огибающей, т.е. она сперва плавно нарастает, затем резко обрывается. Подобный эффект может быть получен путем инвертирования звука в редакторе, применения к нему обычной реверберации и обратному инвертированию. В этом случае реверберация начинается еще до старта основного звука. Специфичный эффект, иногда используется для вокала.

Иногда можно встретить и другие, экзотические типы реверберации.

Способы практического использования:

Обычно для достижения чувства общности пространства единый тип реверберации типа Hall (Room, Live) применяют для всего микса в целом, при этом, для отдельных инструментов или группы инструментов в целях получения особых эффектов можно использовать дополнительную обработку процессором реверберации.

Данный эффект можно использовать для моделирования глубины сцены. Инструменты, имеющие более глубокую реверберацию, ощущаются расположенными как бы в отдалении. Справедливо и обратное, инструмент или голос без реверберации кажется находящимся вблизи.

Множество оттенков звука можно получить, используя эффекты в стерео режиме. Например, исходный звук разместить по центру, короткую реверберацию с малым временем первичных отражений по левому каналу, а с большим временем по правому.

Для вокальной партии интересный эффект дает применение реверсивной (reverse) реверберации. Также, оживляет голос одновременное применение двойной реверберации — с коротким и длительным временем затухания.

Глубокая реверберация с большим временем затухания хорошо подходит для синтезаторных подкладов.

Для получения более жесткого динамичного ощущения ритма в миксе для ударных инструментов (барабанов) можно использовать Gate-реверберацию. Большие барабаны и басы хорошо звучат с небольшим количеством реверберации или вообще без нее.

И главное: никогда не стоит перебарщивать с глубиной реверберации — очень легко можно превратить микс в неразборчивую кашу с налезающими друг на друга звуками. Чем быстрее темп композиции — тем меньше она должна быть.