Registra e riproduci suoni in Windows. Tecniche per la registrazione di informazioni audio e video

frequenze sonore?

3. Come si forma il timbro del suono?

Qual è la differenza tra suono quad e mono?

Quali sono le somiglianze e le differenze tra stereo e pseudo quadra?

1.2. Metodi di registrazione e riproduzione del suono

La registrazione del suono si basa su un cambiamento nello stato fisico o nella forma di varie sezioni del supporto di registrazione. I seguenti metodi elettroacustici di registrazione e riproduzione del suono hanno trovato applicazione nell'ingegneria audio: meccanica, magnetica, ottica, magneto-ottica, utilizzando componenti di memoria elettronica, come le schede flash.

1.2.1. Metodo meccanico di registrazione e riproduzione del suono

Storicamente, il primo fonogramma è stato realizzato meccanicamente. Nell'agosto del 1877 fu brevettato il primo fonografo, creato dall'inventore americano Thomas Alva Edison.

Gli elementi principali del fonografo sono la campana, che serve a ricevere le onde sonore, e la membrana, che è rigidamente collegata all'ago. Le onde sonore facevano oscillare una membrana con un ago, che disegnava un solco su un disco di materiale morbido (cera, stagno). La circonvoluzione del solco corrispondeva all'ampiezza e alla frequenza delle onde sonore. Quando il groove registrato è stato riprodotto, l'ago, scorrendo lungo le sue spire, ha eccitato la membrana, provocando vibrazioni d'aria, cioè suono.

La registrazione presenta una serie di inconvenienti: ingombro, necessità di alimentazione di rete, scarsa qualità del suono e impossibilità di ri-registrare a casa. Attualmente, la registrazione del grammofono è stata quasi completamente sostituita da un metodo di registrazione magnetico più progressivo.

1.2.2. Modo magnetico per registrare e riprodurre suoni

Il primo registratore, proposto nel 1889 da Voldemar Paulsen, somigliava al fonografo di Edison, solo che al posto della carta stagnola utilizzava filo d'acciaio. Con l'aiuto di un microfono, le vibrazioni sonore venivano convertite in vibrazioni di corrente elettrica e alimentate a un elettromagnete, che si muoveva lungo un filo di acciaio e lo magnetizzava in base alle vibrazioni sonore.

Quando veniva riprodotto un fonogramma, il filo magnetizzato induceva una forza elettromotrice nella bobina di un elettromagnete e la corrente che ne derivava veniva alimentata a un telefono, che riproduceva il suono precedentemente registrato.

Nei moderni registratori a nastro, al posto del filo di acciaio, viene utilizzato un sottile nastro lavsan rivestito di polvere ferromagnetica come supporto del suono. Invece di un elettromagnete, viene utilizzata una testina magnetica ad anello più efficiente. I segnali elettrici captati dalla testina vengono amplificati alla potenza richiesta.

Caratteristiche del metodo di registrazione magnetica. Il metodo magnetico di registrazione e riproduzione del suono si basa sulla proprietà di alcuni metalli (ferro, nichel, cobalto, cromo) di essere magnetizzati in un campo magnetico e di trattenere a lungo la magnetizzazione residua. Tali materiali sono chiamati ferromagneti.

La capacità dei ferromagneti di essere magnetizzati è dovuta alle peculiarità della struttura dei gusci di elettroni dei loro atomi. Quindi, in un atomo di ferro sul penultimo guscio, uno dei sei elettroni ha uno spin positivo e cinque sono negativi. Quattro elettroni con spin non compensato determinano le proprietà magnetiche del ferro.

Quando un ferromagnete viene introdotto in un campo magnetico, gli spin di tutti gli elettroni prendono una posizione ordinata (secondo la direzione delle linee del campo magnetico), mentre il metallo viene magnetizzato.

Tutti i ferromagneti sono suddivisi in magnetico duro e morbido magnetico. I primi hanno la proprietà di trattenere a lungo la magnetizzazione dopo essere stati rimossi dal campo magnetico, quindi vengono utilizzati nella fabbricazione di un supporto sonoro (nastro magnetico). Questi ultimi non mantengono la magnetizzazione dopo l'esposizione a un campo magnetico esterno (permalloy, ferrite, ecc.) - Sono usati per realizzare testine magnetiche.

La registrazione e la riproduzione di informazioni sonore con il metodo magnetico comprende i seguenti processi fisici:

- conversione di vibrazioni sonore (meccaniche) in vibrazioni elettriche di frequenza sonora mediante un microfono;

- conversione delle oscillazioni elettriche in un campo magnetico alternato mediante un induttore posto nella testina magnetica;

– fissazione del campo magnetico sul vettore sonoro. Usato come supporto di registrazione, un sottile nastro lavsan con applicato un rivestimento ferromagnetico si muove a velocità costante davanti ai poli della testina magnetica e cattura le oscillazioni del campo magnetico delle testine;

- riproduzione della registrazione convertendo il campo magnetico del nastro in vibrazioni elettriche e quindi sonore. Per riprodurre le informazioni registrate, il nastro viene fatto passare davanti alla testina magnetica di riproduzione alla stessa velocità della registrazione. Le sezioni magnetizzate del nastro, passando per la testina, inducono nel suo avvolgimento una tensione elettrica variabile, corrispondente alle oscillazioni del segnale registrato. Il segnale recuperato viene amplificato e inviato a un altoparlante.

Il metodo magnetico di registrazione e riproduzione del suono presenta numerosi vantaggi rispetto al metodo di registrazione meccanica:

– la registrazione del suono magnetico di alta qualità può essere effettuata fuori dallo studio utilizzando semplici apparecchiature;

– prontezza immediata della registrazione per la riproduzione; la possibilità di copia multipla (moltiplicazione) dei record;

- la possibilità di rimuovere quasi istantaneamente i record non necessari mediante cancellazione magnetica e riutilizzare il nastro;

– la possibilità di montaggio sonoro utilizzando un secondo registratore o un registratore a due cassette;

- ottenere vari effetti sonori, sovrapporre una registrazione all'altra, ecc.

Tipi di registratori a nastro. Le caratteristiche elencate del metodo magnetico di registrazione e riproduzione del suono sono tipiche dei registratori a nastro analogici. Lo svantaggio dei registratori a nastro analogici è una forte perdita di qualità del suono durante la ri-registrazione, la trasmissione e l'archiviazione.

I registratori a nastro digitali oi registratori DAT (nastro audio digitale) sono esenti da questo inconveniente. Sono in grado di fornire la qualità richiesta di registrazione e riproduzione del suono e hanno elevate capacità di servizio.

Per la registrazione digitale, le vibrazioni sonore vengono prima convertite da un microfono in vibrazioni di corrente elettrica analogica. Quindi viene misurata l'ampiezza di tensione del segnale analogico a intervalli molto brevi, ad esempio 44100 volte al secondo. Questo passaggio è chiamato discretizzazione. I valori di ampiezza ottenuti vengono arrotondati con il passaggio specificato all'intero più vicino. Questo passaggio è chiamato quantizzazione. Tutti i livelli di quantizzazione sono codificati (in termini binari) come 1 e 0. Gli impulsi risultanti vengono registrati come impulsi magnetici su un nastro o micro-pozzi su dischi laser.

Il processo di conversione dei segnali audio dalla forma analogica a quella digitale viene eseguito da uno speciale microcircuito chiamato convertitore di ampiezza-digitale (ADC). La funzione inversa - la conversione dei codici digitali nei loro valori analogici equivalenti - viene eseguita dai convertitori digitale-analogico (DAC).

La registrazione digitale è caratterizzata da un'elevata precisione e affidabilità, poiché l'apparecchiatura di riproduzione è necessaria solo per riconoscere la presenza o l'assenza di un impulso magnetico. Pertanto, i segnali digitali possono essere ripetutamente registrati, amplificati e trasmessi senza timore di deterioramento della loro qualità.

Lo svantaggio di una registrazione digitale è che non può essere riprodotta direttamente su un altoparlante. Per fare ciò, deve prima essere riconvertito in forma analogica utilizzando un DAC.

Il supporto di registrazione magnetico può essere non solo un nastro, ma anche dischi con rivestimento ferromagnetico. Registrazione delle informazioni su dischi magnetici è diventato molto diffuso nella tecnologia informatica. I dischi possono essere flessibili - a base di film lavsan e rigidi - su supporti solidi (alluminio, ceramica, vetro). I dischi rigidi nella vita di tutti i giorni sono spesso chiamati dischi fissi.

I recenti progressi nel campo dei dischi rigidi dei computer sono enormi. Basti pensare che i moderni dischi rigidi di peso inferiore a 100 g, alimentati da batterie miniaturizzate con una tensione di 3 V, hanno una capacità di memoria di 10 GB o più. Questa circostanza non poteva passare inosservata ai progettisti di lettori-registratori musicali.

Il contenuto dell'articolo

RIPRODUZIONE E REGISTRAZIONE DEL SUONO, riproducendo i suoni naturali per via elettromeccanica e conservandoli in una forma che ne consenta il ripristino con la massima fedeltà all'originale. Per ulteriori informazioni sui principi fisici alla base dell'acustica discussi di seguito, vedere l'articolo SUONO E ACUSTICA. ORECCHIO; UDITO; STRUMENTI MUSICALI; TRUFFE MUSICALI.

RIPRODUZIONE DEL SUONO

La registrazione e la riproduzione del suono è un campo in cui la scienza incontra l'arte (tecnico del suono). Ci sono qui due aspetti importanti: la fedeltà della riproduzione (come assenza di distorsioni indesiderate) e l'organizzazione spazio-temporale dei suoni, poiché il compito della riproduzione del suono con mezzi elettromeccanici non è solo quello di ricreare il suono il più vicino possibile a quello percepito in uno studio o in una sala da concerto, ma anche nel trasformarlo, tenendo conto dell'ambiente acustico in cui verrà ascoltato.

In una rappresentazione grafica, le vibrazioni sonore di toni puri, come quelle create da un diapason, hanno la forma più semplice. Corrispondono a curve sinusoidali. Ma la maggior parte dei suoni reali ha una forma irregolare, che caratterizza in modo univoco il suono, proprio come le impronte digitali: una persona. Qualsiasi suono può essere scomposto in toni puri di diverse frequenze (Fig. 1). Questi toni sono costituiti dalla fondamentale e dalle armoniche (armoniche). Il tono fondamentale (con la frequenza più bassa) determina l'altezza della nota. Per sfumature, distinguiamo gli strumenti musicali, anche quando su di essi viene presa la stessa nota. Gli armonici sono particolarmente importanti perché creano il timbro dello strumento e determinano il carattere del suo suono.

La gamma dei toni fondamentali della maggior parte delle sorgenti sonore è piuttosto ristretta, il che rende facile capire il parlato e cogliere la melodia, anche se l'apparecchio di riproduzione ha una banda di frequenza limitata. La completezza del suono è assicurata solo se sono presenti tutti gli armonici, e per la loro riproduzione è necessario che il rapporto tra i livelli del tono fondamentale e gli armonici non sia distorto, cioè la risposta in frequenza del sistema di riproduzione deve essere lineare su tutta la gamma delle frequenze udibili. È questa caratteristica (insieme all'assenza di distorsione) che intendono quando parlano di alta fedeltà di riproduzione del suono (sistemi hi-fi).

Volume.

La percezione del volume di un suono dipende non solo dalla sua intensità, ma anche da molti altri fattori, anche soggettivi, non quantificabili. Di grande importanza è l'ambiente che circonda l'ascoltatore, il livello del rumore esterno, l'altezza e la struttura armonica del suono, l'intensità del suono precedente, l'effetto "mascheramento" (sotto l'impressione del suono precedente, l'orecchio diventa meno sensibile ad altri suoni di frequenza simile) e anche l'atteggiamento estetico dell'ascoltatore nei confronti del materiale musicale. I suoni indesiderati (rumori) possono apparire più forti dei suoni desiderabili della stessa intensità. Anche la percezione dell'altezza può dipendere dall'intensità del suono.

La percezione delle differenze nell'altezza dei toni musicali è determinata non dal valore assoluto degli intervalli di frequenza, ma dal loro rapporto. Ad esempio, il rapporto tra due frequenze che differiscono di un'ottava in qualsiasi parte della scala è 2:1. Allo stesso modo, la nostra stima delle variazioni di volume è determinata dal rapporto (non differenza) delle intensità, in modo che le variazioni di volume siano percepite come le stesse se le variazioni nel logaritmo dell'intensità sonora sono le stesse.

Pertanto, il livello del volume del suono viene misurato su una scala logaritmica (in pratica, in decibel). Le orecchie umane sono in grado di percepire il suono in una gamma di potenza colossale dalla soglia dell'udito (0 dB) alla soglia del dolore (120 dB), corrispondente a un rapporto di intensità di 10 12 . Le moderne apparecchiature sono in grado di riprodurre variazioni di volume dell'ordine di 90 dB. Ma non è praticamente necessario riprodurre l'intera gamma di udibilità. La maggior parte ascolta la musica a un livello più o meno basso, ed è improbabile che qualcuno si senta a proprio agio a casa con il volume normale di un'orchestra o di un gruppo rock.

Pertanto, è necessario regolare la gamma del volume, soprattutto durante la riproduzione di musica classica. Questo può essere fatto abbassando gradualmente il volume prima del crescendo (a seconda della partitura) mantenendo la gamma dinamica desiderata. Per altri materiali musicali, come la musica rock e pop, i compressori sono ampiamente utilizzati per restringere automaticamente la gamma dinamica dei segnali amplificati. Ma nelle discoteche, il livello sonoro supera spesso i 120 dB, il che può causare danni all'udito e portare alla completa sordità. A questo proposito, un gruppo ad alto rischio è costituito da musicisti pop e ingegneri del suono. Le cuffie sono particolarmente pericolose, poiché concentrano il suono.

La maggior parte degli ascoltatori di programmi trasmessi preferisce che tutti i programmi vengano ascoltati all'incirca allo stesso livello di volume e che non debbano regolare il volume da soli. Ma il volume è soggettivo. Per alcuni, la musica ad alto volume può essere più fastidiosa del parlato, sebbene il parlato incomprensibile a volte sia più fastidioso della musica dello stesso volume.

Bilanciamento del suono.

Una buona riproduzione del suono si basa sull'equilibrio di diverse sorgenti sonore. In poche parole, nel caso di una singola sorgente sonora, l'essenza di una buona riproduzione del suono è bilanciare il suono diretto che arriva al microfono con l'influenza dell'acustica circostante e raggiungere il giusto equilibrio tra trasparenza e pienezza del suono, consentendo di la giusta quantità di enfasi in quei luoghi dove è richiesta.

Tecnologia del microfono.

Il primo compito di un tecnico del suono è scegliere il giusto spazio in studio. Se è necessario utilizzare una stanza inadatta, dovrebbe essere almeno 1,5 volte più grande dello spazio assegnato agli artisti. Il prossimo passo è sviluppare un layout generale del microfono. Quando si riproducono programmi musicali, ciò deve essere fatto in consultazione con il direttore e gli artisti. I microfoni dovrebbero essere mantenuti il ​​meno possibile, poiché la sovrapposizione dei loro campi sonori può ridurre la trasparenza del suono. È vero, in molti casi l'effetto desiderato si ottiene solo utilizzando un gran numero di microfoni.

Le combinazioni di strumenti musicali raramente sono così equilibrate da soddisfare le esigenze dell'ascolto a casa. L'acustica di uno spazio abitativo può essere tutt'altro che ideale. Pertanto, è necessario familiarizzare il leader della band con i requisiti per il bilanciamento quando si gioca con i microfoni.

L'organizzazione dei suoni riprodotti è determinata dal tipo di microfono, dalla sua vicinanza alla sorgente e dall'elaborazione del suo segnale in uscita. La questione della vicinanza del microfono alla sorgente sonora deve essere decisa, tenendo conto del rapporto tra suoni diretti e laterali (compreso il riverbero) di altri strumenti più potenti e della qualità del suono. La maggior parte degli strumenti produce suoni diversi a distanze diverse e in direzioni diverse. Per ottenere il forte "attacco" richiesto dalla musica pop e per garantire una buona discriminazione degli strumenti, si deve ricorrere a un circuito multi-microfono. Allo stesso tempo, l'ingegnere del suono è sottoposto a requisiti elevati; deve avere una formazione musicale, o almeno essere in grado di leggere la partitura.

udienza binaurale.

È facile per una persona determinare la direzione della sorgente del suono, poiché il suono di solito raggiunge un orecchio prima dell'altro. Il cervello capta questa piccola differenza di tempo e la piccola differenza di intensità del suono e determina da esse la direzione verso la sorgente del suono.

Possiamo anche determinare se il suono proveniva dalla parte anteriore, posteriore, superiore o inferiore. Ciò è dovuto al fatto che le nostre orecchie trasmettono in modo diverso la composizione in frequenza dei suoni provenienti da direzioni diverse (e anche perché l'ascoltatore raramente tiene la testa completamente ferma e in posizione eretta). Questo spiega anche il fatto che le persone con sordità da un orecchio conservano ancora una certa capacità di giudicare la direzione della sorgente sonora.

L'udito binaurale si è sviluppato negli esseri umani come meccanismo di difesa, ma questa capacità di separare i suoni è una condizione importante per la comprensione della musica. Se questa capacità viene utilizzata nella registrazione del suono, aumenta l'impressione di fedeltà e purezza nella riproduzione.

Suono stereo.

Un sistema stereofonico a due canali, progettato per l'ascolto attraverso altoparlanti, crea flussi sonori separati per l'udito binaurale, che trasportano informazioni sulla direzione di propagazione del suono primario.

Nella sua forma più semplice, un impianto stereo è composto da due microfoni posti uno accanto all'altro e diretti ad un angolo di 45° rispetto alla sorgente sonora. I segnali del microfono vengono inviati a due altoparlanti distanziati di circa 2 m ed equidistanti dall'ascoltatore. Un tale sistema crea un "palcoscenico" tra gli altoparlanti, sul quale sono localizzate le sorgenti sonore poste davanti ai microfoni. La possibilità di localizzare le sorgenti sonore davanti ai microfoni, separarle e separarle dal riverbero aumenta notevolmente la naturalezza e la purezza della riproduzione.

Questo approccio dà risultati soddisfacenti solo quando la sorgente sonora è internamente ben bilanciata e le condizioni acustiche sono favorevoli. In pratica, di solito è necessario utilizzare più di due microfoni e mescolare (combinare) i loro segnali per migliorare l'equilibrio musicale, aumentare la separazione acustica e dare al suono la necessaria quantità di attacco.

Un tipico set di apparecchiature per un'orchestra classica è costituito da una coppia stereo di microfoni (per creare un'immagine sonora complessiva dell'orchestra) e diversi microfoni locali, installati più vicino ai singoli gruppi di strumenti. I segnali di uscita dei microfoni locali vengono accuratamente miscelati con il segnale della coppia stereo in modo da fornire la necessaria accentuazione di ogni gruppo di strumenti senza disturbare l'equilibrio generale. Inoltre, le loro uscite vengono spostate in una posizione apparente che, utilizzando la coppia principale di microfoni, corrisponderebbe alla loro posizione effettiva sul palco. (Il panning è un cambiamento nella direzione angolare della sorgente sonora. È combinato con il controllo del livello tramite un potenziometro.)

I circuiti multimicrofonici sono ancora più diffusi nel caso della musica leggera, e ancor di più nella musica pop, dove solitamente si rinuncia ai comuni sistemi microfonici. In effetti, non ha senso rincorrere le sfumature se il risultato può essere ottenuto utilizzando apparecchiature portatili con altoparlanti distanziati solo di un gradino l'uno dall'altro. Inoltre, la registrazione di musica pop di solito non è in natura. Ogni gruppo di strumenti, e anche ogni musicista, è servito da un microfono separato. Tutti gli strumenti dell'ensemble rock sono elettronici. Il suono di vari strumenti, compresi i sintetizzatori a tastiera, può essere registrato sia utilizzando i microfoni posti davanti agli altoparlanti corrispondenti, sia inviando direttamente i segnali dei microfoni primari alla consolle di missaggio da studio. Questi segnali possono essere mixati direttamente o preregistrati su tracce separate di un registratore multitraccia. Viene aggiunto il riverbero artificiale, viene eseguita l'equalizzazione della frequenza, ecc. Il risultato è poca somiglianza con il suono percepito in studio, anche se tutto è stato registrato contemporaneamente.

Il segnale in uscita viene spostato e regolato (con un potenziometro) per creare una certa impressione della posizione della sorgente sonora, che potrebbe non corrispondere affatto alla posizione effettiva dei musicisti in studio. Ma la cosa interessante è che anche se il suono stereo non corrisponde alla situazione reale, produce un effetto di gran lunga superiore a quello del suono mono.

Quadrafonia.

Una migliore approssimazione alla realtà può essere ottenuta utilizzando il metodo della quadrifonia, in cui quattro canali sono collegati a quattro altoparlanti posti in coppia davanti agli ascoltatori e dietro di essi. Nella versione più semplice, un sistema quadrifonico può essere considerato come due sistemi stereofonici collegati tra loro. Sofisticati sistemi a matrice possono riprodurre quattro canali da una singola traccia audio mantenendo la compatibilità con la riproduzione stereo.

Ambiente sonoro.

In televisione, il cosiddetto sistema audio surround è importante. Tromba stereo con sinistra ( MA) e a destra ( IN) i canali sono formati dalla loro somma (in fase), che fornisce un segnale m(segnale mono) e sottrazione (addizione in antifase), che dà un segnale S(segnale stereo). Segnale MA+ IN corrisponde al punto medio della sorgente sonora ed è compatibile con i sistemi di riproduzione monofonici e il segnale MA– B contiene informazioni sulla direzionalità. Il sistema dell'ambiente sonoro genera anche una componente di differenza m – S, che contiene il suono "fuori scena" e il riverbero e viene trasmesso agli altoparlanti posti dietro l'ascoltatore. Il sistema audio surround è più semplice del sistema quad, ma consente di ottenere l'effetto di immersione nell'ambiente sonoro utilizzando un segnale stereo convenzionale.

Audio stereo per la televisione.

La registrazione del suono stereofonico viene utilizzata nelle videocassette e nelle trasmissioni televisive (soprattutto satellitari) per i televisori dotati di un decoder speciale.

Può sembrare che l'audio stereo non sia molto adatto per la televisione, poiché, come notato sopra, una stereofonia efficace richiede due altoparlanti distanziati di circa 2 m l'uno dall'altro. Inoltre, a causa delle ridotte dimensioni dello schermo, la visuale dello spettatore è diretta principalmente al suo centro, per cui è necessaria l'illustrazione della distanza in profondità e non in larghezza.

Tuttavia, quando guardiamo la televisione, sappiamo che stiamo vedendo solo un piccolo segmento della sorgente sonora. Proprio come nella vita reale, quando guardiamo in una certa direzione non possiamo disattivare i suoni di ciò che ci circonda, non è innaturale che il paesaggio sonoro trascenda lo schermo televisivo.

Correzione del suono.

Paradossalmente, le apparecchiature ad alta fedeltà di solito includono dispositivi per distorcere il suono. Si chiamano equalizzatori e sono progettati per equalizzare (eliminando i difetti) la risposta in frequenza del segnale. La correzione della risposta in frequenza viene eseguita anche per introdurre distorsioni in essa, fornendo l'organizzazione spazio-temporale desiderata dei suoni. Un esempio è il cosiddetto. "filtro di presenza", che modifica la distanza apparente dalla sorgente sonora. Il nostro udito associa la sensazione di vicinanza (presenza) con la predominanza di frequenze nella banda da 3 a 5 kHz, corrispondenti a sibili (sibilanti). Nella musica, aumentare la risposta da 3 a 5 kHz può creare un effetto offensivo, anche se a costo di rendere il suono più grossolano.

Un altro tipo di equalizzatore di frequenza che permette di creare l'effetto di presenza è un equalizzatore parametrico. Tale dispositivo consente di introdurre un aumento o un calo nella risposta in frequenza, regolabile entro 14 dB. In questo caso, la frequenza e la larghezza di banda possono essere modificate all'interno dell'intero spettro delle frequenze audio. Questo tipo di controllo della risposta in frequenza può essere eseguito in modo molto preciso e viene utilizzato, ad esempio, per correggere la risonanza acustica in uno studio o in una sala, o per sopprimere il rombo o il sibilo.

Un tipo ancora più complesso di correzione della risposta in frequenza viene eseguito da un equalizzatore grafico. Con questo metodo, l'intero spettro sonoro viene suddiviso in bande strette con frequenze centrali separate a intervalli di un'ottava o di un terzo di ottava. Ogni banda ha il proprio cursore di regolazione, che fornisce un aumento o una diminuzione fino a circa 14 dB. Il nome "grafico" è dovuto al fatto che quando si esegue la correzione, la posizione dei cursori di regolazione sul telecomando corrisponde approssimativamente alla forma della risposta in frequenza. Gli equalizzatori grafici sono particolarmente adatti per compensare la colorazione acustica dalle risonanze in uno studio o in una stanza di ascolto. Gli altoparlanti che danno una risposta in frequenza piatta in una camera anecoica possono suonare molto diversi in altre condizioni. Gli equalizzatori grafici possono migliorare il suono in questi casi.

Livello audio.

Quasi ogni tipo di materiale audio, registrato, amplificato o trasmesso alla radio o alla televisione, necessita del controllo del volume. Ciò è necessario per 1) non andare oltre la gamma dinamica del sistema; 2) evidenziare ed equilibrare per ragioni estetiche i diversi suoni di una data sorgente sonora; 3) impostare l'intervallo di volume del materiale principale; 4) coordinare i livelli di volume del materiale registrato in tempi diversi.

La regolazione del volume si effettua meglio ascoltando il materiale attraverso un buon altoparlante e tenendo conto delle letture del misuratore di livello. Le letture del misuratore di livello da sole durante la modifica dei fonogrammi non sono sufficienti a causa della natura soggettiva della percezione del suono. Un tale misuratore è necessario per la calibrazione dell'udito.

Mixare i segnali del microfono.

Quando si modifica un fonogramma, i segnali di uscita dei microfoni e di altri convertitori audio vengono solitamente miscelati, il cui numero durante la registrazione può raggiungere 40. Il missaggio viene eseguito in due modi principali. Per il missaggio in tempo reale, puoi raggruppare i microfoni, come i gruppi vocali, per facilità d'uso, e regolarne i livelli sonori con il mixer di gruppo. In un'altra forma di realizzazione, i segnali dei singoli microfoni vengono indirizzati agli ingressi di un registratore a nastro multicanale per il successivo missaggio in un segnale stereo.

Il secondo metodo permette di selezionare più accuratamente i punti di missaggio, lavorando non in presenza di musicisti, e sui registratori multitraccia si possono riprodurre alcuni brani mentre si registra contemporaneamente su altri. Pertanto, è possibile apportare modifiche alle posizioni necessarie del fonogramma senza riscrivere l'intero programma. Tutto questo può essere fatto senza copiare la registrazione originale, in modo che rimanga un riferimento fino al missaggio finale.

Mixaggio audio automatizzato.

Per garantire un'elevata fedeltà nell'operazione finale del passaggio da più tracce di una registrazione a una, alcune console di ingegneria del suono sono dotate di mixer automatici. In tali sistemi, i dati di tutti i controlli di livello elettronici vengono inseriti nel computer al primo tentativo di miscelazione. La registrazione viene quindi riprodotta con queste funzioni di missaggio eseguite automaticamente. Durante la riproduzione è possibile effettuare le regolazioni necessarie e correggere i parametri del programma per computer. Questo processo viene ripetuto fino al raggiungimento del risultato desiderato. Dopodiché, il segnale di uscita viene ridotto a una colonna sonora stereo del programma.

Controllo automatico.

Il missaggio automatico non deve essere confuso con il controllo automatico, che viene eseguito utilizzando limitatori e compressori per mantenere il segnale audio entro i limiti richiesti. Un limitatore è un dispositivo che consente a un programma di passare invariato fino al raggiungimento di una certa soglia. Quando il segnale di ingresso supera questa soglia, il guadagno del sistema viene ridotto e il segnale non viene più amplificato. I limitatori sono comunemente usati nei trasmettitori per proteggere i circuiti elettronici dal sovraccarico e nei trasmettitori FM per prevenire un'eccessiva deviazione di frequenza dalla sovrapposizione dei canali adiacenti.

Compressori, cioè i controlli che riducono automaticamente la gamma dinamica dei segnali amplificati agiscono in modo simile ai limitatori, abbassando il guadagno del sistema, ma lo fanno in modo meno brusco. I compressori semplificati si trovano in molti registratori a cassette. I compressori utilizzati nella registrazione professionale sono dotati di controlli per ottimizzarne le prestazioni. Ma nessuna regolazione automatica è in grado di sostituire le sottigliezze e l'acutezza della percezione insite nell'uomo.

Riduzione dinamica del rumore.

Il rumore è sempre un problema con le registrazioni analogiche, principalmente sotto forma di sibilo. Per eliminare il rumore di sistema, registrare sempre un programma a un livello di volume sufficientemente alto. Per questo, viene utilizzato il metodo di compressione, ad es. restringendo la gamma dinamica del programma durante la registrazione ed espandendola durante la riproduzione. Ciò consente di aumentare il livello medio durante la registrazione e durante la riproduzione di abbassare il livello di passaggi relativamente silenziosi (e con essi il rumore). Ci sono due tipi di difficoltà nella progettazione di un sistema di compressione efficiente. Uno di questi è la difficoltà di far corrispondere il compressore e l'espansore su tutta la gamma di frequenza e volume. L'altro è impedire al livello di rumore di aumentare e diminuire insieme al livello del segnale, poiché ciò rende il rumore più evidente. I sistemi di riduzione del rumore Dolby risolvono ingegnosamente questi problemi in diversi modi. Tengono conto dell'effetto del "mascheramento": la sensibilità dell'udito a una frequenza o all'altra diminuisce significativamente durante e immediatamente dopo i suoni più forti a frequenze vicine (Fig. 2).

Dolby A.

Metodo Dolby MA' è un'elaborazione intermedia eseguita all'ingresso e all'uscita dell'apparecchio di registrazione, risultante in una caratteristica di uscita normale (piatta). Metodo Dolby MA» viene utilizzato principalmente nella registrazione professionale, in particolare su registratori multitraccia, in cui il livello di rumore aumenta con il numero di tracce utilizzate.

Il problema dell'abbinamento del compressore e dell'espansore viene risolto creando due percorsi paralleli: uno attraverso un amplificatore lineare e l'altro attraverso un circuito differenziale, il cui segnale di uscita viene aggiunto al segnale "diretto" durante la registrazione e sottratto durante la riproduzione, per cui l'azione del compressore e dell'espansore è reciprocamente complementare. Il circuito differenziale suddivide lo spettro di frequenza in quattro bande ed elabora ciascuna banda separatamente, in modo che la soppressione avvenga solo dove è richiesta, cioè in una banda in cui il segnale del programma non è abbastanza forte da mascherare il rumore. Quindi, ad esempio, la musica tende a essere concentrata nelle bande di frequenza bassa e media, mentre il sibilo del nastro è alle alte frequenze ed è troppo distante in frequenza perché l'effetto di mascheramento sia significativo.

Dolby V.

Metodo Dolby IN» è utilizzato principalmente negli apparecchi domestici, in particolare nei registratori a cassette. A differenza del Dolby MA”, registra per metodo IN vengono eseguiti con una caratteristica Dolby progettata per la riproduzione su apparecchiature con una caratteristica aggiuntiva. Come con il metodo Dolby MA”, c'è un percorso diretto per il programma e una catena laterale. Il lato include un compressore con un filtro passa-alto preattivo per frequenze da 500 Hz e oltre.

In modalità di registrazione, il compressore amplifica i segnali al di sotto della soglia e vengono aggiunti al segnale del ramo laterale. Un filtro attivo crea un guadagno nella sua banda passante che sale fino a 10 dB a una frequenza di 10 kHz. Pertanto, i segnali ad alta frequenza e di basso livello vengono registrati fino a 10 dB al di sopra del livello originale. Il soppressore di picchi impedisce ai transitori di influenzare la costante di tempo del compressore.

Decodificatore Dolby IN» è simile all'encoder utilizzato in registrazione, ma in esso il segnale di uscita del ramo laterale del compressore è sommato al segnale del circuito principale in antifase, cioè sottratto da esso. Durante la riproduzione, i segnali ad alta frequenza di basso livello, così come il fruscio del nastro e il rumore di sistema aggiunto durante la registrazione, vengono ridotti, determinando un aumento del rapporto segnale/rumore fino a 10 dB.

Un'importante differenza tra Dolby e un semplice sistema di pre-enfasi (miglioramento delle alte frequenze) nella registrazione e correzione della pre-enfasi nella riproduzione è che il Dolby IN” influisce solo sui segnali audio di basso livello. Materiale codificato Dolby IN” può essere riprodotto su apparecchiature di riduzione del rumore non Dolby abbassando la risposta alle alte frequenze per compensare la risposta Dolby, ma ciò si traduce in una perdita delle alte frequenze nei passaggi più forti.

Dolby S.

Metodo Dolby DA” è un ulteriore miglioramento del metodo Dolby IN”, consentendo di ridurre il rumore fino a 20 dB. Utilizza due compressori in serie per la registrazione e due expander complementari per la riproduzione. Il primo stadio opera a livelli di segnale paragonabili a quelli del Dolby IN”, e il secondo è sensibile ai segnali inferiori di 20 dB. Sistema Dolby DA” inizia a circa 100 Hz e fornisce una riduzione del rumore di 15 dB a frequenze intorno a 400 Hz, riducendo così l'effetto della modulazione della gamma media da parte dei segnali ad alta frequenza.

Sistema DBX.

Il sistema di riduzione del rumore DBX è un sistema di elaborazione complementare all'ingresso e all'uscita di un registratore a nastro. Utilizza un rapporto di compressione 2:1 per la codifica e la decodifica. La corrispondenza del compressore e dell'espansore è semplificata grazie a un unico rapporto di compressione e al fatto che la stima del livello si basa sulla potenza totale del segnale. Il sistema DBX sfrutta il fatto che la maggior parte della potenza del programma è solitamente concentrata nei medi e nei bassi e le alte frequenze hanno più potenza solo quando il volume generale è alto. Il segnale inviato al compressore è fortemente pre-distorto (con livelli progressivamente più alti) per aumentare la potenza di registrazione complessiva. Durante la riproduzione, la pre-enfasi viene eliminata abbassando il livello alle alte frequenze e con esso il livello di rumore. Per evitare di sovraccaricare la colonna sonora con potenti segnali ad alta frequenza pre-distorti, tale pre-distorsione viene introdotta nel segnale della catena laterale del compressore, per cui, ad alti livelli, il livello registrato dei segnali ad alta frequenza diminuisce all'aumentare frequenza e aumenta al diminuire. Il sistema DBX può migliorare il rapporto segnale/rumore alle alte frequenze di 30 dB.

REGISTRAZIONE DEL SUONO

Idealmente, il processo di registrazione audio dall'ingresso del registratore all'uscita del dispositivo di riproduzione dovrebbe essere "trasparente", ad es. nulla dovrebbe cambiare tranne il tempo di riproduzione. Per molti anni questo obiettivo sembrava irraggiungibile. I sistemi di registrazione del suono avevano una portata limitata e inevitabilmente introducevano alcune distorsioni. Ma la ricerca ha portato a enormi miglioramenti e, infine, con l'avvento della registrazione del suono digitale, è stato raggiunto un risultato quasi perfetto.

Registrazione audio digitale.

Nella registrazione audio digitale, un segnale audio analogico viene convertito in un codice di sequenze di impulsi che corrispondono a numeri binari (0 e 1) e caratterizzano l'ampiezza dell'onda in ogni momento. I sistemi audio digitali presentano enormi vantaggi rispetto ai sistemi analogici in termini di gamma dinamica, robustezza (affidabilità delle informazioni) e mantenimento della qualità durante la registrazione e la copia, trasmissione a distanza e multiplexing, ecc.

Conversione da analogico a digitale.

Il processo di conversione dalla forma analogica a quella digitale consiste in diversi passaggi.

Campionamento.

Periodicamente, con una frequenza di ripetizione fissa, vengono effettuate letture discrete dei valori istantanei del processo ondulatorio. Maggiore è la frequenza di campionamento, meglio è. Secondo il teorema di Nyquist, la frequenza di campionamento deve essere almeno il doppio della frequenza più alta nello spettro del segnale elaborato. Per evitare la distorsione del campionamento, è necessario installare all'ingresso del convertitore un filtro passa basso molto ripido con una frequenza di taglio pari alla metà della frequenza di campionamento. Sfortunatamente, non ci sono filtri passa-basso perfetti e un filtro con una risposta molto ripida introdurrà una distorsione che può annullare i vantaggi della tecnologia digitale. Il campionamento viene in genere eseguito a 44,1 kHz, il che consente di applicare un pratico filtro anti-aliasing. È stato scelto 44,1 kHz perché era compatibile orizzontalmente con la televisione e tutte le prime registrazioni digitali sono state effettuate su videoregistratori.

Questo stesso 44,1 kHz è la frequenza di campionamento standard per i lettori CD e la maggior parte delle apparecchiature di consumo, ad eccezione dei registratori a nastro audio digitale (DAT), che utilizzano 48 kHz. Questa frequenza è stata scelta specificamente per impedire la copia illegale di CD su nastro magnetico digitale. Le apparecchiature professionali utilizzano principalmente 48 kHz. I sistemi digitali utilizzati per scopi di trasmissione funzionano tipicamente a 32 kHz; con questa scelta, il range di frequenza utilizzabile è limitato a 15 kHz (a causa del limite di campionamento), ma 15 kHz sono considerati sufficienti ai fini della trasmissione.

Quantizzazione.

Il passaggio successivo consiste nel convertire i campioni discreti in un codice. Questa conversione viene eseguita misurando l'ampiezza di ciascun campione e confrontandola con una scala di livelli discreti chiamati livelli di quantizzazione, ciascuno rappresentato da un numero. L'ampiezza del campione e il livello di quantizzazione raramente corrispondono esattamente. Maggiore è il livello di quantizzazione, maggiore è l'accuratezza della misurazione. Le differenze tra le ampiezze di campionamento e quantizzazione appaiono nel suono riprodotto come rumore.

Codifica.

I livelli di quantizzazione vengono contati come uno e zero. Un codice binario a 16 bit (lo stesso utilizzato per i CD) fornisce 65536 livelli di quantizzazione, che consentono un rapporto segnale/rumore di quantizzazione superiore a 90 dB. Il segnale ricevuto è molto robusto, poiché l'apparecchiatura di riproduzione deve riconoscere solo due stati del segnale, ad es. determinare se supera la metà del valore massimo possibile. Pertanto, i segnali digitali possono essere registrati e amplificati ripetutamente senza timore di deterioramento della loro qualità.

Conversione da digitale ad analogico.

Per convertire un segnale digitale in audio, è necessario prima convertirlo in forma analogica. Questa conversione è inversa alla conversione da analogico a digitale. Il codice digitale viene convertito in una sequenza di livelli (corrispondenti ai livelli di campionamento originali), che vengono memorizzati e letti utilizzando la frequenza di campionamento originale.

Ricampionamento.

L'uscita analogica di un convertitore D/A non può essere utilizzata direttamente. Deve prima essere passato attraverso un filtro passa basso per prevenire la distorsione dovuta alle armoniche della frequenza di campionamento. Un modo per superare questa difficoltà è il ricampionamento: la frequenza di campionamento viene aumentata mediante l'interpolazione, che fornisce campioni aggiuntivi.

Correzione dell'errore.

Uno dei principali vantaggi dei sistemi digitali è la possibilità di correggere o mascherare errori e imperfezioni causati da sporco o mancanza di particelle magnetiche nella registrazione che provocano click e salti a cui l'orecchio umano è particolarmente sensibile. Per correggere gli errori, viene fornita la parità, per la quale viene aggiunto un bit di parità a ciascun numero binario in modo che il numero di unità sia pari (o dispari). Se si è verificata un'inversione a causa di un errore, il numero di unità non sarà pari (o dispari). Anche la parità rileverà questo e il campione precedente verrà ripetuto o verrà restituito un valore tra il campione precedente e quello successivo. Questa procedura è chiamata mascheramento degli errori.

Il principio di funzionamento del CD richiede la massima precisione nella focalizzazione del raggio laser e nell'inseguimento (track tracking). Entrambe le funzioni sono eseguite con mezzi ottici. I servocomandi di messa a fuoco e tracking devono agire molto rapidamente per compensare la distorsione del disco, l'eccentricità e altri difetti fisici. Una delle soluzioni progettuali utilizza un dispositivo a due coordinate con due bobine montate ad angolo retto in un campo magnetico. Consentono all'obiettivo di muoversi verticalmente per la messa a fuoco e orizzontalmente per il tracciamento.

Uno speciale sistema di codifica converte un segnale audio a 8 bit in uno a 14 bit. Tale conversione, riducendo la larghezza di banda richiesta, facilita le operazioni di registrazione e riproduzione, mentre introduce informazioni aggiuntive necessarie per la sincronizzazione. Anche qui viene eseguita la correzione degli errori, rendendo il CD ancora meno soggetto a piccoli difetti. La maggior parte dei lettori fornisce il sovracampionamento per migliorare la conversione da digitale ad analogico.

All'inizio del programma musicale, sul CD viene scritto un messaggio sul contenuto del disco, i punti di inizio dei singoli passaggi, nonché il loro numero e la durata del suono di ogni passaggio. I segni di inizio della musica sono posti tra i passaggi, che possono essere numerati da 1 a 99. Il tempo di riproduzione, espresso in minuti, secondi e 1/75 di secondo, è codificato sul disco e viene letto all'indietro prima di ogni passaggio. La denominazione e la selezione automatica del brano vengono eseguite utilizzando i due sottocodici indicati nel messaggio. Il messaggio viene visualizzato quando si inserisce un disco nel lettore (Fig. 4).

Il CD è facile da replicare. Una volta effettuata la prima registrazione originale, le copie possono essere timbrate in gran numero.

Nel 1997 è apparsa una tecnologia ottica per la memorizzazione di informazioni su dischi DVD versatili digitali multistrato a doppia faccia e alla fine del secolo si è diffusa. È essenzialmente un CD più grande (fino a 4 GB) e più veloce che può contenere dati audio, video e del computer. Il DVD-ROM viene letto da un'apposita unità collegata al computer.

Dispositivi per la registrazione del suono magnetico digitale.

Grandi progressi sono stati compiuti anche nel campo dei dispositivi di registrazione magnetica digitale. La gamma di frequenza (larghezza di banda) richiesta per la registrazione digitale è molto più alta che per la registrazione analogica. La registrazione/riproduzione digitale richiede una larghezza di banda da 1 a 2 MHz, che è molto più ampia di quella dei tradizionali registratori a nastro.

Registrazione senza nastro.

Computer facilmente accessibili con una grande quantità di memoria e unità disco che consentono l'editing digitale della colonna sonora consentono di registrare il suono senza l'uso di nastro magnetico. Uno dei vantaggi di questo metodo è la facilità di sincronizzazione delle registrazioni per le singole tracce in una registrazione multitraccia. I computer manipolano il suono più o meno allo stesso modo in cui gli elaboratori di testi manipolano le parole, consentendo il richiamo quasi istantaneo di frammenti in modalità di accesso casuale. Consentono inoltre di regolare la durata del materiale audio in alcuni casi entro il 50% senza modificare l'intonazione o, al contrario, di modificare l'intonazione senza modificare la durata.

Il sistema Synclavier e il registratore direct-to-disc possono eseguire quasi tutte le funzioni di uno studio di registrazione multitraccia senza bisogno di nastro. Questo tipo di sistema informatico fornisce memoria ad accesso online. I dischi rigidi forniscono un rapido accesso alle librerie di registrazioni audio. I floppy disk ad alta densità vengono utilizzati per archiviare singole raccolte di contenuti editoriali, librerie di registrazioni audio e materiali di aggiornamento software. I dischi ottici vengono utilizzati per l'archiviazione di massa di record di informazioni audio con possibilità di accesso online ad essi. La memoria ad accesso casuale (RAM) viene utilizzata per registrare, modificare e riprodurre brevi suoni strumentali o effetti sonori; c'è memoria sufficiente per queste attività e un sistema RAM aggiuntivo consente di lavorare con fonogrammi multitraccia (fino a 200 tracce). Il sistema Synclavier è controllato da un terminale di computer con una tastiera sensibile alla velocità e alla pressione di 76 note. In un'altra versione del controllo, viene utilizzato un mouse che, insieme al monitor, consente all'operatore di selezionare con precisione il punto del fonogramma per la modifica, la modifica o la cancellazione.

L'elettronica può convertire il suono o le onde luminose in vibrazioni elettriche. Questo ti permette di scriverli. Grazie alle trasformazioni inverse, è possibile riprodurre i suoni e le immagini memorizzate in questo modo. Di seguito sono descritti i vari metodi di registrazione e riproduzione.

Finora abbiamo studiato solo modi per trasmettere suoni e immagini nello spazio tridimensionale. Grazie alla radio e alla televisione, possiamo ascoltare e vedere cosa sta succedendo lontano da noi, comprese altre città e paesi, in altri continenti e persino sui corpi celesti.

Ma suoni e immagini possono essere trasmessi anche nella quarta dimensione - nel tempo. È curioso notare che molto prima dell'avvento dell'elettronica, l'umanità ha risolto il problema della trasmissione delle immagini nel tempo, quando sono state scattate le prime fotografie.

Tre tipi di conversione

Ci sono diversi modi per registrare e riprodurre suoni in questi giorni. Ciascuno di essi si basa sulla trasformazione delle vibrazioni elettriche in vibrazioni di tipo diverso, che possono essere facilmente immagazzinate e ritrasformate in vibrazioni elettriche.

Quali sono i principali tipi di trasformazioni utilizzati? Meccanico, ottico e magnetico. Sai bene, Neznaikin, quanto facilmente le vibrazioni elettriche si convertano in meccaniche. Gli altoparlanti si basano su questo principio.

Ora considereremo tre tipi di registrazione e riproduzione del suono.

Antenati dei moderni giradischi

C'è da dire che il metodo meccanico per trasmettere i suoni nel tempo è nato un intero secolo fa, cioè molto prima dell'avvento dell'elettronica. Il fonografo è stato inventato nel 1878 da Edison. In questo precursore dei moderni giradischi elettrici, la registrazione veniva eseguita su un cilindro ricoperto da un sottile strato di stagno. In questo caso, il cilindro ruotava e si muoveva lentamente lungo il suo asse.

I suoni registrati venivano captati da un'ampia tromba in lamiera, in cima alla quale c'era una membrana; al centro della membrana era fissato un taglierino, appoggiato su un cilindro. Le onde sonore hanno fatto vibrare la taglierina e ha tagliato una scanalatura di profondità variabile nel cilindro stagnato. Il movimento combinato (rotazione e movimento lungo l'asse) dava alla scanalatura la forma di una spirale cilindrica.

Per riprodurre il suono così registrato è bastato riportare la fresa all'inizio del solco e ricominciare a ruotare il cilindro. Il cambiamento nel rilievo del solco provocava vibrazioni meccaniche che generavano onde sonore. Devo dire che non era una riproduzione del suono ad alta fedeltà...?

La qualità del suono dei fonografi è migliorata quando i cilindri sono stati sostituiti con dischi, e soprattutto quando gli inventori hanno avuto la brillante idea di registrare non in profondità, ma trasversalmente, lasciando costante la profondità del solco.

Registrazione del suono su un disco

Tuttavia, è stato solo con l'avvento dell'elettronica che il disco del grammofono è diventato un eccellente mezzo di registrazione e riproduzione. Si può intuire che durante la registrazione viene utilizzato un microfono, le cui correnti vengono amplificate prima di essere alimentate a una taglierina meccanica. Il registratore (registratore) è realizzato secondo lo stesso principio dell'altoparlante: è costituito da un magnete permanente, tra i suoi poli è posto un elettromagnete il cui nucleo è in grado di oscillare attorno al proprio asse (Fig. 216). Quando una corrente di microfono amplificata scorre attraverso l'elettromagnete, mette in moto oscillatorio il nucleo dell'elettromagnete con una taglierina in acciaio fissata sul fondo, la cui punta taglia una scanalatura sulla piastra rotante sotto questo registratore meccanico (Fig. 217) .

Il registratore è montato su una vite che lo sposta lentamente verso il centro del disco. Questo disco è una piastra d'acciaio rivestita con uno strato di cera. Il disco ruota ad una velocità di 33 1/3 giri/min e la durata del suono è di circa mezz'ora. Ciò significa che la scanalatura ha circa mille giri e quelli interni hanno un diametro di circa 12 cm La distanza tra due giri adiacenti della scanalatura è inferiore a 0,1 mm. Nella registrazione trasversale del suono, il numero di piegamenti del solco per unità della sua lunghezza determina la frequenza dei suoni e l'intensità dei suoni dipende dall'ampiezza di questi piegamenti.

Capisci perfettamente che minore è il diametro della bobina del solco, più dense sono le curve del solco durante la registrazione del suono della stessa frequenza. Tuttavia, sui moderni dischi fonografici, anche sui giri posti più vicini al centro, è possibile registrare frequenze che raggiungono i 15.000 Hz.

Riso. 216. La bobina è posta nel campo magnetico di un magnete permanente. È montato su un'asta che può oscillare attorno all'asse 1. La parte superiore dell'asta è trattenuta da una sospensione elastica nel punto 2.

Se i segnali elettrici che caratterizzano il suono vengono fatti passare attraverso la bobina, le vibrazioni della bobina possono essere utilizzate per registrare il suono su un disco usando la punta di un ago attaccato all'estremità inferiore dell'asta. E viceversa: se l'asta viene fatta oscillare per effetto del movimento dell'ago lungo la scanalatura del disco, allora nella bobina vengono indotti i corrispondenti segnali elettrici.

Riso. 217. Azionato dalla vite senza fine 1, il registratore 2 si muove lungo il raggio del disco rivestito di cera, su cui viene registrato il suono.

Produzione discografica

Ecco come viene registrato il suono. Ma probabilmente ti starai chiedendo come viene trasferito questo disco originale ai milioni di dischi che vengono venduti. Per fare ciò, prima di tutto, dal disco originale viene rimossa una copia in rame: il disco di registrazione viene ricoperto da un sottile strato di polvere di grafite (conduce elettricità) e calato in un bagno con una soluzione di solfato di rame, in cui un rame piatto è posizionato contro il disco.

Una corrente continua viene fatta passare tra il disco collegato al polo negativo e la piastra di rame collegata al polo positivo. Il processo che avviene è chiamato galvanica: gli atomi di rame escono dalla piastra e, dopo reazioni elettrochimiche piuttosto complesse, si depositano sul disco. Pertanto, ottengono una copia inversa, si potrebbe dire "negativa", del disco. Il metodo dell'elettroformatura permette di ottenere da questa copia un'altra, questa volta positiva, cioè del tutto simile al disco originale. Dalla copia positiva vengono rimossi alcuni negativi, che servono come matrici per la produzione di dischi fonografici destinati alla vendita.

Il processo di produzione dei dischi consiste nel fatto che i dischi in PVC vengono pressati con dischi - matrici riscaldate a una temperatura sufficientemente elevata per ammorbidire i dischi in PVC, che, a seguito di tale esposizione, acquisiscono il rilievo del record registrato.

Ritiri

Ora sai come vengono creati i record. E senza dubbio puoi intuire come si leggono sul lettore elettrico. La reversibilità dei fenomeni fisici vi è ben nota.

Pertanto, il pickup del suono può essere realizzato secondo lo stesso principio del registratore per la registrazione. Il pickup è dotato di un ago molto sottile in diamante o zaffiro. È fissato all'estremità di un'asta sottile montata su un elettromagnete. Quest'ultimo si trova tra i poli di un magnete permanente. Le irregolarità nella scanalatura portano l'ago in movimenti oscillatori, che vengono trasmessi all'elettromagnete: i suoi movimenti nel campo di un magnete permanente inducono correnti nel suo avvolgimento, che, dopo l'amplificazione, vengono alimentate all'altoparlante che riproduce i suoni registrati.

Il pickup è montato all'estremità del braccio, ruotando liberamente attorno all'asse. Il passaggio dello stilo lungo la scanalatura a spirale del disco rotante fa muovere il braccio.

Il pickup deve poggiare molto leggermente sul disco per non causare usura sul disco. Per mantenere entro i limiti la pressione esercitata dal pickup, il braccio è supportato da una molla o bilanciato da un contrappeso montato all'estremità opposta a dove si trova il pickup.

Ricorda, Neznaykin, che al posto di un pickup elettromagnetico, vengono usati molto spesso pickup piezoelettrici (Fig. 218). In un tale pickup, le vibrazioni dello stilo vengono trasmesse a un cristallo piezoelettrico attraverso una sospensione elastica vincolante. E il cristallo emette tensioni che corrispondono esattamente alle vibrazioni meccaniche che riceve.

Film sonori

Te l'ho detto che il suono può anche essere registrato e riprodotto otticamente. Questi ultimi sono praticamente utilizzati solo nei film, a causa dei quali, dal 1930, il cinema ha cessato di essere muto.

Il film sonoro ha una stretta pista ai margini del film contenente zone d'ombra, la cui frequenza e intensità corrispondono alla frequenza e all'ampiezza dei suoni registrati. Esistono due tipi di tracce audio. In un caso, la larghezza della traccia è costante e la variabile è la sua trasparenza. In un altro caso, il percorso ha una trasparenza uniforme per tutta la sua lunghezza, ma la larghezza del percorso varia (Fig. 219).

Riso. 218. Pickup piezoelettrico, in cui il cristallo 1 percepisce le vibrazioni trasmessegli dall'ago 2 attraverso il supporto elastico 3.

Riso. 219. Colonne sonore su un film: a - traccia di trasparenza variabile; b - binario di larghezza variabile.

Per registrare il suono su queste tracce, un raggio di luce viene diretto attraverso un diaframma, la cui apertura cambia sotto l'influenza di tensioni elettriche, oppure queste tensioni vengono applicate a una sorgente luminosa, la cui intensità, quindi, cambia.

La riproduzione del suono registrato sulla colonna sonora del filmato avviene tramite una fotocellula che percepisce la luce che attraversa la colonna sonora. Le variazioni di luminosità della luce provocano corrispondenti variazioni di tensione o corrente nel circuito delle fotocellule, che vengono amplificate e quindi alimentate all'altoparlante.

Registratori a nastro

E ora affrontiamo il terzo modo di trasmettere il suono nel tempo. È questo metodo che uso in questo momento e lo userai, Neznaikin, quando ascolterai la registrazione della mia storia. Sì, mio ​​caro amico, stiamo parlando di un registratore che mi permette di ascoltare le tue conversazioni con mio nipote e mi dà l'opportunità di spiegare le domande che ti interessano.

Esistono molti tipi di registratori a nastro, ma sono tutti basati sugli stessi principi. La registrazione viene effettuata su materiale magnetico. Inizialmente, per questo scopo veniva utilizzato un filo di acciaio sottile. Oggi vengono utilizzati nastri di plastica rivestiti con un sottile strato di polvere di ossido di ferro molto fine.

La registrazione, come la riproduzione, viene eseguita utilizzando un elettromagnete, il cui nucleo anulare ha uno spazio molto stretto, di pochi micrometri. Il nastro magnetico viene teso uniformemente, premendo contro la fessura del nucleo dell'elettromagnete (Fig. 220). Le correnti amplificate del microfono passano attraverso la bobina dell'elettromagnete e creano campi magnetici alternati, che di conseguenza magnetizzano il nastro che passa davanti alla fessura del nucleo.

Durante la riproduzione, il nastro viene fatto passare davanti a un tale elettromagnete. I suoi campi magnetici inducono correnti alternate nell'avvolgimento dell'elettromagnete che, dopo l'amplificazione, azionano il cono dell'altoparlante. A seconda dello scopo, un elettromagnete utilizzato nella registrazione o nella riproduzione è chiamato testina magnetica di riproduzione o registrazione.

Una volta che la velocità del nastro era . Poi, poiché è stato possibile ridurre il gap del nucleo e migliorare la qualità del nastro, è diventato possibile dimezzare la velocità di trazione. Si passò così al 381, e successivamente al 190,5; 95.3; 47.6 e . Anche in velocità, le frequenze sonore più elevate vengono riprodotte perfettamente.

Riso. 220. Registrazione del suono con un registratore.

La traccia magnetica è piuttosto stretta e un nastro può contenere due o anche quattro tracce che scorrono in parallelo. La larghezza del nastro è di 6,25 mm.

Un registratore può avere tre testine magnetiche: una per la registrazione, un'altra per la riproduzione e una terza per la cancellazione. L'ultima operazione viene eseguita utilizzando una tensione con una frequenza. Questa stessa tensione viene miscelata nei segnali registrati per "magnetizzare" i grani di ossido di ferro nel nastro e rendere la registrazione più efficiente.

In molti registratori a nastro sono installate solo due testine, una delle quali, grazie ad un'opportuna commutazione, può servire sia per la registrazione che per la riproduzione, e l'altra per la cancellazione.

Videoregistratori e videocassette

Ora passiamo dal suono all'immagine. Come si può trasmettere un'immagine nel tempo?

In questo caso, puoi anche utilizzare metodi meccanici, ottici o magnetici. Conosci bene i metodi ottici: questa è fotografia e cinema. L'elettronica non viene utilizzata affatto qui. Al contrario, l'elettronica è molto utilizzata nella registrazione magnetica e nella riproduzione di immagini. Il dispositivo che esegue queste funzioni è chiamato videoregistratore. Il principio del suo funzionamento è molto simile al principio di funzionamento di un apparecchio per la registrazione e la riproduzione del suono.

In un videoregistratore, un segnale video viene registrato su un nastro magnetico. Occorre distinguere due casi: registrazione diretta e registrazione di trasmissioni televisive. Nel primo caso è necessario utilizzare una telecamera trasmittente e un amplificatore per i segnali che produce. Durante la registrazione di trasmissioni televisive, i segnali video ricevuti dopo il rilevamento vengono inviati alla testina di registrazione del videoregistratore. Inutile dire che qui si ha a che fare con una banda di frequenza molto più ampia rispetto a quando si registra il suono. Come si possono correggere i cambiamenti nel campo magnetico con una frequenza di diversi megahertz su un nastro che si muove a una velocità di diverse decine di centimetri al secondo?

A tale scopo, le testine di registrazione vengono spostate in una direzione perpendicolare alla direzione del nastro. Il videoregistratore ha tre o quattro testine di registrazione che ruotano attorno ad un asse; Le tracce di registrazione sono disposte su un nastro magnetico sotto forma di una pluralità di strisce oblique. La velocità di rotazione delle testine è scelta in modo tale che ciascuna striscia obliqua corrisponda ad una linea del telaio televisivo. Si può dire che con una nitidezza dell'immagine di 625 linee, la testina di registrazione disegna una striscia obliqua su un nastro magnetico esattamente in .

Esistono anche videoregistratori dotati di una sola testina di registrazione, che rimane ferma, come in un normale registratore a nastro per la registrazione del suono. La traccia di registrazione qui è sotto forma di una linea continua. È possibile registrare un'ampia banda di frequenza grazie alle dimensioni davvero microscopiche dell'intercapedine di lavoro della testina.

Durante la riproduzione delle immagini, la registrazione viene letta dalle stesse testine utilizzate per la registrazione. I segnali video adeguatamente amplificati vengono inviati al cinescopio del televisore.

Tipicamente, un televisore viene utilizzato per registrare un'immagine e riprodurla con un videoregistratore. Il videoregistratore riceve i segnali video ricevuti, amplificati e rilevati dal televisore. E quando si riproduce un'immagine, il videoregistratore invia i segnali alla TV.

Mi capita spesso di essere assente in un momento in cui un programma per me molto interessante viene trasmesso in televisione.

In questi casi, registro automaticamente utilizzando un orologio che accende e spegne la TV e il videoregistratore all'ora impostata. In questo modo il programma viene registrato in mia assenza e posso riprodurlo sullo schermo della TV quando ho tempo libero per guardarlo in tutta tranquillità.

E infine, è possibile registrare i segnali video meccanicamente? A prima vista, questo sembra impossibile. Tuttavia, nel 1970 accadde un miracolo: i ricercatori riuscirono a realizzare una videocassetta. Poi sono andati oltre: un anno dopo hanno mostrato modelli che riproducevano immagini a colori.

Questi dischi ruotano ad una frequenza enorme (1500 giri/min) e contengono 140 giri della scanalatura per millimetro lungo il raggio. La durata della registrazione su tale piastra video è di 5 minuti. Durante questo tempo, l'ago del dispositivo di lettura compie un percorso lungo 15 km lungo il solco con registrazione profonda.

Quali saranno gli altri meravigliosi progressi nella tecnologia di registrazione video? Il futuro diventerà senza dubbio sempre più ricco di tali novità.

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RIPRODUZIONE DEL SUONO
La registrazione e la riproduzione del suono è un campo in cui la scienza incontra l'arte (tecnico del suono). Ci sono qui due aspetti importanti: la fedeltà della riproduzione (come assenza di distorsioni indesiderate) e l'organizzazione spazio-temporale dei suoni, poiché il compito della riproduzione del suono con mezzi elettromeccanici non è solo quello di ricreare il suono il più vicino possibile a quello percepito in uno studio o in una sala da concerto, ma anche nel trasformarlo, tenendo conto dell'ambiente acustico in cui verrà ascoltato. In una rappresentazione grafica, le vibrazioni sonore di toni puri, come quelle create da un diapason, hanno la forma più semplice. Corrispondono a curve sinusoidali. Ma la maggior parte dei suoni reali ha una forma irregolare, che caratterizza in modo univoco il suono, proprio come le impronte digitali: una persona. Qualsiasi suono può essere scomposto in toni puri di diverse frequenze (Fig. 1). Questi toni sono costituiti dalla fondamentale e dalle armoniche (armoniche). Il tono fondamentale (con la frequenza più bassa) determina l'altezza della nota. Per sfumature, distinguiamo gli strumenti musicali, anche quando su di essi viene presa la stessa nota. Gli armonici sono particolarmente importanti perché creano il timbro dello strumento e determinano il carattere del suo suono.

La gamma dei toni fondamentali della maggior parte delle sorgenti sonore è piuttosto ristretta, il che rende facile capire il parlato e cogliere la melodia, anche se l'apparecchio di riproduzione ha una banda di frequenza limitata. La completezza del suono è assicurata solo se sono presenti tutti gli armonici, e per la loro riproduzione è necessario che il rapporto tra i livelli del tono fondamentale e gli armonici non sia distorto, cioè la risposta in frequenza del sistema di riproduzione deve essere lineare su tutta la gamma delle frequenze udibili. È questa caratteristica (insieme all'assenza di distorsione) che intendono quando si parla di alta fedeltà di riproduzione del suono (impianti hi-fi).
Volume. La percezione del volume di un suono dipende non solo dalla sua intensità, ma anche da molti altri fattori, anche soggettivi, non quantificabili. Di grande importanza è l'ambiente che circonda l'ascoltatore, il livello del rumore esterno, l'altezza e la struttura armonica del suono, l'intensità del suono precedente, l'effetto "mascheramento" (sotto l'impressione del suono precedente, l'orecchio diventa meno sensibile ad altri suoni di frequenza simile) e anche l'atteggiamento estetico dell'ascoltatore nei confronti del materiale musicale. I suoni indesiderati (rumori) possono apparire più forti dei suoni desiderabili della stessa intensità. Anche la percezione dell'altezza può dipendere dall'intensità del suono. La percezione delle differenze nell'altezza dei toni musicali è determinata non dal valore assoluto degli intervalli di frequenza, ma dal loro rapporto. Ad esempio, il rapporto tra due frequenze che differiscono di un'ottava in qualsiasi parte della scala è 2:1. Allo stesso modo, la nostra stima delle variazioni di volume è determinata dal rapporto (non differenza) delle intensità, in modo che le variazioni di volume siano percepite come le stesse se le variazioni nel logaritmo dell'intensità sonora sono le stesse. Pertanto, il livello del volume del suono viene misurato su una scala logaritmica (in pratica, in decibel). Le orecchie umane sono in grado di percepire il suono in una gamma di potenza colossale dalla soglia dell'udito (0 dB) alla soglia del dolore (120 dB), corrispondente a un rapporto di intensità di 1012. Le moderne apparecchiature sono in grado di riprodurre le variazioni di volume nell'ordine di 90 dB. Ma non è praticamente necessario riprodurre l'intera gamma di udibilità. La maggior parte ascolta la musica a un livello più o meno basso, ed è improbabile che qualcuno si senta a proprio agio a casa con il volume normale di un'orchestra o di un gruppo rock. Pertanto, è necessario regolare la gamma del volume, soprattutto durante la riproduzione di musica classica. Questo può essere fatto abbassando gradualmente il volume prima del crescendo (a seconda della partitura) mantenendo la gamma dinamica desiderata. Per altri materiali musicali, come la musica rock e pop, i compressori sono ampiamente utilizzati per restringere automaticamente la gamma dinamica dei segnali amplificati. Ma nelle discoteche, il livello sonoro supera spesso i 120 dB, il che può causare danni all'udito e portare alla completa sordità. A questo proposito, un gruppo ad alto rischio è costituito da musicisti pop e ingegneri del suono. Le cuffie sono particolarmente pericolose, poiché concentrano il suono. La maggior parte degli ascoltatori di programmi trasmessi preferisce che tutti i programmi vengano ascoltati all'incirca allo stesso livello di volume e che non debbano regolare il volume da soli. Ma il volume è una percezione soggettiva. Per alcuni, la musica ad alto volume può essere più fastidiosa del parlato, sebbene il parlato incomprensibile a volte sia più fastidioso della musica dello stesso volume.
Bilanciamento del suono. Una buona riproduzione del suono si basa sull'equilibrio di diverse sorgenti sonore. In poche parole, nel caso di una singola sorgente sonora, l'essenza di una buona riproduzione del suono è bilanciare il suono diretto che arriva al microfono con l'influenza dell'acustica circostante e raggiungere il giusto equilibrio tra trasparenza e pienezza del suono, consentendo di la giusta quantità di enfasi in quei luoghi dove è richiesta.
Tecnologia del microfono. Il primo compito di un tecnico del suono è scegliere il giusto spazio in studio. Se è necessario utilizzare una stanza inadatta, dovrebbe essere almeno 1,5 volte più grande dello spazio assegnato agli artisti. Il prossimo passo è sviluppare un layout generale del microfono. Quando si riproducono programmi musicali, ciò deve essere fatto in consultazione con il direttore e gli artisti. I microfoni dovrebbero essere mantenuti il ​​meno possibile, poiché la sovrapposizione dei loro campi sonori può ridurre la trasparenza del suono. È vero, in molti casi l'effetto desiderato si ottiene solo utilizzando un gran numero di microfoni. Le combinazioni di strumenti musicali raramente sono così equilibrate da soddisfare le esigenze dell'ascolto a casa. L'acustica di uno spazio abitativo può essere tutt'altro che ideale. Pertanto, è necessario familiarizzare il leader della band con i requisiti per il bilanciamento quando si gioca con i microfoni. L'organizzazione dei suoni riprodotti è determinata dal tipo di microfono, dalla sua vicinanza alla sorgente e dall'elaborazione del suo segnale in uscita. La questione della vicinanza del microfono alla sorgente sonora deve essere decisa, tenendo conto del rapporto tra suoni diretti e laterali (compreso il riverbero) di altri strumenti più potenti e della qualità del suono. La maggior parte degli strumenti produce suoni diversi a distanze diverse e in direzioni diverse. Per ottenere il forte "attacco" richiesto dalla musica pop e per garantire una buona discriminazione degli strumenti, si deve ricorrere a un circuito multi-microfono. Allo stesso tempo, l'ingegnere del suono è sottoposto a requisiti elevati; deve avere una formazione musicale, o almeno essere in grado di leggere la partitura.
udienza binaurale.È facile per una persona determinare la direzione della sorgente del suono, poiché il suono di solito raggiunge un orecchio prima dell'altro. Il cervello capta questa piccola differenza di tempo e la piccola differenza di intensità del suono e determina da esse la direzione verso la sorgente del suono. Possiamo anche determinare se il suono proveniva dalla parte anteriore, posteriore, superiore o inferiore. Ciò è dovuto al fatto che le nostre orecchie trasmettono in modo diverso la composizione in frequenza dei suoni provenienti da direzioni diverse (e anche perché l'ascoltatore raramente tiene la testa completamente ferma e in posizione eretta). Questo spiega anche il fatto che le persone con sordità da un orecchio conservano ancora una certa capacità di giudicare la direzione della sorgente sonora. L'udito binaurale si è sviluppato negli esseri umani come meccanismo di difesa, ma questa capacità di separare i suoni è una condizione importante per la comprensione della musica. Se questa capacità viene utilizzata nella registrazione del suono, aumenta l'impressione di fedeltà e purezza nella riproduzione.
Suono stereo. Un sistema stereofonico a due canali, progettato per l'ascolto attraverso altoparlanti, crea flussi sonori separati per l'udito binaurale, che trasportano informazioni sulla direzione di propagazione del suono primario. Nella sua forma più semplice, un impianto stereo è composto da due microfoni posti uno accanto all'altro e diretti ad un angolo di 45° rispetto alla sorgente sonora. I segnali del microfono vengono inviati a due altoparlanti distanziati di circa 2 m ed equidistanti dall'ascoltatore. Un tale sistema crea un "palcoscenico" tra gli altoparlanti, sul quale sono localizzate le sorgenti sonore poste davanti ai microfoni. La possibilità di localizzare le sorgenti sonore davanti ai microfoni, separarle e separarle dal riverbero aumenta notevolmente la naturalezza e la purezza della riproduzione. Questo approccio dà risultati soddisfacenti solo quando la sorgente sonora è internamente ben bilanciata e le condizioni acustiche sono favorevoli. In pratica, di solito è necessario utilizzare più di due microfoni e mescolare (combinare) i loro segnali per migliorare l'equilibrio musicale, aumentare la separazione acustica e dare al suono la necessaria quantità di attacco. Un tipico set di apparecchiature per un'orchestra classica è costituito da una coppia stereo di microfoni (per creare un'immagine sonora complessiva dell'orchestra) e diversi microfoni locali, installati più vicino ai singoli gruppi di strumenti. I segnali di uscita dei microfoni locali vengono accuratamente miscelati con il segnale della coppia stereo in modo da fornire la necessaria accentuazione di ogni gruppo di strumenti senza disturbare l'equilibrio generale. Inoltre, le loro uscite vengono spostate in una posizione apparente che, utilizzando la coppia principale di microfoni, corrisponderebbe alla loro posizione effettiva sul palco. (Il panning è un cambiamento nella direzione angolare della sorgente sonora. È combinato con il controllo del livello tramite un potenziometro.) I circuiti multi-microfono sono ancora più ampiamente utilizzati nel caso della musica leggera e ancor più pop, dove il microfono comune di solito si rinuncia ai sistemi. In effetti, non ha senso rincorrere le sfumature se il risultato può essere ottenuto utilizzando apparecchiature portatili con altoparlanti distanziati solo di un gradino l'uno dall'altro. Inoltre, la registrazione di musica pop di solito non è in natura. Ogni gruppo di strumenti, e anche ogni musicista, è servito da un microfono separato. Tutti gli strumenti dell'ensemble rock sono elettronici. Il suono di vari strumenti, compresi i sintetizzatori a tastiera, può essere registrato sia utilizzando i microfoni posti davanti agli altoparlanti corrispondenti, sia inviando direttamente i segnali dei microfoni primari alla consolle di missaggio da studio. Questi segnali possono essere mixati direttamente o preregistrati su tracce separate di un registratore multitraccia. Viene aggiunto il riverbero artificiale, viene eseguita l'equalizzazione della frequenza, ecc. Il risultato è poca somiglianza con il suono percepito in studio, anche se tutto è stato registrato contemporaneamente. Il segnale in uscita viene spostato e regolato (con un potenziometro) per creare una certa impressione della posizione della sorgente sonora, che potrebbe non corrispondere affatto alla posizione effettiva dei musicisti in studio. Ma la cosa interessante è che anche se il suono stereo non corrisponde alla situazione reale, produce un effetto di gran lunga superiore a quello del suono mono.
Quadrafonia. Una migliore approssimazione alla realtà può essere ottenuta utilizzando il metodo della quadrifonia, in cui quattro canali sono collegati a quattro altoparlanti posti in coppia davanti agli ascoltatori e dietro di essi. Nella versione più semplice, un sistema quadrifonico può essere considerato come due sistemi stereofonici collegati tra loro. Sofisticati sistemi a matrice possono riprodurre quattro canali da una singola traccia audio mantenendo la compatibilità con la riproduzione stereo.
Ambiente sonoro. In televisione, il cosiddetto sistema audio surround è importante. Un segnale audio stereo con i canali sinistro (A) e destro (B) viene matrice aggiungendoli (in fase) per fornire un segnale M (mono) e sottraendo (sommando fuori fase) per fornire un segnale S (stereo). Il segnale A + B corrisponde al punto medio della sorgente sonora ed è compatibile con i sistemi di riproduzione monofonici, mentre il segnale A - B trasmette informazioni sulla direzionalità. Il sistema audio surround genera anche una componente differenziale M-S, che contiene il suono "fuori scena" e il riverbero, e viene trasmessa agli altoparlanti posti dietro l'ascoltatore. Il sistema audio surround è più semplice del sistema quad, ma consente di ottenere l'effetto di immersione nell'ambiente sonoro utilizzando un segnale stereo convenzionale.
Audio stereo per la televisione. La registrazione del suono stereofonico viene utilizzata nelle videocassette e nelle trasmissioni televisive (soprattutto satellitari) per i televisori dotati di un decoder speciale. Può sembrare che l'audio stereo non sia molto adatto per la televisione, poiché, come notato sopra, una stereofonia efficace richiede due altoparlanti distanziati di circa 2 m l'uno dall'altro. Inoltre, a causa delle ridotte dimensioni dello schermo, la visuale dello spettatore è diretta principalmente al suo centro, per cui è necessaria l'illustrazione della distanza in profondità e non in larghezza. Tuttavia, quando guardiamo la televisione, sappiamo che stiamo vedendo solo un piccolo segmento della sorgente sonora. Proprio come nella vita reale, quando guardiamo in una certa direzione non possiamo disattivare i suoni di ciò che ci circonda, non è innaturale che il paesaggio sonoro trascenda lo schermo televisivo.
Correzione del suono. Paradossalmente, le apparecchiature ad alta fedeltà di solito includono dispositivi per distorcere il suono. Si chiamano equalizzatori e sono progettati per equalizzare (eliminando i difetti) la risposta in frequenza del segnale. La correzione della risposta in frequenza viene eseguita anche per introdurre distorsioni in essa, fornendo l'organizzazione spazio-temporale desiderata dei suoni. Un esempio è il cosiddetto. "filtro di presenza" che modifica la distanza apparente dalla sorgente sonora. Il nostro udito associa la sensazione di vicinanza (presenza) con la predominanza di frequenze nella banda da 3 a 5 kHz, corrispondenti a sibili (sibilanti). Nella musica, aumentare la risposta da 3 a 5 kHz può creare un effetto offensivo, anche se a costo di rendere il suono più grossolano. Un altro tipo di equalizzatore di frequenza che permette di creare l'effetto di presenza è un equalizzatore parametrico. Tale dispositivo consente di introdurre un aumento o un calo nella risposta in frequenza, regolabile entro 14 dB. In questo caso, la frequenza e la larghezza di banda possono essere modificate all'interno dell'intero spettro delle frequenze audio. Questo tipo di controllo della risposta in frequenza può essere eseguito in modo molto preciso e viene utilizzato, ad esempio, per correggere la risonanza acustica in uno studio o in una sala, o per sopprimere il rombo o il sibilo. Un tipo ancora più complesso di correzione della risposta in frequenza viene eseguito da un equalizzatore grafico. Con questo metodo, l'intero spettro sonoro viene suddiviso in bande strette con frequenze centrali separate a intervalli di un'ottava o di un terzo di ottava. Ogni banda ha il proprio cursore di regolazione, che fornisce un aumento o una diminuzione fino a circa 14 dB. Il nome "grafico" è dovuto al fatto che quando viene eseguita la correzione, la posizione dei cursori di regolazione sul telecomando corrisponde approssimativamente alla forma della risposta in frequenza. Gli equalizzatori grafici sono particolarmente adatti per compensare la colorazione acustica dalle risonanze in uno studio o in una stanza di ascolto. Gli altoparlanti che danno una risposta in frequenza piatta in una camera anecoica possono suonare molto diversi in altre condizioni. Gli equalizzatori grafici possono migliorare il suono in questi casi.
Livello audio. Quasi ogni tipo di materiale audio - registrato, amplificato o trasmesso alla radio o alla televisione - necessita del controllo del volume. Ciò è necessario per 1) non andare oltre la gamma dinamica del sistema; 2) evidenziare ed equilibrare per ragioni estetiche i diversi suoni di una data sorgente sonora; 3) impostare l'intervallo di volume del materiale principale; 4) coordinare i livelli di volume del materiale registrato in tempi diversi. La regolazione del volume si effettua meglio ascoltando il materiale attraverso un buon altoparlante e tenendo conto delle letture del misuratore di livello. Le letture del misuratore di livello da sole durante la modifica dei fonogrammi non sono sufficienti a causa della natura soggettiva della percezione del suono. Un tale misuratore è necessario per la calibrazione dell'udito.
Mixare i segnali del microfono. Quando si modifica un fonogramma, i segnali di uscita dei microfoni e di altri convertitori audio vengono solitamente miscelati, il cui numero durante la registrazione può raggiungere 40. Il missaggio viene eseguito in due modi principali. Per il missaggio in tempo reale, puoi raggruppare i microfoni, come i gruppi vocali, per facilità d'uso, e regolarne i livelli sonori con il mixer di gruppo. In un'altra forma di realizzazione, i segnali dei singoli microfoni vengono indirizzati agli ingressi di un registratore a nastro multicanale per il successivo missaggio in un segnale stereo. Il secondo metodo permette di selezionare più accuratamente i punti di missaggio, lavorando non in presenza di musicisti, e sui registratori multitraccia si possono riprodurre alcuni brani mentre si registra contemporaneamente su altri. Pertanto, è possibile apportare modifiche alle posizioni necessarie del fonogramma senza riscrivere l'intero programma. Tutto questo può essere fatto senza copiare la registrazione originale, in modo che rimanga un riferimento fino al missaggio finale.
Mixaggio audio automatizzato. Per garantire un'elevata fedeltà nell'operazione finale del passaggio da più tracce di una registrazione a una, alcune console di ingegneria del suono sono dotate di mixer automatici. In tali sistemi, i dati di tutti i controlli di livello elettronici vengono inseriti nel computer al primo tentativo di miscelazione. La registrazione viene quindi riprodotta con queste funzioni di missaggio eseguite automaticamente. Durante la riproduzione è possibile effettuare le regolazioni necessarie e correggere i parametri del programma per computer. Questo processo viene ripetuto fino al raggiungimento del risultato desiderato. Dopodiché, il segnale di uscita viene ridotto a una colonna sonora stereo del programma.
Controllo automatico. Il missaggio automatico non deve essere confuso con il controllo automatico, che viene eseguito utilizzando limitatori e compressori per mantenere il segnale audio entro i limiti richiesti. Un limitatore è un dispositivo che consente a un programma di passare invariato fino al raggiungimento di una certa soglia. Quando il segnale di ingresso supera questa soglia, il guadagno del sistema viene ridotto e il segnale non viene più amplificato. I limitatori sono comunemente usati nei trasmettitori per proteggere i circuiti elettronici dal sovraccarico e nei trasmettitori FM per prevenire un'eccessiva deviazione di frequenza dalla sovrapposizione dei canali adiacenti. Compressori, cioè i controlli che riducono automaticamente la gamma dinamica dei segnali amplificati agiscono in modo simile ai limitatori, abbassando il guadagno del sistema, ma lo fanno in modo meno brusco. I compressori semplificati si trovano in molti registratori a cassette. I compressori utilizzati nella registrazione professionale sono dotati di controlli per ottimizzarne le prestazioni. Ma nessuna regolazione automatica è in grado di sostituire le sottigliezze e l'acutezza della percezione insite nell'uomo.
Riduzione dinamica del rumore. Il rumore è sempre un problema con le registrazioni analogiche, principalmente sotto forma di sibilo. Per eliminare il rumore di sistema, registrare sempre un programma a un livello di volume sufficientemente alto. Per questo, viene utilizzato il metodo di compressione, ad es. restringendo la gamma dinamica del programma durante la registrazione ed espandendola durante la riproduzione. Ciò consente di aumentare il livello medio durante la registrazione e durante la riproduzione di abbassare il livello di passaggi relativamente silenziosi (e con essi il rumore). Ci sono due tipi di difficoltà nella progettazione di un sistema di compressione efficiente. Uno di questi è la difficoltà di far corrispondere il compressore e l'espansore su tutta la gamma di frequenza e volume. L'altro è impedire al livello di rumore di aumentare e diminuire insieme al livello del segnale, poiché ciò rende il rumore più evidente. I sistemi di riduzione del rumore Dolby risolvono ingegnosamente questi problemi in diversi modi. Tengono conto dell'effetto del "mascheramento": la sensibilità dell'udito a una frequenza o all'altra diminuisce significativamente durante e immediatamente dopo i suoni più forti a frequenze vicine (Fig. 2).

Riso. 2. DIPENDENZA DELL'ENERGIA DALLA FREQUENZA. A sinistra: a - l'energia del segnale (lungo l'asse verticale) diminuisce all'aumentare della frequenza (asse orizzontale); b - rumore del nastro magnetico (sibilo); c - segnale mascherato dal sibilo del nastro durante la normale riproduzione; d - un segnale codificato con un aumento nella regione delle alte frequenze utilizzando il metodo Dolby B; e - segnale codificato con fruscio di nastro magnetico sovrapposto; e è un segnale decodificato con una diminuzione nella regione delle alte frequenze, grazie alla quale viene ripristinata la forma normale e il rumore viene soppresso. Sulla destra c'è la risposta in frequenza dell'encoder e del decodificatore Dolby.