|
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ЗВУКОВОЕ И СВЕТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КАРАОКЕ-КЛУБОВ,
СТУДИЙ И ДИСКОТЕК ОБОРУДОВАНИЕ И КРЕСЛА ДЛЯ КИНОТЕАТРОВ И ЗАЛОВ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КИНОТЕАТРОВ И МУЛЬТИПЛЕКСОВ
БОЛЕЕ 100'000 ТОВАРОВ |
|
Solution-D от Neumann: цифровые микрофоны - уже реальность!
Новые стандарты в звуковой индустрии, как и в других областях, появляются, в основном, благодаря усилиям исследовательских отделов компаний-производителей. К примеру, одной только компанией Neumann были разработаны первый конденсаторный и первый стереофонический микрофоны, микрофон с переключаемой характеристикой направленности, схема 48-вольтового фантомного питания. После запуска в производство каждое из этих изобретений открывало путь к новым возможностям в звукозаписи. Нетрудно заметить, что все вышеперечисленное относится к аналоговой микрофонной технике. Однако время диктует свои условия, и теперь Neumann выпускает цифровые микрофоны.
Где же кончается "аналог" и начинается "цифра"?
С технологической точки зрения аналоговая обработка сигнала характеризуется ограниченной точностью, накоплением ошибок, отсутствием избыточной информации о сигнале и невозможностью коррекции ошибок. На каждой стадии аналоговой обработки происходит потеря качества - уменьшается динамический диапазон, добавляются шумы и нелинейные искажения. Любая коррекция, любое изменение проходящего через блок обработки сигнала приводит к его ослаблению и требует компенсации. Делает это при помощи операционного усилителя, неизбежно напичканного цепями обратной связи. И таких операционников на пути сигнала, в конечном счёте, оказывается очень много, причем каждый раз привносятся новые искажения - и фазовые, и динамические.Технология цифровой обработки звукового сигнала существует уже более 15 лет. Поначалу это была просто запись на цифровые устройства записи, причем оцифровка производилась в самом конце цепи обработки. В наше время цифровой формат применяется почти на всех этапах пути прохождения сигнала. В цифровой форме сигнал представляет собой удобную базу для математических расчётов и обработки. Такие сигналы могут без потери качества быть изменены, скопированы, преобразованы, сохранены и записаны. Кроме того, цифровой формат дает возможность выполнять такие функции, которые сложно или вообще нельзя выполнить при аналоговой обработке сигнала. Особенно это касается временного хранения данных.
Но, несмотря на постоянное совершенствование коммерчески доступных интегральных схем, аналого-цифровые преобразователи остаются все ещё, до известной степени, несовершенными. Лучшими в настоящее время являются 24-битовые дельта-сигма, обеспечивающие динамический диапазон 115-120 дБ (при А-взвешенном шуме). В то же время, высококачественные аналоговые конденсаторные микрофоны обладают динамическим диапазоном выше 130 дБ. Возникают вопросы: как избавиться от шумов, которые аналого-цифровые преобразователи добавляют к полезному сигналу? Как в процессе оцифровки достичь идеального соответствия уровню сигнала и собственному внутреннему сопротивлению микрофона? Если использовать аналого-цифровые преобразователи, встроенные в микшерный пульт или другое устройство, придется смириться с потерей качества, поскольку преобразование происходит уже после нормализации уровня сигнала. Перед пользователями (а значит, и перед производителями!) микрофонов стоит серьезная проблема: ограниченные динамические характеристики предварительного усилителя и аналого-цифрового преобразователя существенно влияют на динамический диапазон микрофонного сигнала. Именно эта тема стала в последние годы предметом исследований компании Neumann. В результате был разработан новый стандарт - AES 42-2001. Широкой публике стандарт и новое, цифровое поколение микрофонов - Solution D - были представлены на весенней (2001 года) сессии AES в Амстердаме. Solution-D состоит из трех компонентов: цифрового микрофона D-01, цифрового микрофонного интерфейса DMI-2 и программного обеспечения RCS (Remote Control Software), предназначенного для дистанционного управления микрофонами. Система, безусловно, впечатляет как своими техническими параметрами, так и новыми возможностями для звукозаписи.
Микрофон D-01
В D-01 применяется новый капсюль К 07 с двумя мембранами диаметром 30 мм. На первый взгляд, это обычный конденсаторный студийный микрофон, однако непосредственно внутри него, сразу после капсюля, без какого бы то ни было усиления, аналоговый сигнал превращается в цифровой. Запатентованный компанией Neumann процесс осуществляется уникальным AD-конвертером, способным работать с малыми уровнями, характерными для конденсаторных микрофонных капсюлей. На выходе аналого-цифрового преобразователя вырабатывается 28-битовый сигнал с динамическим диапазоном более 140 дБ. Основное преимущество прямого преобразования - значительное увеличение динамического диапазона, которое заметно на всем дальнейшем пути прохождения сигнала. Регулировка чувствительности осуществляется в цифровом виде, в результате можно отказаться от таких традиционные периферийные устройства, как предусилитель и аналого-цифровой преобразователь.
Естественно, после преобразования прямо в микрофоне осуществляется обработка цифрового сигнала. Причем список функций включает и те, которые обычно применяются в микшерных пультах или предусилителях - отключение сигнала (mute) и изменение фазы (phase reverse), нойз-гейт и генератор тестовых сигналов. Особое место занимает лимитер. Впервые стало возможно применить эту функцию в самом эффективном месте, а именно - в источнике сигнала. В цифровом микрофоне D-01 опасные кратковременные пики с большой амплитудой устраняются непосредственно у источника их возникновения, тогда как при использовании аналоговых микрофонов резко повышаются требования к запасу по перегрузке на всём дальнейшем пути прохождения сигнала.Стандарт AES 42-2001 предусматривает двустороннюю передачу данных - от микрофона и к нему. В потоке от микрофона, кроме звукового сигнала, содержатся служебные коды - сведения о производителе, модели и серийном номере устройства, текущей версии программного обеспечения, список доступных для дистанционного управления функций. Обратный поток обеспечивает дистанционную регулировку всех стандартных функций и параметров, характерных для аналоговых микрофонов. Учитывая, что входящая в систему Neumann Solution-D программа RCS рассчитана на многоканальный режим работы (при каскадном соединении микрофонных интерфейсов), с помощью компьютера, установленного в аппаратной, звукорежиссер может изменять параметры одновременно у нескольких микрофонов. Прежде всего, стандартные - характеристику направленности (15 вариантов), частоту среза ФВЧ (3 позиции), чувствительность (от 0 до 63 дБ шагами по 1 дБ), а также аттенюацию (4 позиции). Дополнительные возможности - дистанционное включение и выключение двух светодиодов, расположенных на корпусе микрофона, функции которых пользователь определяет произвольно. Например, светодиод синего цвета может включаться при "готовности номер один", а красный - при входе в запись.
Микрофонный интерфейс DMI-2
На выходе D-01 установлен коммутационный разъем XLR, с помощью которого цифровой микрофон может напрямую подключаться к оборудованию, поддерживающему стандарт AES 42-2001. Но это - в будущем, а пока такое оборудование выпускает только Neumann, и для коммутации D-01 с обычными цифровыми устройствами необходим микрофонный интерфейс Neumann DMI-2. Это 2-канальное устройство, преобразующее формат сигнала из AES 42-2001 в AES/EBU (готовится к выпуску 8-канальная версия устройства). Один из факторов, которому разработчики стандарта AES 42-2001 уделили особое внимание - синхронизация цифрового сигнала, поступающего с микрофона на цифровой пульт. Метод должен быть надёжным, не зависимым от длины соединительных кабелей. В системе Solution-D управляющий генератор тактовой частоты, расположенный в интерфейсе DMI-2, выполняет частотно-фазовое сравнение, по результатам которого генерирует сравнительно медленный сигнал обратной связи, используемый для регулировки VCXO (управляемого напряжением кварцевого генератора) внутри микрофона. Образуется закрытое кольцо обратной связи, сходное по своим функциям с хорошо известной PLL (pulse locked loop, системой фазовой подстройки частоты, ФАПЧ). После эквализации и аналого-цифрового преобразования сигнал обратной связи "вливается" в поток данных, обеспечивающих дистанционное управление параметрами микрофона. Этот метод весьма надёжен и приводит к тому, что амплитуда джиттера становится пренебрежительно малой.На лицевой панели DMI-2 - только шесть светодиодов (питание, наличие сигналов на входах, статус синхронизации). На задней панели расположены выключатель электропитания, разъемы XLR для входных (стандарт AES 42-2001) и выходных (стандарт AESEBU) звуковых сигналов, разъемы BNC для сигнала синхронизации Master Clock и разъемы RJ 45 для коммутации с USB-портом компьютера.
Программное обеспечение Remote Control Software
Настройка и мониторинг всех параметров и функций системы Solution-D осуществляется с помощью программного обеспечения Remote Control Software, которое устанавливается на отдельный компьютер или интегрируется в звуковую рабочую станцию (DAW). На графическом интерфейсе отображаются все важные параметры, включая индикацию уровня сигнала. Кроме того, пользователь может вывести на дисплей (и сохранить эти установки) окна с другой информацией, скажем, характеристикой направленности и позиционированием микрофона. Кроме дистанционного управления характеристиками цифровых микрофонов, программа позволяет переключать частоту дискретизации на выходах AESEBU интерфейса DMI-2 (от 44,1 до 96 кГц), копировать значения параметров одного микрофона на другой, а также объединять микрофоны в группы master-slave (управляющий-управляемый). Все установки сохраняются в памяти компьютера и, соответственно, в любое время могут быть восстановлены.
Резюме
Любой специалист, знакомый с технологией цифровой звукозаписи, может начать работу с Solution-D без предварительного обучения: используются те же акустические принципы и технологии записи, что и с аналоговыми микрофонами. И преимущества Solution-D очевидны как звукорежиссеру - его работа становится более быстрой, удобной и точной - так и инвестору, чьи расходы на оборудование существенно снижаются. Ведь Solution-D позволяет записывать музыку с непревзойдённым качеством, используя лишь микрофон и микшерный пульт!
Где же кончается "аналог" и начинается "цифра"?
С технологической точки зрения аналоговая обработка сигнала характеризуется ограниченной точностью, накоплением ошибок, отсутствием избыточной информации о сигнале и невозможностью коррекции ошибок. На каждой стадии аналоговой обработки происходит потеря качества - уменьшается динамический диапазон, добавляются шумы и нелинейные искажения. Любая коррекция, любое изменение проходящего через блок обработки сигнала приводит к его ослаблению и требует компенсации. Делает это при помощи операционного усилителя, неизбежно напичканного цепями обратной связи. И таких операционников на пути сигнала, в конечном счёте, оказывается очень много, причем каждый раз привносятся новые искажения - и фазовые, и динамические.Технология цифровой обработки звукового сигнала существует уже более 15 лет. Поначалу это была просто запись на цифровые устройства записи, причем оцифровка производилась в самом конце цепи обработки. В наше время цифровой формат применяется почти на всех этапах пути прохождения сигнала. В цифровой форме сигнал представляет собой удобную базу для математических расчётов и обработки. Такие сигналы могут без потери качества быть изменены, скопированы, преобразованы, сохранены и записаны. Кроме того, цифровой формат дает возможность выполнять такие функции, которые сложно или вообще нельзя выполнить при аналоговой обработке сигнала. Особенно это касается временного хранения данных.
Но, несмотря на постоянное совершенствование коммерчески доступных интегральных схем, аналого-цифровые преобразователи остаются все ещё, до известной степени, несовершенными. Лучшими в настоящее время являются 24-битовые дельта-сигма, обеспечивающие динамический диапазон 115-120 дБ (при А-взвешенном шуме). В то же время, высококачественные аналоговые конденсаторные микрофоны обладают динамическим диапазоном выше 130 дБ. Возникают вопросы: как избавиться от шумов, которые аналого-цифровые преобразователи добавляют к полезному сигналу? Как в процессе оцифровки достичь идеального соответствия уровню сигнала и собственному внутреннему сопротивлению микрофона? Если использовать аналого-цифровые преобразователи, встроенные в микшерный пульт или другое устройство, придется смириться с потерей качества, поскольку преобразование происходит уже после нормализации уровня сигнала. Перед пользователями (а значит, и перед производителями!) микрофонов стоит серьезная проблема: ограниченные динамические характеристики предварительного усилителя и аналого-цифрового преобразователя существенно влияют на динамический диапазон микрофонного сигнала. Именно эта тема стала в последние годы предметом исследований компании Neumann. В результате был разработан новый стандарт - AES 42-2001. Широкой публике стандарт и новое, цифровое поколение микрофонов - Solution D - были представлены на весенней (2001 года) сессии AES в Амстердаме. Solution-D состоит из трех компонентов: цифрового микрофона D-01, цифрового микрофонного интерфейса DMI-2 и программного обеспечения RCS (Remote Control Software), предназначенного для дистанционного управления микрофонами. Система, безусловно, впечатляет как своими техническими параметрами, так и новыми возможностями для звукозаписи.
Микрофон D-01
В D-01 применяется новый капсюль К 07 с двумя мембранами диаметром 30 мм. На первый взгляд, это обычный конденсаторный студийный микрофон, однако непосредственно внутри него, сразу после капсюля, без какого бы то ни было усиления, аналоговый сигнал превращается в цифровой. Запатентованный компанией Neumann процесс осуществляется уникальным AD-конвертером, способным работать с малыми уровнями, характерными для конденсаторных микрофонных капсюлей. На выходе аналого-цифрового преобразователя вырабатывается 28-битовый сигнал с динамическим диапазоном более 140 дБ. Основное преимущество прямого преобразования - значительное увеличение динамического диапазона, которое заметно на всем дальнейшем пути прохождения сигнала. Регулировка чувствительности осуществляется в цифровом виде, в результате можно отказаться от таких традиционные периферийные устройства, как предусилитель и аналого-цифровой преобразователь.
Естественно, после преобразования прямо в микрофоне осуществляется обработка цифрового сигнала. Причем список функций включает и те, которые обычно применяются в микшерных пультах или предусилителях - отключение сигнала (mute) и изменение фазы (phase reverse), нойз-гейт и генератор тестовых сигналов. Особое место занимает лимитер. Впервые стало возможно применить эту функцию в самом эффективном месте, а именно - в источнике сигнала. В цифровом микрофоне D-01 опасные кратковременные пики с большой амплитудой устраняются непосредственно у источника их возникновения, тогда как при использовании аналоговых микрофонов резко повышаются требования к запасу по перегрузке на всём дальнейшем пути прохождения сигнала.Стандарт AES 42-2001 предусматривает двустороннюю передачу данных - от микрофона и к нему. В потоке от микрофона, кроме звукового сигнала, содержатся служебные коды - сведения о производителе, модели и серийном номере устройства, текущей версии программного обеспечения, список доступных для дистанционного управления функций. Обратный поток обеспечивает дистанционную регулировку всех стандартных функций и параметров, характерных для аналоговых микрофонов. Учитывая, что входящая в систему Neumann Solution-D программа RCS рассчитана на многоканальный режим работы (при каскадном соединении микрофонных интерфейсов), с помощью компьютера, установленного в аппаратной, звукорежиссер может изменять параметры одновременно у нескольких микрофонов. Прежде всего, стандартные - характеристику направленности (15 вариантов), частоту среза ФВЧ (3 позиции), чувствительность (от 0 до 63 дБ шагами по 1 дБ), а также аттенюацию (4 позиции). Дополнительные возможности - дистанционное включение и выключение двух светодиодов, расположенных на корпусе микрофона, функции которых пользователь определяет произвольно. Например, светодиод синего цвета может включаться при "готовности номер один", а красный - при входе в запись.
Микрофонный интерфейс DMI-2
На выходе D-01 установлен коммутационный разъем XLR, с помощью которого цифровой микрофон может напрямую подключаться к оборудованию, поддерживающему стандарт AES 42-2001. Но это - в будущем, а пока такое оборудование выпускает только Neumann, и для коммутации D-01 с обычными цифровыми устройствами необходим микрофонный интерфейс Neumann DMI-2. Это 2-канальное устройство, преобразующее формат сигнала из AES 42-2001 в AES/EBU (готовится к выпуску 8-канальная версия устройства). Один из факторов, которому разработчики стандарта AES 42-2001 уделили особое внимание - синхронизация цифрового сигнала, поступающего с микрофона на цифровой пульт. Метод должен быть надёжным, не зависимым от длины соединительных кабелей. В системе Solution-D управляющий генератор тактовой частоты, расположенный в интерфейсе DMI-2, выполняет частотно-фазовое сравнение, по результатам которого генерирует сравнительно медленный сигнал обратной связи, используемый для регулировки VCXO (управляемого напряжением кварцевого генератора) внутри микрофона. Образуется закрытое кольцо обратной связи, сходное по своим функциям с хорошо известной PLL (pulse locked loop, системой фазовой подстройки частоты, ФАПЧ). После эквализации и аналого-цифрового преобразования сигнал обратной связи "вливается" в поток данных, обеспечивающих дистанционное управление параметрами микрофона. Этот метод весьма надёжен и приводит к тому, что амплитуда джиттера становится пренебрежительно малой.На лицевой панели DMI-2 - только шесть светодиодов (питание, наличие сигналов на входах, статус синхронизации). На задней панели расположены выключатель электропитания, разъемы XLR для входных (стандарт AES 42-2001) и выходных (стандарт AESEBU) звуковых сигналов, разъемы BNC для сигнала синхронизации Master Clock и разъемы RJ 45 для коммутации с USB-портом компьютера.
Программное обеспечение Remote Control Software
Настройка и мониторинг всех параметров и функций системы Solution-D осуществляется с помощью программного обеспечения Remote Control Software, которое устанавливается на отдельный компьютер или интегрируется в звуковую рабочую станцию (DAW). На графическом интерфейсе отображаются все важные параметры, включая индикацию уровня сигнала. Кроме того, пользователь может вывести на дисплей (и сохранить эти установки) окна с другой информацией, скажем, характеристикой направленности и позиционированием микрофона. Кроме дистанционного управления характеристиками цифровых микрофонов, программа позволяет переключать частоту дискретизации на выходах AESEBU интерфейса DMI-2 (от 44,1 до 96 кГц), копировать значения параметров одного микрофона на другой, а также объединять микрофоны в группы master-slave (управляющий-управляемый). Все установки сохраняются в памяти компьютера и, соответственно, в любое время могут быть восстановлены.
Резюме
Любой специалист, знакомый с технологией цифровой звукозаписи, может начать работу с Solution-D без предварительного обучения: используются те же акустические принципы и технологии записи, что и с аналоговыми микрофонами. И преимущества Solution-D очевидны как звукорежиссеру - его работа становится более быстрой, удобной и точной - так и инвестору, чьи расходы на оборудование существенно снижаются. Ведь Solution-D позволяет записывать музыку с непревзойдённым качеством, используя лишь микрофон и микшерный пульт!
