پردازنده هاي سيگنال - Signal Processors -

[LaDy Ds DeMoNa]

پردازنده هـاي سـيگنال

پردازنده هاي سيگنال دستگاه هايي هستند که روي فريکانس صدا و يا شدت آن (db)که همان ولتاژاست تأثير مي گذارند.
اکولايزيشن(EQ) Equalization :
به تغيير ولوم صدا در فريکانس هاي مختلف اکولايز مي گوييم. اکولايزيشن عمومي ترين فرم پردازش سيگنال است. اکولايزر صدا، وسيله يا مداري است که امکان کنترل نوسانات فريکانسهاي مختلف در پهناي امواج صوتي را مي دهد.
کاربرد هاي اکولايزر:
1. مهمترين کاربرد اکولايزر بهبود کيفيت صداست.( 90% براي بهتر کردن صدا و تشديد يک قسمت خاص)
2. ساختن ترکيبات سليقه اي صدا براي سبک هاي مختلف موسيقي
3. کاهش نويزهاي مختلف سيستم.
(نـويز هيس بيشتر در سيستمهاي آنالوگ وجود دارد _ نويز بعدي که بسيار شـايع است هــام مي باشد که فريکانس آن زير50 تا 60 هرتز است(
4. جلوگيري از نشت صدا.
5. استفاده از اکولايزر به عنوان افکت است )مانند تلفني يا راديويي کردن صدا(
6. جبران نقص ميکروفون ها. که بر حسب پاسخ فريکانسي آنان ممکن است برخي از فريکانسها را خوب جواب ندهند.
7. جبران نقص مانيتورهاي صدا.
8. ريميکس کردن صداهاي ترکيبي که در يک تراک رکورد شده اند).مثلاً زمان کار بر روي رکوردي که محدوديت باند دارد- روي يک تراک دو ساز با هم داريم و بخواهيم ولوم يکي از آنها کم يا بيشتر شود از اکولايز استفاده ميکنيم(
9. کاربرد ديگر اکولايزر در مسترينگ است. هنگامي که در ميکس يک صدا ولوم کم و يا زياد باشد با اکولايز تا حد زيادي ميتوان اين نقص را جبران نمود.

ليست پردازنده هاي سيگنال:
اکولايزر Equalizer دايناميک Dynamic افکتهاEffects
محدوده فريکانس:

انواع اکولايزر:
(1پارامتريک(Parametric)

Freq Gain Q-Octave

هيچ اکولايزري فقط يک فريکانس را کم و زياد نمي کند،بلکه يک محدوده از فريکانس مورد نظر را کم وزياد مي کند.
بيشتر اکولايزر هاي پارا متريک معمولا 4 بانده هستند البته در نرم افزار ها بيشتر هم وجود دارد.


2) پارا گرافيک (paragraphic), (semi-para),(sweepable)
کاربرد اين اکولايزر براي پيدا کردن نقص هاي صداست. اين اکولايزر دقيقاً مانند پارامتريک است. با اين تفاوت که گزينه Q ندارد.

3)گرافيک (Graphic)
معمولاً از 5 تا 31 باند است ،که هر باند به صورت يک فيدر است که بالا و پايين ميرود.

4)ساده ترين نوع اکولايزر همان تنظيم بيس و تريبل در ضبط هاي خانگي است. به اين نوع اکولايزر ها شِلوينگ و به اين نوع اکولايز کردن شِلف مي گويند.


فيلترها Filters
فيلترها يکسري اکولايزرهاي خاص هستند که کاربرد ويژه اي دارند.
1) Peakingهمان اکولايزرهاي پارا گرافيک هستند و تفاوت آنها با پاراگرافيک در اين است که داراي يک پيچ هستند که ميتوانيم با آن سوئيپ کنيم و در اکولايزرهاي مختلف حرکت کنيم بدون آنکه (Gain) تغيير کند ؛ فريکانس و گين را خودمان تنظيم مي کنيم .
2)Shelving مانند اکولايزرهاي موجود در ضبط ، براي کنترل بيس و تريبل که فقط گين دست ماست و فريکانس و Q نشان داده نمي شود.
3) Rolloffفيترهايي هستند که از يکسري فريکانس به پايين يا بالا را ميبندندو شامل 3 گزينه هستند:
_Low pass (Hi_Cut) از يکسري فريکانس به بالا را که برايش مشخص ميکنيم با شيب ميبندد. مثلاً براي جلوگيري از نشت Hi-Hat در ميکروفون Kick
_Hi pass (Low_Cut) دقيقاً عکس عمل گزينه قبل را انجام مي دهد و از فريکانس تعريف شده به پايين را ميبندد. مثلاً در رکورد ساز گيتار ميتوانيم از فريکانس 80 هرتز به پايين را ببنديم تا صداهاي مزاحم با فريکانس پايينتر رکورد نشوند.(بمترين نت گيتار نت مي با فريکانس 82 هرتز مي باشد)

-Mid pass که ترکيبي از دو گزينه بالاست ، هر دو را ميتواند ببندد و کاربرد کمتري دارد.(مثلاً در راديويي يا تلفني کردن صدا استفاده ميشود.)
نکته:
گوش انسان در محدودة Midrange نسبت به بقيه فريکانسها حساس تر است.(اگر صدا فقط در محدودة Low يا Hi باشد ،مفهوم نيست)
بمترين صدا در موسيقي صداي گيتار بيس با فريکانس 41 هرتز در پايين ترين نت ميباشد.بعد از گيتار بيس،Kick با فريکانس 60 هرتز بمترين صدا در بين آلات موسيقي را دارد. بمترين صداي انسان نمي تواند فريکانسي پايين تر از 80 هرتز داشته باشد.

مراحل اکولايز کردن:
1- اکولايزر را ريسِت مي کنيم ( يعني گين را صفر و اکولايزر را خاموش مي کنيم) تا صداي واقعي را داشته باشيم (Flat)
2- محدودة فريکانسي مورد نظر را پيدا مي کنيم.
3- فريکانس مشخص را وارد مي کنيم.
4- Q را تنظيم ميکنيم.
5- Gain را تنظيم مي کنيم تا به صداي مورد نظر برسيم.
6- بررسي و مقايسه نتيجه کار با صداي پردازش نشده ؛ که با خاموش کردن اکولايزر و شنيدن صداي اوّليّه انجام پذير است. (ميتوان تک تک باند ها را خاموش کرد يا کل EQ)
ايرادهاي صدا:
1- Hum شامل هر فريکانس آزار دهنده بم مي شود. اوّلين کار Rolloff Hi-pass فريکانسهاي زير 40Hz . (اگر درست نشد در هر تراک ، زير محدودة فريکانسي را Rolloff مي کنيم. مثلاً براي گيتار بيس زير 40 هرتز ، کيک زير 60 هرتز ، گيتار اکوستيک زير 80 هرتز، پيانو زير 50 هرتز، وايولين زير 200 هرتز و ... ؛ اگر باز هم Hum داشتيم رکورد مشکل ندارد و ممکن است اشکال در وسايل مثلاً کابلها و ... باشد. (توجه داشته باشيد که هميشه از پايينترين نت قابل اجراي هر ساز به قبل را حذف ميکنيم تا هارمونيکهاي ايجاد شده توسط نتها از بين نرود زيرا هارمونيک هاي پايين به صدا حجم ميدهند و در صورت حذف شدن ، صدا کم حجم يا به اصطلاح لاغر مي شود.)
2- Muddy به صداي کدر ،تيره وکثيف گفته ميشود. (مثل اينکه صدا از پشت يک پرده مخملي به گوش ما ميرسد) فريکانس مورد تصحيح بين 250 تا 300 هرتز ميباشد. که با (Q) پهناي باند باريک آن را کاهش ميدهيم و اين کاهش 4 الي6 دسي بل ميتواند باشد.
نکته: ممکن است بعد از کم کردن تا 5 دسي بل صدا شفاف شود اما تا حدي کم حجم گردد. براي رفع اين مشکل روي فريکانس 80 هرتز مقداري افزايش مي دهيم؛ حدود 2 دسي بل از حجم صدا باز مي گردد. لازم به ذکر است که فريکانس 300 هرتز روي اکثر صداها مرموز و تيره است.
ممکن است در شرايط مطلوب و فوق العاده (وجود نوازنده خوب ، اکوستيک مناسب و ميکروفون خوب و ...) نيازي به اکولايز کردن نباشد.
3- Nosey صدا حالت تو دماغي دارد. و فريکانس آن بين 500 تا 1500 هرتز ميباشد.(در صداي خواننده بيشتر به گوش ميرسد) در اين مواقع با اکولايزر پاراگرافيک فريکانس را پيدا مي کنيم و با پهناي باند نازک با اکولايزر پاراگرافيک کم مي کنيم.
توجه داشته باشيد هرچه به سمت Midrange مي رويم بايد تغيرات اکولايزر کمتر باشد تا رنگ صدا تغيير نکند.
4- Creepy صداي مانند کشيده شدن ناخن روي سنگ. که فريکانس آن بين 3 تا 4 کيلوهرتز مي باشد. و معمولاً کاهش 2 تا 3 دسي بل را روي فريکانس 3500 هرتز ايجاد ميکنيم ( اگر بيشتر کاهش دهيم رنگ صده عوض مي شود_ يا اينکه صدا دور ميشود ؛ مثلاً در مورد ساز گيتار صداي حرکت انگشتان روي فرت ها از بين مي رود.)
5- Brightness (Briliance)حاتي که صدا بيش از حد شفاف است يا اصلاً شفافيت ندارد. فريکانس اين حالت در حدود 5 کيلوهرتز به بالا مي باشد.بين 5 تا 8 کيلو هرتز را با پهناي باند متوسط (Q) تغيير مي دهيم. مثلاً فريکانس مرکزي را 8 کيلو هرتز مي گيريم و با پهناي باند متوسط تقويت يا تضعيف مي نماييم.


روش استفاده از اکولايزر پارا گرافيک:

1)Q را متوسط مايل به نازک مي گيريم.
2)Gain اکولايزر را تا دآخرين حد زياد مي کنيم.
از پايين ترين فريکانس شروع ميکنيم،زيرا حالت مورد نظر بايد تشديد گردد تا بهتر شنيده شود.
3)از روي فريکانس هاي مختلف آرام عبور ميکنيم تا قسمت مورد نظر را پيدا کنيم.
4) در نهايت با اکولايزر پارامتريکQ را دقيق تنظيم مي کنيم (هرچه Q را کمتر بگيريم پهناي باند بيشتر است)

اکولايزر ميتواند در قسمتهاي مختلف زنجيره رکورد مورد استفاده قرار بگيرد:

1)در هنگام رکورد که در صورت تنظيم درست بهترين نتيجه را در بر دارد.
(استفاده از اکولايزر سخت افزاري در اين قسمت اهمّيّت بسياري دارد و عبور صدا از آن کيفيت را تا حد زيادي بالا مي برد، مخصوصاً اگر لامپي باشد. زيرا هارمونيکهاي صدا را تقويت ميکند.مثلاً در هنگام ضبط ويلون صداي خام اجرا را در Dead room با نمونه صداي رکورد شده مقايسه کرده و با اکولايزر حتي الامکان به صداي طبيعي نزديک ميکنيم.)بسياري از صدا برداران در اين قسمت از اکولايزر استفاده نميکنند .
2)مهمترين قسمت استفاده از اکولايزر در هنگام ميکس است.
3)استفاده از اکولايزر در مسترينگ.(موقع اکولايز کردن بايد مراقب صدا بود تا ديستورت نَشود. ممکن است با افزايش 3-2 دسي بل نيز بر اثر بلند بودن صدا به ديستورت برسيم.)


Dynamics

در طول يک قطعه موسيقي صدا داراي نوساناتي است که به آن دايناميک مي گوييم.

Dynamic Range
به محدوده اي گفته ميشود که ولوم صدا درآن محدوده نوسان مي کند.در حالتي ديگر ميتوان دايناميک را نسبتِ سيگنال به نويز تعريف نمود .




Root Mean Square (RMS)
حد بلندي صدايي که ما مي شنويم همانRMS صداست .
اگر در يک صدا چند پيک نيز داشته باشيم به عنوان RMS صدا نيست و ميانگين کل به عنوان RMS شناسايي ميشود. (RMS از جمع کردن تمام نقاط و تقسيم آن بر تعداد نقاط بدست مي آيد که خود دستگاه اين محاسبه را انجام ميدهد.)
در نرم افزار کيوبيس ، قسمتِAudio Statistics تمامي اطلاعات مربوط به سيگنال را به ما ارائه مي دهد . ( RMS - Peak – S/N & … )





نسبت سيگنال به نويز (S/N Ratio)
تمامي سيستم ها چه آنالوگ و چه ديجيتال داراي مقداري نويز داخلي هستند. فرض مي کنيم يک سيگنال ورودي داريم و نويزي نيز پايين تر از آن( نويز داخلي يا بيروني مثل هوم) وجود دارد. در شرايط عادي نويز از سيگنال ورودي پايين تر است اما ممکن است آنقدر بالا بيايد که با سيگنال مخلوط شود .
معمولاّ روي سيستمهاي صوتي مانند ميکروفون حد اکثر s/n نوشته مي شود.تفاضلRMS سيگنال به نويز همان S/n است.در شکل زير مقدار RMSسيگنال15db-و نويز -90dbاست در نتيجه S/N=75db




Head Room
نسبت حداکثر سطح صدا به RMSرا هِدروم مي گويند. حد اکثر صدا همان 00 دسي بل است و بيشتر از آن صدا ديستورت مي شود.

[LaDy Ds DeMoNa]

وظيفه پردازنده سيگنال چيست؟
وظيفه پردازنده سيگنال تغيير دادن فرکانس صدا و يا شدت آن (dB) مي باشد. به عبارت ديگر پردازنده هاي سيگنال دستگاههايي هستند براي براي اضافه کردن يا کاهش سيگنال صوتي .
امروزه پردازش سيگنال به بخش نيرومندي از توليد موسيقي و صداي مدرن تبديل شده است.
پردازش سيگنال به دو روش صورت ميگيرد:
1.آنالوگ(Analog): در اين بخش سطوح سيگنال صوتي بدون تبديل شدن به شکل ديجيتال پردازش مي شود.
2. ديجيتال(DSP):در اين روش سيگنال هاي صوتي از آنالوگ به شکل ديجيتال تبديل ميشوند و توسط برنامه هايي خاص مورد محاسبه و پردازش قرار مي گيرند.
هر دو روش به طور مکرر، در تمامي مراحل توليدصدا به کار مي روند و کنترل گسترده اي را روي پردازش سطح نوسان سيگنال(Dynamic) ،حجم طيفي صدا(EQ) و افکت ها اعمال مي کنند.(افزايش فضاها ، تاخير ،تغيير زماني و بسياري از افکت هاي ويژه که از سطح ملايم تا سطح (Ingo) طبقه بندي مي شوند.
همانطور که در زمان پيش ميرويم شاهد پيشرفت هاي چشمگيري در اين حيطه مي باشيم ، به طوري که عمل پردازش از انحصار استوديو هاي حرفه اي خارج شده و امروزه سيستم هاي کامپيوتر شخصي قادرند سيگنال ها را مستقيماً پردازش کنند.
همچنين پردازش افکت هاي پيچيده مي تواند در محل توليد صدا ، به صورت خود کار در بيايد.در اين بخش به شناسايي و بحث تخصصي در مورد انواع وسايل پردازش ( سنتي تا مدرن) خواهيم پرداخت.