خانه / صدا / انتخاب و عملکرد پردازشگرهای سیگنال صوتی(بخش دوم)

انتخاب و عملکرد پردازشگرهای سیگنال صوتی(بخش دوم)

کنترل ولوم (بهره)- Volume (Gain) Control

     شاید کنترل ولوم در پردازشگر صوتی با پتانسیومتر، آسان به نظر برسد اما این کار در سامانه صوتی می‌‌تواند در نقاط گوناگونی انجام شود، از ورودی‌های میکروفن در میکسر صدا گرفته تا ورودی‌های تقویت کنند‌های قدرت. تنظیم‌ها به طور معمول به یکی از این دو شیوه است: تنظیم با پتانسیومترهای گردان (rotary potentiometers)  یا فیدرها (faders)  که پیوسته می‌‌توانند قابل تغییر باشند و یا تضعیف ثابتی که توسط یک کلید دو حالته  (attenuation pad)  صورت می‌‌گیرد.

به ولوم کنترلی که میزان تقویت ورودیِ ‌میکروفن را در ‌میکسر صدا انجام می‌‌دهد، کنترل بهره (gain)  یا تراز (trim)  گفته می‌شود. عملکرد این کنترل بهره در حقیقت همسان کردن حساسیت ورودی دستگاه با سطح صدایی است که از منبع صوتی می‌‌آید. نوع دوم کنترل بهره به صورت یک تضعیف‌کننده عمل می‌کند، در اینجا مقاومتی متغیر، وظیفه تنظیم مقدار سیگنالی که می‌‌خواهد از آن عبور کند، برعهده دارد و هیچ تقویت اضافی توسط آن انجام نمی‌‌شود. برای مثال کنترل ولوم موجود در گیتار الکتریکی، یک تضعیف‌کننده است. به این گونه افزارها به طور معمول ولوم کنترل‌های غیر فعال (passive)  می‌‌گویند چون به هیچ منبع تغذیه‌ای نیاز ندارند. گاهی ممکن است که کنترل ولوم، هم تقویت و  هم تضعیف سیگنال را انجام دهد. فیدرهای موجود در ‌میکسرهای صدا به طور معمول عمل تضعیف را پایین تر از نقطه “0” و تقویت سیگنال را بالاتر از این نقطه انجام می‌دهند. پدهای تضعیف‌کننده     (attenuation pads)، شرایط پذیرفتن سطوح مختلفی از سیگنال را توسط طبقات ورودی دستگاه فراهم می‌‌کنند.

ورودی‌های ‌میکروفن در ‌میکسر صدا به طور معمول کلید تضعیف‌کننده‌ای برای کاهش حساسیت ورودی به میزانی فراتر از کنترل بهره پیش تقویت کننده، دارند. مقدار این تضعیف به طور معمول  20dB  است. کلید تضعیف‌کننده به میزان 50dB  برای ورودی‌های ‌‌میکروفنی که طراحی آنها برای دریافت هر دو سطح ‌میکروفن (microphone level)  و سطح لاین     (line level)  است، لازم خواهد بود. طبقه خروجی دستگاه‌های گوناگون نیز می‌‌توانند برای پرهیز از اضافه بار (overloading) طبقه ورودی دستگاه بعدی، در مسیر سیگنال از کلید‌های تضعیف‌کننده استفاده کنند. باید دقت کرد که از این کلید ها فقط به وقت نیاز استفاده شود. برای مثال، استفاده از کلید تضعیف‌کننده  20dB  در ورودی ‌میکروفنی که تضعیف اضافی لازم نداشته باشد، نیاز به افزودن بهره(gain) اضافی توسط پیش تقویت کننده را موجب می‌شود که این کار، باعث وارد شدن نویز بیشتر به سیگنال صوتی می‌‌شود.

کنترل‌های ولوم ساده‌ترین پردازشگرهای صدا هستند و به همین دلیل اغلب به درستی از آنها استفاده نمی‌‌شود. کالیبره کردن مناسب کنترل‌های ولوم در یک سامانه صوتی، ساختار بهره               (gain structure)  نام دارد که در ادامه مطلب به آن خواهیم پرداخت.

فیلتر‌ها و یکسان سازی  (Filters and Equalization)

فیلترها نوعی از پردازشگرهای سیگنال هستند که روی تراز فرکانس اثر می‌‌گذارند و اساساً برای تضعیف یا تقویت سطح فرکانس‌ها یا محدوده فرکانسی مشخصی به کار می‌‌روند. فیلترها در ابتدا برای جبران افت وابسته به فرکانس در خطوط تلفن طراحی شدند. بعضی از اشکال فیلترینگ   (یا یکسان سازی) وابسته به فرکانس، در بیشتر سامانه‌های بنیادی صدا یافت می‌‌شوند. ساده‌ترین شکل فیلتر، کنترلِ تُن (tone control)  است که به طور معمول فرکانس‌های بالای فراتر از یک حد از پیش تعیین شده را تضعیف می‌‌کند. اکولایزرها عموماً ترکیبی از چندین فیلتر هستند که توسط آنها شکل دهی دقیق‌تری روی پاسخ فرکانسی اعمال می‌‌شود. در گذشته فیلترها افزارهای غیر فعالی (passive)  بودند که فقط می‌‌توانستند عمل تضعیف را انجام دهند. محدوده فرکانس و میزان تضعیف با استفاده از خازن‌ها، سلف‌ها (inductors)  یا ترکیبی از هر دوی آنها به دست می‌‌آمد. مزیت فیلترهای غیرفعال آن است که نویز ایجاد نمی‌‌کنند و به منبع تغذیه نیز احتیاج ندارند. با این وجود، حجم زیاد و هزینه اجزای جداگانه آنها مانع از آن می‌شود که اکولایزرهایی با فیلترهای زیاد و قابلیت کنترل دقیق‌تر فرکانس و سطح صدا ساخته شوند. فیلترهای فعال (active filters) امکان تنظیم سریع، آسان و توانایی افزودن بهره را با استفاده از اجزایی کوچک تر و با قیمت کمتر فراهم کردند. اکنون کنترل‌های تُن که دارای فیلترهای فعال هستند، در بیشتر سیستم‌های استریوی ارزان قیمت خانگی وجود دارند. این کنترل‌ها به طور معمول دو نوع هستند، زیر  (treble) و بم (bass)، که مشابه با فیلترهایی هستند که روی پاسخ فرکانس‌های بالا و پایین اثر می‌‌گذارند. این کنترل تُن‌ها چون از نوع فعال هستند، می‌توانند برش (cut)  و یا تقویت(boost)  انجام دهند. فیلترهای ساده‌ای که روی محدودة وسیعی از فرکانس‌ها اثر می‌‌گذارند به چهار دسته تقسیم می‌‌شوند: بالا گذر(high pass)، پایین گذر (low pass)، میان گذر (band pass)  و فیلتری که محدوده‌ای از فرکانس‌ها را کاهش می‌‌دهد و به نام میان نگذر       (band reject)  یا پس زننده می‌گویند.

فیلترهای بالا گذر همان طور که از نامشان برمی‌آید فقط به فرکانس‌های بالا؛ و فیلترهای پایین گذر فقط به فرکانس‌های پایین اجازه عبور می‌‌دهند. البته بهتر است این فیلترها را با فرکانس برش داده شده توسط آنها، بشناسیم. برای مثال فیلترهای بالاگذر به عنوان فیلترهای برش دهنده فرکانس پایین (low cut filters) و فیلترهای پایین گذر به نام فیلترهای برش دهنده فرکانس بالا (high cut filters) شناخته می‌‌شوند. (شکل 1)

شکل 1)

فیلترهای پایین گذر و بالا گذر هر دو دارای شیب وابسته‌ای هستند که نشان می‌‌دهد خروجی با چه سرعتی بالاتر یا پایین‌تر از فرکانس فیلتر کاهش می‌یابند. این شیب به طور معمول برحسب دسیبل بر اکتاو          (dB/octave) مشخص می‌‌شود. اکتاو نسبت دو برابر یا نصف فرکانس است، برای مثال 50 به 100 یا 5kHz  به  2.5kHz.  عملکرد فیلتر بالاگذری با میزان 6dB/octave   در 100 هرتز شروع می‌‌شود، یعنی 6dB خروجی کمتر در فرکانس 50Hz  و 12dB خروجی کمتر در فرکانس 25 هرتز. به طور معمول مقادیر شیب ها،  18, 12, 6 و  24 dB/octave  است. شیب گذشته از این دارای مشخصه rolloff  وابسته‌ای است که عموماً به نام طرح کنندگان آن         Bessel, Butterworth  یا Linkwitz-Riley شناخته می‌‌شود. (برای اطلاع بیشتر در مورد انواع شیب فیلتر به مطالب مربوط به “crossovers”  در اینترنت یا منابع دیگر مراجعه کنید). فرکانسی که ماهیت یک فیلتر را نشان می‌‌دهد به طور معمول به مقدار 3dB  پایین تر از نقطه عملکرد خود تعیین می‌‌شود (یک فیلتر بالاگذر که در فرکانس 100 هرتز تنظیم شده است، در حقیقت 3dB  پایین تر از 100 هرتز است). فیلتر میان گذر (band pass) فقط به محدودة مشخصی از فرکانس‌ها اجازه عبور می‌‌دهد. این اثر را با استفاده همزمان از فیلترهای بالاگذر و پایین گذر نیز می‌‌توان ایجاد کرد. نتیجه به دست آمده از این ترکیب مشابه با تقویت فرکانس‌هایی است که باند میانی را تشکیل می‌‌دهند. فیلتر پس زننده (band reject filter)   محدوده‌ای از فرکانس‌ها را کاهش می‌‌دهد.  ترکیب دیگری از فیلترهای بالاگذر و پایین گذر وجود دارد که به آن اکولایزر شیبی (shelving equalizer) یا طاقچه‌ای می‌‌گوییم. (شکل 2).

شکل 2)

در این اکولایزر بجای آنکه افت یا تضعیف در مقدار مشخصی بر حسب dB/octave اتفاق افتد، در محدوده همواری از پاسخ فرکانس که دارای سطح (level)  ثابتی باشد، روی می‌‌دهد و در نتیجه شکلی را در نقشه پاسخ فرکانس خواهیم دید که همانند یک »طاقچه« است! برخلاف فیلترهای بالاگذر یا پایین گذر، با بیشتر اکولایزرهای طاقچه‌ای می‌‌توان هم تقویت و هم برش را روی سیگنال مورد نظر انجام داد. کنترل کننده‌های زیر و بم که در دستگاه‌های مصرفی وجود دارند به طور معمول اکولایزرهای طاقچه‌ای هستند که در آنها افزایش مقدار برش یا تقویت، اغلب در نقطه‌ای که اکولایزر شروع به اثرگذاری می‌‌کند، باعث تغییر فرکانس می‌‌شود. در بیشتر اکولایزرهای پیشرفته کاربر می‌‌تواند فرکانس، میزان برش و گاهی نرخ برش را برحسب dB/octave  انتخاب کند.

 

حتما ببینید

انتخاب و عملکرد پردازشگرهای سیگنال صوتی(بخش چهارم)

     در بخش سوم از این مجموعه، اکولایزرهای گرافیکی و پارامتری را معرفی کردیم (پردازشگرهای …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *