Найти в Дзене
V_A_N

Pro … звуковые карты [для оцифровок и измерений]

Звуковуха звуковухе рознь! И речь даже не о дорогущих мега профи. Саунд карта, встроенная в средненькую материнку десктопа, может оказаться вполне пригодной для измерений параметров лент аудио кассет. Для оцифровок музыки сложнее – тут много подводных камней. Впрочем, для винила даже проще, т.к. искажения звука у оного громадные, да и шелест трения иглы все шумы маскирует. В «виндах» (OS Windows) ранее многие звуковухи (точнее, драйверы) грешили пропуском блоков входящих потоков или самовольной передискретизацией с понижением де-факто рабочей полосы частот до 24 кГц. Где-то после 2010 года с доведением до ума 7-ки (ядро с вкраплениями ОС мягкого реального времени) и наведением порядка с аудио драйверами, большая часть проблем канула в лету. Кстати, в операционках от Эппл изначально со звуком всё было чики-чики, из-за чего музыканты и звукрежи предпочитали Маки. Тем не менее, первое, на что следует проверить звуковуху (особенно ноутбука), это на пропуск блоков при оцифровке с частотами

Звуковуха звуковухе рознь! И речь даже не о дорогущих мега профи. Саунд карта, встроенная в средненькую материнку десктопа, может оказаться вполне пригодной для измерений параметров лент аудио кассет. Для оцифровок музыки сложнее – тут много подводных камней. Впрочем, для винила даже проще, т.к. искажения звука у оного громадные, да и шелест трения иглы все шумы маскирует.

В «виндах» (OS Windows) ранее многие звуковухи (точнее, драйверы) грешили пропуском блоков входящих потоков или самовольной передискретизацией с понижением де-факто рабочей полосы частот до 24 кГц. Где-то после 2010 года с доведением до ума 7-ки (ядро с вкраплениями ОС мягкого реального времени) и наведением порядка с аудио драйверами, большая часть проблем канула в лету. Кстати, в операционках от Эппл изначально со звуком всё было чики-чики, из-за чего музыканты и звукрежи предпочитали Маки.

сверка АЧХ по белому шуму: выше 20 кГц вмешался цифровой (программный) фильтр
сверка АЧХ по белому шуму: выше 20 кГц вмешался цифровой (программный) фильтр

Тем не менее, первое, на что следует проверить звуковуху (особенно ноутбука), это на пропуск блоков при оцифровке с частотами дискретизации выше 48 кГц. Для этого следует записать в любом путном аудио редакторе непрерывный сигнал с чистым тоном, например, 1 кГц с аудио выхода того же смартфона, длительностью порядка нескольких минут при типичной и пиковой загрузке процессора и памяти компа с проверяемой звуковой картой. Прослушав в наушниках заикания-треск на стыке потерянных блоков выявите без труда.

Вторым обязательным шагом надо выявить, на каких уровнях карта начинает клиппировать (зашкаливать как по входу, так и по выходу), соединив её фронтальный выход с линейным входом. В современных ноутбуках у звуковух линейный вход отсутствует (иногда встречается совмещенный с микрофонным), а линейный выход представлен выходом на наушники, т.е. через операционный усилитель, заточенный на 32 Ом (иногда имеется переключение на линейный в расширенных настройках звука).

На практике для начала выставляем в микшере звуковухи фейдеры виртуальных и физических выходов на 50% (связанных), благо соотношение сигнал шум позволяет иметь запас.

-2

При этом фейдер линейного входа выставляем на 100%.

-3

С любой программы виртуального генератора подаем 1 кГц с внутренним уровнем 100%.

прога генератора, сделанная в LabView
прога генератора, сделанная в LabView

Скорее всего, физический выход карты (после ЦАПа и операционного усилителя) уже будет клиппировать, плодя ряд кратных гармоник (в противном случае просто поднимаем фейдер выхода на появления клиппирования):

клиппирование в цифре даёт обрезание макушек сигнала и тучу паразитных гармомик
клиппирование в цифре даёт обрезание макушек сигнала и тучу паразитных гармомик

Уменьшаем уровень генератора сигнала до исчезновения гармоник:

-6
красным - было, жёлтым - стало
красным - было, жёлтым - стало

Как правило, достаточно снизить уровень выхода лишь чуть-чуть, на 3-7%.

Можно поступить несколько иначе, суть та же. С любой программы генератора подать 1 кГц с собственным уровнем 100% при фиксированном положении фейдера в микшере 50%. Далее постепенно опуская ползунок выхода звука в генераторе и глядя на спектр в редакторе, фиксируем положение, когда вылезают гармоники.

Если же уровень выхода выставить на 100%, то уровень входа придётся снизить до 25-30%:

-8

В зависимости от модели аудио карты возможны варианты соотношения оптимальных уровней входов и выходов, но клиппировать начинает всегда выход, поскольку «вкачивает» сигнал. Что касается линейного входа, то на карте без косяков при подаче сигнала с устройства, имеющего унифицированный по громкости выход, клиппинга-перегруза нет.

В любом случае необходимо не допускать клиппирования, стараясь работать на максимально допустимых уровнях. Например, выставив в настройках звука уровень выхода в 80%, тем самым обеспечив запас не перегружения входа с выставленным уровнем в 100%.

выход на 80% (в 10-ке)
выход на 80% (в 10-ке)

Третьим обязательным шагом следует выяснить наводки, внимательно слушая через наушники и выкрутив все фейдеры-ползунки на макс, и послушать фоновые шумы, не воспроизводя ни каких сигналов и отключив системные звуки. Если работа жесткого диска и тп проникает в звук в виде посторонних шумов (по причине плохой разводки аналоговых цепей от цифровых), то такая звуковуха ни для чего серьезного не годится.

Редко, но еще иногда на старых картах встречается дисбаланс каналов по уровню, который следует скорректировать в настройках звука. Иначе измерения пойдут вкось.

Не забудьте отрубить в расширенных настройках все примочки (якобы улучшалки) с цифровой обработкой звука на лету!

-10

В том числе 3D :

-11

Формат аудио потоков лучше выставить вручную ("свойства"):

для входа
для входа
и для выхода саунд карты
и для выхода саунд карты

Встроенная звуковуха, как правило, имеет выход с пиковым значением около 1.4 В (эффективное ~1 В), а вход 1 В пиковых. Профи саунд карты на входе ориентировочно до 3 Вольт, т.е. 6 вольт пик-пик. Модули DAQ ввода – до 10 Вольт пиковых. Некоторые современные бытовые цифровые проигрыватели (DVD, BD) на аналоговом выходе лупят до 2.7 вольт, то есть с ними встроенная звуковуха жёстко склиппирует. Деки обычно выдают до 500 мВ RMS (~0.7 В пиковых), но встречаются модели и до 750 мВ RMS (1 В пиковых) с регулируемым линейным выходом.

Обычный мультиметр на высокочастотных сигналах даст слишком большую погрешность. Мультиметры TRUE RMS, измеряющие без дураков, кусаются по цене. Добавление на вход шунта в 47 кОм желательно, но не обязательно (зависит от параметров выхода аналогового устройства).

Совершенно не обязательно тратиться на внешние (USB) саунд карты. Например, "кодек" RealTek ALC892, встроенный в материнку Gigabyte GA-H81M-HD3 (2013) вкупе с БП без импульсных наводок, оказался весьма подходящим для измерений параметров кассетных дек, катушечных магнитофонов и прочих ретро устройств.

Для оцифровок звука выставление уровня выхода аудио карты не актуально, зато с уровнями линейного входа придётся крепко повозиться. Записывать сигнал следует с максимальным уровнем, при котором не возникает клиппирование в течение всего оцифровываемого музыкального материала, например, альбома. Для этого сначала приходится проверять оцифровку на самых громких участках, выискивая их прокруткой по аудио файлам в случае цифрового источника, или же последовательным воспроизведением всего содержимого аналогового носителя источника звука. Между прочим, на виниле самые громкие участки достаточно хорошо видны визуально (при соответствующем навыке) по плотности канавок. Ленту-кассету в качестве источника звука либо надо хорошо знать по записанному музыкальному материалу, либо выискивать на ней пиковую громкость перемоткой-воспроизведением, либо в самом крайнем случае запасаться уровнем по входу.

Занижение уровня записи крадёт "градус", то бишь, смак звука!!!

Лезть выше 24 бит 96 кГц при оцифровке не имеет смысла. Тем более не на профессиональном оборудовании. С пресловутым DSD в любой его вариации то же лучше не связываться (любое исправление в аудио файле - конвертация в классический PCM и обратно).

Прежде чем оцифровывать винил, разумно с помощью тестовой пластинки убедиться, что вертак в совокупности с фоно-корректором выдает линейную АЧХ, а игла корректно огибает канавку. Ориентироваться только на свой слух чревато: оцифровка наверняка не пройдёт испытания временем.

PS

Не забудьте запастись добротными шнурами 2RCA (тюльпаны) - стерео мини-джек.

=====