Catena del suono

Catena del suono

In un recording studio tra mixer, scheda audio, amplificazione e registrazione, il segnale audio compie un lungo percorso complesso da gestire.

E’ facile commettere errori nella fase di preamplificazione e ingresso nel mixer o nella scheda audio.

Vediamo, quindi:

  • Come distinguere i vari tipi di segnale
  • Applicare la corretta preamplificazione
  • Gestire i controlli del mixer come il Gain e il PFL
  • Come inviare correttamente il segnale alla scheda audio 
  • Valutare similitudini e differenze tra mixer hardware, mixer software, mixer della scheda audio e mixer del sequencer

Le diverse caratteristiche dei segnali audio

Gli strumenti musicali, e tutte le varie fonti sonore, non generano gli stessi segnali. I segnali che percorrono il cavo audio sono di tipo elettrico e dotati di caratteristiche variabili, come:

  • Intensità
  • Impedenza
  • Polarità

Ogni ingresso del mixer o della scheda audio è tarato in modo specifico per ricevere determinati segnali elettrici.

Quindi, è necessario conoscere i vari tipi di segnale, in maniera tale da decidere a quali connessioni indirizzarli per poi modificarli.

Segnali di linea e segnali microfonici

Ingressi microfonici e di linea del mixer

Ingressi microfonici e di linea del mixer

Una prima distinzione è quella tra segnali di linea e segnali microfonici.

I segnali di Linea sono di livello (o intensità) più alto dei segnali microfonici, quindi necessitano di una preamplificazione inferiore.

I segnali di linea sono generati da moduli sonori, tastiere, registratori, drum machine… per citare alcune apparecchiature.

I segnali microfonici sono a bassa intensità, quindi necessitano di una maggiore preamplificazione.

Ecco il motivo per cui i mixer hardware dispongono, su ogni canale, di un ingresso microfonico (dotato di connettore XLR), e un ingresso di linea (basato su connettore Jack).

Dei due, possiamo usarne solo uno: se viene inserito un Jack, automaticamente escludiamo l’ingresso microfonico, e viceversa.

Segnali e cavi, bilanciati e sbilanciati

Cavi Jack sbilanciati e bilanciati

Cavi Jack sbilanciati e bilanciati

Un’importante caratteristica del segnale è quella di poter essere bilanciato o sbilanciato.

Anche i cavi utilizzati, di conseguenza, avranno proprietà differenti distinguendosi anch’essi in: cavi sbilanciati e cavi bilanciati.

I cavi sbilanciati dispongono di un solo conduttore oltre a quello di massa, mentre quelli bilanciati dispongono di due conduttori oltre alla massa.

In termini pratici, la differenza sta nella qualità del segnale che trasportano.

I cavi sbilanciati, infatti, possono degradare il segnale in quanto soggetti a interferenze: è preferibile usare cavi bilanciati.

Il cavo bilanciato per eliminare i disturbi

Come appena detto sopra, la differenza tra un cavo sbilanciato e uno bilanciato sta nel segnale trasportato.

Il segnale che attraversa il cavo sbilanciato è quello rappresentato nell’immagine (A, un solo segnale su un solo conduttore)

Il segnale che attraversa il cavo bilanciato, invece, è diviso sui due conduttori, ma con fase opposta: ad un picco positivo dell’uno corrisponde un picco negativo dell’altro (B).

Catena del suono

L’eventuale presenza di un disturbo esterno (C), come il ronzio dovuto all’alimentazione elettrica, interferisce solo con il segnale nel cavo sbilanciato e si somma ad esso.

Tale somma darà come risultato il segnale rappresentato nell’immagine D.

Rumore

Il cavo bilanciato, invece, permette di eliminare il disturbo esterno.

Quest’ultimo è sommato ad entrambi i segnali (E), che essendo in controfase si sottraggono, eliminando tutte le componenti uguali (ossia il disturbo).

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Tirando le somme, i cavi sbilanciati oltre al segnale utile conducono anche elementi di disturbo esterni, mentre, quelli bilanciati mantengono solo il segnale originario.

Cos’è l’impedenza?

Alcuni segnali di linea hanno la caratteristica di non essere adatti né all’ingresso microfonico né a quello di linea e sono detti “ad alta impedenza” (Hi-Z).

L’impedenza, in parole povere, sta ad indicare la “difficoltà” che incontra il segnale audio nell’attraversare il cavo.

Gli ingressi di linea del mixer sono concepiti per accogliere segnali a bassa impedenza (come quelli delle tastiere).

I segnali Hi-Z, invece, sono quelli generati da chitarre e bassi elettrici.

A meno che il mixer non disponga di ingressi per segnali ad alta impedenza, è necessario utilizzare un adattatore d’impedenza.

La funzione di questo strumento è svolta da molti dispositivi (come i preamplificatori e i processori di segnale), ma se intendiamo inserire direttamente una chitarra o un basso nel mixer, allora abbiamo bisogno di una D.I. Box (Direct Inject Box), cioè “scatola per l’inserimento diretto” 

Una D.I. Box, oltre ad adattare l’impedenza, svolge anche l’utile funzione di convertire un segnale sbilanciato in bilanciato.

Spesso le D.I. Box hanno un pulsante PAD per facilitare la gestione di segnali ad intensità elevata.

Il controllo PAD

Può accadere che il segnale in ingresso sia di intensità troppo elevata e che non risulti possibile regolarlo con il Gain.

Alcuni modelli di mixer permettono di risolvere il problema con il controllo PAD.

Su ogni canale, vicino al controllo di Gain, in genere è presente questo pulsante, il quale interviene sul segnale in ingresso riducendone drasticamente l’intensità.

Il controllo, solitamente, agisce attenuando il segnale di circa 20 – 30 dB; tuttavia questi valori potrebbero variare in base al modello e marchio del mixer.

Cos’è il Gain d’ingresso del mixer

Gain Mixer Hardware
Il Gain (guadagno) del mixer hardware è un preamplificatore dell’ampiezza del segnale e lo si trova sotto forma di potenziometro su ogni canale del mixer, in prossimità degli ingressi.

Alcuni mixer riportano la dicitura Trim o Sens invece di Gain, ed è il primo circuito che il segnale incontra durante il suo percorso.

Il Gain ha la funzione di adattare l’ampiezza del segnale in maniera tale che sia trattato dal canale nel “miglior modo possibile”.

Un segnale di intensità troppo alta può saturare il canale, provocando un suono distorto; un segnale troppo basso necessita, invece, di una elevata amplificazione da parte dei circuiti successivi del mixer.

Tuttavia, in questo secondo caso, si amplificheranno anche tutti i rumori e, in particolare, il rumore di fondo tipico dei canali di ingresso del mixer.

Ecco il motivo per il quale il Gain va regolato con molta accuratezza.

Come evitare la distorsione

Il Fader è la slitta o cursore del volume presente su ogni canale del mixer.

Determina la percentuale del segnale da inviare alle uscite principali (master) del mixer, una volta preamplificato e modificato dai controlli del canale stesso.

È difficile regolare il Gain quando il fader del canale è attivo in quanto, in tal caso, l’effetto dei due controlli si somma.

Per ovviare a questo problema ci viene incontro la funzione PFL (Pre-Fader Listen) del mixer, ossia un interruttore che, se attivo, permette di ascoltare il segnale prima che questo venga influenzato dal fader.

Dopo aver selezionato il PFL è possibile inviare all’ingresso del canale il segnale da controllare.

Basta regolare il Gain in modo che sul VU-Meter (o sui Led luminosi) del mixer si legga 0 dB, solo per pochi istanti e in corrispondenza del livello più alto del segnale in ingresso.

In questo modo il segnale sarà sempre di intensità abbastanza alta ma mai in distorsione.

Il Gain della scheda audio

Le schede audio di ultima generazione hanno l’aspetto di veri e propri mixer e spesso integrano funzionalità per il mixaggio.

In generale, però, non tutte permettono di regolare il Gain d’ingresso, quindi è necessario ricorrere al mixer per preamplificare il segnale e poi inviarlo alla scheda audio.

A prescindere dal fatto che la periferica audio disponga o meno del controllo per il Gain, la soluzione migliore rimane quella di premplificare il segnale solo dal mixer e lasciare i controlli di guadagno sulla scheda al minimo (livello di Linea).

Così facendo, si evitano doppie preamplificazioni e i rischi di distorcere il segnale o di introdurre rumore di fondo.

Nel caso in cui la scheda audio disponga di controlli di Gain in ingresso, e stiamo inviandole il segnale direttamente, dobbiamo comportarci allo stesso modo appena visto per il mixer hardware, quindi: regolare il Gain in maniera tale che il VU-Meter (o Led luminosi) delle scheda indichi 0 dB solo per pochi istanti, ed in corrispondenza del livello più alto del segnale in ingresso.

Il Mixer software della scheda audio

Tutte le schede audio dispongono di un proprio mixer software, spesso chiamato anche pannello di controllo, il quale consente di attivare e disattivare gli ingressi e le uscite, gestire il routing diretto dei canali e regolarne il Trim.

Il Trim del mixer software è un controllo che opera una attenuazione del segnale in ingresso: si limita ad abbassare il livello del segnale e non a preamplificarlo.

E’ importante quindi non confonderlo con il Gain presente sulle apparecchiature hardware!

Tutti i controlli del mixer software lavorano nel dominio digitale, dopo che il segnale è stato convertito dalla scheda audio; per cui se il suono è arrivato troppo alto risulterà distorto; se è arrivato troppo basso risulterà “inficiato” dal rumore di fondo.

In entrambi i casi non vi è possibilità di correzione ed intervento.

Per tali motivi, bisogna assicurarsi sempre che i segnali giungano agli ingressi della scheda audio con un livello adeguato.

La funzionalità principale del mixer software è instradare il segnale per l’ascolto e la registrazione, ovvero il routing: funzionalità che consente, fra le altre cose, di realizzare il monitoring diretto degli ingressi  inviandoli a un’uscita ben precisa.

In questo modo è possibile monitorare i segnali in tempo reale bypassando il sequencer e, dunque, la latenza introdotta.

Il mixer del sequencer

Il mixer del sequencer, infine, assume una funzione simile a quella del mixer hardware ma a un livello completamente differente.

Fondamentalmente, il mixer del sequencer ha il compito di regolare i volumi delle singole tracce, in modo tale che ognuna abbia il giusto “peso” nel mixaggio finale.

Tuttavia, non è in grado di agire con una regolazione analoga a quella del Gain di un mixer hardware: gestire correttamente il rapporto segnale/rumore.

I fader del mixer del sequencer, in fine, servono solo a regolare i volumi delle tracce, evitando che l’uscita principale vada in distorsione.