Opname tips

Digi taal

Een enkele keer spreek ik nog iemand die er van overtuigd is dat z'n geliefde platenspeler eindeloos klinkt.
Deze mensen zijn er zeker van dat 'al dat digitale gedoe' ons informatie onthoudt en dat alleen die wonderschone bakelieten schijven je teruggeven wat er ooit in de studio ingeperst is.
En om die woorden kracht bij te zetten wordt er vervolgens een 'specifieke' LP afgedraaid, die inderdaad keurig klinkt. Ook de LP-bakkers verstonden natuurlijk hun vak wel.
De digitale evenknie, de CD, blijkt vervolgens inderdaad minder te klinken en dat bevestigt hun hypothese, dat digitaal 'niets' is en nooit iets zal worden.

De techniek
Gedigitaliseerde muziek heeft aanvankelijk veel weerstand opgeroepen omdat digitaal ver van de mens af staat.
Wij zijn immers van huis uit analoog georiënteerd.
Bovendien waren we gewend aan het warme analoge geluid. Toch wordt het steeds duidelijker dat vooral het analoog bewaren van geluid (en beeld) een moeizaam proces is.
De vervelende neveneffecten van de LP en de bandrecorder zijn ons allemaal genoegzaam bekend.
Niet voor niets werken we met 'lapmiddelen' als compressor-limiters, equalizers en ruisreductiesystemen.

Digitaal
Ook digitaal opnemen is nog niet zaligmakend maar de vorderingen gaan in een razend tempo.
Hoe maak je nu een analoog geluid digitaal?
Als eerste komt een signaal in een Low-Passfilter. Hier wordt het geluid scherp begrensd omdat digitale apparatuur grenzen kent m.b.t. de bandbreedte. In een Sample&Hold module, onderdeel van de converter, worden extreem kleine samples genomen.
Bij een sample-rate van 48.000 kHz gebeurt dit 48.000 keer per seconde!
Elke sample wordt voorzien van een foutcorrectiecode, zodat, als er eens een bitje kwijtraakt, het systeem aan de hand van de foutcorrectiecode het oorspronkelijke signaal toch weer zo goed mogelijk kan reconstrueren.
Als dit gedaan is wordt de sample (meestal 16/24 bit) in een digitale codering (in enen en nullen dus) weggeschreven naar tape of disk.
Het afspelen gebeurt in de omgekeerde volgorde waarbij de DA-converter uit de digitale coderingen weer een analoog signaal opbouwt.
Het toverwoord bij digitalisatie is resolutie.
In een digitaal systeem is het uiteindelijk de converter die de kwaliteit bepaalt. Een 12 bit systeem zal een -voor onze oren- incompleet 'verarmt' beeld weergeven omdat onze oren beter en meer kunnen waarnemen dan een 12 bit systeem kan presteren.
Hier wordt ons dus daadwerkelijk hoorbare informatie onthouden. Bij een 8 bit systeem krijg je zelfs de indruk met een 'telefoongeluid' te maken te hebben.
Hier valt dus nog meer informatie weg. Onze oren, toch een nijver stukje huisvlijt, worden pas echt tevreden bij 16 of 24 bit samples ('woorden').
Het aantal bits bepaalt bovendien de dynamiek en ruwweg kun je stellen dat elke bit zo'n 6 dB dynamiek oplevert.
16 Bits systemen leveren dus maximaal 96 dB dynamiek op. En dat komt weer aardig overeen met wat onze oren kunnen waarnemen.

Digitalisatie
Wanneer je een analoog signaal wilt omzetten naar een digitaal signaal moet een keuze worden gemaakt voor het aantal stappen dat wordt gebruikt voor deze conversie. Vaak wordt de keuze begrensd door technische mogelijkheden. In andere gevallen is er misschien meer informatie, maar is het niet zo zinvol om ze vast te leggen. Als je kijkt naar bijvoorbeeld de CCD chip in een digitale fotocamera, dan begrenst de techniek het aantal grijstinten dat je kunt onderscheiden tot 256 niveaus. En het aantal beeldpunten is begrensd tot enige miljoenen.
Als je later een extreme vergroting wilt maken is het aantal beeldpunten natuurlijk een beperking, maar in de digitalisatie is de informatie tussen de beeldpunten verloren gegaan. Natuurlijk moet dit verlies gerelativeerd worden: ook een analoge film heeft, met zijn (soms fraaie) korrel een beperkte resolutie. In een CD wordt muziek opgeslagen als een serie van geluidsmonsters op een lineaire schaal van 65536 stappen (16 bits). Dit beperkt de dynamiek van het signaal (het sterkste signaal dat op een CD kan worden gezet relatief ten opzichte van het zwakst mogelijke signaal) tot een factor 65536. Dit kan voor extreme situaties een probleem opleveren.

Tijdsgewricht
Het jaar 2000 is riant verstreken en steeds meer onderdelen in het opnameproces van de hedendaagse studio ondergaan de digitale metamorfose.
Het zou ook tijd worden.
Elke fabrikant die nu nog enkel analoge recorders, of effectapparatuur zonder digitale optie uitbrengt, dient zich indringend af te vragen of zijn hoeveelheid snapvermogen nog voldoende is om de nieuwe eeuw recht in de ogen te kijken.

De al wat oudere Roland VS 880 laat zien dat voor weinig geld een geheel digitaal 'portadeck' te realiseren is.
Als je deze ontwikkelingen volgt valt op dat er steeds meer verschillende digitale opnameformaten op de markt komen. Zo is er nu HDrecording, MP3, DAT, CD, CDRec en MiniDisc.
Daar bovenop zijn er nog semiprofessionele systemen die werken met opslag op SVHS (ADATachtigen) en Hi8 (Tascam, Sony).
En de 'High End' studio gebruikt bij voorkeur de peperdure Dash-recorders. Een situatie die erg lijkt op de vroegere ontwikkelingen in de videoindustrie. Ook daar deed men zichzelf concurrentie aan door teveel systemen naast elkaar te zetten, o.a. VHS, S-VHS, Hi8, DV, mini-DV, en DVpro.

Communicatie
Al deze recorders werken in principe identiek, maar kennen een specifiek technisch (uitrustings)niveau en een daaraan gekoppelde wijze van data-opslag.
In een studio is het noodzakelijk dat het uitwisselen van deze digitale data (tussen bijvoorbeeld recorder, effectprocessor en/of sampler) eenvoudig te verwezenlijken is.
Er zijn twee platforms ontwikkeld, waarop deze communicatie plaats vindt.
Voor de consument en de semiprofessionele gebruiker is voor dataoverdracht de S/P-Dif norm ontwikkeld (Sony/Philips Digital InterFace, IEC 958 norm).
Via een optisch of coaxiaal kabeltje kunnen bits eenvoudig van eigenaar verwisselen.
In consumentenapparatuur is dat wisselen van eigenaar soms wat beperkt, want het SCMS (Serial Copy Management Systeem), de overbodige beveiliging tegen kopiëren, krijg je er bij deze interface gratis soms bij.
Voor de professionele omgeving kent S/P-Dif teveel beperkingen, daarom werd voor deze doelgroep de AES/EBU norm gecreëerd (Audio Engineering Society/European Broadcasting Union).
Aansluitingen vinden bij deze interface plaats via de degelijke XLRconnector, zijn symmetrisch (!), en hebben een hoger signaalniveau.
Er zijn ook recorders (zoals de Fostex D5 DAT-recorder) die voorzien in zowel een AES/EBU als S/P-Dif aansluiting. Handig als digitaal doorgeefluik.


Aansluitingen

Als je in een uitgebreide setup met mengtafel een hardiskrecordingkaart plaatst (zowel pci, usb2 en firewire) krijg je met een scala aan aansluitingen te maken. Als eerste de analoge in- en uitgangen. Als je een 4 sporen kaart hebt (plus 2x digitaal) trek je dus 4 kabels naar de ingang, en vier naar de uitgangen van je mengtafel.
Vervolgens gaan er digtale kabels (SP/Dif) naar de externe apparatuur, zoals een DAT, Adat of digitale mengtafel. Dat kan zijn een
- SP/Dif coaxiaal (2 kanalen) (de symmetrische pro-versie heet AES-EBU);
- SP/Dif optisch (glasvezel, ook wel Toslink, 2 kanalen);
- Adat lightpipe (dezelfde glasvezel, 8 kanalen ineens) voor alle adat-compatible apparatuur.

Maar, om digitale apparatuur goed samen te laten werken moet er ook één centrale 'klok' ingesteld worden. Je project staat immers op 44,1, 48 of 96 KHz (sampling rate). Daarvoor sluit je op alle betrokken digitale apparatuur de 'Worldclock' aan. Die kabel zorgt ervoor dat alle afzonderlijke, digitale apparaten als slave de klok van de master volgen (op bijvoorbeeld 96 Khz). Dat geeft je de mogelijkheid sample-nauwkeurig (phaselock) te verzenden of te syncen.
Als je tijdens het opnemen hinderlijke klikken/tikken hoort, mag je ervan uit gaan dat de klok niet juist staat ingesteld op één of meerdere apparaten.
En dan is er ook nog zoiets als 'synchronisatie'. Als je meerdere recorders of geluidskaarten hebt, en misschien ook nog een videodeck, wordt het een uitdaging om ze fatsoenlijk met elkaar te laten praten. Het wordt opgelost als in het echte leven; één apparaat wordt 'master' en de andere worden allemaal 'slave'. De master verstuurt SMPTE (een soort draaggolf met locatiegegevens en start-stopfuncties) en alle slaves reageren (meestal). Zo kan de hele setup 'in de maat lopen'.
Wil je vanaf je digitale mengtafel, videodeck of Adat je software/pc aansturen, dan gaat ook dat niet spontaan. SMPTE stuurt danwel locatiegegevens van het transport, maar de meeste pc's kunnen niet zomaar met SMPTE overweg. Die moet door een synchroniser eerst omgezet worden naar MTC (Midi Time Code), die wél via midi je pc en software kan bedienen.

Om een dergelijk set goed aan te sluiten ben je wel even bezig. De materie is complex en elk merk hanteert eigen wijsheden. Ook de software is een item, want niet alle software ondersteunt specifieke functies die moderne digitale apparatuur biedt!
Klik voor schema verbindingen.

Techniek
Digitaal is digitaal, wordt wel eens gezegd. Daar is op zich weinig tegen in te brengen.
Toch zal een goedkope (on-board) geluidskaart uiteraard kwalitatief mindere samples opleveren dan een professionele geluidskaart.
Dit verschil zit hem voornamelijk in de toegepaste techniek voor o.a. de converters, de eventuele datacompressie en het gebruikte type foutcorrectie. Digitale ruis en fasefouten kenmerken vaak de 'te goedkope kaart'.
Verfijningen zoals 24 (of meer) bit conversie en bitstream, waarbij de data gestructureerd de converter passeert, leveren eveneens hoorbare verbeteringen op.
Ergo, 16 bit, 20-20.000 Hz en 92 dB dynamiek kan bij verschillende apparaten wel degelijk anders klinken!

Analoog digitaal
Het grootste probleem voor puur digitaal geluid is dat er in de huidige studio's nog veelvuldig de analoge component aanwezig is waardoor vaak de digitale topkwaliteit naar het analoge niveau 'afzakt'.
Als een digitaal signaal door een DA of AD converter gaat, zoals bij een mengtafel of effectprocessor, treedt er per definitie enig verlies op.
Vooral de dynamiek en fasereinheid van het signaal leiden daaronder.
Een microfoon met een AD-converter en een strikt digitaal vervolgtraject (tot aan de monitor!) is de volgende fase in de verdere perfectionering van de geluidsstudio.