Forskning inom signalhantering

De två viktigaste faktorerna som gör att olika musikinstrument och andra ljudkällor låter som de gör är övertonsspektra och transienter (styrkevariationer). Särskilt under själva attacken, som vanligen utgörs av en transient med stor dynamik, brukar det finnas ett stort antal övertoner som sträcker sig högt i frekvens. Under denna attack, som utgör en ringa del av ljudets utsträckning i tiden, finns den viktigaste informationen vi människor fokuserar på då vi lyssnar. Detta psykoakustiska faktum (psykoakustik – läran om hur människor tolkar ljud) gäller vare sig vi är medvetna om det eller inte. Vid varje ögonblick av attackens amplitudvariationer ändrar sig vanligen frekvensspektret. För att kunna spela in och spela upp detta förlopp räcker det inte med att utrustningen är statiskt linjär och har rak tonkurva vid några olika mätnivåer. Dessutom krävs att den är helt oberoende av tidsrelationer och amplitudvariationer så att hur snabba förlopp som helst kan återges oberoende av såväl frekvenssammansättning som hur frekvenssammansättningen varierar i tiden. Därmed måste den även vara faskorrekt.

 

Dynamisk linjäritet

Utrustning kan alltså vara mätmässigt linjär vid statisk linjäritetsmätning då en sinuston med en viss frekvens ökas och minskas i styrka, utan att för den skull vara dynamiskt linjär. För att testa den dynamiska linjäriteten krävs testsignaler med extrema transienter med snabba amplitudvariationer och bredbandig energi. Dynamisk olinjäritet finns i många ljudapparater oavsett pris såväl när det gäller hi-fi-apparater som professionell elektronik.

 

Linear Transient Response – LTR

På Studio Blue har vi tagit fram en objektiv prestandanorm för dynamisk linjäritet: Linear Transient Response, LTR. Det betyder ”linjär transientåtergivning” och syftar på korrekt signalhantering oberoende av frekvens, amplitud, fas och tid inom apparatens arbetsområde. Verifierbar utrustning är dels alla slags ljudapparater som mixerbord, förförstärkare, analoga och digitala bandspelare, A/D-omvandlare och D/A-omvandlare och så vidare, men även kablar och kontakter vid olika elektrisk belastning samt hela inspelningskedjor från mikrofonförstärkare till färdig CD.

 

Hela inspelningskedjan på Studio Blue – från ljudkälla till färdigt fonogram – uppfyller prestandanormen LTR! Därmed ger vi dig tillgång både till den akustiska verkligheten och till fantasins inspirerande mångfald. Akustisk musik kan låta illusorisk, rockmusik kan låta häftigare med mer tryck, syntmusik kan låta tyngre med bastrumman som ett knytnävsslag i magen. Prestandabegränsning och kunskapsbrist behöver inte längre förvränga ditt musikaliska uttryck och likrikta ljudet på din musikproduktion. Med LTR blir det i stället upp till dig, din fantasi och kreattivitet.

 

LTR-verifiering sker bland annat genom att en speciell, extremt svåråtergiven, bredbandig transient spelas upp under psykoakustiskt anpassade lyssningsjämförelser. Testobjektet placeras i en inkopplingsbar respektive urkopplingsbar slinga i en ljudkedja. Kalibrerade nivåer med en noggrannhet om minst 0,05 decibel krävs.

 

Passiva elbasar

Passiva elbasar och elgitarrer har utimepdanser om tusentals ohm. Det innebär att den signal mikrofonen fångat ifrån den vibrerande strängen vanligen förändras innan den kommer fran till instrumentets utgång. Internt kablage, omkopplare och potentiometrar kan lasta ned mikrofonen så att utsignalen blir mätbart och hörbart förändrad. I signalteknisk mening är denna förändring en förvrängning på grund av den olinjäritet som framför allt strömbegränsningen genom nedlastningen medför.

 

När signalen väl kommit ut från instrumentet kommer nästa problem: ansluten kabel lastar elektriskt ned mikrofonen med ytterligare förvrängning som resultat. Därefter ska signalen vidare in i en förstärkare som i många fall utgör en alltför svår elektriskt belastning.

 

Kombinationen av den höga drivimpedansen från instrumentets mikrofon, det interna kablaget inklusive omkopplare och potentiometrar, ansluten kabel från instrument till nästföljande ingång, ingångsförstärkarens belastningsimpedans och övriga egenskaper, brukar yttra sig som en ljudmässig skillnadsutjämning.

 

Denna skillnadsutjämning likriktar sounden från olika instrument så att skillnaden mellan exempelvis en Gibsonbas och en Fenderbas blir mindre. Skillnadsutjämningen minskar också musikerns möjlighet till musikaliskt uttryck eftersom det blir mindre skillnad mellan olika artikulation och olika sätt att frasera och betona.

 

Det är upp till varje musiker, ljudtekniker och producent att subjektivt bedöma hur sound och ljud låter. Det som upplevs låta bra är också bra. Samtidigt är det svårt eller omöjligt att veta om det skulle kunna låta ännu bättre om man inte känner till hur detta fungerar signaltekniskt och vilket ljud och vilka uttrycksmöjligheter man kan få om man löser problemen.

 

Instrumentet

Instrumentet kan modifieras mer eller mindre omfattande för att underlätta för mikrofonen att driva signalen vidare ut från instrumentutgången och sedan vidare.

 

Finns inget behov av att kunna koppla om mellan olika mikrofoner eller att blanda signaler på olika sätt kan omkopplaren tas bort.

 

Finns inget behov av att musikern ska kunna reglera volymen när det spelas kan även volympotentiometern tas bort.

 

Det interna kablaget kan bytas ut mot extremt lågkapacitivt kablage. Jordanslutningen kan bytas ut mot en kabel med minimal resistans, i praktiken en kabel med så tjock diameter som får plats.

 

Finns inget behov av att kunna använda olika långa kablar kan en extremt lågkapacitiv kabel lödas direkt på mikrofonen eller lödas ihop med den befintliga kabeln så nära mikrofonen som möjligt. Den kan då förslagsvis träs in i kvarttumstelehonan på instrumentet.

 

Behövs olika långa kablar och därmed en chassihona i instrumentet bör monokontakten bytas ut mot en stereokontakt. Stereohonans topp är signalledare och ansluts som vanligt. Stereohonans ring ansluts däremot till jord. När man sedan kopplar in kabelns monotelepropp kommer chassihonans metalltunga som avser att pressa emot ringen i stället att trycka emot jorden eftersom ringen saknas och jorden går längre fram emot spetsen på kontakten. Därmed förbättras jordkontakten och risken för skrapljud och ljudförsämring till följd av högre jordresistans minskar.

 

Den som vill ha flera instrumentmikrofoner men inte behöver kunna mixa emellan dem under spelandet kan ansluta en utgång för respektive mikrofon. Därmed kan man mixa mellan mikrofonerna i efterhand i samband med slutmixningen under en inspelning.

 

Kabeln

Signalkabel av typen mini RG62 eller annan liknande uppbyggd kabel med en eller få kardeler och extremt låg kapacitans bör användas. En längre kabel ökar kapacitansen och belastar mikrofonen mer. Ju kortare kabel desto bättre. Realistiskt för att kunna spela i studio är förslagsvis omkring en meter men det är upp till varje musiker att avgöra hur kort kabel som fungerar utan att inspirationen minskar genom begränsad rörelsefrihet.

 

Mottagande linjeförstärkare

Mottagande förstärkare har alltså en viktig uppgift när det gäller att inte lasta ned den känsliga signalen från instrumentets mikrofon. Det är därför lämpligt att ansluta en linjär linjeförstärkare med hög och gärna valbar belastningsimpedans för att minimera risken för att instrumentljudet förvrängs.

 

Detta gäller även om man vill dista eller på annat sätt färga soundet senare i signalkedjan.

 

Omkring år 2000 utvecklades på Studio Blue en spjutspetskonstruktion för att optimera önskvärda egenskaper för denna uppgift: Studio Blue Preamp! Konstruktionen blev möjlig efter omfattande laborationer i samarbete mellan tre basister, två gitarrister och tre elektronikkonstruktörer. Konstruktionen togs fram för att vi inte lyckades hitta någon liknande förstärkare eller linebox på marknaden som matchade våra anspråk.

 

Många basister och gitarrister har sedan dess spelat igenom förstärkaren och efterfrågat möjligheten att själva köpa en. Därför har vi tagit fram ett antal exemplar för att sälja. Dock har endast ett fåtal apparater handbyggts. Därför måste man föranmäla sitt intresse för att få chans att köpa en. Vi överväger dock en produktifiering i lite större skala och undersöker vilka möjligheter som finns.