จากสัญญาณเสียงในระบบ digital มาเป็น analog ต้องผ่าน DAC (digital to analog converter) ค่า max level ในระบบ digital คือ 0dBFS ก็จะถูก decode แปลงเป็น สัญญาณไฟฟ้าในระบบ analog ผ่าน Op-amp โดยที่ 0dBFS จะสอดคล้องกับค่า max level output ของ analog interface ของอุปกรณ์นั้นๆ เช่น 24dBu ใน digital mixer 18dbu ใน audio interface และ 6dBV ในอุปกรณ์เครื่องเล่นไฟล์/CD/โทรศัพท์
ดังนั้น digital to analog transmission ในกรณี เชื่อมต่ออุปกรณ์ที่เป็นคอมพิวเตอร์ (eXtreme) ผ่าน DAC หรือ ซาวด์การ์ด แล้วแยก line มาเข้า mixer ระดับความแรงของสัญญาณจะเป็น line level ช่องเสียบก็ควรเสียบให้เหมาะสมกับ gain stage ของระดับสัญญาณและ I/O impedance ตามที่ผมเคยได้อธิบายในกระทู้ก่อนหน้านี้ไปแล้ว
ในส่วนของ mixer gain structure เราควร balance gain output ของ mixer ให้อยู่ใน Head Room (Peak Room) คือตั้งแต่ 0VU-20VU(clip level)(+4dBu - +24dBu) เพื่อที่จะเตรียมตัวไปขยายใน Amplifier stage
องค์ประกอบของสัญญาณเสียง จะประกอบด้วย2ส่วนคือ RMS และ Peak level
RMS level จะสัมพันธ์กับ “ระดับความดัง”หรือ Loudness
Peak level จะสัมพันธ์กับ ระดับของสัญญาณชั่วขณะ
สังเกตรูป ข้างบน ระดับของสัญญาณเส้นสีฟ้าคือ RMS level จะอยู่ใกล้ๆกับ 4dBu ส่วน peak level ก็จะแกว่งขึ้นลงใน Peak Room มากกว่า 4dBu
สำหระดับความแตกต่างระหว่าง Peak กับ RMS level ของสัญญาณ เราเรียกว่า Crest Factor(CF) พูดง่ายๆคือ เอาค่า peak มาลบกับค่า RMS ของสัญญาณก็จะได้ค่า CF
ยกตัวอย่าง CF ของสัญญาณแบบต่างๆเช่น
Square wave = 0dB
Sine wave = 3dB
IEC/AES noise (pink noiseที่ใช้ทดสอบ power test หากำลัง Watt ของลำโพง) = 6dB
Pink noise (สำหรับจูนระบบเสียงซึ่งจะมีใน noise generator ของ digital mixer ทั่วไป) = 12dB
Music program (สัญญาณของเสียงเพลงต่างๆ) = 10-20dB
ประเด็นที่หลายคนชอบถกเถียงกันในวงการเครื่องเสียงบ้านเราเรื่อง gain ที่ meter เท่ากันแต่ทำไม เปิดเพลงกับเล่นดนตรีสด ระดับความดังถึงไม่เท่ากัน ซึ่งประเด็นนี้ก็เกี่ยวข้องกับ CF เพลงที่ผ่านการ mastering จะมี RMS level ต่างจาก peak level น้อย ค่า CF อาจจะประมาณ 10dB เนื่องจากกระบวนการ mastering จะผ่านการบีบอัดสัญญาณโดยใช้ Compressor + Maximizer เป็นที่เรียบร้อย ซึ่งอาจแตกต่างกับ การ mix เสียงในงานแสดงสดที่อาจทำให้ CF 10-20dB ระดับความดังจึงแตกต่างกันตามทักษะของผู้ควบคุมเสียง
Meter ของ mixer ของเรามีการแสดงผลไม่เหมือนกัน การอ่านค่าระดับสัญญาณที่เราเห็นจาก meter แต่ละแบบต้องอาศัยความเข้าใจสิ่งที่ meter แต่ละแบบแสดงผล
VU meter แบบเข็ม จะแสดงผลค่า RMS level ซึ่งสัมพันธ์กับระดับความดังหรือ loudness
LED meter ใน Analog mixer เรียกว่า Peak program meter (PPM) จะแสดงผลค่า peak level ของสัญญาณแต่อาจแสดงผลได้ไม่ดีนัก
True PPM เป็น meterที่แสดงค่า peak level ของสัญญาณได้อย่างแม่นยำ มักพบใน Digital mixer หรือใน software/ plugins ในคอมพิวเตอร์
ยกตัวอย่างเช่น การที่เราเห็น peak level ของสัญญาณของเสียงเพลงอยู่ที่ -20dBFS(4dBu) ใน true PPM ของดิจิตอลมิกเซอร์นั้น ค่า RMS level ของสัญญาณก็อาจอยู่ที่ระดับ -30 ถึง -40 dBFS เพราะ music program CF=10ถึง20dB
และถ้าเราเห็น peak level ที่ -6dBFS ระดับสัญญาณ RMS ก็จะอยู่ที่ -2 ถึง 8dBu (-26 ถึง -16dBFS
ดังนั้นเวลาที่เรา mix เสียงใน mixer ระดับของ gain ควรจะอยู่ตั้งแต่ 0-20VUหรือ -20ถึง 0dBFS โดยที่ไม่เกิด clip(distortion)
เมื่อเราใช้ช่องเสียงหลายช่องที่ input channel ที่ main output สัญญาณก็จะรวมกัน นะดับสัญญาณที่เกิดจากการรวมกันที่ output เราเรียกว่า Summing Bus คิดคร่าวๆจากจำนวน input chanel ได้คือ 10log(Number Of Channel) ถ้าเรา mix 4 ช่อง ตามภาพตัวอย่าง จะได้ 10log4 = 6dB กล่าวคือ เมื่อเราใช้ช่องเสียงทั้งหมด 4 ช่อง สัญญาณ output ที่ main จะเพิ่มขึ้น 6dB ถ้าเราจะเผื่อสัญญาณที่ input channel ไม่ให้ clip เราต้องเผื่อไว้อย่างน้อย -6dBFS ในแต่ละ channel เพื่อไม่ให้ clip
ดังนั้นถ้าเราแยก line eXtreme มาเข้า mixer สัก 32 ch นอกจากที่เราจะเปิด volume 100%ใน คอมพิวเตอร์เพื่อลด noise แล้ว เราต้องมา trim gain ไม่ให้ clip เผื่อ summing bus = -10log32= -15dBFS เป็นอย่างน้อยในแต่ละ channel
ในทางปฏิบัติง่ายๆคือ แยก line แต่ละ channel ควรมีระดับ peak level ที่ -20dBFS หรือ 4dBu เพื่อเป็นการเผื่อ Peak room ของสัญญาณ summing bus ไม่ให้ clip และเราจะได้ RMS ของสัญญาณ ที่ 4-14 dBu
สำหรับ การแยกไลน์ eXtreme แบบ digital to digital transmission เช่น แยก line ไม่ว่าจะเป็นแบบผ่าน USB stream ของ QU, SQ, X32, M32 หรือ audio interfaceที่เป็น Optical ADAT, AES3, S/PDIF หรือแบบ AoEเช่น Dante network ข้อดีของการส่งสัญญาณแบบ digital ในแง่ของ gain structue คือ clip point ของแต่ละอุปกรณ์ จะ Match กันหมด กล่าวคือ ที่ 0dBFS ทุกอุปกรณ์จะ clip พร้อมกันหมด เป็นการ matching gain structure ของระบบโดยอัตโนมัติ ส่วน Dynamic range ของระบบ จะขึ้นกับอุปกรณ์ที่มี bits depth น้อยที่สุด
ดังนั้นเมื่อเราแยก line ผ่านระบบ digital ในแต่ละ channel ควร trim digital gain ให้ระดับ peak level ของสัญญาณ อยู่ที่ -20dBFS เป็นการเผื่อ Head Room
ขั้นตอนสุดท้ายของ การจัดการ System gain structure คือ Power Amp ซื่องจะเป็นปราการด่านสุดท้ายก่อนที่สัญญาณจะถูกส่งต่อไปถึงลำโพง
Amplifier ทำหน้าที่ขยายสัญญาณ
สัญญาณที่มี noise มันก็จะขยาย noise ให้
Gain ที่ไม่ถึง line level จาก mixer จะมี SNR ต่ำ จะเกิด noise ได้มากกว่า gain ที่สูง
แนวคิดสำหรับการจัดการ volume ของ power amp ง่ายๆคือ ให้คิดเสียว่ามันคือ volume ของโทรทัศน์ เราคงไม่เร่งจนสุด แต่ควรเร่งแต่พอดีฟัง
เพราะสัญญาณจากห้องส่งนั้นได้ระดับที่เหมาะสมแล้ว เราเพียงใช้ Volume ของโทรทัศน์ขยายสัญญาณเท่านั้นเอง เมื่อเปรียบเทียบระหว่าง mixer power amp ก็หลักการเดียวกัน สัญญาณจาก mixer ต้องได้ระดับที่ดีก่อน จึงจะนำไปขยาย
https://vimeo.com/rane/5minutegainstructureSent from my iPhone using Tapatalk