Registrazione multitraccia
Coordinatore del Laboratorio Musicale: Prof: Gennaro  Vespoli (Facebook)

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Per anni e anni i tecnici del suono e gli appassionati hanno realizzato le loro registrazioni con l'ausilio del nastro magnetico. Dai grandi registratori a bobina, giù giù fino ai piccoli mangianastri portatili dotati di tasto "Rec", tutto il mondo della registrazione audio ruotava attorno al nastro magnetico.
Ci ha pensato la cosiddetta "rivoluzione digitale" a modificare questo stato di cose: pian piano si sono fatti avanti i primi sistemi di Hard Disk Recording, i cosiddetti DAW (Digital Audio Workstation). Questi sistemi avevano una memoria limitata ma consentivano di registrare un certo numero di tracce convertite in digitale su un hard Disk interno, e di inviare il missaggio di queste tracce ad un'apparecchiatura esterna (un DAT, ad esempio).
I DAW erano caratterizzati da una certa somiglianza con un mixer tradizionale: un certo numero di ingressi analogici, uscite analogiche (e spesso anche digitali), gain, fader di volume, a volte una sezione equalizzazione, oltre ad un certo numero di funzioni di registrazione.
Un esempio di DAW molto utilizzato alla sua uscita è il Fostex DMT-8, distribuito nel 1995: una macchina che oggi può apparire estremamente limitata, ma che allora aprì le porte della registrazione digitale multitraccia ad una generazione di appassionati.

 


Un enorme sviluppo alla diffusione ed alla potenza dell'Hard Disk recording è venuto però dal mondo dei personal computer.
Con enormi difficoltà iniziali, infatti, gli appassionati che disponevano di un pc cominciarono ad utilizzare le allora limitate possibilità offerte dalle loro macchine, ed avvantaggiandosi dello sviluppo che via via portava ad Hard Disk più capienti, a processori più veloci, a sistemi sempre più affidabili e meno soggetti a crash improvvisi, sono riusciti infine ad approdare alla situazione di oggi, nella quale l'Hard Disk recording domestico non è più un sogno lontano ma una realtà decisamente affermata, alla portata di (quasi) tutte le tasche ed implementabile in qualsiasi computer di ultima generazione di medio prezzo, Mac o Windows o Linux che sia.


La scheda audio


Un elemento del quale è impossibile fare a meno per realizzare registrazioni in digitale con il proprio computer è la cosiddetta "scheda audio" o più correttamente "interfaccia audio".
La scheda audio è infatti quell'interfaccia che consente al pc di acquisire e riprodurre dati audio, tramite una serie più o meno nutrita di connessioni. L'interfaccia può essere interna al pc o anche esterna, come vedremo più avanti.
La scheda audio realizza la conversione analogico/digitale dei dati in ingresso (A/D) e quella digitale/analogica dei dati in uscita (D/A). E' necessario dunque che la scheda audio sia dotata di convertitori, e che questi convertitori siano di buona qualità. Questo è stato per lungo tempo il punto debole delle schede audio di fascia medio-bassa, ma oggi le cose vanno migliorando, sebbene siano ancora percepibili le differenze tra prodotti economici e prodotti professionali.

 


Le schede audio si distinguono per una serie di caratteristiche che le rendono estremamente differenti l'una dall'altra, e quindi adatte ad esigenze diverse. Si passa infatti, a parità di qualità e di marca, da schede di minore prezzo a schede di prezzo molto più elevato, a seconda delle caratteristiche offerte.
Tra queste caratteristiche possiamo individuare il numero e la tipologia di connessioni offerte, il tipo di interfacciamento al pc, i drivre disponibili e la relativa compatibilità con diversi software, altre caratteristiche quali la frequenza di campionamento, la quantizzazione etc.

 



Le connessioni


Le connessioni disponibili su una scheda possono variare di molto per numero e per tipologia, e i tipi di coonessioni sono ormai tali e tanti da poter ingenerare facilmente confusione a chi si avvicina da profano alla scelta di una scheda audio per il proprio computer.
Distinguiamo allora innanzi tutto tra connessioni analogiche e connessioni digitali.
Le connessioni analogiche sono quelle, per così dire, tradizionali: agli ingressi andranno collegate le uscite di tastiere, registratori, chitarre, bassi, processori di vario tipo; alle uscite analogiche andranno collegati sistemi di registrazione o l'impianto di diffusione.
Gli ingressi digitali hanno la funzione di ricevere segnale da apparecchiature cjh egestiscono il segnale in digitale: in questo caso sarebbe inutile e controproducente utilizzare la connessione analogica, in quanto il segnale verrebbe prima convertito in analogico dall'apparecchiatura esterna e poi riconvertito in digitale dalla scheda audio. Esempi di apparecchiature che possono essere connesse in digitale sono i DAT, gli A-DAT, i lettori CD, molti processori di segnale (come ad esempio gli amp-simulator), alcuni sintetizzatori o expander. Le uscite digitali sono utili nel caso simile, ma a parti invertite, in cui si voglia inviare un segnale dal pc ad una apparecchiatura anch'essa digitale: anche in questo caso potrebbe trattarsi di un registratore DAT o ADAT, ad esempio.

Vediamo quali sono i possibili formati dei connettori analogici e digitali.

Il Jack

Il jack è il più comune tipo di connettore analogico. Detto anche "connettore a banana" in una vecchia e ormai sorpassata terminologia, il Jack ha due formati possibili dal punto di vista della dimensione, e altri due formati dal punto di vista, per così dire, qualitativo.
Dal punto di vista delle dimensioni esistono due formati Jack: il più grande è il Jack da 1/4" (un quarto di pollice) o da 6,3 mm. Questo è il formato standard professionale. Esiste però anche un formato più piccolo, che è quello comune delle uscite dei walkman: il Jack da 1/8" (un ottavo di pollice) o da 3,5 mm. Questo jack a volte viene anche detto semplicemente "mini-jack". Tolte le dimensioni, i due tipi di Jack hanno identica struttura e funzionamento.

 


Dal punto di vista qualitativo i Jack si suddividono in bilanciati e sbilanciati, spesso anche detti stereo o mono.
Le due denominazioni hanno significati diversi, e si usano in contesti diversi pur indicando in modo inequivocabile gli stessi tipi di Jack.
Il Jack bilanciato dispone di due connettori oltre alla massa: il Tip (punta) e il Ring (anello). La denominazione di "bilanciato" deriva dal fatto che questo tipo di Jack è idoneo al trasporto di una linea bilanciata. In una linea bilanciata i due conduttori hanno potenziale identico ma polarità opposta: ciò consente di ridurre le interferenze ed i rumori sulla linea. Infatti, una eventuale interferenza che si producesse in un cavo bilanciato, giungerebbe a destinazione in due copie identiche, una per ogni connettore; ma essendo la polarità dei conduttori opposta, la fase dei due segnali sarebbe opposta, e quindi sommando i due segnali il disturbo verrebbe cancellato, lasciando invece intatto il segnale significativo.
 


Disponendo di due connettori, il Jack bilanciato è idoneo anche alla trasmissione di segnali stereo, come nel caso delle cuffie monitor. In questo caso, però, entrami i segnali viaggiano sbilanciati e quindi soggetti ad interferenze!
La terminologia corretta, dunque, vorrebbe che in quesl caso si parlasse di segnale (e connettore) stereo sbilanciato. Nella pratica si fa una certa confusione su questi termini, per cui cercate sempre di fare attenzione.

Nella terminologia professionale, si fa più propriamente riferimento a "Jack TRS" per intendere i Jack bilanciati o stereo, dove T sta per Tip, R sta per Ring, S sta per Sleeve. Con "Jack TS" si intendono invece i Jack sbilanciati o mono, che sono dotati solo di Tip e Sleeve.

Connettore XLR

Il connettore XLR, o anche connettore "Cannon", è un connettore standard professionale per la trasmissione di segnali analogici.
Un connettore XLR è analogo nella struttura ad un jack TRS, ossia dispone di due conduttori (detti "Hot" e "Cold") e della massa. Un segnale condotto da un connettore XLR è dunque in genere un segnale bilanciato, anche se non è detto in realtà che entrambi i conduttori siano collegati.

 


I connettori XLR vengono utilizzati con tutti i microfoni, ma ne sono dotate anche moltissime attrezzature professionali, a causa dei loro vantaggi rispetto al connettore Jack: gli XLR infatti sono più robusti e, inoltre, possono essere bloccati con un apposito sistema di Lock, cosa che impedisce la perdita improvvisa del segnale a causa di una trazione involontaria sul cavo.
Una curiosità: molti si chiedono quale sia il significato della sigla XLR.
Circolano molte interpretazioni, più o meno fantasiose, tra le quali si annoverano le seguenti: "eXtra Long Run" (forse riferito al fatto che la linea bilanciata consente l'uso di cavi più lunghi); "eXtra LaRge" (rispetto al connettore jack TRS); "eXternal, Live, Return" (questa è la più accreditata e indicherebbe nell'ordine i segnali Ground, Hot e Cold); "eXternal, Left, Right" (con significato simile); "eXternal, Line, Return" (idem).
In realtà la storia di questo nome è ben diversa. L'origine dei connettori XLR è legata ad una compagnia di nome Cannon (e questo è il motivo per cui ancora oggi questi connettori vengono detti "cannon"). La Cannon produceva una serie di connettori a 3 pin denominata "X Series". Questi connettori erano di buona qualità ma non erano provvisti di un sistema di blocco (in Inglese "latch"), per cui tendevano a scollegarsi a causa di urti o strappi. Allora la Cannon costruì dei nuovi connettori muniti di un sistema di blocco a scatto e cambiò il nome in "XL Series" (connettori X dotati di Latch). Si intravede già parte del nome... Il nome XLR, con la R finale, si raggiunse quando il connettore femmina fu rimaneggiato ancora e i contatti furono inseriti (per la prima volta) in un composto di robusta gomma elastica. Poichè "gomma" in Inglese si dice "rubber", il nome dei connettori femmina divenne "Cannon XLR Series". In seguito la dicitura XLR si è estesa anche ai connettori maschi. In definitiva, dunque, XLR significa "connettori Cannon serie X dotati di blocco (Latch) con i contatti in un composto di gomma (Rubber)".

 


Pin RCA

I connettori RCA sono familiari a tutti coloro che hanno in casa uno stereo componibile. Si tratta di uno standard industriale molto diffuso, anche se non è considerato idoneo all'audio professionale. In genere sono dotati di connettori RCA i lettori CD, i giradischi, alcuni mixer (in particolare quelli per DJ) etc.

 


Digitale tipo ottico

I connettori digitali di tipo ottico si sono diffusi moltissimo negli ultimi anni, e rappresentano ormai uno standard affermato e molto apprezzato per la stabilità che garantiscono.

 


Il nome utilizzato per i connettori ottici è "Toslink" ed è stato introdotto dalla Toshiba, che per prima li ha realizzati.
Il formato trasmesso attraverso i connettori ottici è lo S/PDIF (il formato dati digitale introdotto da Sony e Philips) e la trasmissione lungo il cavo ottico avviene, tramite un fascio di luce rossa, attraverso una fibra ottica di plastica o di vetro. Il trasmettitore è semplicemente un led rosso, mentre il ricevitore è un circuito sensibile alla luce.
Il formato ottico viene utilizzato, oltre che per la trasmissione di un segnale S/PDIF stereo, anche per la trasmissione del formato ADAT, che trasmette in contemporanea 8 canali complessivi.

 


Digitale coassiale

I connettori digitali di tipo coassiale sono strutturalmente identici ai connettori RCA analogici.
Anche in questo caso il formato trasmesso è quello S/PDIF.
Attenzione al fatto che i cavi utilizzati per la trasmissione di dati digitali con connettori coassiali devono avere un'impedenza di 75 Ohm ed una tensione di 0.5V. Controllate sempre queste caratteristiche prima di acquistare un cavo per questo scopo!

Digitale AES/EBU

I connettori per la trasmissione di dati digitali in formato AES/EBU sono strutturalmente identici ai connettori XLR o Cannon. Il formato AES/EBU è lo standard audio digitale professionale ed è superiore per affidabilità al formato S/PDIF.

 


Anche per questo tipo di connessioni, attenzione ad impedenza e tensione del cavo. Per la trasmissione con connettori AES/EBU, infatti, sono necessari un'impedenza di 110 Ohm ed una tensione di 5.0V.

Connettore Tascam

Questo è un connettore utilizzato per il collegamento ad apparecchiature Tascam, presente solo su schede audio professionali.

 


In pratica si tratta di un connettore a 25 poli che trasmette 8 canali di audio digitale simultaneamente.

Connessioni Surround

Le connessioni surround non usano connettori specifici: le nominiamo a parte solo perchè in genere costituiscono una serie di connettori posti sul retro delle schede di tipo PCI, a cui collegare i vari satelliti per la riproduzione dell'audio Surround. Si tratta di solito di 3 o 4 (rispettivamente per il 5.1 e per il 7.1) connettori jack stereo da 3,5 mm oppure di 6 o 8 (rispettivamente per il 5.1 e per il 7.1) pin RCA.

 


Connettori MIDI In/Out

I connettori MIDI sono dei semplici connettori di tipo DIN a 5 poli e sono necessari per la trasmissione di dati MIDI. Per una esauriente spiegazione sul MIDi leggete i tutorial relativi!

 


Connettore Word Clock In/Out

Il connettore Word Clock è un connettore coassiale, simile a quelli utilizzati in campo video.

 


Il Word Clock è necessario per la sincronizzazione di più apparecchiature, ed in genere è presente solo su schede audio professionali.

Connettore Joystick

La porta Joystick è presente su molte schede audio amatoriali, e ci interessa perchè può essere utilizzata sia per la connessione di un joystick sia per la connessione di cavi MIDI tramite un adattatore.

 



Interfacciamento al pc


Non sono molti i possibili sistemi di interfacciamento al pc della scheda audio, anche se da poco tempo è possibile utilizzare schede audio esterne.

Scheda audio integrata

In questo caso la scheda audio è integrata nella scheda madre. Le connessioni sono disponibili sul retro del case del pc, e in genere si limitano all'uscita stereo (o surround) e ad un ingresso microfonico e ad uno di linea.

Scheda audio PCI

E' la soluzione tuttora più utilizzata. La dotazione di connettori è in questo caso limitata dalle dimensioni intrinseche della scheda. In genere la dotazione è analoga a quella delle schede integrate.

Schede audio PCI con modulo esterno

E' il caso di alcune schede amatoriali di tipo avanzato (vedi Creative, Terratec, M-Audio, E-MU, Edirol) e di moltissimi prodotti professionali o semi-professionali (MOTU, Digidesign, Terratec, ESI, Echo, etc). Il modulo esterno può avere formato Rack standard o i formati più svariati. La dotazione di connessioni è la più variabile: da pochi ingressi e uscite analogici, fino a 30 e più connessioni tra In/Out e analogico/digitale, + MIDI

Schede audio esterne con connessione USB

Si sono diffuse negli ultimissimi anni e sono spesso realizzate per amatori evoluti che vogliano utilizzare il computer portatile. Sono penalizzate dalla scarsa velocità della connessione USB che non consente un grandissimo numero di connessioni simultanee, pena un rallentamento dei dati con conseguente perdita di sincronizzazione.

Schede audio esterne con connessione Firewire (o IEEE1394)

Sono nate negli ultimissimi anni per utenza professionale. L'elevata velocità raggiunta dallo standard IEEE1394 ne consente l'utilizzo in esterni per registrazioni multitraccia professionali con l'uso di computer portatili. Per dotazione somigliano alle schede PCI con modulo esterno: in genere anzi viene proposta la doppia versione dei nuovi prodotti, con PCI oppure con Firewire, a scelta dell'utente.


Caratteristiche


Vediamo quali sono alcune tra le principali caratteristiche di una scheda audio.

Frequenza di campionamento

E' espressa in kHz (kiloHertz) ed è generalmente pari ad almeno 44.1kHz (che è lo standard del CD audio). Rappresenta il numero di campionamenti effettuati in un secondo. Può essere anche di 48, 88.2, 96, 192kHz.

Quantizzazione

E' espressa in bit, ed esprime la dimensione dell'area di memoria destinata ad archiviare l'ampiezza del segnale in un istante di campionamento. Il minimo attuale è di 16 bit, ma i prodotti professionali ormai hanno standard compresi tra 20 e 32 bit.

Rapporto SNR o S/N (rapporto segnale/rumore)

E' indicativo del rapporto tra il segnale effettico ed il rumore di fondo. Si esprime in dB (decibel) e deve essere pari ad almeno 90dB per essere accettabile. Prodotti professionali arrivano a 110dB.

Tempo di latenza

E' il tempo che trascorre tra l'ingresso di un segnale nella scheda audio e la sua uscita dopo il percorso stabilito dall'utente (A/D, registrazione, processamento, D/A). Perchè non sia fastidiosa deve essere inferiore ai 20 ms. La latenza dipende da un ampio insieme di fattori, oltre alla gestione della scheda audio da parte dei driver, tra cui: velocità del processore, quantità e velocità della RAM, velocità di trasferimento dati sull'HD, etc.


Driver


Le schede audio vengono pilotate dal sistema operativo, dai software di riproduzione audio/video e dai software di acquisizione (editor, sequencer etc) tramite appositi driver proprietari.

I più diffusi:

WDM (Windows Driver Model)

Driver sviluppati da Microsoft per l'elaborazione dei dati in ambiente Windows. Gestiscono lo streaming audio in tutti i sistemi operativi Windows dal 98 in poi.

Direct Sound

Tecnologia di Microsoft compresa nei driver DirectX.

ASIO (Audio Stream Input/Output)

Sviluppata da Steinberg - produttore di Cubase e Nuendo - per gestire lo streaming audio e la sincronizzazione degli input della scheda con i propri software su pc e su Mac. Attualmente alla versione 2.1

CoreAudio

Driver sviluppati da Apple per la gestione dell'audio sotto MAC OS.

EASI (Enhanced Audio Streaming Interface)

Driver sviluppati da emagic (oggi assorbita da Apple) per il software Logic.

E-WDM (Enhanced Windows Driver Model)

Driver sviluppati da ESI basandosi sui WDM di Microsoft.

GSIF (Giga Studio InteFace)

Sviluppati da Tascam per i software GigaSampler e GigaStudio.
 

 

Coordinatore del Laboratorio Musicale: Prof. Gennaro Vespoli (Facebook)

Contatta l'autore del sito: gennarovespoli63@gmail.com

 

 

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