L'audio per dummies 2 - Livelli in ingresso - home studio

i livelli in ingresso

In ingresso si misurano i dBFS o anche solo dB che però con i loro momenti di picco non devono superare una certa soglia. Quella consigliata in digitale in sessioni a 24 bit sarebbe -18dB che mediamente corrisponde al vecchio 0dB analogico. Se entri diretto con il microfono, emetti il suono più alto che terrai in quella sessione e fai stare il livello a -18dB. Tra -18 e -12 è ottimo.
C'è tolleranza ma peggiore la scheda più facile distorcere.

Si tratta della zona sicura in cui i segnali elettrici raccolti dal DAC verranno correttamente interpretati nel passaggio al digitale. Hai spazio per picchi di volume senza rischiare.

Se usi compressori di dinamica in uscita al microfono, hai una maggiore tolleranza perché il compressore correttamente tarato limita la dinamica del suono del microfono ed evita sicuramente clipping non voluti o non visibili con i normali meter all’ingresso.

Confusione tra analogico e digitale

"Ah, ma il mio amico sul mixer lavorava a +12dB... "

Certo, ma lo faceva in analogico. Anche il mio Neve lavora fino a +22dB e il dbx fino a +18dB ma è una storia completamente diversa. Anzi, gli analogici li sfrutti anche andando oltre lo 0dB, a fondo scala e la distorsione armonica dell'analogico è persino piacevole.

Ma lo 0dB degli ingressi digitali, quando registri su computer non è il livello dBu è il dBFS e la distorsione digitale è orribile, più delle unghie sulla lavagna.

Peggio che stare nella prima fila di banchi con la mia prof di matematica: sputava. Ecco perché in matematica non sono andato proprio benissimo.

Cosa accade quando normalizzi

Ti chiederai, ma se registro a -18dB e poi normalizzo a -0dB, non va a finire che distorco ugualmente?

Non è che a -17dB inizia a distorcere.
Avendo una disponibilità molto ampia di head room, cioè di spazio sopra la testa prima di arrivare al soffitto e sapendo che il noise floor è talmente in basso che di certo non salirà amplificando, eviti di mandare in clip anche un solo pezzettino di audio. Ci sono transienti che non vedi: se fai spot e spingi con la voce, almeno hai 18dB di spazio prima di clippare. Se non hai un limiter o un compressore che fa da limiter in ingresso, potrebbe accaderti. Che senso ha? Stai basso.

Normalizzando puoi anche portare il file a 0dB ma più avanti ti spiego perché non è consigliabile. L’ideale sarebbe tra -1 e -3dB per il file su bianco.
Se è quello usato direttamente in un sistema eLearning, quindi in mp3 e inserito così com’è allora meglio intorno ai -3dB.

In digitale, il livello basso in registrazione ha anche a che fare con i bit:
8, 16, 24. Il 32 bit... c'è su alcune schede, vede accoppiate un paio di ADC/DAC ed è appena arrivato su alcuni prodotti anche in virgola mobile.
Già il 24 bit era messo in discussione perché spesso si tratta di 20bit, ma accoppiando convertitori e grazie a chip di controllo interni alla scheda sono state sovrapposte più "stanze" e si è arrivati alla bellezza 32 bit in virgola mobile, tradotti in una headroom irraggiungibile di 1.528 dB.

Sulla carta, per un 24 bit si parla di 144dB di spazio in cui esercitare un suono. Se leggi le specifiche di un microfono tipo il Neumann TLM103 troverai che la massima quantità di suono che riesce a reggere è 138dB; si ma dB SPL! Pressione sonora, analogica, come quella che sentono le nostre orecchie*.

Non è detto che tu riesca a fare il passaggio pieno con il preamplificatore convertendo tutte quelle vibrazioni in elettricità e poi in dati. 

Quindi la scheda a 24 bit coi suoi 144dB potrebbe contenere tutti i 138dB del microfono. Ora, misurando la portata della tua voce o del tuo strumento al picco massimo, possiamo fare livelli sicuri, ad esempio:

Voce umana che grida = 80dB (58dB di margine)

Tromba = 90dB (48dB di margine)

Comunque vada mi resta molto spazio prima di saturare il microfono.
Ipotizziamo che il rumore di fondo elettronico della mia scheda occupi 20dB, io starò sicuramente sopra quella soglia con il livello minimo.
Mi restano 124dB. Se sto basso posso usarli tutti, se alzo il gain restringerò lo spazio disponibile. 

Anche ipotizzando l'assenza di 4 bit, quindi che in realtà la mia scheda sia a 20bit, mi resterebbero 120dB di margine.
Il calcolo sommario bit/dB è di 6 dB ogni bit aggiunto.

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*Qui si dovrebbe introdurre il discorso della percezione del suono umano che è un po come la
curva di percezione del suono di un microfono che va da 20Hz a 20Khz con più sensibilità su certe frequenze e meno su altre (medioso, acuto, scuro). Ma lo affronteremo in un altro momento. 

Tutto questo sulla acarta. Tutto questo escludendo come vengono costruite le nostre attrezzature. Una EVO 4 lavora bene a -18dB, una Apollo e una RME lavorano meglio a livelli più alti, in particolare se si introducono le emulazioni analogiche dove suona meglio se si sta intorno ai -12 di picco sacrificando una gran parte della headroom. 

E tutto questo senza considerare la Zoom UAC232 ad esempio, la prima che ha accoppiato due convertitori AD e l'ha portato a 32bit (24+24 poi via software interno a 32 bit in virgola mobile, 1528 dB, virtualmente inarrivabile). Ma che deve comunque ancora confrontarsi con il resto del mondo a 16 bit. Ha dei vantaggi ma anche dei limiti!

la relazione tra dB di picco (dBFS) e i bit del file

Negli impianti analogici occorreva anche tarare il suono in entrata considerando il rumore di fondo delle attrezzature, dei nastri, dei mixer e non era possibile normalizzare gli audio post registrazione senza riversarli passandoli attraverso compressori, non senza perdita di qualità. La gamma dinamica era minore rispetto al rumore di fondo e quando incidevi era necessario che il suono fosse già a livello. I compressori si usavano in ingresso, prima di registrare. Nel digitale lo fai in post produzione.

Tornando al Jumper, nel digitale a 16 bit il rumore di fondo è talmente lontano dal punto centrale della stanza e dal soffitto che è decisamente meglio evitare distorsioni ed avere un campionamento completo e non spalmato al soffitto. Il rumore di fondo del file è tanto minore (lontano dal livello in cui registri) quanto è più ampio il bit: ad un ascolto normale a 8 bit il rumore di fondo è quasi udibile, a 16 bit non lo senti più perché molto sotto la soglia minima umana, 24 bit è perfetto per l'elaborazione di file ad alta dinamica come i film d'azione per esempio, ma viene usato anche nei file della sola voce per avere più margine nella post produzione perché avendo il pavimento molto profondo ha anche un soffitto molto alto e ci sta dentro moltissimo suono prima di saturare.

Ecco che il livello di registrazione in relazione ai bit assume il suo ruolo: se stai basso, puoi avere più dinamica che si traduce spesso in maggiore respiro del suono.

a che livelli registrare in digitale

Tirando le somme, ecco i livelli mediamente consigliati:

File a 32 bit FP come ti pare, poi lo aggiusti. Il livello di noise floor teorico è a -1.500... va beh!

File a 32 bit tra -24dB e -18dB. Il livello di noise floor teorico è a -192dB.

File a 24 bit tra -18dB e -12dB. Il livello di noise floor teorico è a -144dB.

Farai molto prima a sentire il rumore di fondo del tuo microfono.

File a 16 bit tra -12 dB e -6dB. Il livello di noise floor è a -96dB. Il microfono fa ancora più rumore del file. Anche se stai a -18 non noterai fruscii o stranezze.

File a 8 bit: Tra -6 e i -1db. Il file 8 bit hanno un livello di noise floor intorno ai - 40db, molto vicino al livello di silenzio in una stanza vuota con le finestre chiuse. Molto più vicino al livello di rumore di un microfono ... rumoroso.

Diciamo che l'8 bit non si usa mai se non per le segreterie telefoniche oppure in certe strane produzioni dove si sceglie di non comprimere il file e usarlo a 8 bit perché pesa la metà. Se non c'è un parlato molto sospiroso un po' sotto il livello della conversazione, potresti non avere effetti ma usando un compressore di dinamica su un file a 8 bit è possibile far salire il rumore di fondo, il noise floor.

il rumore del microfono e dell'ambiente

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