Poziom Linii, Mikrofonu, Instrumentu: Aby Wreszcie Wszystko Zrozumieć

Poziom Linii, Poziom Mikrofonu, Poziom Instrumentu…

Lub jeszcze Line Level, Mic Level i Instrument Level po angielsku…

Pracując z sprzętem audio, a w szczególności z naszymi słynnymi interfejsami audio w studiu i home studio, nieustannie stykamy się z całym słownictwem związanym z poziomem sygnału — słownictwem, które może być, przyznajmy, trochę nużące na początku.

Faktem jest, że zrozumienie, do czego odnoszą się te poziomy audio, jest szczególnie ważne: jeśli źle podłączysz dwa urządzenia, możesz łatwo uszkodzić jedno z nich lub uzyskać nagrania z zbyt głośnym szumem tła.

W tym artykule proponuję zdemistyfikować te pojęcia, abyś miał wszystkie niezbędne informacje do pracy bez napotkania problemów w swoim studiu.

Poziom mikrofonu (mic level)

Poziom mikrofonu, jak sama nazwa wskazuje, to poziom sygnału generowanego przez mikrofon.

Jak można się spodziewać, ten sygnał elektryczny jest niezwykle słaby: średnio mieści się w przedziale od -60 dBV do -40 dBV, czyli od 0.001 do 0.01 volta.

To naprawdę niewiele.

(O tej jednostce, jaką jest dBV, porozmawiamy nieco później).

Oczywiście, poziom sygnału będzie zależał od czułości mikrofonu oraz głośności źródła dźwięku: im głośniej mówisz do mikrofonu, tym wyższy jest sygnał elektryczny, który z niego wychodzi.

Tak czy inaczej, sygnał zawsze pozostanie bardzo słaby: dlatego podłączamy nasze mikrofony do przedwzmacniaczy, aby podnieść sygnał z poziomu zwanego poziomem mikrofonu do poziomu linii.

Często w home studio korzystamy z przedwzmacniaczy już zintegrowanych w naszej karcie dźwiękowej.

Kable z złączem XLR są najczęściej używane do łączenia mikrofonu z przedwzmacniaczem.

Poziom instrumentu (instrument level)

Poziom instrumentu odpowiada poziomowi sygnału elektrycznego wychodzącego z gitar i gitar basowych.

To sygnał, który znajduje się pomiędzy poziomem mikrofonu, o którym mówiliśmy wcześniej, a poziomem linii.

Oczywiście wszystko zależy od mikrofonów zamontowanych na instrumencie (mikrofony aktywne, mikrofony pasywne) — ale średnio można uznać, że sygnały na poziomie instrumentu mieszczą się w przedziale od 0.1 do 0.2 volta.

Dzięki dostosowaniu impedancji (na przykład przy użyciu DI Boxa) oraz zastosowaniu przedwzmacniacza, ponownie podnosimy sygnał z poziomu instrumentu do poziomu linii, aby móc z nim pracować w studiu.

Jeśli chodzi o kable i złącza, to oczywiście najczęściej używane są jacki TS, które są najczęściej stosowane do przesyłania sygnałów na poziomie instrumentu.

Uwaga: z powodu różnic w poziomie i impedancji między wejściami instrumentów a mikrofonami, nie zaleca się podłączania mikrofonu do wejścia dla gitary.

Poziom linii (line level)

Wszystko w porządku, jeszcze cię nie zgubiłem? 🙂

To dobrze, ponieważ przechodzimy do nieco bardziej skomplikowanej części. Obiecuję, że zrobię wszystko, co w mojej mocy, aby uprościć temat.

Obiecuję!

Poziom linii, mało znany w home studio

Poziom linii, to najsilniejszy poziom, z którym będziesz pracować w swoim studiu (z wyjątkiem poziomu głośności w twoich głośnikach, ale to inny temat).

Mówiąc inaczej, to także poziom, na którym należy pracować po dokonaniu nagrań.

Jednak paradoksalnie, jest to poziom, który jest nieco mniej znany dla początkujących w home studio, ponieważ nie zawsze go potrzebują.

Czasami zastanawiamy się, do czego służy to wejście line in, którego nie używamy…

Wyjaśniam:

Gdy rejestrujesz swoją gitarę, podłączając ją do interfejsu audio, poziom jest konwertowany na poziom liniowy — widzieliśmy to wcześniej. Jednak ten poziom liniowy nie jest naprawdę widoczny: pozostaje w twoim interfejsie i jest wysyłany do twoich głośników lub do twojego konwertera, który przetłumaczy sygnał na sygnał cyfrowy dla twojego komputera.

Innymi słowy, używasz poziomu liniowego nie zdając sobie z tego sprawy.

Natomiast od momentu, gdy dodasz zewnętrzny przedwzmacniacz lub na przykład rack efektów (reverb, kompresor…), zaczynasz samodzielnie pracować z poziomem liniowym.

Czym zatem jest poziom liniowy?

Poziom liniowy to po prostu poziom elektryczny, na którym będziemy pracować z naszym sygnałem audio, gdy zostanie on wstępnie wzmocniony przez przedwzmacniacz:

• to poziom, na którym sygnał wychodzi z przedwzmacniacza;
• to poziom, który wychodzi z większości syntezatorów;
• to poziom, którego oczekuje konwerter analogowo-cyfrowy, aby przetworzyć dźwięk w formę zrozumiałą dla twojego komputera;
• to poziom, który reprodukuje konwerter cyfrowo-analogowy, gdy przetwarza sygnały pochodzące z twojego komputera;
• to poziom oczekiwany przez wzmacniacz mocy wbudowany w twoje głośniki (lub zewnętrzny, to to samo);
• a w końcu, to poziom oczekiwany przez większość urządzeń sprzętowych, które można znaleźć do manipulacji sygnałem audio (w szczególności kompresory i EQ w studiach).

Trochę historii: termin “line” (“linia” po angielsku) odnosi się do “linii telefonicznych”. W rzeczy samej, na początku XX wieku poziom tych linii telefonicznych wynosił właśnie około 1 volta.

Poziom liniowy jest znacznie silniejszy niż poziom instrumentu lub poziom mikrofonu, o których mówiliśmy na początku artykułu.

W rzeczywistości wynosi on około 1 volta, więc potencjalnie 1000 razy silniejszy niż poziom mikrofonu.

Konsekwencja jest stosunkowo oczywista: nie zaleca się podłączania mikrofonu do wejścia liniowego, ponieważ sygnał byłby zbyt słaby i zatonąłby w szumie tła.

Przeciwnie, należy unikać podłączania wyjścia o poziomie liniowym do wejścia oczekującego słabszego sygnału (poziom liniowy lub poziom instrumentu): sygnał byłby zbyt silny, co spowodowałoby zniekształcenia lub mogłoby uszkodzić twój sprzęt.

Zauważ, że tym razem złącza nie przyniosą ci informacji: sygnał o poziomie liniowym może być bardzo dobrze przesyłany przez kable XLR, Jack TS/TRS lub RCA.

Na koniec istnieją dwa różne “poziomy liniowe”…

Aby wszystko skomplikować, istnieją dwa typy poziomu liniowego:

• poziom “profesjonalny”, zwany również +4 dBU
• poziom “konsumencki”, zwany również -10 dBV

Różne zastosowania…

Poziom +4 dBU występuje w większości sprzętu studyjnego sprzedawanego dzisiaj: przedwzmacniacze, interfejsy audio, kompresory analogowe, konsole mikserskie…

Natomiast poziom -10 dBV występuje raczej w mniej profesjonalnym sprzęcie, takim jak odtwarzacze CD lub DVD, a także w niektórych rackach efektów do studia (myślę tu szczególnie o Midiverb i Microverb od Alesis).

Niektóre interfejsy audio i konsole mikserskie mają również możliwość pracy zarówno z sygnałami +4 dBU, jak i -10 dBV, co może być przydatne w zależności od posiadanego sprzętu.

Różne odniesienia…

Na pierwszy rzut oka można by pomyśleć, że między +4 dBU a -10 dBV jest 14 decybeli (dB) różnicy.

Niestety, tak nie jest.

Byłoby to zbyt proste, prawda?!

W rzeczywistości obie jednostki, jakimi są dBU i dBV, nie mają tego samego punktu odniesienia.

Innymi słowy, 0 dBV nie jest równe 0 dBU:

• 0 dBV odpowiada 1 voltowi, niezależnie od impedancji obciążenia;
• 0 dBU odpowiada 0,775 volta, niezależnie od impedancji ponownie.

Innymi słowy, są to dwie różne jednostki, mimo że wyglądają podobnie.

Nie będę wchodził w szczegóły obliczeń matematycznych, ale różnica między poziomem profesjonalnym +4 dBU a poziomem konsumenckim -10 dBV wynosi w rzeczywistości około 11,78 dB.

A titre d’illustration, le tableau ci-dessous vous permettra de comparer dBV, dBU et Voltage :

Pour aller plus loin : si le sujet vous intéresse, que vous voulez aller plus loin et que vous êtes anglophone, n’hésitez pas à regarder ce convertisseur dBU/dbV et à vous procurer l’excellent livre The Sound Reinforcement Handbook de Yamaha.

Mais surtout, en français, je vous encourage à visionner l’excellente vidéo ci-dessous du Studio Delta Sigma.

Comment brancher du +4dBU sur du -10 dBV (et inversement) ?

Si vous envoyez un signal au niveau ligne professionnel (+4dBU) sur un matériel attendant du niveau ligne grand public (-10 dBV), le signal va être trop fort et va donc probablement saturer.

Pour éviter ce problème, vous pouvez alors baisser le niveau de sortie de votre matériel +4 dBU (par exemple s’il s’agit d’une console de mixage), ou alors utiliser un atténuateur de puissance comme le Shure A15AS.

A l’inverse, si vous souhaitez brancher un matériel fonctionnant en -10 dBV sur une entrée ligne attendant un signal +4 dBU, vous allez manquer de puissance.

Pour éviter ce problème, vous pouvez alors amplifier le signal au niveau de l’appareil +4 dBU (mais le bruit de fond va alors augmenter), ou bien utiliser des boîtiers spécialités comme le Radial Engineering J+4.

En conclusion

Voilà, vous connaissez désormais tout ce qu’il y a à savoir pour utiliser de façon sereine vos signaux aux niveaux microphone, instrument ou ligne dans votre home studio !

N’hésitez pas à poser vos questions en commentaire si vous avez encore des doutes 😉