Este artigo irá guiá-lo através de uma das partes mais negligenciadas, porém mais importantes, da configuração do seu sistema de áudio – as configurações de ganho. Definir a estrutura de ganho correta para o seu sistema de amplificadores é fundamental para fornecer um sinal limpo e sem distorção. Com as técnicas certas para configurar estruturas de ganho e equilibrar seu sistema de áudio, a tarefa não é tão assustadora e talvez um pouco mais divertida.

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A importância de definir o ganho do sistema

Normalmente, a maioria dos mixers produzirá um nível de saída de +18 a +24 dBu sem clipagem. Um headroom de cerca de 10-20dB suportará um locutor forte ou uma fala alta no material. Isso equivale à saída do mixer em um nível de saída de aproximadamente 0 dBu quando a fonte de entrada está fornecendo o conteúdo pretendido.

O nível de saída do mixer de áudio deve estar próximo da escala “0”, para garantir que os picos no sinal que podem exceder zero passem sem distorção. Freqüentemente, isso é chamado de corte de distorção porque a forma de onda parece estar “cortada” em seu pico.

O corte ocorre quando um sistema ou dispositivo não fornece mais um sinal de saída aumentado com um aumento correspondente no sinal de entrada. O limite da oscilação de tensão do dispositivo foi atingido. A parte superior e inferior do sinal são frequentemente “cortadas” devido a restrições de energia.

Definir corretamente o ganho do sistema pode:

★Melhorar a relação sinal-ruído;

★ Melhorar o sinal;

★Reduzir o ruído;

★Ajuda a eliminar qualquer ruído elétrico óbvio do sistema;

★Evite distorções e lascas;

★Melhorar a faixa dinâmica.

Onde configurá-lo?

Existem muitos nós em um sistema de áudio que requerem ajuste de nível de sinal. Por exemplo, um pré-amplificador de microfone. Sabemos que qualquer tipo de microfone produzirá um nível de sinal denominado nível do microfone. O nível do microfone é um sinal de nível muito baixo, apenas alguns milivolts (mV). Como os níveis dos microfones operam em alguns milivolts, eles são mais suscetíveis a interferências.

Os pré-amplificadores de microfone amplificam os sinais de nível de microfone para o nível de linha (o nível de linha é onde todo o roteamento e processamento de sinal é realizado) para roteamento e processamento. Depois que o sinal é roteado e processado, ele é enviado para um amplificador de potência onde o sinal final é amplificado ao nível do alto-falante. O alto-falante irá então captar o sinal elétrico amplificado e converter a energia elétrica em energia sonora.

Normalmente, o nível de linha profissional é 1,23 V (+4 dBu) e o nível de consumidor é 0,316 V (-10 dBV). O uso de conectores RCA ou fono geralmente é um sinal de sinais de consumo. Veja tabela para detalhes:

tipo

nível de tensão

nível do microfone

0,001 – 0,003 volts (-60 a -50dBu)

Nível de linha (grau profissional)

Nível de linha (classificação do consumidor)

1,23 volts (+4dBu)

0,316 volts (-10 dBV)

nível do alto-falante

4 volts ou superior

Na verdade, o ganho unitário precisa ser definido em todas as partes da cadeia do sinal de áudio, não apenas no pré-amplificador do microfone.

Defina estruturas de ganho para cada dispositivo, incluindo:

★ Pré-amplificador de microfone

★ Misturador de áudio

★ Equipamento de processamento (equalizador, compressor, limitador)

★Pré-amplificador no mixer de entrada de microfone

★Amplificador

Você não precisa definir a estrutura de ganho desses dispositivos nesta ordem. Por exemplo, você pode definir primeiro o ganho unitário no mixer e depois configurar o pré-amplificador do microfone. Apenas certifique-se de que o ganho esteja definido em cada dispositivo.

A única exceção é que você deve configurar a entrada do seu amplificador de potência por último.

Escolhendo um Método de Estrutura de Ganho

Existem duas maneiras de definir o ganho do sistema: ganho unitário e ganho otimizado.

Dois métodos são aplicáveis ​​a:

Para um ambiente típico de apresentação/sala de reuniões/sala de reuniões, o ganho de unidade proporcionará uma relação sinal-ruído de sistema adequada – cerca de 60 dB – usando componentes de áudio profissionais.

Para ambientes de audição mais exigentes, como pequenos estúdios, instalações de transmissão, centros de artes cênicas, salas de aula, etc., uma abordagem de otimização do sistema fornecerá a melhor relação sinal-ruído permitida pelo equipamento no caminho do sinal.

Equipamento de teste

Quer você defina o ganho unitário ou use o método de otimização do sistema, ambos os métodos são relativamente simples e nenhum deles requer equipamentos caros. Mas você precisará de pelo menos um testador de cabos, um gerador de sinais e um equipamento de medição de sinais.

É uma boa prática testar o conjunto do cabo antes de instalá-lo. Porque testar antes da instalação é sempre mais rápido, fácil e eficiente do que solucionar problemas posteriormente. Isso não apenas ajuda a verificar suas conexões, mas também pode mostrar problemas que podem resultar do próprio conector (como um curto-circuito).

Método 1: ganho unitário

No contexto das estruturas de ganho, “consistente” significa “o que entra sai”. Em outras palavras, nem ganho nem atenuação são aplicados ao sinal. O dB ou nível de tensão na saída do mixer permanece o mesmo em todo o restante do caminho do sinal. O objetivo do ganho unitário é ter o mesmo nível de sinal saindo do dispositivo e entrando nele.

O método de ganho unitário normalmente usa um tom de 1 kHz como referência, que pode ser medido com um analisador de sinal ou multímetro.

Vantagens do ganho de unidade:

★Ele fornece relação sinal-ruído eletrônica adequada na maioria dos sistemas de áudio básicos.

★Este é um método simples e rápido que requer apenas um gerador de sinal e um voltímetro.

As desvantagens do ganho unitário são:

★Mesmo entre equipamentos do mesmo fabricante, as margens e os níveis de corte individuais variam de equipamento para equipamento.

★O equipamento a jusante pode ser cortado antes da saída do misturador ser cortado, o que pode danificar os componentes.

Lembre-se de que o objetivo de definir o ganho unitário é operar o mixer de forma que o medidor de saída do mixer indique próximo de “0” durante a operação normal.

Etapas de configuração de “ganho de unidade”:

1. Defina “0”. “0” pode significar 0 VU a 1,23 V, que também é +4dBu, o nível de referência de linha de áudio profissional. “0” também pode significar 0 dBu (0,775 V) ou até 0 dBV (1 V). Para fazer isso:

● Defina todos os trims do mixer, mix pots, ganhos de crosspoint, masters, etc. em suas posições zero (unidade).

● Configure o gerador de sinal para emitir uma onda senoidal de 1 kHz a 0 dBu (0,775 V). Aplique este sinal à entrada de nível de linha do mixer e observe o medidor de saída do mixer.

● Ajuste o trim no canal que recebe o sinal do gerador até que o medidor de saída do mixer exiba uma leitura “0”.

2. Use um analisador de sinal ou multímetro RMS para medir o sinal de saída do mixer. Normalmente você deve vê-lo perto de 0 dBu (0,775 V) ou +4 dBu (1,23 V).

3. Ajuste o ajuste de entrada até que o ponteiro do analisador ou multímetro aponte para o nível de referência mais próximo e o mixer ainda exiba um nível de saída “0”. Você usará esse nível de sinal de referência e definirá o ganho unitário no restante do sistema.

4. Ajuste todos os filtros e processadores dinâmicos no caminho do sinal para que não afetem o sinal de referência.

● Certifique-se de que todos os filtros (como equalizadores) estejam definidos como zero (configuração da unidade)

● Defina o compressor e o limitador para itens de limite máximo

● Defina o expansor descendente para o limite mínimo

● Durante o processo de configuração de ganho, você pode verificar se o processador está configurado corretamente selecionando e desmarcando Bypass. Isto confirma que o sinal de teste não é afetado por nenhum processamento inesperado. As configurações finais do processador dinâmico geralmente são definidas após a conclusão do processo de equalização.

5. Conecte o gerador de sinal à entrada do mixer. A saída do mixer ainda indica “0” e conecte o analisador ou multímetro à saída do próximo dispositivo no caminho do sinal. Ajuste o ganho do aparelho até que o analisador ou multímetro mostre o nível de referência estabelecido anteriormente. Repita isso para todos os dispositivos no caminho do sinal, até o amplificador de potência.

Método 2: ganho de otimização do sistema

Para definir o ganho usando o método de otimização do sistema, a saída do mixer é cortada e então definida logo abaixo do limitador de corte. Depois que o ganho for definido no mixer, o próximo dispositivo será conectado e definido para o mesmo modo de saída.

Você pode usar um osciloscópio para encontrar a forma de onda de corte e pode usar um analisador em tempo real para observar a energia harmônica associada à frequência fundamental de corte. Muitas vezes, porém, tudo o que é necessário é um tweeter piezoelétrico barato.

Nota: O uso da piezoelétrica como método de otimização do sistema exigirá o uso de uma onda senoidal de baixa frequência (como 400 Hz) como frequência de referência. Embora o piezoelétrico não reproduza fielmente a frequência fundamental de 400 Hz, ele transmitirá prontamente as frequências harmônicas associadas ao corte da forma de onda de 400 Hz. Em outras palavras, o piezo ficará silencioso quando o sinal for uma onda senoidal completa, mas criará ruído quando o sinal for cortado.

Benefícios de usar métodos de otimização:

★Este método fornece uma relação sinal-ruído mais robusta do que o método de ganho unitário. Isso ocorre porque o nível do sinal de um sistema normal está longe do nível de ruído do dispositivo. A relação sinal-ruído máxima pode ser alcançada.

★　Cada dispositivo de nível de linha tem o mesmo headroom que o mixer. O headroom específico (a quantidade de sinal permitida entre 0 dBu e o limitador de corte) irá variar para cada dispositivo.

★No método de otimização, você encontra o ponto de corte de cada dispositivo e ajusta o nível logo abaixo desse ponto. Portanto, se o mixer for cortado, todos os dispositivos downstream serão cortados no mesmo nível de sinal do mixer.

Algumas desvantagens de usar métodos de otimização:

★Requer mais tempo e habilidade do que o método de ganho de unidade

★Alguns dispositivos downstream, como equalizadores, são propensos a sobrecarga e podem, portanto, exigir o uso de atenuadores passivos em suas entradas

★O sistema precisa ser recalibrado após a substituição de componentes

Etapas de configuração do ganho de otimização

1. Tal como acontece com o método de ganho unitário, defina todos os ajustes do mixer, potenciômetros de mixagem, ganhos de ponto cruzado, mestres, etc. para a configuração zero (unidade).

2. Ajuste quaisquer filtros e processadores dinâmicos no caminho do sinal para que não afetem o sinal de referência.

● Certifique-se de que todos os filtros (como equalizadores) estejam definidos como zero (configuração da unidade)

● Defina o compressor e o limitador para a configuração de limite máximo

● Defina o expansor descendente para o limite mínimo

● Durante o processo de configuração de ganho, você pode verificar se o processador está configurado corretamente selecionando e desmarcando Bypass. Isto confirma que o sinal de teste não é afetado por nenhum processamento inesperado. As configurações finais do processador dinâmico geralmente são definidas após a conclusão do processo de equalização.

3. Configure o gerador de sinal com uma onda senoidal de 400 Hz com saída de 0 dBu.

4. Conecte o gerador de sinal à entrada de nível de linha do mixer.

5. Conecte o dispositivo piezoelétrico à saída do mixer de áudio. Como o tom de 400 Hz está fora da banda passante do piezoelétrico, ele deve ficar silencioso.

6. Aumente a saída principal do mixer e ouça o som. Depois de ouvir o som piezo, você excedeu o limite máximo da saída de corte e distorção do mixer.

7. Abaixe o nível até que o piezo fique silencioso novamente. Como a transição entre o estado não cortado e o estado de corte é muito óbvia, é fácil ouvir se é o estado limpo ou o estado de corte.

8. Com o nível de saída do mixer ajustado logo abaixo do nível de corte, conecte o piezo à saída do próximo dispositivo no caminho do sinal.

9. Aumente o ganho do dispositivo até que o piezo indique o status de corte e abaixe ligeiramente o nível até que fique silencioso novamente.

10. Continue fazendo isso para cada dispositivo no caminho do sinal, até o amplificador de potência.

11. Após a conclusão do programa, retorne ao mixer e retorne a saída principal para a configuração da unidade.

Como o objetivo é operar o misturador próximo à luz “0”, o headroom de todo o sistema é o mesmo do misturador, e a medição fotométrica do misturador agora indica o status do sistema.

Configurando a estrutura de ganho com DSP de áudio

Um processador de sinal digital (DSP) pode conter a funcionalidade de todos os dispositivos normalmente encontrados separadamente no rack de um sistema analógico. Incluindo, mas não limitado ao seguinte:

★ Pré-amplificador de microfone

★Equalizador

★Compressor/Limitador

★ Atraso

Existem dois termos importantes ao usar DSP:

Software: Software fornecido pelo fabricante do DSP para configuração de parâmetros como níveis de sinal, roteamento, etc.

Arquivos de configuração: são arquivos do software DSP que especificam as configurações e parâmetros do fluxo de sinal no dispositivo DSP. Configuradas inicialmente pelo projetista ou programador do sistema, essas configurações são ajustadas em campo pelo instalador para obter desempenho ideal.

Algumas das diferenças entre DSP e sistemas analógicos são:

1. Em equipamentos DSP, geralmente é usado um laptop para conectar ao equipamento para ajuste. O software de configuração do fabricante deve ser carregado no computador e depois conectado ao DSP via RS-232, USB ou Ethernet, dependendo do modelo. O manual do usuário indicará os requisitos de software disponíveis e as opções de conexão.

2. Se a máquina tiver um display no painel frontal, você poderá fazer alguns ajustes e configurações através do menu na interface do painel frontal.

3. Os sinais de entrada em um DSP podem ser roteados para saídas muito específicas ou para múltiplas saídas, e esses roteamentos podem ocorrer em níveis variados de sinal. Essas configurações de roteamento e ganho são normalmente feitas em uma matriz de pontos cruzados.

4. As configurações de ganho seguem o mesmo padrão dos sistemas analógicos – a configuração de ganho do pré-amplificador aumenta o nível do microfone para o nível de linha, após o qual todo o roteamento e processamento ocorre no nível de linha.

5. O DSP é executado no software de configuração carregado no dispositivo. Normalmente, quando o instalador carrega um novo arquivo de configuração, os arquivos de configuração de software existentes são substituídos (limpos). Tenha cuidado ao enviar arquivos de configuração. Se um arquivo existente for encontrado no dispositivo, é prudente salvar o perfil existente do dispositivo no seu computador antes de carregar o novo arquivo.

6. Após ajustar o sistema para desempenho ideal, o arquivo de configuração deve ser salvo e copiado no computador para backup e documentação.

Ajuste de entrada do mixer

Depois de definir o ganho do sistema, use o pré-amplificador/trim para conectar e ajustar o microfone e as fontes do programa na entrada do mixer.

Uma ampla variedade de níveis de sinal de entrada será incluída no mixer. Os microfones chegam com o nível de sinal mais baixo, portanto exigirão um ganho significativo. Entretanto, os suprimentos de nível de linha exigem pouco ou nenhum ganho.

Ajuste de entrada de microfone

Os microfones são usados ​​em quase todos os sistemas AV, a praticamente qualquer preço, em qualquer configuração e em qualquer aplicação que possa ser considerada. Dito isto, os microfones apresentarão sensibilidades variadas. Em outras palavras, para um determinado insumo, a quantidade de produto irá variar dependendo do tipo, estrutura e finalidade.

Para fazer ajustes no microfone você precisará de: microfone, medidor de SPL, gerador de ruído portátil

Este é o processo para ajustar os níveis do microfone:

1. Defina todos os equalizadores de canal, potenciômetros de mixagem, ganhos de ponto cruzado, dispositivos mestre, etc. para configurações de zero (unidade).

2. Defina o pré-amplificador de microfone de cada canal para sua configuração mínima. Os pré-amplificadores podem ser rotulados como Micro, Trim ou Gain.

3. Conecte cada microfone à entrada de microfone apropriada. Se o microfone conectado for um microfone condensador, conecte-o à alimentação fantasma nesse canal.