مقایسه دستگاههای ضبط آنالوگ و دیجیتال

صدای دستگاههای ضبط آنالوگ و دیجیتال یکسان نیست. دستگاههای ضبط آنالوگ دقت قابل قبولی دارند و به خاطر وجود اندکی اعوجاج هماهنگ سوم، تقویت فرکانس پایین توسط هد و فشردگی توسط نوار. به صدا گرمی می افزایند. اما این دستگاهها مقداری نویز هیس نوار، خطا های پاسخ فر کانسی، "وو" و"فلاتر" ، نویز مدولاسیون و اثر لایه های نوار بر هم را نیز سبب می شوند.

دستگاههای ضبط دیجیتال این مشکلات را ندارند و صدای آنها خیلی صاف است. اگرچه برخی از دستگاههای دیجیتال در مقایسه با دستگاههای آنالوگ صدای نامطلوبی دارند اما در تولیدات جدید چنین دستگاههایی، کیفیت صدا بهبود یافته است. به ویژه دستگاههای ضبط دیجیتالی که می توانند به صورت 24 ‏بیت و 96 ‏کیلو هرتز کار ضبط را انجام دهند صدایی به صافی صدای دستگاههای آنالوگ دارند. هر دوی این دستگاههای آنالوگ ودیجیتال رنگ آمیزی صوتی مخصوص به خود دارند. پس هر کدام که از نظر هنری برای نوع موسیقی شما بهتر است ، به کار ببرید .

در مقایسه با دستگاههای آنالوگ و ریلی، دستگاههای ضبط دیجیتال و نوار آنها. قیمت کمتری دارند، کوچکتر می باشند، دسترسی آسانتری به اطلاعات زمانبندی شده داشته و "بارگذاری نوار" در آنها راحت تر است.

ضبط دیجیتال

یک دستگاه ضبط نواری دیجیتال. مانند یک دستگاه ضبط نواری آنالوگ. صدا را به شیوه ای متفاوت روی نوار مغناطیسی ضبط می کند آنچه رخ می دهد چنین است:

1- سیگنال از میز صدا  به فیلتری پایین گذر بنام Anti-aliasing filter  ‏اعمال ‏می شود که تمام فرکانسهای بالای 20 ‏کیلوهرتز را حذف می کند.

شکل موج ورودی به مبدل آنالوگ به دیجیتال وارد می شود

2- سپس سیگنال فیلتر شده از میان یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D) می گذرد. این مبدل، نمونه های ولتاژی شکل موج صدا را چندین هزار بار در ثانیه اندازه گیری می کند .

در فواصل زمانی معین ولتاژ اندازه گیری می شود

3- هرگاه که شکل موج اندازه گیری می شود یک عدد دودویی شامل صفرها و یکها که بیان کننده ولتاژ لحظه ای شکل موج اندازه گیری شده است تولید می گردد.این فرایند "عددی کردن" یا کوانتیزاسیون نامیده می شود. هر کدام از "یکها" و "صفرها" یک "Bit" نام دارد که یکی از ارقام عدد باینری را می سازند.

ولتاژ اندازه گیری شده تبدیل به اعداد باینری می شود

4- این اعداد دودویی به صورت امواج مربعی مدوله شده با بالاترین سطح و به شکل مغناطیسی بر روی نوار یا دیسک ذخیره می شوند.

اعداد باینری در حافظه یا نوار ذخیره می گردد

فرایند پخش وارونه است:

1- اعداد دودویی از روی نوار خوانده می شوند.

‏2- مبدل دیجیتال به آنالوگ ( D/A ‏) اعداد را به یک سیگنال آنالوگ ساخته شده از سطوح ولتاژی برمی گرداند.

3- یک فیلتر پایین گذر به نام Anti-imaging filter ‏سطوح ولتاژی سیگنال آنالوگ را برای دستیابی به سیگنال آنالوگ  اولیه صاف می کند.

از آنجاپی که هد پخش دیجیتال فقط "یکها" و "صفرها" را می خواند بنابراین نسبت به نویز هیس نوار و اعوجاج آن غیر حساس است. اعداد خوانده شده برای حذف تغییرات سرعت در یک }"حافظه موقت"(Buffer memory) قرار گرفته و با سرعت ثابتی خوانده می شوند. اغلب خطاها به وسیله تصحیح کننده خطای"Reed-Solomon" اصلاح می گردند. فرایندی به نام "Interpolaration "( پیش بینی)، اطلاعات گمشده را بازسازی می کند. بدین صورت که اگر بیتی(Bit) از دست رفته باشد یک مدار تصحیح خطا براساس بایتهایی که قبل و پس از آن قرار دارند مقدار صحیح آن را حدس می زند.

‏تمام دستگاههای ضبط صدای دیجیتال فرایند یکسانی را برای تبدیل آنالوگ به دیجیتال و ‏دیجیتال به آنالوگ به کار می گیرند اما وسیله ذخیره سازی آنها متفاوت است. دستگاه DATاز نوار، درایو دیسک سخت از دیسک سخت مغناطیسی، درایو MO  از دیسک نوری- مغناطیسی MO) )، ‏دستگاه ضبط DVD و CD از دیسک نوری و یک “سمپلر" از حافظه رایانه برای ضبط استفاده می کنند. کیفیت صدای هر یک از این دستگاهها به طور اصولی به مبدلهای A/D و D/A بستگی دارد.

‏همانطور که گفتیم برای تولید رشته ای از اعداد دودویی که word نام دارد از سیگنال صوتی هزاران بار در ثانیه اندازه گیری می شود. هر چه word طولانی تر (تعداد بیتهای آن بیشتر باشد) باشد دقت هربار اندازه گیری بیشتر است.

word های کوتاه قابلیت "Resolution" (تفکیک سازی) کمی از ولتاژ سیگنال دارند (اعوجاج بالا) و word های طولانی قابلیت "تفکیک سازی" خوبی دارند .(اعوجاج کم).

‏طول word 16 ‏بیتی برای بازپخش صدا با کیفیت قابل قبول (اما نه بهینه) است که استاندارد رایج برایCD می باشد.در بعضی از دستگاههای ضبط دیجیتال طول word  18 ‏. 20 ‏و یا 24 بیتی است طول word با  "Bit depth " (عمق بیت) یا "Bit resolution " (تفکیک بیت) نیز شناخته می شود.

‏"نرخ نمونه برداری"(Sample rate) ، نرخ اندازه گیری یا نمونه برداری سیگنال آنالوگ در مبدل آنالوگ به دیجیتال می باشد. برای مثال نرخ نمونه برداری 48 ‏کیلوهرتز به معنی 48000 ‏نمونه در ثانیه است. یعنی 48000 ‏بار ا ندازه گیری در هر ثانیه از صدا تولید می شود.

‏هر چه نرخ نمونه برداری بالاتر باشد، پاسخ فرکانسی سیگنال ضبط شده گسترده تر می گردد. حد فرکانس بالای سیگنال آنالوگ اندکی کمتر از نصف نرخ نمونه برداری است. اگر نرخ نمونه برداری  44/1 کیلوهرتز باشد پاسخ فرکانسی تا 20 ‏کیلوهرتز یکنواخت می باشد. نرخ نمونه برداری 96 ‏کیلوهرتز می تواند بر روی DVD استفاده شود.

‏نرخهای نمونه برداری 44/1  ‏و 48 ‏کیلوهرتز تقریبا صدایی شبیه به هم داشته و گرایش به " Brittle " (شکنندگی) صدا در سیگنالهای صوتی سطح بالای فرکانس بالا دارند.

نرخهای 88/2  ‏یا 96 ‏کیلوهرتز به طور تقریبی صدایی مانند هم دارند و هر دوی آنها صدایی شفاف تر از 44/1 ‏و 48 ‏کیلوهرتز ارائه می دهند. عمق بیت 24 ‏بیتی صدایی شفاف تر از 16 ‏بیتی دارد. حتی CDهای 16 بیتی، هنگامی که از CD اصلی 24 ‏بیتی تهیه گردند صدای بهتری دارند.

‏به طور خلاصه یک سیستم صدای دیجیتال از سیگنال آنالوگ نمونه گیری کرده و به هر نمونه یک مقدار عددی می دهد.

‏نرخ نمونه برداری بر پاسخ فرکانس بالا و عمق بیت بر گستره پویایی نویز و اعوجاج اثر دارد. بر طبق "نظریه نایکویست" حداکثر فرکانس بالای سیگنال باید نصف نرخ نمونه برداری باشد. دیسکهای ‏فشرده (CD) از نرخ نمونه برداری 44/1 ‏کیلوهرتز استفاده می کنند به طوری که پاسخ فرکانسی آنها تا 22/05 ‏کیلوهرتز گسترده می شود.

‏در هنگام انتقال اطلاعات دیجیتالی دو کانال یک برنامه صوتی استریو "مالتی پلکس" (Multiplex) می شوند. یعنی یک word از کانال یک word دیگری از کانال دو دنبال می شود که آن نیز با word  دیگری از کانال یک دنبال می گردد و الی آخر.

Clock

‏هر دستگاه صدای دیجیتال یک پالس Clock دارد که زمانبندی (Timing) سیگنالهایش را تنظیم می کند. پالس Clock مجموعه ای از پالسهاست که با نرخ نمونه برداری دستگاه کار می کند. هنگامی که شما صدای دیجیتال را از یک دستگاه به دستگاه دیگر می فرستید باید پالسهای ساعت آنها همزمان شده ‏باشند. بدین ترتیب که یک دستکاه پالس Clock املی (Master Clock) را تهیه کند و دیگری پیرو (Slave)  آن می باشد. اگر صدای دیجیتال را از دستگاهی به دستگاه دیگر ارسال نمائید دستگاه گیرنده با پالس Clock دستگاه فرستنده همزمان می شود. این پالسهای Clock در سیگنال دیجیتال گنجانده شده اند. اگر به طور همزمان اطلاعات را از چندین منبع می فرستید از یک کاببل جداگانه برای اتصال خروجیWord  پالسClock یک دستگاه به دیگر دستگاهها استفاده نمایند.

استفاده نادرست از هدفون

دکتر پاتریک فینی، رئیس انجمن آکادمی شنوایی سنجی آمریکا اعلام کردند، در حال حاضر 36 میلیون نفر در آمریکا به کاهش شنوایی مبتلا هستند. وی می گوید: اگرچه مشکلات شنوایی به طور معمول با روند پیری طبیعی مرتبط است، ولی با وجود این، بیشتر از نیمی از تمام افرادی که دچار اختلال شنوایی هستند زیر 65 سال دارند.بر اساس این گزارش، با افزایش استفاده روزافزون از دستگاه های پخش موزیک شخصی ( MP3players ) و هدفونها میزان کاهش شنوایی در جمعیت آمریکایی در سنین پایین تر رو به افزایش است و در سالهای اخیر این روند تشدید شده است.در سال گذشته با افزایش شمار افرادی که با مشکلات شنوایی دست به گریبان هستند، آکادمی شنوایی سنجی آمریکا در اکتبر 2008 ، یک ماه را به عنوان ماه هشدار شنوایی سنجی ملی و ماه ملی مراقبت از گوش اعلام کرده بود.در این گزارش، دکتر پاتریک فینی، رئیس انجمن آکادمی شنوایی سنجی آمریکا و دستیار پروفسور و رئیس شنوایی سنجی در دپارتمان گوش وحلق و بینی خاطرنشان کرد: این راه نوین و ابتکاری تلاش آکادمی را به منظور آموزش عموم جامعه در خصوص شنوایی سنجی، کاهش شنوایی، کاهش شنوایی وابسته به صدا و اهمیت آزمونهای غربالگری شنوایی گسترش خواهد داد.

وی افزود: بیشتر مردم آمریکا کاهش شنوایی را با افزایش سن مرتبط می دانند، اما نمی دانند چگونه کاهش شنوایی را در افراد شناسایی کرده و همچنین چه کسی توانایی شناسایی تشخیص بیماری و درمان آن را دارد.

کارشناسان شنوایی سنجی به درمان بیماران با هر رده سنی از نوزادان تازه متولد شده گرفته تا کودکان، نوجوانان، بزرگسالان و افراد مسن می پردازند. اولین گام در درمان مشکل شنوایی، ارزیابی این موضوع توسط یک شنوایی سنج است.به گفته محققان، کاهش شنوایی معمولاً می تواند به واسطه تعدادی از عوامل از قبیل قرار گرفتن در مقابل سر و صدا، عفونتهای گوشی، شرایط خاص و کاهش شنوایی وابسته به افزایش سن رخ دهد.اگر شما در محیط شلوغی همانند رستوران قادر به شنیدن صحبتهای طرف مقابل خود بدون نگاه کردن به او نباشید و یا اگر در گوش خود صدای زنگ مداومی را احساس می کنید، مشکل شنوایی دارید و باید به یک متخصص شنوایی سنجی مراجعه کنید.

هرچند بسیاری از موارد کاهش شنوایی که به وسیله آسیب عصب به وجود می آیند، دایمی هستند، اما متخصص شنوایی سنجی می تواند بهترین درمان را برای پیشرفت و ارتقای ارتباط که ممکن است شامل وسایل کمک شنوایی، نصیحتهای مؤثر در زمینه شنوایی و بازتوانی شنوایی باشد، به بیمار ارائه کرده و به او کمک مهمی کند.

* جوانان در معرض آسیبهای شنوایی

بخش خطرات تهدیدکننده سلامت بشر در اتحادیه اروپا، در کنفرانس جدیدی هشدار داد: بیش از 10 میلیون نفر از جوانان به دلیل گوش دادن به صدای بلند سیستم های پخش موسیقی « 3 MP » در معرض خطر آسیبهای شنوایی قرار دارند و این خطر بسیار نگران کننده شده است.

گوش دادن به « 3 MP » و دیگر ابزار شخصی پخش موسیقی با صدای بسیار بلند و به مدت طولانی می تواند باعث از دست دادن شنوایی یا شنیدن صدای زنگ مداوم در گوش شود. مطالعات جدید نشان داده است، 5 تا 10 درصد از کاربران « 3 MP » اگر بیش از یک ساعت در روز و هفته و حداقل به مدت 5 سال پیاپی به صدای بلند موسیقی با این وسیله گوش دهند، به ناشنوایی دایمی دچار خواهند شد.

در حال حاضر، برای ناشنوایی یا شنیدن صدای زنگ در گوش، درمان قطعی وجود ندارد. استفان راشل، عضو گروه ایمنی کاربر ANEC اقیانوسیه اروپا در این باره گفت: اگر بزودی اقدامی پیشگیرانه در این زمینه صورت نگیرد، ما با یک فاجعه مواجه خواهیم شد.این آسیب در افراد جوان می تواند سالها پس از استفاده از موسیقی به این شیوه، پنهان بماند و ناگهان به شکل آسیبهای جدی شنوایی و حتی ناشنوایی، خود را نشان دهد.به گفته پژوهشگران، در صورتی که افراد جوان به گوش فرا دادن به موسیقی با صدای بلند به مدت طولانی ادامه دهند، طی سالها احتمال از دست رفتن شنوایی آنها در سنین 20 سالگی وجود خواهد داشت.

برای مثال «آی پد»ها قادر به تولید حجم صدایی برابر 115 دسیبل بوده که بر اساس گزارشها، گوش دادن به چنین سطحی از صدا حتی برای 28 ثانیه در روز نیز به بروز آسیبهای جدی شنوایی منجر خواهد شد.

بر اساس گزارش « Cnet »، به همین منظور به شرکت اپل پیشنهاد شده است، نرم افزاری را برای محدود کردن خروجی صدای این دستگاه ها تا 100 دسیبل تولید کند یا هدفون های تولیدی اش را به صورتی بسازد که امواج مزاحم صوت را حذف کند. با وجود این، موسیقی امروزه جایگاهی خاص در زندگی افراد و بخصوص جوانان پیدا کرده است و کنترل چنین پدیده ای، نیازمند توجه و آگاه سازی افراد به خطرهایی است که بر اثر عادت داشتن به صدای بلند موسیقی، در کمین آنها نشسته است.

تفاوت هدفون و اسپیکر مانیتورینگ

برای همه ما پیش میاید که ناگزیر از استفاده از هدفون به جای بلند گو به عنوان ابزار شنود ( Monitoring ) صوتی باشیم.دلایلی متفاوت ممکن است سبب این ترجیح باشند.هدفون امکان استفاده شخصی بدون ایجاد ناراحتی برای دیگران را فراهم میکند ، پاسخ صوتی بلندگو ها تحت تاثیر اتاقی که در آن قرار گرفته باشند می باشد.در صورتی که هدفون مستقل از اتاق است.هدفون قابل حمل است و میتوان آن را به عنوان مرجع صوتی هنگامی که به بلندگو های دیگران اعتمادی نیست و یا اصلا امکان استفاده از بلندگو وجود ندارد به همراه برد.بهای هدفون با کیفیت عالی بسیار کمتر از یک جفت بلندگوی با کیفیت مشابه است و در مواردی که اتاق ضبط و فرمان یکی است استفاده از بلندگو وقتی که میکروفون روشن باشد غیر ممکن خواهد بود. اکنون پرسش این است که آیا میتوان از هدفون به جای بلندگو استفاده کرد؟

در واقع رفتار صوتی هدفون با بلندگو تفاوت زیادی دارد و از آنجایی که بخش بسیار بیشتر موسیقی ضبط شده، برای پخش توسط بلندگو تنظیم شده است استفاده از هدفون پاسخ متفاوتی را به دنبال خواهد داشت:

اسپیکر مانیتورهای حرفه ای استریو معمولا دارای 2 یا 3 درایو می باشند . درایو کوچکتر توئیتر نام دارد و مسئول پخش فرکانسهای بالاتر است. درایو میانی فرکانس های Mid و درایو بزرگتر (ووفر) فرکانس های بپ را پخش می کنند . سیستمی به نام Crossover مسئولیت تفکیک این فرکانس ها را به عهده دارد . اما در هدفون مانیتورهای استریو معمولا تمامی فرکانس های یک صوت توسط یک درایو پخش می شود.

در یک سیستم  مونیتورینگ استریویی دو بلندگویی ، اصوات از بلندگوهای مقابل به هر دو گوش میرسند ( البته با نسبت های متفاوت ) گوش دور تر اصوات را از بلندگوی سمت مقابل با دامنه کمتر و تاخیر زمانی بیشتر دریافت میکند اگر به طور روشن تر توضیح دهیم یعنی اینکه در حالت استریو باید بلندگو ها درست در مقابل جلوی بدن با فاصله یکسانی از هم قرار بگیرد یعنی اینکه هم از نظر نصب در ارتفاعی یکسان با هم باشند و هم از نظر فاصله آن ها با بدن و فاصله شان با هم در نقطه یکسان قرار گرفته باشند. در این حالت به عنوان مثال گوش سمت چپ صدای بلندگویی که در سمت چپ ( روبروی آن ) قرار دارد را سریعتر دریافت میکند و گوش سمت راست صدای بلندگویی که در سمت راست قرار دارد را سریعتر دریافت میکند و همچنین صدای بلندگوی سمت راست دیرتر به گوش چپ و بلندگوی سمت چپ دیرتر به گوش راست میرسد همچنین بازتاب اصوات توسط دیوار ها و کف و سقف اتاق نیز همراه با اصوات اصلی به گوش میرسند.دیگر آنکه گوش دورتر در پشت سایه آکوستیکی سر قرار میگیرد و اصوات زیرتر بیشتر تحت تاثیر این سایه آکوستیکی هستند.در نتیجه پاسخ فرکانسی دو گوش متفاوت خواهد بود.بدین ترتیب گوش های ما از تحلیل نسبت به دامنه ها و تاخیر زمانی و تغییر فاز اصوات و تغییر فرکانسی، میتوانند موقعیت منابع صوتی ( چپ و راست ، جلو و عقب و بالا و پایین) را در فضای سه بعدی مجسم کنند. در صورتی که در مورد هدفون، هر گوش فقط توسط یک گوشی تغذیه می شود و بنابراین در عمل فقط اختلاف دامنه بین دو گوش میتواند موقعیت را مشخص کند و اختلاف فاز و پاسخ فرکانسی بین دو گوش و بازتاب های اتاق حذف خواهند شد. موقعیت فقط بین دو گوش روی یک خط راست در وسط سر از چپ به راست و بلعکس احساس می شود و موقعیت های جلو و عقب قابل تشخیص نخواهند بود موقعیت های چپ و راست هم مانند بلندگو نبوده و بزرگنمایی می شوند یعنی اصوات نسبت به بلندگو بیشتر متمایل به طرفین احساس می گردند.

تفاوت دیگر بین هدفون و بلندگو در تحلیل اصوات در مغز است. در بلندگو چون هر دو گوش منبع صوت را میشنوند مغز اطلاعات مربوط به هر دو گوش را با هم پردازش کرده و نوعی اثر هم پوشانی خاص به نام Stereo Masking توسط مغز اعمال میشود.در صورتی که در هدفون، مغز اطلاعات هر گوش را به طور مجزا تحلیل میکند و اثر هم پوشانی متفاوت خواهد بود در نتیجه بعضی از جزییات در صدا که توسط بلندگو ها شنیده نمیشوند در هدفون بزرگنمای میگردند. در مورد اصوات بم نیز وضع متفاوت است . اصوات بم نه فقط توسط پرده گوش بلکه توسط استخوان ها و بدن نیز احساس میشوند و بلندگو ها میتوانند تمامی سطح بدن را به ارتعاش در بیاورند در حالیکه هدفون ها فقط روی پرده گوش و کمی هم بر استخوان های جمجمه عمل میکنند و بنابراین پاسخ فرکانس بم هدفون با بلندگو متفاوت میباشد.

از آنجاییکه هدفون ها معمولا واپیچش دامنه کمتری نسبت به بلندگو ها دارند جزییات فرکانسهای میانی در هدفون ها بهتر از بلندگو های معمولی شنیده خواهد شد.دراین صورت میکسی که توسط هدفون تراز شده،ممکن است هنگام پخش توسط بلندگو فاقد جزییات فرکانس های میانی شنیده شود. همچنین برابر سازی (Equalization) و تنظیم مقدار واکنش (Reverb) و افکت های شبیه ساز محیطی توسط هدفون ممکن است به نتایج نامناسب برای پخش توسط بلندگو منجر گردد.واپیچش فازنیز با هدفون بسیار بهتر از بلندگو قابل تشخیص است زیرا بازتاب های صدا در اطاق که باعث عدم وضوح پاسخ حوزه زمانی در بلنگو ها و در نتیجه عدم وضوح رفتاری فازی میشود در شنود با هدفون وجود ندارد.

برابر سازی (Equalization) در بلندگو ها و هدفون ها ممکن است با هم متفاوت باشد. پاسخ فرکانسی هر منبع صدا در فضای باز (Free-Field) با فضای بسته (diffuse- Field) متفاوت است زیرا صرفنظر از تشکیل امواج ایستاده ، صدای تولید شده در فضای بسته حاصل مجموع صدای اصلی و بازتاب های متوالی از سطوح اتاق است که در اثر طی مسافت بسیار بیشتر به صدای اصلی در شرایط نا مساعد از نظر آکوستیک اتاق در شنود دقیق مشکل ساز میشوند. ( این بازتاب ها بار ها و بارها طول اتاق را طی میکنند)

بنا به دلایل مذکور ، شنود با هدفون نسبت به بلندگو کاملا متفاوت است و در موارد حساس و دقیق به عنوان مرجع صوتی برای ضبط و میکس صدا و موسیقی و ارزیابی صوتی ، باید به عنوان ابزار کمکی و نه اصلی مورد استفاده قرار گیرد مگر آنکه هدف، تولید صدا برای شنود با هدفون باشد.در هر صورت همواره استفاده از هدفون های با کیفیت عالی بشدت توصیه می شود.