آرتیست‌شو

کارت صدا چیست؟

کارت صدای مناسب برای استودیو خانگی

در این مقاله قصد داریم به طور کامل مراحل تبدیل صدا در کارت صدا(Audio Interface) و نحوه‌ی عملکرد آن را، توضیح دهیم؛ قطعات مهم و ورودی و خروجی‌های آن را با هم بررسی کنیم و همینطور به این پرسش که چرا به کارت صدا در استودیو خانگی نیاز داریم پاسخ دهیم. درباره اینکه سمپل‌ریت و بیت‌دپت چیست نیز، توضیحاتی خواهیم داشت. تمام تلاش خود را کردیم تا پس از خواندن این مقاله اطلاعات مناسبی درباره‌ی کارت صدا داشته باشید. پس با ما باشید👊🏻

سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال

برای این که ببینیم کارت صدا چیست و چگونه عمل می‌کند، نیاز است که مقداری به مبحث سیگنال‌ها رجوع کنیم. همانطور که می‌دانید، صدا به صورت موج منتشر می‌شود؛ که می‌تواند در فضای آکوستیک(Acoustic)، آنالوگ(Analog) یا دیجیتال(Digital) باشد. به طور کلی اما در طبیعت، صدا به صورت آکوستیک وجود دارد. ما که نمی‌توانیم از صدای آکوستیک برای ساخت موسیقی و ویرایش آن استفاده کنیم؛ بنابراین صدای آکوستیک را به صدای آنالوگ تبدیل کردیم. چگونه این کار را کردیم؟ با استفاده از یک مبدل(transducer)؛ حالا این مبدل می‌تواند مثلا یک میکروفون یا پیک‌آپ گیتار باشد. خب صدا به سیگنال صوتی آنالوگ تبدیل شد. حالا سیگنال صوتی آنالوگ چیست؟ یک جریان الکتریکی متناوب است که با تقویت دامنه‌های آن می‌توان سیگنال‌های پیچیده‌ای تولید کرد. دامنه‌ی آنالوگ می‌تواند هر مقداری از اعداد حقیقی(یعنی پیوسته) باشد. سیگنال دیجیتال نیز، سیگنال‌هایی هستند که فقط با زبان صفر و یک منطقی کار می‌کنند. شاید برای بعضی از شما سوال شده که چرا داریم این‌ها را می‌گوییم؟ کامپیوترها همانطور که احتمالا می‌دانید داده‌ها را (در مبحث ما صدا) فقط به صورت دیجیتالی دریافت و ارسال می‌کنند. برای این که صدا را به دنیای دیجیتال بیاوریم تا مثلا در نرم‌افزار میزبان خود آهنگ بسازیم یا اصلا فیلم ببینیم یا هر مورد دیگر، ابتدا باید آن را به دنیای آنالوگ‌ها(ولتاژها) بیاوریم. سپس می‌توانیم صدا را به صورت دیجیتال در کامپیوتر داشته باشیم.
چگونه؟؟🤔

کارت صدا چیست؟

کارت صدا سخت‌افزاری است که وظیفه‌ی آن، تبدیل سیگنال آنالوگ به سیگنال‌های دیجیتال و بلعکس، دیجیتال به آنالوگ است. یعنی به نوعی زبان مشترک دیجیتال و آنالوگ است. خب ببینید همه کامپیوترها یا لپ‌تاپ‌ها دارای قطعه‌ی کارت صدا هستند که مثل کارت گرافیک روی مادِربورد کیس نصب می‌شود(کارت صدای داخلی یا اینترنال). اما برای انجام کارهای موسیقی و میکسینگ و مسترینگ به یک کارت صدای خارجی(اکسترنال) نیاز داریم. یکی از دلایل عدم استفاده از کارت صدای داخلی هم این است که ورودی و خروجی‌های آن مناسب کارهای آهنگسازی و میکسینگ و مسترینگ نیست. خب حالا ما با کارت صدای داخلی دیگر کاری نداریم(از اول هم نداشتیم).

مراحل تبدیل سیگنال‌ها در کارت صدا چگونه است؟ آشنایی با ADC و DAC

ببینید، اول صدا به صورت سیگنال آنالوگ وارد کارت صدا می‌شود. درون کارت صدا قطعه‌ای وجود دارد که سیگنال آنالوگ را به دیجیتال تبدیل می‌کند تا کامپیوتر آن را بخواند. به این قطعه ADC یا Analog to Digital Converter می‌گویند.

نحوه‌ی تبدیل سیگنال آنالوگ به داده‌های دیجیتالی به وسیله‌ی ADC

حال که به سیگنال دیجیتال تبدیل شد، می‌توانیم آن صدا را، با نرم‌افزارهای آهنگسازی و پلاگین‌ها، ویرایش و ذخیره کنیم؛ اما این پایان کار نیست. ما دکمه‌ی پخش آهنگ را می‌زنیم تا آن را گوش کنیم. صدا که در کامپیوتر تبدیل به داده‌ی دیجیتالی شده بود؛ پس این داده‌های دیجیتال دوباره باید وارد کارت صدا شده، در آن‌جا قطعه‌ی دیگری به اسم DAC یاDigital to Analog Converter وجود دارد که سیگنال دیجیتال را به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌کند تا از طریق هدفون یا اسپیکر قابل پخش باشد.

نحوه‌ی تبدیل داده‌های دیجیتال به سیگنال آنالوگ

خب درباره تبدیل‌ها و قطعات مهم کارت صدا گفتیم. می‌خواهم از شما خواهش کنم به این قسمت بیشتر دقت کنید.
سیگنال‌های آنالوگ منحنی‌‌های پیوسته‌ای هستند که دائما در حال حرکت‌اند تا به مقصد خود(مثلا پرده‌ی گوش ما) برسند.
کارت صدا تمام تبدیل‌هایی که در قسمت بالا گفتیم (ADC و DAC) را با نمونه‌برداری از سیگنال‌ها انجام می‌دهد. یعنی قرار است از این سیگنال‌های آنالوگی پیوسته که هر اندازه‌ای می‌توانند داشته باشند، به سیگنال‌های صفر و یک دیجیتالی برسیم.

سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ و تفاوت میان آن‌ها

هدف کارت صدا

دیدیم که سیگنال‌های آنالوگی به صورت منحنی و پیوسته هستند؛ اما سیگنال‌های دیجیتالی خیر؛ فقط صفر و یکی هستند. خب هدف کارت صدا چیست؟ با نمونه‌برداری لحظه‌ای از سیگنال‌های آنالوگ، آن‌ها را در نزدیک‌ترین حالت که فرق زیادی با سیگنال‌های اولیه نداشته باشند، به داده‌های دیجیتال تبدیل کند.

نمونه‌برداری دیجیتالی از سیگنال آنالوگ

سمپل‌ریت(Sample Rate) و بیت‌دپت(Bit Depth) چیست؟

این نمونه‌برداری‌ها در دو راستا صورت می‌گیرد. سمپل‌ریت و بیت‌دپت. سمپل‌ریت تعداد نمونه‌برداری در واحد زمان است. بیت‌دپت نیز در هر نمونه‌برداری ولتاژ را به یک واحد دیجیتالی تبدیل می‌کند. گفته بودیم که هدف کارت صدا این است که این دو نمودار را تا جای ممکن به هم نزدیک کند و به گوش ما برساند. حالا به عکس زیر توجه کنید.

مقایسه‌ی نمونه‌برداری دیجیتالی از سیگنال آنالوگ در بیت‌های زیاد و کم

به نظر شما کدام نمونه‌برداری دیجیتال به سیگنال آنالوگ اصلی نزدیک‌تر است؟

بله هرچه تعداد این شبکه‌ها بیشتر باشد، یعنی هرچه سمپل‌ریت و بیت‌دپت بیشتر، سیگنال صدای دیجیتالی ما هم به سیگنال اصلی آنالوگ نزدیک‌تر است(درست مانند پیکسل‌های یک عکس که هرچه تعداد پیکسل‌ها بیشتر باشه وضوح عکس هم بیشتر میشه). اما این به آن معنا نیست که سمپل‌ریت و بیت‌دپت را روی بالاترین حالت تنظیم کنیم؛ زیرا فایل صوتی ما حجیم‌تر شده و فضای زیادی را اشغال می‌کند(دلایل تخصصی‌تری هم هست که در مقاله‌های بعدی توضیح می‌دهیم). خب مشخصا به سیستم هم فشار وارد می‌شود. پس بهتر است تنظیمات سمپل‌ریت و بیت‌دپت را با توجه به نیازمان و توان سخت‎‌افزاری و نرم‌افزاری خود انجام دهیم. اما این نکته را به خاطر بسپارید که معمولا حالت استاندارد سمپل‌ریت ۴۴۱۰۰ یا ۴۸۰۰۰ هرتز است و بیت‌دپت نیز روی ۱۶ یا ۲۴ بیت است.

لیتنسی(تاخیر صدا Latency)

تا سیگنال از طریق ورودی کارت صدا وارد آن شود، آنجا تبدیلات و محاسبات انجام شود و دوباره برگردد، مطمئنا یک زمانی گرفته خواهد شد. اما نگران نباشید! مقدار این تاخیر بسیار کم است. در بعضی موارد حتی گوش ما(در واقع مغز ما🧠) قادر به تشخیص این تاخیر نیست. اما! اما اگر کارهای ضبط انجام می‌دهیم و اگر این تاخیر مقداری زیاد باشد، در این صورت مقداری ما را اذیت خواهد کرد. حالا این تاخیر به چه مواردی ربط دارد؟ هم می‌تواند به کارت صدا و هم به رم و سی‌پی‌یو کامپیوتر، بستگی داشته‌باشد.

قطعات مهم دیگر کارت صدا DSP و PreAmp

یک مورد دیگر که می‌خواستم اشاره کنم قطعه‌ی DSP یا Digital Signal Procesing است. دلیل این که در موارد بالا به آن اشاره نکردیم این بود که همه‌ی کارت صداها این قطعه را ندارند. خب ببینیم کار DSP چیست؟ همان‌طور که از اسمش معلوم است، پردازنده‌ی سیگنال‌های دیجیتال است. در کارت صداهایی که این قطعه را ندارند وظیفه‌ی پردازش و محاسبات سیگنال‌های دیجیتال بر عهده‌ی CPU کامپیوتر است. اما در کارت صداهای جدید این قطعه اضافه شده تا بار محاسبات را از CPU برداشته و باعث سبک شدن سیستم شود؛ البته در صورتی که با پلاگین‌هایی که مربوط به خود شرکت سازنده است کار کند. در مورد پلاگین‌های دیگر بار محاسباتی همچنان بر عهده‌ی سی‌پی‌یو است.

کارت صداهای امروزی اغلب دارای این قطعه هستند. وظیفه‌ی پری‌امپ تقویت سیگنال ورودی به کارت صدا است تا صدا قوی‌تر و حجیم‌تر شود؛ تا حدودی جلوی نویز را هم می‌گیرد. مثل کارت صدا، پری‌امپ اکسترنال نیز وجود دارد. بعضی از دوستان پری‌امپ(PreAmp) را به صورت جدا برای استودیوی خانگی خود تهیه می‌کنند؛ بعضی نیز کار خود را با همان پری‌امپی که درون کارت صدا تعبیه شده، انجام می‌دهند.

ورودی و خروجی در کارت صدا

یکی از مهم‌ترین فاکتورهای انتخاب کارت صدای مناسب، توجه به ورودی و خروجی‌های آن است. کارت صداها تعداد ورودی و خروجی‌های متفاوتی دارند که ما بسته به نیازمان کارت صدای مورد نظر خود را انتخاب می‌کنیم. خب ما کارت صدای focusrite scarlett 2i4 انتخاب کردیم و به ترتیب از چپ به راست موارد آن را بررسی می‌کنیم.

ورودی‌های کارت صدا

ورودی‌های کارت صدا

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، این کارت صدا دارای دو ورودی است که هر ورودی مشترکا هم کابل XLR و هم کابل TRS را ساپورت می‌کند.(مشخصا به طور هم‌زمان نمی‌تونید هر دو تا رو متصل کنید دیگه). به عنوان مثال می‌توانید به یک ورودی میکروفون وصل کنید و به ورودی دیگر گیتار الکتریک؛ که هم بخوانید و هم ساز بزنید. هر ورودی دارای گین است که برای تنظیم حجم صدای دریافتی، استفاده می‌شود. هنگامی که ورودی صدا به اندازه باشد، چراغ گین سبز است؛ اما هنگامی که حجم ورودی صدا زیاد باشد، این چراغ قرمز می‌شود. هنگام ضبط سعی کنید ورودی صدا را کنترل کنید؛ زیرا در غیر این صورت صدا به اصطلاح کلیپ می‌شود(صدای خش‌خش ایجاد میشه) که در نرم‌افزار میزبان (DAW) نیز قابل مشاهده است.

لاین لِوِل(LINE Level) و اینسترومنت لِوِل(INST Level)

اگر دقت کنید در زیر گین ورودی دو انتخاب قرار داده شده‌؛ INST یا Instrument Level و LINE Level .Line Level همان حجم مناسب سیگنال ورودی است.INST Level نیز معمولا برمی‌گردد به سازهایی مثل گیتار الکتریک و گیتار بِیس؛ سیگنال ورودی اینسترومنت لِوِل نیاز به تقویت پری‌امپ دارد تا به لاین لِوِل برسد. درواقع همه‌ی صداها باید تقویت بشوند تا به لاین لِوِل برسند؛ این کار برای پردازش در سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای موسیقی ضروری است.

دکمه‌ی پد(PAD) چیست؟

دکمه‌ی Pad نیز در کنار لاین لِوِل وظیفه‌ی کاهش سیگنال ورودی را بر عهده دارد. این کاهش سیگنال معمولا بین ۱۰ یا ۲۰ دسی‌بل است. هنگامی نقش pad پُررنگ می‌شود که در بعضی مواقع سیگنال ورودی آنقدر زیاد است که حتی وقتی پیچ گین ورودی را می‌بندید، باز هم صدا دیستورت می‌شود؛ در این مرحله است که از دکمه‌ی pad استفاده می‌کنیم تا سیگنال ورودی را کاهش دهد.

دکمه‌ی ۴۸V چیست؟

میکروفون‌های کاندنسر سیگنال‌های ضعیفی تولید می‌کنند که نیاز به تقویت دارد. دکمه‌ی ۴۸V برای همین قرار داده شده تا سیگنال ورودی را ۴۸ولت به شکل مستقیم افزایش دهد.

دایرکت مانیتور چیست؟

دایرکت مانیتور صدا را مستقیم از ورودی به خروجی، بدون لیتنسی(تاخیر) به گوش ما می‌رساند. یک گین بالای آن قرار داده شده که در یک طرف input و در طرف دیگر playback نوشته شده. خب input چیست؟ وقتی که گین را به طور کامل روی input قرار می‌دهید، صدای ورودی را مستقیم(بدون عبور از پلاگین یا نرم‌افزار) در خروجی می‌شنوید.
اما هنگامی که گین را به طور کامل روی playback قرار می‌دهید، صدا در نرم‌افزار پردازش شده(مشخصا یه لیتنسی هم داره) و سپس از خروجی خارج می‌شود. استفاده‌ی بیشتر از آن نیز هنگامی است که در حال انجام یک پروژه‌ی سنگین هستیم و امکان ضبط(میکروفون یا گیتار) با تاخیر کم وجود ندارد؛ بنابراین مجبور هستیم صدا را از دایرکت مانیتور به شکل مستقیم بشنویم.
دو انتخاب در زیر دایرکت مانیتور قرار داده شده. حالت MONO و STEREO که می‌توانید صدای input و playback را روی حالت مونو یا استریو تنظیم کنید(تو مقاله‌های بعد مفصل توضیح میدیم).
یک گین اصلی نیز برای تنظیم مانیتورینگ صدا وجود دارد که کاملا مشخص است توضیح اضافی نمی‌دهم.
اما در کنار گین اصلی می‌توانیم منبع خروجی مانیتورینگ را انتخاب کنیم. از آنجایی که کارت صدایی که انتخاب کردیم دارای ۴ خروجی است(۲ جفت) می‌توانیم حق انتخاب داشته باشیم.
ورودی هدفون و گینی که برای آن قرار داده شده را نیز ملاحظه می‌کنید.

خروجی‌های کارت صدا

خروجی‌های کارت صدا

یک خروجی USB مشاهده می‌کنید که برای اتصال به کامپیوتر استفاده می‌شود.
یک جفت ورودی و خروجی نیز برای اتصال میدی‌‌کنترلرها وجود دارد که می‎توانید استفاده کنید.
یک جفت خروجی بالانس و ۲ جفت خروجی آن‌بالانس نیز تعبیه شده. درباره‌ی بالانس و آن‌بالانس در مقاله‌ی کابل‌ها توضیح خواهیم داد.




امیدوارم راضی باشید از این مقاله😊 دوست داریم نظر شما هم درباره کارت‌های صدا بدونیم😉 پس یادتون نره می‌تونید زیر همین پست هر سوال، نظر و حتی انتقادی که دارید با ما درمیون بذارید. مرسی که با ما هستید💜

امین خان‌زاده

    نوشته‌های مرتبط

    قوانین ارسال دیدگاه

    • دیدگاه های فینگلیش تایید نخواهند شد.
    • دیدگاه های نامرتبط به مطلب تایید نخواهد شد.
    • از درج دیدگاه های تکراری پرهیز نمایید.
    دیدگاه‌ها

    *
    *

      fafa پاسخ

      با این توضیحات کامل و جامع شما دیگه سوالی باقی نمیمونه واقعا☺️👌🏻
      عالی بود عالی
      رقیبی ندارید در این زمینه❤️

        امین خان‌زاده پاسخ

        خیلی خیلی ممنونیم از شما 😍کاربرای خوبمون هستند که رقیب ندارند❤️
        🌸🌸🌸🌸🌸

      Kazilo پاسخ

      ممنون از اموزش شفافتون .ففط سوالی داشتم اینکه این روند در تمام کارت صدا ها یک مدل است یا متفاوت ؟

        امین خان‌زاده پاسخ

        ممنونیم لطف دارید❤️ بله روند تبدیل صدا در همه‌ی کارت صداها یکی است

    0