Urmatorul element hardware de prima importanta in configurarea unui studio modern, dupa calculator, este interfata audio.

Interfata audio este dispozitivul prin care se vehiculeaza semnalul audio inspre calculator (de ex. dinspre microfoane sau instrumente externe) si dinspre calculator (de ex. catre monitoarele audio). Interfata audio are in acest scop un anumit numar de intrari si iesiri si un anumit tip de conectare la calculator.

Placa de sunet

Un termen folosit curent pentru numirea interfetei audio este cel de “placa de sunet”, care este o traducere a termenului “soundcard”, si care este mostenit din perioada cand placile respective (pe bus ISA, ulterior PCI), puteau contine, pe langa un numar, de obicei mai redus, de intrari/iesiri, si sunete sub forma unor fisiere de tip wave stocate pe placa respectiva.

Datorita evolutiei spectaculoase a instrumentelor virtuale, includerea unor astfel de sunete pe placile audio a devenit inutila, motiv pentru care astazi nu mai intalnim produse de acest fel. Odata cu introducerea placilor de sunet pe USB si FireWire a inceput sa fie folosit din ce in ce mai mult termenul de “interfata audio”. Asadar placa de sunet si interfata audio nu sint doua lucruri separate (confuzie pe care am intalnit-o uneori) ci doar doua denumiri diferite pentru unul si acelasi lucru.

PCI, USB, FireWire

Orice interfata audio vine in ziua de azi in una din aceste trei “forme”, diferentele intre aceste trei mari familii trebuind luate in considerare in importantul moment al plecarii la cumparaturi.

Interfetele audio pe bus PCI (si mai nou pe bus PCIe) ofera, in general un transfer foarte bun al datelor, ele dispunand in general rezolutii mari (24 biti / 96kHz, unele chiar pina la 192kHz), insa, datorita limitarilor bus-ului PCI, acest tip de interfete niciodata nu vor putea oferi alimentarea cu 48 de volti (phantom-power) necesara microfoanelor numite popular “de studio”. Un alt dezavantaj al acestui tip de interfata audio este ca, de multe ori, ea vine cu un conector specific care are la capatul celalalt un manunchi de scurte cabluri pentru toate intrarile/iesirile placii (mai rar se ofera o cutie care contine toti acesti conectori si care se poate aseza pe masa sau in rack), si bineinteles, dezavantajul de a trebui sa umbli in spatele calculatorului de fiecare data cand vrei sa cablezi ceva. De asemenea (cu rare exceptii), ele nu sint compatibile cu calculatoarele portabile, din ce in ce mai utilizate si raspandite in ziua de azi. (Varianta portabila a placii PCI/PCIe este placa PCMCIA sau mai noua Express Card, ele sint mult mai putin raspandite decit celelalte interfete “portabile”, pe USB si pe FireWire).

Interfetele audio pe USB pot veni in doua variante, pe USB 1.1 si pe USB 2. Cele mai raspandite sint (inca), interfetele pe USB 1.1 si ele au dezavantajul de a nu oferi (decat eventual cu anumite compromisuri) frecvente de sampling mai mari de 48kHz, datorita largimii de banda reduse ale conexiunii USB 1.1, si un numar destul de redus de intrari/iesiri. Asadar majoritatea interfetelor USB ofera posibilitatea de a folosi frecventele de sampling de 44.1 si 48kHz, care, dincolo de aceasta limitare, sint in general adecvate majoritatii aplicatiilor audio profesionale.

Interfetele pe USB 2 ofera frecvente de sampling mai mari si un numar crescut de intrari si iesiri fata de surorile pe USB 1.1. Ele sint insa, deocamdata, ceva mai putin fabricate si raspandite, probabil datorita faptului ca fabricantii de interfete audio au preferat sa foloseasca conexiunea FireWire in cazul in care doreau sa ofere rezolutii mari si intrari/iesiri multiple. Avantajul interfetelor pe USB sta in usurinta folosirii lor (se pot conecta fara a necesita repornirea calculatorului si pot fi asezate la indemana) si in gradul mare de portabilitate (pot fi folosite atit pe desktop cit si pe laptop).

Interfetele audio pe FireWire ofera in general combinatii variate de intrari/iesiri, fiind superioare din acest punct de vedere interfetelor audio pe USB 1.1. Exista interfete pe FireWire care ofera pina la 8 intrari analogice cu preamplificatoare de microfon si 8 iesiri analogice la care se pot adauga si anumite combinatii de intrari/iesiri digitale. Un punct forte al acestui tip de interfata este ca ea poate fi portabila in situatia in care dispunem de un laptop care ofera conector FireWire cu sase pini, singurul prin care o astfel de interfata poate fi alimentata. Exista chiar anumite interfete pe FireWire care pot functiona in regim autonom, fara a necesita conectarea la calculator, ca un sui-generis mixer.

Intrari/iesiri

Dupa cum scriam mai sus, interfata audio mijloceste vehicularea semnalului audio inspre si dinspre calculator, folosindu-se pentru acest lucru de intrarile si iesirile cu care este inzestrata.

Analog In

In general orice interfata audio are un anumit numar de intrari de tip analogic. Aceste intrari pot prelua semnalul electric provenind de la diverse surse, cum ar fi microfoanele, chitarile electrice, sintetizatoarele hardware si in general orice dispozitiv care poate trimite un semnal audio analogic (CD player, casetofon, pick-up etc.), pentru ca acesta sa poata fi introdus in calculator.

Tipurile de conectori folositi pentru intrarile analogice variaza intre XLR, TRS/TS, si RCA. Conectorii XLR sint folositi de regula in situatia in care interfata audio este inzestrata cu preamplificatoare de microfon cu phantom-power, care ii dau utilizatorului posibilitatea de a folosi microfoane care necesita alimentare la 48V.

Conectorii de tip TS (jack mono) sint folositi pentru a conecta aproape orice dispozitiv care da semnal audio analogic, o mentiune speciala trebuind facuta pentru intrarile de tip Hi-Z, intrari dedicate chitarilor electrice (pentru conexiunea directa a instrumentului la interfata), care beneficiaza de impedanta mare, numite si intrari de instrument.

Conectorii de tip TRS (jack stereo) servesc in principiu acelorasi aplicatii ca si conectorii TS insa beneficiaza de un tip de conexiune numita simetrica (balanced), care nu sufera de aceleasi limitari ca si conexiunile “normale”, pe conector TS, numite asimetrice (unbalanced), limitari legate de lungimea cablurilor sau de anumite interferente care pot aparea in cazul acestora. Pentru a beneficia de intrarile simetrice trebuie insa ca si dispozitivul conectat la ele sa dispuna de iesiri simetrice. Chiar daca nu avem cabluri simetrice, pe acest tip de intrari pot fi folosite si cabluri asimetrice.

Uneori intalnim si conectori de tip Combo-Neutrik care accepta pe acelasi conector o mufa XLR sau una TRS/TS, de regula plasati pe partea din fata a interfetei, si care prezinta avantajul de a nu trebui sa umbli in spatele placii daca vrei sa folosesti o chitara electrica, de exemplu.

Anumite placi au chiar doua intrari dedicate pentru conectarea pick-up-urilor, cu conectori de tip RCA, care sint optimizate in acest scop, in ideea transferului in domeniul digital al inregistrarilor pe vinil.

O functie mai rar intalnita este cea de includere a unor intrari de insert la unele interfete, care faciliteaza integrarea unui efect hardware pentru procesarea semnalului ce intra in interfata (un compresor de exemplu), functie ce apropie interfata audio de mixerul traditional.

Analog Out

Iesirile analogice ale interfetei audio sint in general folosite pentru a trimite semnalul audio in monitoare. In acest scop majoritatea interfetelor audio beneficiaza de doua iesiri analogice. Unele merg chiar mai departe si ofera intre patru, sase (pentru monitorizare 5.1) si opt (7.1) iesiri analogice. Si iesirile, la fel ca intrarile, pot fi simetrice sau asimetrice si pot avea conectori TRS/TS, RCA sau chiar XLR, desi standardul este deocamdata conectorul de tip TRS/TS.

Separat de aceste iesiri, de regula, este oferita o iesire de casti, dotata eventual cu potentiometru propriu, iar in anumite cazuri chiar doua astfel de iesiri, uneori fiind integrata si functia de speaker-muting (oprire a semnalului care merge in monitoare, pentru situatiile cand se inregistreaza, de multe ori in aceeasi camera in care sint si monitoarele) la conectarea castilor.

Convertoarele Pentru ca semnalul analogic care intra in interfata audio, provenind de exemplu de la un microfon, sa poata fi inregistrat, acest semnal trebuie transformat, convertit, “tradus” in cuvant digital, pentru a putea fi folosit in domeniul digital in care opereaza calculatorul. Acest lucru se realizeaza prin intermediul asa numitelor convertoare AD (Analog to Digital). Intr-un mod similar, pentru ca acest cuvant digital sa poata fi redat si noi sa-l auzim in difuzoare, el trebuie convertit in semnal analogic, lucru care se realizeaza prin intermediul convertoarelor DA (Digital to Analog). Calitatea inregistrarii, ca si cea a redarii, depinde asadar intr-o foarte mare masura de calitatea convertoarelor folosite in acest proces, acesta fiind unul din principalele motive pentru care interfetele audio de calitate, care incorporeaza convertoare de calitate, nu sint si cele mai ieftine. Caracteristicile acestor convertoare sint exprimate de regula in cadrul specificatiilor tehnice ale interfetei si tin in principal de adancimea de biti (maximul fiind de regula 24 biti), de frecventa de sampling (maximul fiind undeva intre 96kHz si 192kHz in ziua de azi, desi exista inca interfete pe USB 1.1 care nu depasesc 48kHz), de raportul semnal-zgomot si de plaja dinamica (ambele fiind indicat sa aiba valori ce depasesc 100dB).

Digital In/Out

Unele interfete (din ce in ce mai multe) ofera si conexiuni digitale. Acest tip de conexiuni servesc la folosirea altor dispozitive digitale (preamplificatoare, unele sintetizatoare, chiar si unele microfoane) si sint preferate pentru a evita conversia din domeniul digital in cel analogic la iesirea semnalului dintr-un astfel de dispozitiv si reconversia aceluiasi semnal inapoi in domeniul digital la intrarea in interfata audio.

In general sint intalnite intrarile/iesirile digitale de tip S/PDIF, folosite la felurite dispozitive digitale, de la CD playere la sintetizatoare (conexiune categorisita uneori “de tip consumer”), si cele de tip ADAT, mai rar si cele de tip AES (gasite in general la dispozitivele dedicate aplicatiilor profesionale). O aplicatie practica a unei conexiuni de tip ADAT ar fi, de exemplu, conectarea unui preamplificator extern dedicat, care ar putea avea de exemplu opt intrari de microfon, marind astfel numarul de intrari al interfetei audio.

Conexiunile S/PDIF folosesc in general mufe de tip RCA, cele de tip ADAT folosesc cablu optic iar cele de tip AES folosesc conectori XLR. Exista unele placi care accepta pe conectorul RCA folosit pentru S/PDIF si conexiune AES (pentru asta fiind necesar un adaptor).

MIDI

Desi se numesc interfete audio, datorita faptului ca aproape intotdeauna ele au oferit si conexiuni MIDI, un termen mai corect pentru ele ar fi cel de interfete audio/MIDI. Majoritatea interfetelor audio ofera cite o intrare si o iesire MIDI. Acest tip de conexiune, aparut in anii ’80, este folosit in general pentru conectarea sintetizatoarelor (sau a modulelor de sunet, drum machine-urilor etc.), permitand controlul acestora prin intermediul altor dispozitive compatibile MIDI. Astazi avem si alte dispozitive MIDI, cum ar fi claviaturi sau suprafete de control, care se folosesc de sistemul MIDI pentru a controla instrumentele, efectele, mixerele virtuale sau transportul (comenzile de play, stop, derulare) DAW-urilor.

Intrarile MIDI permit introducerea de comenzi MIDI in calculator, in timp ce iesirile MIDI permit transmiterea de comenzi MIDI dinspre calculator. Daca dorim doar sa controlam instrumentele virtuale cu ajutorul unei claviaturi MIDI, este suficient sa conectam iesirea MIDI a claviaturii la intrarea MIDI a interfetei audio. Daca insa lucram cu un sintetizator hardware si dorim nu doar sa introducem mesaje MIDI in calculator, ci sa si controlam anumiti parametri ai sintetizatorului prin intermediul calculatorului (de exemplu o modificare a parametrului de cutoff al filtrului), este necesar sa avem conectata iesirea MIDI a interfetei la intrarea MIDI a sintetizatorului respectiv.

Asadar prin conexiunea MIDI nu se transmite semnal audio ci comenzi de control intre dispozitivele compatibile MIDI. Exista si o categorie aparte de interfete, dedicate exclusiv conectarii mai multor dispozitive MIDI la calculator, numite chiar interfete MIDI. Acestea ofera de regula intre doua si opt porturi MIDI. Pe de alta parte exista din ce in ce mai multe dispozitive hibride care ofera atit o interfata audio cit si o claviatura MIDI cu potentiometre, fadere si butoane, ba chiar si cu joystick-uri sau touch-pad-uri.

DSP

Veti gasi la anumite interfete audio specificatii legate de incorporarea unuia sau mai multor DSP -uri. Acest DSP (Digital Signal Processor) poate realiza felurite operatii de procesare a semnalului digital. Anumite placi folosesc un astfel de procesor pentru a oferi un mixer virtual (ce poate opera la rezolutii mari, pina chiar la 80 de biti la interfetele Metric Halo), altele oferind chiar efecte sau instrumente virtuale, practic in regim autonom de procesorul calculatorului. Interfetele audio cu DSP-uri produse de firma germana Creamware au facut senzatie la inceputul anilor 2000, ele integrand practic un intreg studio virtual, cu mixere, efecte, sintetizatoare si samplere intr-o singura astfel de placa. De retinut ca si sistemele Pro Tools HD sint bazate tot pe astfel de placi cu DSP-uri.

Exista chiar si placi dedicate procesarii semnalului prin intermediul anumitor plugin-uri scrise special pentru aceste placi, dintre care cele mai cunoscute sint cele produse de Universal Audio (UAD -1) sau TC Electronic (PowerCore), care nici macar nu mai au partea de interfata audio, fiind dedicate exclusiv procesarii semnalului audio; ele nu trebuie confundate cu interfetele audio care au si DSP-uri si formeaza o categorie diferita de acestea.

Pe de alta parte multime de sintetizatoare (faimoasele VA <Virtual Analog>, Access Virus, Clavia Nord Lead, Nord Modular, Waldorf Q etc.) se folosesc de astfel de procesoare pentru a genera sunetul, aceste DSP-uri fiind “inima” multor dispozitive audio digitale folosite in productia audio in ziua de azi.

Concluzie

Speram ca aceasta prezentare a mai luminat aceasta zona si va va permite sa faceti o alegere cit mai informata in momentul achizitionarii unei interfete audio.

Glosar de abrevieri intalnite si neexplicate pe parcursul articolului:

XLR – tip de conector inventat de Cannon (cunoscut uneori si ca mufa Cannon), dupa conectorul de tip “X”, si numit conector de tip X cu piedica (“L” de la “latch”), de unde avem X si L, numele conectorului fiind in cele din urma XLR. Este conectorul standard pentru conexiuni simetrice atit analogice cit si digitale si pentru cablurile de microfon. Mai este numit si conector XLR cu trei pini.

TRS – conector de tip “jack” folosit pentru conexiuni simetrice alcatuit din “varf” (Tip), “inel” (Ring) si “maneca” (Sleeve).

TS – “fratele” conectorului TRS in varianta asimetrica, alcatuit numai din “Tip” si “Sleeve”. Raspandit in conectarea chitarilor electrice si a sintetizatoarelor.

RCA – de la Radio Corporation of America, conector foarte raspandit azi la produsele de tip consumer si folosit si pentru conexiunea digitala S/PDIF.

S/PDIF – tip de conexiune digitala inventat de Sony si Philips (Sony/Philips Digital Interface Format).

ADAT – tip de conexiune digitala inventat de Alesis (Alesis Digital Audio Tape), folosit initial pentru conectarea recorderelor digitale.

AES – tip de conexiune ce poarta numele Audio Engineering Society, cunoscut initial ca AES/EBU (European Broadcast Union, cele doua organizatii au creat impreuna primul standard de interfatare audio digitala in 1985), conexiunea digitala recomandata de AES. Acest tip de conexiune se realizeaza prin intermediul conectorilor simetrici de tip XLR.

MIDI – Musical Instrument Digital Interface, protocol de conectare a instrumentelor muzicale electronice, lansat in 1983.